[[File:P_ID2525__KC_A_2_8.png|right|frame|Vier Generatormatrizen, drei davon beschreiben Reed–Solomon–Codes]]
[[File:P_ID2525__KC_A_2_8.png|right|frame|Four generator matrices, three of which describe Reed-Solomon codes]]
In der [[Aufgaben:2.07_Reed%E2%80%93Solomon%E2%80%93Code_(7,_3,_5)(Base_8)|Aufgabe A2.7]] sollten Sie die Codeworte des $\rm RSC \, (7, \, 3, \, 5)_8$ über ein Polynom ermitteln. Man kann aber das Codewort $\underline{c}$ auch aus dem Informationswort $\underline{u}$ und der Generatormatrix $\mathbf{G}$ gemäß der folgenden Gleichung bestimmen:
In the [[Aufgaben:Exercise_2.07:_Reed-Solomon_Code_(7,_3,_5)_to_Base_8|"Exercise 2.7"]] you should determine the code words of the $\rm RSC \, (7, \, 3, \, 5)_8$ via a polynomial. However, you can also determine the code word $\underline{c}$ from the information word $\underline{u}$ and the generator matrix $\mathbf{G}$ according to the following equation:
Zwei der vorgegebenen Generatormatrizen beschreiben den $\rm RSC \, (7, \, 3, \, 5)_8$. In der Teilaufgabe (1) ist explizit gefragt, welche. Eine weitere Generatormatrix gehört zum $\rm RSC \, (7, \, 5, \, 3)_8$, der in der Teilaufgabe (3) betrachtet wird.
*Two of these generator matrices describe the $\rm RSC \, (7, \, 3, \, 5)_8$. In the subtask '''(1)''' is explicitly asked which.
*Another generator matrix belongs to $\rm RSC \, (7, \, 5, \, 3)_8$, which is considered in subtask '''(3)'''.
''Hinweise:''
* Die Aufgabe gehört zum Themengebiet des Kapitels [[Kanalcodierung/Definition_und_Eigenschaften_von_Reed%E2%80%93Solomon%E2%80%93Codes| Definition und Eigenschaften von Reed–Solomon–Codes]].
* Wichtige Informationen zu den Reed–Solomon–Codes finden Sie auch in der Angabe zur [[Aufgaben:2.07_Reed%E2%80%93Solomon%E2%80%93Code_(7,_3,_5)(Base_8)| Aufgabe A2.7]].
Hints:
* This exercise belongs to the chapter [[Channel_Coding/Definition_and_Properties_of_Reed-Solomon_Codes| "Definition and Properties of Reed-Solomon Codes"]].
===Fragebogen===
* Important information about Reed–Solomon codes can also be found in [[Aufgaben:Exercise_2.07:_Reed-Solomon_Code_(7,_3,_5)_to_Base_8| "Exercise 2.7"]].
===Questions===
<quiz display=simple>
<quiz display=simple>
{Welche der Generatorpolynome beschreiben den $\rm RSC \, (7, \, 3, \, 5)_8$?
{Which of the generator polynomials describe the $\rm RSC \, (7, \, 3, \, 5)_8$?
|type="[]"}
|type="[]"}
- $\mathbf{G}_{\rm A}$,
- the matrix $\mathbf{G}_{\rm A}$,
+ $\mathbf{G}_{\rm B}$,
+ the matrix $\mathbf{G}_{\rm B}$,
+ $\mathbf{G}_{\rm C}$,
+ the matrix $\mathbf{G}_{\rm C}$,
- $\mathbf{G}_{\rm D}$.
- the matrix $\mathbf{G}_{\rm D}$.
{Die Informationsfolge beginnt mit $\alpha^4, \, 1, \, \alpha^3, \, 0, \, \alpha^6$. Bestimmen Sie das erste Codewort für den $\rm RSC \, (7, \, 3, \, 5)_8$.
{The information sequence starts with $\alpha^4, \, 1, \, \alpha^3, \, 0, \, \alpha^6$. Determine the first code word for the $\rm RSC \, (7, \, 3, \, 5)_8$.
|type="[]"}
|type="[]"}
+ Es gilt $c_0 = \alpha^2$,
+ It holds $c_0 = \alpha^2$,
+ Es gilt $c_1 = \alpha^3$,
+ It holds $c_1 = \alpha^3$,
- Es gilt $c_6 = 0$.
- It holds $c_6 = 0$.
{Wie lautet bei gleicher Informationsfolge das Codewort für den $\rm RSC \, (7, \, 5, \, 3)_8$?
{What is the code word for the $\rm RSC \, (7, \, 5, \, 3)_8$ given the same sequence of information?
|type="[]"}
|type="[]"}
+ Es gilt $c_0 = 1$,
+ It holds $c_0 = 1$,
+ Es gilt $c_1 = 0$,
+ It holds $c_1 = 0$,
+ Es gilt $c_6 = \alpha^6$.
+ It holds $c_6 = \alpha^6$.
</quiz>
</quiz>
===Musterlösung===
===Solution===
{{ML-Kopf}}
{{ML-Kopf}}
'''(1)''' Richtig sind die <u>Lösungsvorschläge 2 und 3</u> ⇒ Matrizen $\mathbf{G}_{\rm B}$ und $\mathbf{G}_{\rm C}$, wobei in der Matrix $\mathbf{G}_{\rm C}$ bereits die erlaubten Umformungen $\alpha^8 = \alpha, \ \alpha^{10} = \alpha^3$ und $\alpha^{12} = \alpha^5$ berücksichtigt wurden. Die Matrix $\mathbf{G}_{\rm A}$ gilt für den $(7, \, 5, \, 3)$–Hamming–Code und $\mathbf{G}_{\rm D}$ gehört zum $\rm RSC \, (7, \, 5, \, 3)_8$. Siehe hierzu Teilaufgabe (3).
'''(1)''' Correct are the <u>solutions 2 and 3</u> ⇒ matrices $\mathbf{G}_{\rm B}$ and $\mathbf{G}_{\rm C}$.
*In the matrix $\mathbf{G}_{\rm C}$ the allowed transformations $\alpha^8 = \alpha, \ \alpha^{10} = \alpha^3$ and $\alpha^{12} = \alpha^5$ have already been considered.
*The matrix $\mathbf{G}_{\rm A}$ holds for the $(7, \, 5, \, 3)$ Hamming code and $\mathbf{G}_{\rm D}$ belongs to the $\rm RSC \, (7, \, 5, \, 3)_8$. See subtask '''(3)''' for more details.
'''(2)''' In the $\rm RSC \, (7, \, 3, \, 5)_8$, in each coding step are processed $k = 3$ information symbols, <br>in coding step 1 according to the specification the symbols $\alpha^4, \ 1$ and $\alpha^3$.
'''(2)''' Beim $\rm RSC \, (7, \, 3, \, 5)_8$ werden in jedem Codierschritt $k = 3$ Informationssymbole verarbeitet, im Codierschritt 1 die Symbole $\alpha^4, \ 1$ und $\alpha^3$. Mit der Generatormatrix $\mathbf{G}_{\rm C}$ gilt somit:
*With the generator matrix $\mathbf{G}_{\rm C}$ thus holds:
[[File:P_ID2584__KC_T_2_5_Darstellung.png|right|frame|]] Damit ergibt sich entsprechend der nebenstehenden Tabelle:
*You get exactly the same result as in subtask '''(4)''' of [[Aufgaben:Exercise_2.07:_Reed-Solomon_Code_(7,_3,_5)_to_Base_8|"Exercise 2.7"]]. Correct are the <u>solutions 1 and 2</u>.
Man erhält das genau gleiche Ergebnis wie in der Teilaufgabe (4) von [[Aufgaben:2.07_Reed%E2%80%93Solomon%E2%80%93Code_(7,_3,_5)(Base_8)|Aufgabe A2.7]]. Richtig sind die <u>Lösungsvorschläge 1 und 2</u>. Es gilt nicht $c_6 = 0$, sondern $c_6 = 1$.
'''(3)''' Beim $\rm RSC \, (7, \, 5, \, 3)_8$ ist nun das Informationswort $\underline{u} = (u_0, \, u_1, \, u_2, \, u_3, \, u_4)$ zu berücksichtigen. Mit der Generatormatrix $\mathbf{G}_{\rm D}$ erhält man somit:
'''(3)''' At the $\rm RSC \, (7, \, 5, \, 3)_8$, the information word $\underline{u} = (u_0, \, u_1, \, u_2, \, u_3, \, u_4)$ must be considered.
Hierbei ist berücksichtigt, dass der Klammerausdruck $[ \ ... \ ]$ genau dem Ergebnis $c_1$ der Teilaufgabe (2) entspricht. Entsprechendes wird bei den folgenden Berechnungen ebenfalls berücksichtigt:
*This takes into account that the bracket expression $[ \ \text{...} \ ]$ corresponds exactly to the result $c_1$ of subtask '''(2)'''.
Four generator matrices, three of which describe Reed-Solomon codes
In the "Exercise 2.7" you should determine the code words of the $\rm RSC \, (7, \, 3, \, 5)_8$ via a polynomial. However, you can also determine the code word $\underline{c}$ from the information word $\underline{u}$ and the generator matrix $\mathbf{G}$ according to the following equation:
(1) Correct are the solutions 2 and 3 ⇒ matrices $\mathbf{G}_{\rm B}$ and $\mathbf{G}_{\rm C}$.
In the matrix $\mathbf{G}_{\rm C}$ the allowed transformations $\alpha^8 = \alpha, \ \alpha^{10} = \alpha^3$ and $\alpha^{12} = \alpha^5$ have already been considered.
The matrix $\mathbf{G}_{\rm A}$ holds for the $(7, \, 5, \, 3)$ Hamming code and $\mathbf{G}_{\rm D}$ belongs to the $\rm RSC \, (7, \, 5, \, 3)_8$. See subtask (3) for more details.
(2) In the $\rm RSC \, (7, \, 3, \, 5)_8$, in each coding step are processed $k = 3$ information symbols, in coding step 1 according to the specification the symbols $\alpha^4, \ 1$ and $\alpha^3$.
With the generator matrix $\mathbf{G}_{\rm C}$ thus holds: