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ブロック符号

索引 ブロック符号

ブロック符号(ブロックふごう、Block code)は、符号理論における伝送路符号の種類である。メッセージに冗長性を加えることで、受信側でなるべく誤りのない復号を可能にしつつ、通信路容量を越えない情報レート(1秒間当たりの転送情報の量をビットで表したもの)を提供する。 ブロック符号の特徴は、固定長の符号である点にあり、ハフマン符号のような情報源符号や畳み込み符号のような伝送路符号とは異なる。一般に、k桁の情報語を入力とし、n桁の符号語を生成する。 ブロック符号は、初期の携帯電話で伝送路符号として使われた。.

13 関係: ハミング距離ハフマン符号ビットアルファベット (計算機科学)ゴレイ符号冗長性 (情報理論)球充填符号理論畳み込み符号自然数通信路容量携帯電話情報

ハミング距離

4ビット文字列のハミング距離を図示したもの。頂点に特定のビットの組合せが対応していて、頂点間の辺の数がハミング距離に対応する 情報理論において、ハミング距離(ハミングきょり、Hamming distance)とは、等しい文字数を持つ二つの文字列の中で、対応する位置にある異なった文字の個数である。別の言い方をすれば、ハミング距離は、ある文字列を別の文字列に変形する際に必要な置換回数を計測したものである。この用語は、リチャード・ハミング (Richard Wesley Hamming) にちなんで命名されたもので、鼻歌 (humming) ではない。 ハミング距離は、遠距離通信における固定長バイナリー文字列の中で弾かれたビット数や、エラーの概算を数えるのに用いられるために、信号距離とも呼ばれる。文字数 n の1ビット文字列間のハミング距離は、それらの文字列間の排他的論理和のハミング重み(文字列内の 1 の個数)か、 n 次元超立方体の 2 頂点間のマンハッタン距離に相当する。 ハミング距離の例:.

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ハフマン符号

ハフマン符号(ハフマンふごう、Huffman coding)とは、1952年にデビッド・ハフマンによって開発された符号で、文字列をはじめとするデータの可逆圧縮などに使用される。 ほかのエントロピー符号と同様、よく出現する文字には短いビット列を、あまり出現しない文字には長いビット列を割り当てることで、メッセージ全体の符号化に使われるデータ量を削減することを狙っている。 コンパクト符号やエントロピー符号の一つ。JPEGやZIP (Deflate) などの圧縮フォーマットで使用されている。 シャノン符号化が最適ではない場合が存在する不完全な符号であったのに対し、ハフマン符号は(整数の符号語長という制約のもとでは、)常に最適な符号を構成できる。擬似的に実数の符号語長を割り振る算術符号と比較すれば、データ圧縮効率は劣る。ただし、算術符号やその他の高効率の符号化法と異なり、特許の問題が無い。.

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ビット

ビット (bit, b) は、ほとんどのデジタルコンピュータが扱うデータの最小単位。英語の binary digit (2進数字)の略であり、2進数の1けたのこと。量子情報科学においては古典ビットと呼ばれる。 1ビットを用いて2通りの状態を表現できる(二元符号)。これらの2状態は一般に"0"、"1"と表記される。 情報理論における選択情報およびエントロピーの単位も「ビット」と呼んでいるが、これらの単位は「シャノン」とも呼ばれる(詳細は情報量を参照)。 省略記法として、バイトの略記である大文字の B と区別するために、小文字の b と表記する。.

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アルファベット (計算機科学)

形式言語とオートマトンの理論において、アルファベット (英: alphabet) または字母とは、文字や数字などといったような「記号」の有限の集合のこと。有限の文字列は、アルファベットからなる文字の有限の並びである。特に、からなるアルファベットはバイナリアルファベットと呼ばれる。また、二進列 (binary string)は、バイナリアルファベットの並びである。また、うまく処理することで、無限の文字の並びも考えることが可能である。 アルファベットΣが与えられたとき、Σ*はアルファベットΣからなる有限の文字列全てを意味する。ここでの*はクリーネ閉包を意味する演算子である。また、\Sigma^\infty (or occasionally, \Sigma^\N or \Sigma^\omega)は、アルファベットΣからなる無限の文字列全てを意味する。 例えばバイナリアルファベットからはのような文字列が生成できる(εは空文字列を意味する)。.

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ゴレイ符号

レイ符号(Golay code)は、数学の散在型単純群の理論に基づく符号の種類である。名前の由来はスイスの数学者。.

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冗長性 (情報理論)

冗長性(じょうちょうせい、Redundancy)とは、情報理論において、あるメッセージを転送するのに使われているビット数からそのメッセージの実際の情報に必須なビット数を引いた値である。冗長度、冗長量とも。大まかに言えば、あるデータを転送する際に無駄に使われている部分の量に相当する。好ましくない冗長性を排除・削減する方法として、データ圧縮がある。逆にノイズのある通信路容量が有限な通信路で誤り検出訂正を行う目的で冗長性を付与するのが、チェックサムやハミング符号などである。.

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球充填

レンジの積み上げは球充填の具体的応用の1つでもある。 球充填(きゅうじゅうてん、sphere packing)とは、互いに重なり合わない球を並べて空間を充填することである。通常は同一の大きさの球と3次元ユークリッド空間を扱う。しかし、球の大きさが一様ではない場合や、2次元空間(その場合の球は円)や高次元空間(その場合の球は超球)、さらにはのような非ユークリッド空間にも適用できる。 典型的な球充填問題とは、ある空間について最も稠密に球を詰め込む配置を見出す問題である。空間全体に対する球によって占められた空間の比率を充填密度(density of arrangement)と呼ぶ。無限に広い空間への充填では、測定する体積によって局所的な充填密度が変わるため、通常は密度の平均を最大化するか、十分大きな体積を測定するときの漸近的な密度を最大化することを問題とする。 3次元空間の充填では、等しい大きさの球による最密充填は空間の74%を占める。等しい大きさの球によるランダム充填は一般に64%前後の密度を持ち、最も緩い充填は55%ぐらいになることが実験によって確かめられている。.

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符号理論

号理論(ふごうりろん、Coding theory)は、情報を符号化して通信を行う際の効率と信頼性についての理論である。符号は、データ圧縮・暗号化・誤り訂正・ネットワーキングのために使用される。符号理論は、効率的で信頼できるデータ伝送方法を設計するために、情報理論・電気工学・数学・言語学・計算機科学などの様々な分野で研究されている。通常、符号理論には、冗長性の除去と、送信されたデータの誤りの検出・訂正が含まれる。 符号化は、以下の4種類に分けられる。.

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畳み込み符号

畳み込み符号(たたみこみふごう、Convolutional code)は、電気通信における誤り訂正符号の一種である。m-ビットの情報シンボル(すなわち m-ビット文字列)が符号化によって n-ビットシンボルに変換され、このとき m/n を符号レートと呼ぶ(n ≥ m)。また、その変換は最近の k 個の情報シンボルに関する関数となっており、k をその符号の拘束長(constraint length)と呼ぶ。.

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自然数

自然数(しぜんすう、natural number)とは、個数、もしくは順番を表す一群の数のことである。集合論においては、自然数は物の個数を数える基数のうちで有限のものであると考えることもできるし、物の並べ方を示す順序数のうちで有限のものであると考えることもできる。 自然数を 1, 2, 3, … とする流儀と、0, 1, 2, 3, … とする流儀があり、前者は数論などでよく使われ、後者は集合論、論理学などでよく使われる(詳しくは自然数の歴史と零の地位の節を参照)。いずれにしても、0 を自然数に含めるかどうかが問題になるときは、その旨を明記する必要がある。自然数の代わりに非負整数または正整数と言い換えることによりこの問題を避けることもある。 数学の基礎付けにおいては、自然数の間の加法についての形式的な逆元を考えることによって整数を定義する。正の整数ないしは負でない整数を自然数と同一視し、自然数を整数の一部として取扱うことができる。自然数と同様に整数の全体も可算無限集合である。 なお、文脈によっては、その一群に属する個々の数(例えば 3 や 18)を指して自然数ということもある。.

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通信路容量

通信路容量(つうしんろようりょう)または伝送路容量(でんそうろようりょう、Channel capacity)は、電気工学、計算機科学や情報理論において通信路に対して定義される量であり、通信路を介して確実に伝送できる情報の量の上限である。 通信路容量という概念は、その値の具体的な評価を可能にする数学モデルと併せて、クロード・シャノンが確立した情報理論において定義された。通信路容量は、通信路の入力と出力との間の相互情報量を、入力分布に関して最大化したときの最大値によって与えられる。通信路符号化定理によれば、ある通信路の通信路容量は、任意に小さい誤り率を要請した場合にその通信路を介して単位時間当たりに伝送可能な情報量の上限に等しい。.

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携帯電話

折りたたみ式の携帯電話 スライド式の携帯電話 携帯電話(けいたいでんわ、mobile phone)は、有線電話系通信事業者による電話機を携帯する形の移動体通信システム、電気通信役務。端末を携帯あるいはケータイと略称することがある。 有線通信の通信線路(電話線等)に接続する基地局・端末の間で電波による無線通信を利用する。無線電話(無線機、トランシーバー)とは異なる。マルチチャネルアクセス無線技術の一種でもある。.

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情報

情報(じょうほう、英語: information、ラテン語: informatio インフォルマーティオー)とは、.

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