情報理論・符号理論の問題
二元体 上の符号長 の線形符号 を、生成行列
の行ベクトルが張る部分空間 と定める。 の最小距離(ハミング距離の最小値)を 、ハミング重みがちょうど である の符号語の個数を とする。組 をこの順に求めよ。
この問題で使うもの
- 線形符号と生成行列(説明と入口の問題)
この問題を解けるようになるまで(37 技能)
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- 三角形の外角と角の組み合わせ
- 小数の四則計算
- 分数のたし算・ひき算
- 分数のかけ算・わり算
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- 四則の混じった計算の順序
- 正負の数の乗除・累乗と四則混合
- 分配法則を使った計算のくふう
- 文字式の計算(同類項・分配法則)
- 1 次方程式の解き方
- 二等辺三角形の角
- 平行四辺形と特別な四角形の性質
- 三角形・四角形の面積
- 約数の見つけ方
- 素因数分解と約数の個数
- 平方根の意味と根号の簡単化
- 三平方の定理
- 乗法公式による展開
- 折り返した図形の角と長さ
- 三平方の定理と平面図形
- ベクトルの演算と成分
- 行列の和・積と 2 次の逆行列
- 掃き出し法と連立 1 次方程式
- 行列の階数と解の存在
- ベクトル空間・一次独立・基底・次元
- 因数分解
- 文字式で表した整数の性質
- 余りによる整数の分類
- 樹形図で数え上げる
- 積の法則と和の法則
- 和の法則・積の法則と樹形図
- 合同式
- 線形符号と生成行列
ヒント
行き詰まったら、上から順に 1 つずつ開いてください。
ヒント 1
線形符号の最小距離は、零でない符号語のハミング重みの最小値に等しい。
ヒント 2
は 通りしかないので、零でない 個の符号語 をすべて書き出せばよい。 では に注意する。
ヒント 3
の重みはそれぞれ 、 の重みは である。残りの和も計算しよう。
答えと解説
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解説を読む
線形符号では、相異なる 2 つの符号語 の差 も符号語であり、 が成り立つ。したがって最小距離は、零でない符号語のハミング重みの最小値に等しい。
の行を 、、 とする。 の左 列は単位行列なので行は一次独立で、 は 個の符号語からなる。零でない 個の符号語を で計算する(加法は排他的論理和)。
- :重み
- :重み
- :重み
- :重み
- :重み
- :重み
- :重み
零でない符号語の重みの最小値は なので 。重み の符号語は と の 個なので 。
よって 。
別解
行を , , とする。 は 8 個の符号語からなり、0 以外の 7 個の重みを求める。
- : 重み 3
- : 重み 4
- : 重み 4
- : 重み 5
- : 重み 5
- : 重み 4
- : 重み 3
線形符号なので最小距離は 0 以外の符号語の最小重みに等しく、。重みがちょうど 3 の符号語は と の 2 個なので 。
検算: の重みは 4 で、2 つの重み 3 の語の距離として矛盾しない。また重みの総数は ではなく、重み 0 が 1 個、重み 3 が 2 個、重み 4 が 3 個、重み 5 が 2 個で計 8 個。