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情報理論・符号理論の問題

難易度 2教科書の演習問題レベル大学数学 情報理論・符号理論

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 の部分空間として定める(演算は を法とする)。

の最小距離を とし、 の符号語のうちハミング重み( である成分の個数)がちょうど であるものの個数を とする。組 を求めよ。

この問題で使うもの

この問題を解けるようになるまで(37 技能)

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、 でない符号語のハミング重みの最小値に等しいことを使いましょう。

ヒント 2

の符号語は の行ベクトル の 上の一次結合で、 でないものは 個です。

ヒント 3

の重みはどれも 、 の重みは です。残りの和の重みも同じように調べましょう。

答えと解説

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解説を読む

の行を , , とする。 の左 列は単位行列なので、 つの行は一次独立であり、 は 次元、符号語は 個である。

線形符号の最小距離は、 でない符号語のハミング重みの最小値に等しい( のハミング距離は の重みに等しいから)。そこで でない 個の符号語をすべて書き出す。

符号語成分重み

よって最小の重みは で 、重み の符号語は 個なので である。

(検算), より、検査行列は 、すなわち

である。 の列はどれも でなく、どの 列も異なるので、 列以下の和が になることはなく 。一方、第 列の和は なので であり、上の結果と一致する。

答えは である。

別解

の行を とする。 は左 3 列が単位行列なので階数 3、符号語は 個。すべて列挙する(mod 2)。

  • : 000000(重み 0)
  • : 100110(重み 3)
  • : 010011(重み 3)
  • : 001101(重み 3)
  • : 110101(重み 4)
  • : 101011(重み 4)
  • : 011110(重み 4)
  • : 111000(重み 3)

0 でない符号語の最小重みは 3。線形符号なので最小距離は最小重みに等しく、。重み 3 の符号語は の 4 個なので 。

検算: 例えば は各列の和 で重み 3。重み 1・2 の符号語がないことは上の全列挙から明らか。

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