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 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
- 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
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- 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)
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- 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
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- 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、 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。