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各種多元接続通信符号に内在する最大独立集合問題・支配集合問題の解明

研究課題

研究課題/領域番号 20K03715
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分12030:数学基礎関連
研究機関岐阜大学

研究代表者

三嶋 美和子  岐阜大学, 工学部, 教授 (00283284)

研究分担者 盧 暁南  岐阜大学, 工学部, 准教授 (10805683)
宮本 暢子  東京理科大学, 理工学部情報科学科, 教授 (20318207)
神保 雅一  滋賀大学, データサイエンス・AIイノベーション研究推進センター, 特別招聘教授 (50103049)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード巡回準直交配列 / 代数的改ざん検出符号 / DSS / 完全2進系列 / 代数的改ざん検知符号 / ドロップアウトデザイン / 最大独立集合問題 / 支配集合問題 / 衝突回避符号 / 署名符号
研究開始時の研究の概要

衝突回避符号は,同じ通信路を使用し,衝突を避けるという設定上,重みは最大でアクティブユーザ数までしか考えることができない.そのため,衝突回避符号やt-署名符号の最大符号語数に関する既知の結果は限定的である.
本研究では,重み3, 4で,最大符号語数が未解決の衝突回避符号と2-署名符号を含む多元接続通信符号について,最大符号語数の上界に対する予想を与えるとともに,予想した符号語数の上界を達成する最適符号の理論的構成法を提案する.

研究成果の概要

多元接続通信符号に応用可能な,推定したいパラメータの分散を最小にするという意味で最適な(D-最適な)2水準の巡回準直交配列の,自己相関が最小となる2進系列に基づく構成法を提案した.
また,代数的改ざん検出符号が,ランダムな攻撃を行う敵の改ざん成功確率の最大値を最小化するという意味において最適(R-最適)となるための必要条件を導出し,さらに,シミュレーションにより,それが必要十分となる場合があることを発見した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で提案したD-最適な2水準の巡回準直交配列の構成法は,アダマール行列が非存在のパラメータであっても,それに極めて近い性質をもつ行列が体系的に構成可能であることを示唆する結果である.
また,本研究で導出した代数的改ざん検出符号が最適となるための必要条件が十分性を満たす場合があることを,シミュレーションにより発見した.この発見は,限定的なパラメータに対してではあるが,乗法的指標などを用いて必要条件を定式化できれば,必要十分条件として理論的に証明可能であることの確信を与える結果を得たことを意味する.

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (28件)

すべて 2023 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 1件、 査読あり 9件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (19件) (うち国際学会 3件、 招待講演 4件)

  • [雑誌論文] Combinatorial Structures Behind Binary Generalized NTU Sequences2023

    • 著者名/発表者名
      Xiao-Nan Lu
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences

      巻: E106.A 号: 3 ページ: 440-444

    • DOI

      10.1587/transfun.2022TAL0004

    • ISSN
      0916-8508, 1745-1337
    • 年月日
      2023-03-01
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] An Improved Adaptive Algorithm for Locating Faulty Interactions in Combinatorial Testing2022

    • 著者名/発表者名
      Qianqian Yang, Xiao-Nan Lu
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences

      巻: E105.A 号: 6 ページ: 930-942

    • DOI

      10.1587/transfun.2021EAP1071

    • NAID

      130008121543

    • ISSN
      0916-8508, 1745-1337
    • 年月日
      2022-06-01
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Error-Correcting Locating Arrays for Interaction Fault Location in Combinatorial Testing2022

    • 著者名/発表者名
      Xiao-Nan Lu, Masakazu Jimbo
    • 雑誌名

      Proceedings of the 2022 IEEE International Symposium on Information Theory (ISIT)

      巻: ISIT2022 ページ: 1094-1099

    • DOI

      10.1109/isit50566.2022.9834368

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Optimal and efficient designs for fMRI experiments via two-level circulant almost orthogonal arrays2021

    • 著者名/発表者名
      Xiao-Nan Lu, Miwako Mishima, Nobuko Miyamoto, Masakazu Jimbo
    • 雑誌名

      Journal of Statistical Planning and Inference

      巻: 213 ページ: 33-49

    • DOI

      10.1016/j.jspi.2020.11.005

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書 2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] BCH codes with minimum distance proportional to code length2021

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Noguchi, Xiao-Nan Lu, Masakazu Jimbo, Ying Miao
    • 雑誌名

      SIAM Journal on Discrete Mathematics

      巻: 35 号: 1 ページ: 179-193

    • DOI

      10.1137/19m1260876

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Symmetric abelian group-invariant Steiner quadruple systems2021

    • 著者名/発表者名
      Lijun Ji, Xiao-Nan Lu
    • 雑誌名

      Journal of Combinatorial Theory, Series A

      巻: 181 ページ: 1-21

    • DOI

      10.1016/j.jcta.2021.105435

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] On Dimensionally Orthogonal Diagonal Hypercubes2020

    • 著者名/発表者名
      Xiao-Nan Lu, Tomoko Adachi
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences

      巻: E103.A 号: 10 ページ: 1211-1217

    • DOI

      10.1587/transfun.2019DMP0009

    • NAID

      130007920249

    • ISSN
      0916-8508, 1745-1337
    • 年月日
      2020-10-01
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Partitions of the lines in PG(2n-1,s) into multifold spreads for s=3, 42020

    • 著者名/発表者名
      M. Mishima, N. Miyamoto and M. Jimbo
    • 雑誌名

      Discrete Mathematics

      巻: 343 号: 7 ページ: 111867-111867

    • DOI

      10.1016/j.disc.2020.111867

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Combinatorial designs for deep learning2020

    • 著者名/発表者名
      Shoko Chisaki, Ryoh Fuji-Hara and Nobuko Miyamoto
    • 雑誌名

      JOURNAL OF COMBINATORIAL DESIGNS28

      巻: 28 号: 9 ページ: 633-657

    • DOI

      10.1002/jcd.21720

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Circulant almost orthogonal arrays and their statistical optimality2023

    • 著者名/発表者名
      盧 暁南, 三嶋 美和子, 宮本暢子, 神保雅一
    • 学会等名
      研究集会「直交デザインと関連する組合せ論」
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 2種類の陽性に対するグループテスト2023

    • 著者名/発表者名
      松島裕康, 田島友祐, 盧暁南, 神保雅一
    • 学会等名
      情報処理学会第85回全国大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 二種類の変種を検出するためのグループテストにおける組合せ構造2023

    • 著者名/発表者名
      盧 暁南, 三嶋 美和子, 神 保雅一, 宮本 暢子
    • 学会等名
      日本応用数理学会第19回研究部会連合発表会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Covering arrays guaranteeing a passing test2023

    • 著者名/発表者名
      盧 暁南
    • 学会等名
      日本数学会2023年度年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Optimality of spanning bipartite block designs II2023

    • 著者名/発表者名
      地嵜 頌子, 栗木 進二, 藤原 良, 宮本 暢子
    • 学会等名
      日本数学会2023年度年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Error-Correcting Locating Arrays for Interaction Fault Location in Combinatorial Testing2022

    • 著者名/発表者名
      Xiao-Nan Lu, Masakazu Jimbo
    • 学会等名
      The 2022 IEEE International Symposium on Information Theory (ISIT)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] グループテストにおける事後確率の近似計算法の検討2022

    • 著者名/発表者名
      松島裕康, 田島友祐, 盧暁南, 神保雅一
    • 学会等名
      2022年度統計関連学会連合大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Almost external difference families via cyclotomy2022

    • 著者名/発表者名
      盧 暁南, 川口 翔大, 三嶋 美和子
    • 学会等名
      日本数学会2022年度年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Optimality of spanning bipartite block designs2022

    • 著者名/発表者名
      地嵜頌子, 栗木進二, 藤原良, 宮本暢子
    • 学会等名
      日本数学会2022年度年会統計数学分科会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Circulant almost orthogonal arrays: statistical optimality and related combinatorial structures2022

    • 著者名/発表者名
      Xiao-Nan Lu, Miwako Mishima, Nobuko Miyamoto, Masakazu Jimbo
    • 学会等名
      Colloquium on Combinatorial Designs
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Circulant almost orthogonal arrays and related problems in statistics and combinatorics2021

    • 著者名/発表者名
      Xiao-Nan Lu, Miwako Mishima, Nobuko Miyamoto, Masakazu Jimbo
    • 学会等名
      Xinyang Normal University Math and Statistics Colloquium
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] SATソルバーの組合せデザイン問題への応用事例2021

    • 著者名/発表者名
      盧 暁南
    • 学会等名
      名古屋組合せ論セミナー
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Searching for edges in a multi-partite graph2021

    • 著者名/発表者名
      盧 暁南
    • 学会等名
      日本数学会2021年度秋季総合分科会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] A construction of spanning bipartite block designs2021

    • 著者名/発表者名
      地嵜頌子, 宮本暢子, 藤原良
    • 学会等名
      日本数学会2021年度秋季総合分科会 統計数学分科会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Almost external difference families via cyclotomy2021

    • 著者名/発表者名
      Xiao-Nan Lu, Shota Kawaguchi, Miwako Mishima
    • 学会等名
      43rd Australasian Combinatorics Conference
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Enumeration and classification of two-level circulant almost orthogonal arrays with strength 2 and bandwidth 12021

    • 著者名/発表者名
      盧 暁南
    • 学会等名
      日本数学会2021年度年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Circulant almost orthogonal arrays and perfect binary sequences2020

    • 著者名/発表者名
      盧 暁南,三嶋美和子,宮本暢子,神保雅一
    • 学会等名
      日本数学会2020年度秋季総合分科会 統計数学分科会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Uniform dropout designs with applications2020

    • 著者名/発表者名
      地嵜頌子,宮本暢子,藤原良叔
    • 学会等名
      日本数学会2020年度秋季総合分科会 統計数学分科会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 二部グラフ構造を持つ処理集合の実験計画とその深層学習への応用2020

    • 著者名/発表者名
      地嵜頌子,宮本暢子,藤原良叔
    • 学会等名
      2020年度科学研究費シンポジウム「大規模複雑データの理論と方法論:最前線の動向と新たな展開」
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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