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2014 年度 実績報告書

組合せデザインの代数・幾何構造と最適組合せ符号への応用

研究課題

研究課題/領域番号 14J11700
研究機関名古屋大学

研究代表者

盧 暁南  名古屋大学, 情報科学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2014-04-25 – 2017-03-31
キーワードAffine-invariant / Steiner quadruple system / SQS / Cyclic SQS / 1-factor / Low-conflict code
研究実績の概要

今年度, 私は以下の四点について研究を行なった:
(i) アフィン不変なスタイナー4重系(SQS)の再帰的構成. 私は昨年度までの研究において,位数が素数2倍のアフィン不変なスタイナー4重系(SQS)について,構成法を提案した.今年度は,さらに,位数が素数冪2倍のとき,円分剰余類の手法を用いると,SQSの具体的な構成法を与えた.
(ii) アフィン不変な2QS(2-fold quadruple system)の構成. アフィン不変なデイザンを検討する中で, 2QSについては,SQSによく似た条件を満たすとき,類似の構成法が適用可能であるため,あるグラフの1因子の存在を仮定したもとでアフィン不変な2QSの直接構成法と再帰的構成法を与えた.
(iii) 巡回SQS・アフィン不変なSQSに関するグラフの1因子と数論との関係. アフィン不変なSQSや2QSの存在は,あるCGというグラフの1因子の存在性に依存することが明らかにされている.更に,CGグラフとKohler(1979)が定義したKGグラフとの関係を解明し,同型であることを示した.
(iv) 低衝突符号の概念の導入と最大衝突回数2の最適な低衝突符号の構成. 情報通信における組合せ符号の一種の衝突回避符号を,より一般的に衝突数が少ない場合に拡張したいと考えている. また衝突を許さない場合には,送信できるユーザー数が少ないことが知られている.今年度の研究では,衝突回数が最大2回まで許される場合に,重み3と4の場合の構成法について検討した.その結果として,重み3の低衝突符号を衝突回避符号を用いて導くことができた.一方,重み4,符号長が素因子2と3しか持たない場合に,低衝突符号については,等差性に注目し,そこから得られるグラフ表現を用いて,最大符号語数の上限界値や符号語の選び方を得た.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

(i)(ii)については,当初の予想より多くの新しい結果が得られた.実際,これらの結果として,アフィン不変なデザインの無限系列ははじめです.その成果を2編の論文として投稿していた,その再帰的構成の手法を用いて,アフィン不変なSQSの存在性の必要条件も示した.
(iii)については,アフィン不変なSQSの存在するため,あるCGグラフの1因子の存在に帰着できていた.そのCGグラフが特殊な頂点を除いて3正則グラフであることを明らかにして,さらに,グラフの位数が10万程度まで計算機で調べて1因子の存在を確認できた,また,そのCGグラグの1因子と数論との関連を指摘し,今後,巡回SQSの研究に対して,新たな成果が生まれたと思われる.
(iv)については,組合せ符号の一種類として,衝突回避符号を一般化した低衝突符号の存在・構成問題についても結果を得て,現在論文としてまとめている.

今後の研究の推進方策

(i)(ii)については,現在の研究における結果により,巡回SQS(又は2QS)や最適な光直交符号などの組合せ構造の新たな無限系列の存在・構成が得てゆきたい.また,アフィン不変なSQS(又は2QS)の新しい応用分野についても模索してみたい.
(iii)については,代数的なや解析整数論的な手法を用いて,アフィン不変なSQSに関するCGグラフにおける1因子の漸近存在性が言えるため,グラグの位数に関する新たな上下限界値を研究を行っていきたい.
(iv)については,重み4,符号長が素因子2と3しか持たない場合の低衝突等差符号については,最大符号語数の上限界値と構成が分かっている.更に,符号長がより一般な正整数の場合については今後の課題である.

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2015 2014

すべて 学会発表 (9件) (うち招待講演 1件)

  • [学会発表] Unifying some graphs related to quadruple systems2015

    • 著者名/発表者名
      盧暁南,神保雅一
    • 学会等名
      日本数学会2015年度年会(統計数学分科会)
    • 発表場所
      明治大学
    • 年月日
      2015-03-21 – 2015-03-24
  • [学会発表] Affine-invariant quadruple systems and related number theoretical conjecture2014

    • 著者名/発表者名
      Xiao-Nan Lu
    • 学会等名
      研究集会「実験計画法およびその周辺の組合せ構造 2014 」
    • 発表場所
      城崎国際アートセンター
    • 年月日
      2014-12-13 – 2014-12-15
  • [学会発表] Affine-invariant strictly cyclic Steiner quadruple systems and related hypergraphs2014

    • 著者名/発表者名
      盧暁南,神保雅一
    • 学会等名
      日本数学会2014年度秋季総合分科会(統計数学分科会)
    • 発表場所
      広島大学
    • 年月日
      2014-09-25 – 2014-09-28
  • [学会発表] Affine-invariant simple two-fold quadruple systems2014

    • 著者名/発表者名
      Xiao-Nan Lu
    • 学会等名
      The Japanese Conference on Combinatorics and its Applications(JCCA 2014)
    • 発表場所
      筑波大学
    • 年月日
      2014-08-25 – 2014-08-29
  • [学会発表] Affine-invariant strictly cyclic Steiner quadruple systems and related hypergraphs2014

    • 著者名/発表者名
      Xiao-Nan Lu
    • 学会等名
      International Conference on Combinatorics and Graphs -- A Satellite Conference of ICM 2014
    • 発表場所
      Beijing Jiaotong University, China
    • 年月日
      2014-08-08 – 2014-08-12
  • [学会発表] On Affine-invariant strictly cyclic Steiner quadruple systems2014

    • 著者名/発表者名
      Xiao-Nan Lu
    • 学会等名
      2014 Symposium for Young Combinatorialists
    • 発表場所
      National Taiwan Normal University, Taiwan
    • 年月日
      2014-08-02 – 2014-08-03
    • 招待講演
  • [学会発表] Affine-invariant strictly cyclic Steiner quadruple systems and related graphs and hypergraphs2014

    • 著者名/発表者名
      Xiao-Nan Lu
    • 学会等名
      RIMS共同研究「デザイン、符号、グラフおよびその周辺」
    • 発表場所
      京都大学数理解析研究所
    • 年月日
      2014-07-23 – 2014-07-25
  • [学会発表] Affine-invariant Steiner quadruple systems2014

    • 著者名/発表者名
      Xiao-Nan Lu
    • 学会等名
      Wilsonを囲む研究会
    • 発表場所
      四季倶楽部フォレスト箱根
    • 年月日
      2014-06-12 – 2014-06-15
  • [学会発表] Affine-invariant Steiner quadruple systems and related algebraic graphs2014

    • 著者名/発表者名
      Xiao-Nan Lu
    • 学会等名
      Japan Conference on Graph Theory and Combinatorics
    • 発表場所
      日本大学
    • 年月日
      2014-05-17 – 2014-05-21

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公開日: 2016-06-01  

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