JP7632741B2 - Encoding device, encoding method, and program - Google Patents
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Description
本発明は、雑音のある環境で小さい復号誤り確率で正しく通信を行う技術に関連するものである。 The present invention relates to a technology for communicating correctly with a small probability of decoding error in a noisy environment.
雑音のある環境で小さい復号誤り確率で正しく通信を行うための技術として、例えば非特許文献1に開示された技術がある。非特許文献1には、多数の入出力端子がある通信路における符号化を実現する方法が開示されている。
One example of a technique for communicating correctly with a small probability of decoding errors in a noisy environment is the technique disclosed in Non-Patent
複数の入出力端子がある通信路において、複数の符号器が複数のメッセージのうちのどのメッセージを入力して符号化を行うかを示す構造を、メッセージのアクセス構造と呼ぶ。 In a communication channel with multiple input/output terminals, the structure that indicates which of multiple messages multiple encoders input and encode is called the message access structure.
多数の情報源が存在する近年の通信環境においては、任意のアクセス構造に対する効率的な符号化を実現することが望ましい。しかし、非特許文献1に開示された技術等の従来技術においては、任意のアクセス構造に対して効率的に符号化を行うことができなかった。In today's communication environment where there are many information sources, it is desirable to realize efficient encoding for any access structure. However, conventional techniques such as the technique disclosed in
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、複数の入出力端子がある通信路において、任意のアクセス構造に対して効率的に符号化を行うことを可能とする技術を提供することを目的とする。The present invention has been made in consideration of the above points, and aims to provide a technology that enables efficient encoding for any access structure in a communication path with multiple input/output terminals.
開示の技術によれば、複数の入出力端子を有する通信路において符号化を行う符号化装置の集合が備えられた通信システムにおける符号化装置であって、
メッセージを受信する受信部と、
複数のメッセージを、メッセージにアクセスできる符号化装置の部分集合によって分類した分類結果に基づいて、前記受信部により受信したメッセージから符号語を生成する制御部と、
を備える符号化装置が提供される。
According to the disclosed technology, there is provided an encoding device in a communication system including a set of encoding devices that perform encoding in a communication path having a plurality of input/output terminals, the encoding device comprising:
A receiving unit for receiving a message;
a control unit configured to generate code words from messages received by the receiving unit based on a classification result obtained by classifying a plurality of messages according to a subset of the encoding devices that can access the messages;
An encoding device is provided, comprising:
開示の技術によれば、複数の入出力端子がある通信路において、任意のアクセス構造に対して効率的に符号化を行うことが可能となる。 The disclosed technology makes it possible to efficiently encode any access structure in a communication channel with multiple input/output terminals.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態(本実施の形態)を説明する。以下で説明する実施の形態は一例に過ぎず、本発明が適用される実施の形態は、以下の実施の形態に限られるわけではない。以下の説明において、参考文献については[1]などのように番号で表し、明細書の最後に番号に対応する文献名を記載した。An embodiment of the present invention (the present embodiment) will be described below with reference to the drawings. The embodiment described below is merely an example, and the embodiment to which the present invention is applied is not limited to the embodiment described below. In the following description, references are represented by numbers such as [1], and the names of the documents corresponding to the numbers are listed at the end of the specification.
(概要)
前述したとおり、多数の情報源が存在する近年の通信環境においては、任意のアクセス構造に対する効率的な符号化を実現することが望ましい。しかし、非特許文献1に開示された技術等の従来技術においては、任意のアクセス構造に対して効率的に符号化を行うことができなかった。
(overview)
As described above, in a modern communication environment in which a large number of information sources exist, it is desirable to realize efficient coding for an arbitrary access structure. However, in conventional techniques such as the technique disclosed in Non-Patent
より具体的には、[3]のFig.4のような構成では、後述の図1や例2と対応するような一般的なアクセス構造において、(文献[3]Fig.4の)補助確率変数Zn Sに定常無記憶性を仮定したときは効率のよい通信を行うことができない。またブロック長nと同じ次元の(文献[3]Fig.4の)通信路Wiを構成した場合は、システム構成の複雑度や計算時間が大きくなる。 More specifically, in a configuration like Fig. 4 in [3], in a general access structure corresponding to Fig. 1 and Example 2 described later, when the auxiliary random variable Z n S (in Fig. 4 of [3]) is assumed to be stationary and memoryless, efficient communication cannot be performed. In addition, when a communication channel W i (in Fig. 4 of [3]) with the same dimension as the block length n is configured, the complexity of the system configuration and the calculation time become large.
また、多数の入出力端子がある通信路において、メッセージのアクセス構造が任意の場合の符号化方法を実現する方法に関連して、従来技術では、独立なメッセージ集合と符号器が1対1対応する場合や、文献[4]のFig.8にあるような全ての符号に共通のメッセージ集合がある場合の単純なものしかなく、これに対して効率的な通信を実現するためには複雑な構成をとる必要があった。つまり、従来技術では、任意のアクセス構造に対して効率的に符号化を行うことができなかった。 In addition, in relation to a method for implementing an encoding method in a communication channel with many input/output terminals when the message access structure is arbitrary, the prior art only had simple methods for cases where there is a one-to-one correspondence between independent message sets and encoders, or where there is a common message set for all codes as in Fig. 8 of literature [4], and in order to realize efficient communication in this case, a complex configuration was required. In other words, the prior art was not able to efficiently encode for an arbitrary access structure.
以下、複雑な構造を用いることなく、任意のアクセス構造に対して効率的に符号化を行うことを可能とする技術を説明する。 Below, we describe a technology that enables efficient encoding for any access structure without using complex structures.
本実施の形態では、二つ以上の入出力端子を持つ通信路(多端子通信路)での符号化を行う技術について説明する。特に、本実施の形態では、メッセージを「それをアクセスできる符号器の集合」によって分類し、符号器の集合の包含関係によって(例えば大きい順に)ソートされた順序で乱数生成を行うことによって、各々の符号器が符号化を行うこととしている。 In this embodiment, a technique for encoding on a communication channel with two or more input/output terminals (multi-terminal communication channel) is described. In particular, in this embodiment, messages are classified according to "the set of encoders that can access them," and each encoder performs encoding by generating random numbers in an order sorted according to the inclusion relationship of the set of encoders (for example, from largest to smallest).
また、拘束条件を満たす乱数生成器と疎行列を用いて、符号器と復号器を構成することとしている。ただし、拘束条件を満たす乱数生成器を使用することは一例であり、拘束条件を満たす乱数生成以外の適切に定めた変換を用いて、符号化及び復号を実現することが可能である。 The encoder and decoder are constructed using a random number generator and a sparse matrix that satisfy the constraints. However, using a random number generator that satisfies the constraints is just one example, and encoding and decoding can be achieved using any appropriately defined transformation other than random number generation that satisfies the constraints.
なお、以下では、符号化を行う装置を符号化装置と呼び、復号を行う装置を復号装置と呼ぶ。符号化装置と復号装置をそれぞれ、符号器、復号器と呼んでもよい。In the following, a device that performs encoding will be referred to as an encoding device, and a device that performs decoding will be referred to as a decoding device. The encoding device and the decoding device may also be referred to as an encoder and a decoder, respectively.
(通信システムの全体構成例)
図1に、本実施の形態における通信システムの全体構成例を示す。図1に示すように、本通信システムには、複数の符号化装置と複数の復号装置が備えられ、これらが通信ネットワーク(通信路と呼んでもよい)に接続される構成を有する。
(Example of overall configuration of communication system)
An example of the overall configuration of a communication system according to the present embodiment is shown in Fig. 1. As shown in Fig. 1, this communication system includes a plurality of encoding devices and a plurality of decoding devices, which are connected to a communication network (which may also be called a communication path).
図1には、メッセージを示すM、符号化処理を示すΦ、通信路への入力情報(符号化装置からの出力情報)を示すX、通信路の特性を示すμ、通信路からの出力情報(復号装置への入力情報)を示すY、復号処理を示すΨ、復号装置から出力されるメッセージを示す^Mが示されているが、これらの詳細については後述する。なお、明細書テキストにおける「^M」は、Mの頭にハットが付された記号を意図している。 In Figure 1, M indicates a message, Φ indicates an encoding process, X indicates input information to the communication channel (output information from the encoding device), μ indicates characteristics of the communication channel, Y indicates output information from the communication channel (input information to the decoding device), Ψ indicates a decoding process, and ^M indicates a message output from the decoding device; details of these will be given later. Note that "^M" in the specification text is intended to be the symbol with a hat at the beginning of M.
個々の符号化装置は、受信部として、複数の入力インタフェース(入力端と呼んでもよい)を有しており、複数のメッセージを入力可能である。本実施の形態では、符号化装置にメッセージを入力することを、「符号化装置がメッセージにアクセスする」と表現してもよい。 Each encoding device has multiple input interfaces (which may also be called input terminals) as a receiving unit, and is capable of inputting multiple messages. In this embodiment, inputting a message into an encoding device may also be expressed as "the encoding device accessing a message."
(定義と記法)
ここでは、本実施の形態の説明で使用する定義と記法について説明する。図面又は明細書内の画像で表記される数式やアルゴリズムにおけるドイツ文字のIとLは、それぞれ、明細書テキスト中では、~I、~Lと表記する。その他、画像での表記方法と明細書テキストでの表記方法が異なるものについては、説明を要しないほど明らかな場合を除いて、適宜その内容を説明する。
(Definition and Notation)
Here, we will explain the definitions and notations used in the description of the present embodiment. The German letters I and L in the formulas and algorithms shown in the drawings or images in the specification will be expressed as 〜 I and 〜 L, respectively, in the specification text. In addition, when the notation method in the image differs from the notation method in the specification text, the content will be explained appropriately unless it is so obvious that explanation is not necessary.
以下では、uV≡{uv}u∈Vという記法が用いられた場合は、集合Vに属するvをインデックスとするuv(系列、確率変数、関数、等)の集合を表すものとする。|V|は集合Vの要素数を表す。なお、{uv}v∈Vは、(重複を許さない)集合ではなく、一つのvに対してuvという値を持つ連想配列(ハッシュ、辞書)と呼ばれるものである。また{un}∞ n=1は数列{un;n=1,2,...}を意味する。 In the following, when the notation u V ≡{u v } u∈V is used, it means a set of u v (sequences, random variables, functions, etc.) with v belonging to set V as an index. |V| represents the number of elements in set V. Note that {u v } v∈V is not a set (which does not allow duplications), but is called an associative array (hash, dictionary) that has a value u v for one v. Also, {u n } ∞ n=1 means a sequence {u n ; n=1, 2, ...}.
Iを通信路入力と対応する符号化装置のインデックスの集合とする。Jを通信路出力と対応する復号装置のインデックスの集合とする。一般の通信路は条件付き確率分布の列Let I be the set of channel inputs and the corresponding encoder indices. Let J be the set of channel outputs and the corresponding decoder indices. A general channel is a sequence of conditional probability distributions
各i∈Iに対して、XXn iを確率変数Xn i≡(Xi,1,...,Xi,n)のとり得る値の集合(以下アルファベットと呼ぶ)とする。なお、「XX」のように、2つの大文字を並べて記載した表記は、図面や画像では、1文字「X」の筆記体に対応する。 For each i∈I, let XX n i be the set of possible values (hereafter referred to as the alphabet) of the random variable X n i ≡ (X i,1 , ..., X i,n ). Note that a notation such as "XX" in which two capital letters are written side by side corresponds to the single letter "X" in cursive writing in drawings and images.
ここで、自然数nはブロック長であり、XXn iは集合XXiのn次元の直積である。各j∈Jに対して,YYn jを確率変数Yn jのアルファベットとする。ここでYYn jはn次元空間である必要はない。 Here, the natural number n is the block length, and XX n i is the n-dimensional Cartesian product of sets XX i . For each j∈J, let YY n j be the alphabet of random variables Y n j , where YY n j need not be an n-dimensional space.
Sをメッセージのインデックス集合とする。各s∈Sに対して、MsをアルファベットMMs上の一様分布に従うs番目のメッセージ(以下メッセージsと呼ぶ)とする。{Ms}s∈Sは互いに独立であると仮定する。なお、一様性や独立性の仮定はないものとしてもよい。 Let S be a set of message indices. For each s∈S, let M s be the s-th message (hereafter called message s) that follows a uniform distribution on the alphabet MM s . Assume that {M s } s∈S are mutually independent. Note that the assumption of uniformity and independence may not be made.
i番目の符号化装置(以下、符号化装置iと呼ぶ)は、メッセージ集合MS(i)≡{Ms}s∈S(i)を入力し、変換(符号化)を行って、通信路入力としてXn iを送信する。ここでS(i)は符号化装置iがアクセスできるメッセージのインデックス集合であり、詳細は後述する。 The i-th encoder (hereafter referred to as encoder i) receives a message set M S(i) ≡ {M s } s ∈ S(i) , converts (encodes) it, and transmits X n i as a channel input, where S(i) is a set of indexes of messages that encoder i can access, and will be described in detail later.
各j∈Jに対して、D(j)をj番目の復号装置(以下復号装置jと呼ぶ)が再生(復号)するメッセージのインデックス集合とする。ここで、D(j)⊂Sである。復号装置jは通信路出力Yn jを受信し再生メッセージ For each j∈J, let D(j) be the index set of messages that the jth decoder (hereafter called decoder j) reproduces (decodes), where D(j) ⊂ S. The decoder j receives the channel output Y n j and reproduces (decodes) the reproduced message
確率変数列U≡{Un}∞ n=1の分布列 Distribution sequence of random variables U≡{U n } ∞ n=1
ここで、確率変数列が定常無記憶性(独立同分布性)を持つときは、下バーH(U)はエントロピーH(U)となり、下バーH(U|V)、上バーH(U|V)はともに、条件付きエントロピーH(U|V)となる。また、確率変数列{Un}∞ n=1、{(Un,Vn)}∞ n=1が定常性のみを持つときは下バーH(U)はエントロピーレートlimn→∞H(Un)/nとなり、下バーH(U|V)、上バーH(U|V)はともに条件付きエントロピーレートlimn→∞H(Un|Vn)/nとなる。 Here, when the sequence of random variables is stationary and memoryless (independent and identically distributed), H(U) becomes the entropy H(U), and both H(U|V) and H(U|V) become the conditional entropy H(U|V). Also, when the sequence of random variables {U n } ∞ n=1 , {(U n , V n )} ∞ n=1 only has stationarity, H(U) becomes the entropy rate lim n→∞ H(U n )/n, and both H(U|V) and H(U|V) become the conditional entropy rate lim n→∞ H(U n |V n )/n.
各s∈Sに対して、ZZn sを確率変数Zn sのアルファベットとする。ここでZZnsはn次元空間である必要はない。各s∈Sに対して、CCsを後述の関数fsの値域となる集合とする。cs∈CCs、ms∈MMsとして、以下cs、msをベクトルと呼ぶことにする。 For each s∈S, let ZZ n s be the alphabet of random variables Z n s . Here, ZZ n s does not need to be an n-dimensional space. For each s∈S, let CC s be a set that is the range of a function f s described below. Let c s ∈CC s and m s ∈MM s , and hereafter c s and m s will be called vectors.
アクセス構造とは、例として図2、図3に示すように、符号化装置がどのメッセージを入力とするか(どのメッセージにアクセスできるか)を示す情報である。より詳細には下記のとおりである。
The access structure is information indicating which messages the encoding device receives as input (which messages it can access), as shown in Figures 2 and 3. More specifically, it is as follows.
アクセス構造AはS×Iの部分集合であり、(s,i)∈Aは符号化装置iがメッセージsへアクセスできることを意味する。Aを有向辺の集合、(s,i)∈Aを有向辺s→iと解釈すると、(S,I,A)は2部グラフとなる。図2、図3には、メッセージと符号化装置との間で2部グラフが構成されていることが示されている。 The access structure A is a subset of S×I, and (s, i) ∈ A means that the encoding device i can access the message s. If A is interpreted as a set of directed edges and (s, i) ∈ A as the directed edge s → i, then (S, I, A) becomes a bipartite graph. Figures 2 and 3 show that a bipartite graph is constructed between the messages and the encoding devices.
各s∈Sに対して、I(s)をメッセージsにアクセスできる符号化装置のインデックス集合とする。For each s∈S, let I(s) be the set of indices of encoders that can access message s.
I(s)≡{i∈I:(s,i)∈A}
各i∈Iに対して、S(i)を符号化装置iがアクセスできるメッセージのインデックス集合とする。
I(s)≡{i∈I:(s,i)∈A}
For each i ∈ I, let S(i) be the set of indices of messages that encoder i has access to.
S(i)≡{s∈S:(s,i)∈A}
ここで、i∈I(s)とs∈S(i)は同値である。
S(i)≡{s∈S:(s,i)∈A}
Here, i ∈ I(s) and s ∈ S(i) are equivalent.
I′をIの部分集合とする。各I′に対して、S(I′)をインデックス集合I′と対応する符号化装置で共有しているメッセージのインデックス集合とする。Let I' be a subset of I. For each I', let S(I') be the index set of messages shared by index set I' and the corresponding encoder.
S(I′)≡{s∈S:I(s)=I′}
~I,~I(i)を次のように定義する。
S(I′)≡{s∈S:I(s)=I′}
Let .about.I, .about.I (i) be defined as follows:
~I≡{I′⊂I:S(I′)≠空集合}
~I(i)≡{I′∈~I:i∈I}
以下、例1、例2を用いて、上記記号を使用した具体例を説明する。なお、例1、例2において例示するような、メッセージにアクセスできる符号化装置の部分集合によって、複数のメッセージを分類する分類処理については、各符号化装置が行ってもよいし、外部装置が分類処理を行って、各符号化装置が外部装置から分類結果を受信してもよい。 ~ I≡{I′⊂I:S(I′)≠empty set}
~ I(i)≡{I′∈ ~ I:i∈I}
Specific examples using the above symbols will be described below using Examples 1 and 2. Note that the classification process of classifying a plurality of messages according to a subset of the encoding devices that can access the messages, as illustrated in Examples 1 and 2, may be performed by each encoding device, or an external device may perform the classification process and each encoding device may receive the classification result from the external device.
<アクセス構造:例1>
例1は、図2に対応する。例1は、共有メッセージのある2入力マルチプルアクセス通信路符号や共有メッセージのある2入力干渉通信路符号のアクセス構造の例である。S、I、Aを下記のとおりとする。
<Access structure: Example 1>
Example 1 corresponds to Fig. 2. Example 1 is an example of the access structure of a two-input multiple access channel code with a shared message and a two-input interference channel code with a shared message. Let S, I, and A be as follows.
S≡{0,1,2}
I≡{1,2}
A≡{(0,1),(0,2),(1,1),(2,2)}
上記Aに示されるとおり、メッセージ0は符号化装置1と符号化装置2で共有しており、各i∈{1,2}でメッセージiは符号化装置iだけがアクセスできる(プライベート)メッセージである。言い替えれば、各i∈{1,2}で符号化装置iはメッセージ0とメッセージiにアクセス可能である。このアクセス構造は、共有メッセージのある2入力干渉通信路に対しても同様である。マルチプルアクセス通信路符号は、一つの復号装置がメッセージ0、メッセージ1、メッセージ2の全てを復号する。干渉通信路符号は各i∈{1,2}で復号装置iがメッセージ0とメッセージiを復号する。このアクセス構造より、前述した定義から、以下を得る。
S ≡ {0, 1, 2}
I ≡ {1, 2}
A≡{(0,1), (0,2), (1,1), (2,2)}
As shown in A above, message 0 is shared by
I(0)≡{1,2}
I(1)≡{1}
I(2)≡{2}
S(1)≡{0,1}
S(2)≡{0,2}
S({1})≡{1}
S({2})≡{2}
S({1,2})≡{0}
~I≡{{1,2},{1},{2}}
~I(1)≡{{1,2},{1}}
~I(2)≡{{1,2},{2}}
上記の~I≡{{1,2},{1},{2}}は、共有メッセージを持つ符号化装置の部分集合の集合である。共有メッセージを持つ符号化装置の部分集合には、あるメッセージにアクセスする1つの符号化装置を含む。
I(0)≡{1,2}
I(1) ≡ {1}
I(2) ≡ {2}
S(1)≡{0,1}
S(2)≡{0,2}
S({1})≡{1}
S({2})≡{2}
S({1,2})≡{0}
~ I≡{{1,2},{1},{2}}
~ I(1)≡{{1,2},{1}}
~ I(2)≡{{1,2},{2}}
Above , ∼ I ≡ {{1,2},{1},{2}} is the set of the subset of coders with a shared message, where the subset of coders with a shared message includes one coder that has access to a message.
~I(1)≡{{1,2},{1}}は、符号化装置1に関しての、共有メッセージを持つ符号化装置の部分集合の集合である。~I(2)≡{{1,2},{2}}は、符号化装置2に関しての、共有メッセージを持つ符号化装置の部分集合の集合である。 ∼ I(1) ≡ {{1, 2}, {1}} is the set of the subset of encoders with shared messages, with respect to
<アクセス構造:例2>
例2は図3に対応する。例2は、3入力のマルチプルアクセス通信路(干渉通信路を含む)におけるアクセス構造の例である。S、I、Aを下記のとおりとする。
<Access structure: Example 2>
Example 2 corresponds to Fig. 3. Example 2 is an example of an access structure in a three-input multiple access channel (including an interference channel). Let S, I, and A be as follows.
S≡{1,3,12,23,123}
I≡{1,2,3}
A≡{(1,1),(3,3),(12,1),(12,2),(23,2),(23,3),(123,1),(123,2),(123,3)}
S≡{1, 3, 12, 23, 123}
I ≡ {1, 2, 3}
A≡{(1,1), (3,3), (12,1), (12,2), (23,2), (23,3), (123,1), (123,2), (123,3)}
各i∈{1,3}で、メッセージiは符号化装置iのプライベートメッセージであり、二桁の数値ij∈{12,23}の各々で、メッセージijは符号化装置iと符号化装置jの共有メッセージである。メッセージ123は符号化装置1、符号化装置2、符号化装置3の共有メッセージである。言い替えれば、符号化装置1はメッセージ1、メッセージ12、メッセージ123へアクセス可能であり、符号化装置2はメッセージ2、メッセージ12、メッセージ23、メッセージ123、へアクセス可能であり、符号化装置3はメッセージ3、メッセージ23、メッセージ123へアクセス可能である。ここで、部分的に共有されているメッセージ12、メッセージ23は2入力のマルチプルアクセス通信路では現れない。このアクセス構造より以下を得る。For each i∈{1,3}, message i is the private message of encoder i, and for each two-digit number ij∈{12,23}, message ij is the shared message of encoder i and encoder j. Message 123 is the shared message of
S(1)≡{1,12,123}
S(2)≡{12,23,123}
S(3)≡{3,23,123}
I(1)≡{1}
I(3)≡{3}
I(12)≡{1,2}
I(23)≡{2,3}
I(123)≡{1,2,3}
S({1})≡{1}
S({3})≡{3}
S({1,2})≡{12}
S({2,3})≡{23}
S({1,2,3})≡{123}
~I≡{{1,2,3},{1,2},{2,3},{1},{3}}
~I(1)≡{{1,2,3},{1,2},{1}}
~I(2)≡{{1,2,3},{1,2},{2,3}}
~I(3)≡{{1,2,3},{2,3},{3}}
与えられたI′∈~Iに対して,S°(I′)を以下のように定義する。なお、「S°」は、°がSの頭に付いた文字であることを意図している。
S(1)≡{1,12,123}
S(2)≡{12,23,123}
S(3)≡{3,23,123}
I(1) ≡ {1}
I(3) ≡ {3}
I(12)≡{1,2}
I(23)≡{2,3}
I(123)≡{1,2,3}
S({1})≡{1}
S({3})≡{3}
S({1,2})≡{12}
S({2,3})≡{23}
S({1,2,3})≡{123}
~ I≡{{1,2,3},{1,2},{2,3},{1},{3}}
~ I(1)≡{{1,2,3},{1,2},{1}}
~ I(2)≡{{1,2,3},{1,2},{2,3}}
~ I(3)≡{{1,2,3},{2,3},{3}}
For a given I′∈ ∼ I, define S°(I′) as follows, where “S°” is intended to be the letter S with ° at the beginning.
・i∈I′ならばS(I′)⊂S(i),S°(I′)⊂S(i)が成立する。即ち、符号化装置iはメッセージ集合MS(I′)≡{Ms}s∈S(I′)、MS°(I′)≡{Ms}s∈S°(I′)の双方にアクセス可能である。 If i∈I′, then S(I′)⊂S(i) and S°(I′)⊂S(i) hold, i.e., the encoding device i can access both message sets M S(I′) ≡{M s } s∈S(I′) and M S°(I′) ≡{M s } s∈S°(I′) .
・∪I′∈~I(i)S(I′)=S(i)が成り立つ。 ・∪ I'∈~I(i) S(I') = S(i) holds.
確率分布Probability distribution
(通信路符号の構成)
続いて、本実施の形態における通信路符号の構成について説明する。本実施の形態における通信路符号の構成の基本的な考えは、参考文献[1][3][2][4]に基づくものである。ただし、下記で説明する事項が、参考文献[1][3][2][4]に開示されているわけではない。
(Construction of Channel Code)
Next, the configuration of the channel code in this embodiment will be described. The basic idea of the configuration of the channel code in this embodiment is based on reference documents [1] [3] [2] [4]. However, the matters described below are not disclosed in reference documents [1] [3] [2] [4].
各s∈Sで関数For each s∈S, the function
二つの関数の集合fS≡{fs}s∈S,gS≡{gs}s∈Sとベクトルの集合cS≡{cs}s∈Sは符号化装置と復号装置で共有している。つまり、符号化装置と復号装置はそれぞれ、メモリ等の記憶部に上記二つの関数の集合とベクトルの集合を保持している。 The two sets of functions fS≡ { fs } s∈S , gS≡ { gs } s∈S and the set of vectors cS≡ { cs } s∈S are shared by the encoding device and the decoding device. In other words, the encoding device and the decoding device each hold the above two sets of functions and the set of vectors in a storage unit such as a memory.
各i∈Iで、符号化装置iはfS(i),gS(i),cS(i)を利用する。各j∈Jで、復号装置jはfD(j)、gD(j)、cD(j)を利用する。更に、符号化装置、復号装置は共に条件付き確率分布 For each i∈I, encoder i utilizes fS (i) , gS (i) , and cS (i) . For each j∈J, decoder j utilizes fD (j) , gD (j) , and cD (j) . Furthermore, both encoder and decoder utilize the conditional probability distribution
<符号化装置>
次に、本実施の形態の符号化装置による符号化処理について説明する。まず、符号化装置iが利用する、拘束条件を満たす乱数生成器を与える。すなわち、符号化装置iは、後述する制御部により、拘束条件を満たす乱数生成処理を行う。「乱数生成器」を「乱数生成部」と呼んでもよい。
<Encoding device>
Next, the encoding process by the encoding device of this embodiment will be described. First, a random number generator that satisfies the constraint conditions is provided for the encoding device i. That is, the encoding device i performs a random number generation process that satisfies the constraint conditions using a control unit, which will be described later. The "random number generator" may be called a "random number generation unit."
与えられたGiven
符号化装置iは、図4に示すAlgorithm 1の手順に従って、乱数The encoding device i generates a random number according to the procedure of
I′∈~Iを与えたとき、メッセージ集合mS(I′)にアクセスできる(インデックスはI′に属している)全ての符号化装置は拘束条件を満たす乱数生成器の同一の出力zS(I′)を得ることができることを仮定する。仮定を満たすために、例えば、(同じ初期値を用いて)同期させた疑似乱数列等を利用して、それぞれの符号化装置が拘束条件を満たす乱数生成を行う。符号化装置iが実行する関数Φi:MMS(i)→XXn iを以下のように定義する。 Given I'∈ ∼ I, we assume that all encoding devices that have access to the message set m S(I') (the index belongs to I') can obtain the same output z S(I') of a random number generator that satisfies the constraints. To satisfy the assumption, for example, each encoding device generates random numbers that satisfy the constraints using a synchronized pseudorandom number sequence (using the same initial value). The function Φ i :MM S(i) →XX n i executed by encoding device i is defined as follows.
符号化装置iにおける、符号化処理に係るデータの流れを図5に示す。これは、上述した処理内容を図示したものに相当する図である。 Figure 5 shows the data flow related to the encoding process in the encoding device i. This is a diagram that illustrates the process contents described above.
なお、図5の符号化装置iにおいて、In addition, in the encoding device i in FIG.
<復号装置>
次に、復号装置jにおける処理内容を説明する。各j∈Jで、復号装置jはあらかじめ共有したベクトルcD(j)≡{cs}s∈D(j)と通信路出力yj∈YYn
jより、下記の分布に従う乱数^zD(j)≡{^zj,s}s∈D(j)を、拘束条件を満たす乱数生成器を用いて生成する。
<Decoding device>
Next, the process in the decryption device j will be described. For each j∈J, the decryption device j generates a random number ^ zD(j) ≡{^zj, s } s∈D(j) according to the following distribution from a previously shared vector cD(j) ≡{ cs } s∈D(j) and a communication channel output yj∈YYnj , using a random number generator that satisfies the constraints.
復号装置jにおける、復号処理に係るデータの流れを図6に示す。これは、上述した処理内容を図示したものに相当する図である。図6において、D(j)≡{sj,1,sj,2,...,sj,|D(j)|}とする。 The data flow related to the decoding process in the decoding device j is shown in Fig. 6. This is a diagram equivalent to the diagram illustrating the above-mentioned processing contents. In Fig. 6, D(j) ≡ {sj ,1 , sj ,2 , ..., sj , |D(j)| }.
<{(rs,Rs)}s∈Sが満たすべき条件>
各s∈Sでrs、Rsを
<Condition that {(r s , R s )} s∈S must satisfy>
For each s∈S, r s and R s
本実施の形態において、{(rs,Rs)}s∈Sが満たすべき条件について説明する。(Zn S,Xn I,Yn J)の同時分布を式(2)で定義された In this embodiment, the condition that {(r s , R s )} s ∈ S should satisfy will be described. The joint distribution of (Z n S , X n I , Y n J ) is defined by the formula (2):
具体的なSpecific
定理:^Mj,s≡gs(^Zn j,s)とする。{(Rs,rs)}s∈Sが(3)-(5)を満たしているとき、任意のε>0に対して十分大きなnをとれば、(1)満たすfS,gS,cSを与えることができる。 Theorem: Let Mj ,s ≡g s ( Znj ,s ). If {( Rs ,r s )} s∈S satisfies (3)-(5), then for any ε>0, if we take n large enough, we can give fS , gS , cS that satisfy (1).
(スペクトルエントロピーレート下限と条件付きスペクトルエントロピーレート上限)
ここで、前述したスペクトルエントロピーレート下限と条件付きスペクトルエントロピーレート上限の詳細な定義について説明する。
(Spectral entropy rate lower bound and conditional spectral entropy rate upper bound)
Here, detailed definitions of the above-mentioned spectral entropy rate lower limit and conditional spectral entropy rate upper limit will be described.
確率変数列{Un}∞ n=1に対して確率的上限(limit superior in probability)p-limsupn→∞Unと確率的下限(limit inferior in probability)p-liminfn→∞Unを以下で定義する。 For a sequence of random variables {U n } ∞ n=1 , the probabilistic upper limit (limit superior in probability) p-limsup n→∞ U n and the probabilistic lower limit (limit inferior in probability) p-liminf n→∞ U n are defined below.
(部分集合族の部分順序の線形拡大)
ここで、前述した
(Linear extension of partial orderings of subset families)
Here, the above
ここでは、包含関係による部分順序を持つ部分集合族~I≡{I1,...,I|~I|}(各k∈{1,...,|~I|}でIk⊂I)の線形拡大を求める方法について説明する。この線形拡大を求める方法とは、 Here, we will explain a method for finding a linear extension of a set of subsets ∼ I ≡ {I 1 , ..., I | ∼ I | } (I k ⊂ I for each k ∈ {1, ..., | ∼ I | }) that has a partial order based on an inclusion relationship. The method for finding this linear extension is as follows:
部分順序が有向非循環グラフ(有向非巡回グラフと呼んでもよい)で与えられているときは、トポロジカルソートにより、|~I|と有向辺の数の和に比例する計算量で求めることができる。しかしながら、有向非循環グラフで与えられていないときは、二つの部分集合の比較に必要な計算量をO(|I|)と仮定すると、有向非循環グラフを求めるためにO(|I||~I|2)の計算量が必要となる。また[5]で与えられているアルゴリズムを利用する場合の平均計算量は、2つの部分集合の比較に必要な計算量をO(|I|)とするとO(w|I||~I|log|~I|)となる。ここで、wは有向非循環グラフの幅(width)である。 When the partial order is given as a directed acyclic graph (or may be called a directed acyclic graph), the computational complexity is proportional to the sum of | ∼ I| and the number of directed edges by topological sorting. However, when the partial order is not given as a directed acyclic graph, if the computational complexity required to compare two subsets is assumed to be O(|I|), then the computational complexity required to find the directed acyclic graph is O(|I|| ∼ I| 2 ). In addition, when using the algorithm given in [5], the average computational complexity is O(w|I|| ∼ I|log| ∼ I|), assuming that the computational complexity required to compare two subsets is O(|I|). Here, w is the width of the directed acyclic graph.
本実施の形態において提案する、整列の手順を図7のAlgorithm 2に示す。なお、整列の手順は、符号化装置が実行してもよいし、符号化装置の外部装置で実行してもよい。符号化装置の外部装置で実行する場合は、実行結果を符号化装置が受信して、符号化処理に利用する。The alignment procedure proposed in this embodiment is shown in
本提案法では部分集合の要素数に基づくバケツソートを用いる。部分集合の要素数を求める為の計算量がO(1)の場合、提案法の計算量はO(|~I|+|I|)となる。部分集合の要素数を求める為の計算量がO(I)の場合は提案法の計算量はO(|I||~I|)となる。例えば、~Iと~L(w),w∈{0,1,...,|I|}のデータ構造として二重循環リンクを持つリストを利用することで、和集合の操作をO(1)にすることができる。 In our proposed method, we use bucket sort based on the number of elements in a subset. If the computational complexity of finding the number of elements in a subset is O(1), the computational complexity of our proposed method is O(| ∼ I| + |I|). If the computational complexity of finding the number of elements in a subset is O(I), the computational complexity of our proposed method is O(|I|| ∼ I|). For example, by using a doubly cyclically linked list as the data structure for ∼ I and ∼ L(w), w∈{0,1,...,|I|}, we can reduce the time required for the union operation to O(1).
図7に示すAlgorithm 2に従って、ソートされていないリストが入力され、1行目ではw∈{0,1,...,|I|}に対して~L(v)を初期化する。3行目の~L(|I′|)←{I′}∪~L(|I′|)は、~L(|I′|)にI′を付加する操作である。つまり、|I′|で識別される「~L(|I′|)」というバケツにI′を入れる操作である。これを各~Iの要素I´に対して行うことで、各要素数に対応する各「バケツ」の中へ、その要素数のデータがセットされる。
According to
6行目の~I←~L(v)∪~Iは~Iの先頭に~L(v)を付加する操作である。これを、v=0から|I|まで順に繰り返すことで、バケツからデータが取り出されて、ソートされた部分集合族が完成する。 The 6th line ~ I ← ~ L(v) ∪ ~ I is an operation that adds ~ L(v) to the beginning of ~ I. By repeating this process from v = 0 to |I|, data is extracted from the bucket and a sorted subset family is completed.
順序あるいは包含関係のどちらか一方を逆にする場合は、6行目を~Iの末尾に~L(v)を付加する操作~I←~I∪~L(v)へ変更する。ここで、以下の定理が成り立つ。 To reverse either the order or the inclusion relationship, change the sixth line to the operation ~ I← ~ I∪ ~ L(v) that adds ~ L(v) to the end of ~I. Here, the following theorem holds.
定理2:Algorithm 2の実行後には、~I≡{I1,...,I|~I|}において、
Theorem 2: After executing
なお、部分集合の要素数を求める計算量がO(1)であるときは、部分集合I′∈~Iの要素数を用いて標準的なソートアルゴリズム(クイックソート,マージソート,ヒープソート,等)を実行した場合の計算量はO(|~I|log|~I|)となる。従ってO(|~I|log|~I|)がO(|I|)と比べて小さいときや、事前にIが定められない場合は、部分集合の要素数による標準的なソートアルゴリズムを用いた方が、計算量が小さくなる。 When the amount of calculation required to find the number of elements in a subset is O(1), the amount of calculation required to execute a standard sorting algorithm (quick sort, merge sort, heap sort, etc.) using the number of elements in subset I'∈ ~ I is O(| ~ I|log| ~ I|). Therefore, when O(| ~ I|log| ~ I|) is smaller than O(|I|) or when I cannot be determined in advance, using a standard sorting algorithm based on the number of elements in the subset results in a smaller amount of calculation.
(その他)
前述したように、本実施の形態において、拘束条件を満たす乱数生成器を用いることは一例であり、任意の変換を用いてよい。その場合、符号化装置の処理内容を示すAlgorithm 1(図4)の2行目を、
(others)
As described above, in this embodiment, the use of a random number generator that satisfies the constraints is just an example, and any conversion may be used. In that case, the second line of Algorithm 1 (FIG. 4) showing the processing contents of the encoding device is changed to:
(装置構成例)
図8に、これまでに説明した処理を実行する符号化装置100と復号装置200の機能構成図を示す。
(Device configuration example)
FIG. 8 shows the functional configuration of an
図8に示すように、符号化装置100は、送信部110、受信部120、制御部130、記憶部140を備え、これらがバスで接続される。受信部120が符号化対象となるメッセージを受信する。制御部130は、これまでに説明した符号化処理を実行する。送信部110は、符号化された情報を通信ネットワークに送信する。記憶部140には、符号化処理のために必要な情報が格納されている。
As shown in FIG. 8, the
符号化装置100において、符号化処理の計算のための必要な情報は記憶部140に予め保持している。動的に変化する情報については、受信部120が収集し、記憶部140に格納する。あるいは、動的に変化する情報については、外部装置から取得する。In the
復号装置200は、送信部210、受信部220、制御部230、記憶部240を備え、これらがバスで接続される。受信部220が復号対象となる情報を受信する。制御部230は、これまでに説明した復号処理を実行する。送信部210は、復号されたメッセージを送信する。記憶部240には、復号処理のために必要な情報が格納されている。
The
復号装置200において、復号処理の計算のための必要な情報は記憶部240に予め保持している。動的に変化する情報については、受信部220が収集し、記憶部240に格納する。あるいは、動的に変化する情報については、外部装置から取得する。In the
なお、送信部、受信部、制御部、記憶部をそれぞれ、送信機、受信機、コントローラ(又はプロセッサ)、メモリと呼んでもよい。 The transmitting unit, receiving unit, control unit, and memory unit may also be referred to as a transmitter, receiver, controller (or processor), and memory, respectively.
(ハードウェア構成例)
符号化装置100、復号装置200はいずれも、専用のハードウェア回路で実現してもよいし、コンピュータにプログラムを実行させることにより実現してもよい。このコンピュータは、物理的なコンピュータであってもよいし、クラウド上の仮想マシンであってもよい。以下、符号化装置100、復号装置200を総称して装置と呼ぶ。
(Hardware configuration example)
The
すなわち、当該装置は、コンピュータに内蔵されるCPUやメモリ等のハードウェア資源を用いて、当該装置で実施される処理に対応するプログラムを実行することによって実現することが可能である。上記プログラムは、コンピュータが読み取り可能な記録媒体(可搬メモリ等)に記録して、保存したり、配布したりすることが可能である。また、上記プログラムをインターネットや電子メール等、ネットワークを通して提供することも可能である。That is, the device can be realized by using hardware resources such as a CPU and memory built into a computer to execute a program corresponding to the processing performed by the device. The program can be recorded on a computer-readable recording medium (such as a portable memory) and stored or distributed. The program can also be provided via a network such as the Internet or email.
図9は、上記コンピュータのハードウェア構成例を示す図である。図9のコンピュータは、それぞれバスBで相互に接続されているドライブ装置1000、補助記憶装置1002、メモリ装置1003、CPU1004、インタフェース装置1005、表示装置1006、入力装置1007、出力装置1008等を有する。
Figure 9 is a diagram showing an example of the hardware configuration of the computer. The computer in Figure 9 has a
当該コンピュータでの処理を実現するプログラムは、例えば、CD-ROM又はメモリカード等の記録媒体1001によって提供される。プログラムを記憶した記録媒体1001がドライブ装置1000にセットされると、プログラムが記録媒体1001からドライブ装置1000を介して補助記憶装置1002にインストールされる。但し、プログラムのインストールは必ずしも記録媒体1001より行う必要はなく、ネットワークを介して他のコンピュータよりダウンロードするようにしてもよい。補助記憶装置1002は、インストールされたプログラムを格納すると共に、必要なファイルやデータ等を格納する。
The program that realizes the processing on the computer is provided by a
メモリ装置1003は、プログラムの起動指示があった場合に、補助記憶装置1002からプログラムを読み出して格納する。CPU1004は、メモリ装置1003に格納されたプログラムに従って、当該装置に係る機能を実現する。インタフェース装置1005は、ネットワークに接続するためのインタフェースとして用いられる。表示装置1006はプログラムによるGUI(Graphical User Interface)等を表示する。入力装置1007はキーボード及びマウス、ボタン、又はタッチパネル等で構成され、様々な操作指示を入力させるために用いられる。出力装置1008は演算結果を出力する。When an instruction to start a program is received, the
(実施の形態の効果等)
本実施の形態に係る技術により、複数の入出力端子がある通信路において、任意のアクセス構造に対して効率的に符号化を行うことが可能となる。より具体的には、従来技術よりもシステム構成を単純化でき、計算時間の削減、通信効率の向上が図れる。また、前述した(3)-(5)を満たすように{(rs,Rs)}s∈Sを設定することにより0に近い誤り確率を実現できる。
(Effects of the embodiment)
The technology according to the present embodiment makes it possible to efficiently encode any access structure in a communication channel having multiple input/output terminals. More specifically, the system configuration can be simplified compared to the conventional technology, and the calculation time can be reduced and the communication efficiency can be improved. In addition, by setting {(r s , R s )} s∈S so as to satisfy the above-mentioned (3)-(5), an error probability close to 0 can be realized.
また、部分集合族を包含関係によってソートする方法として、部分集合の要素数に基づいてソートすることにより少ない計算量でソートを実現できる。 In addition, as a method of sorting a family of subsets based on their inclusion relationships, sorting can be achieved with a small amount of calculation by sorting based on the number of elements in the subset.
なお、本実施の形態では、~I(i)、i∈Iをあらかじめソートしておくことを想定しているが、メッセージのアクセス構造が動的に変化する場合は、前述のAlgorithm 2等を用いて各々の符号化装置が動的にソートを実行する。
In this embodiment, it is assumed that ∼ I(i), i∈I are sorted in advance. However, if the message access structure changes dynamically, each encoding device dynamically sorts using the above-mentioned
(付記1)
以上の実施形態に関し、更に以下の付記項を開示する。
(付記項1)
複数の入出力端子を有する通信路において符号化を行う符号化装置の集合が備えられた通信システムにおける符号化装置であって、
メモリと、
前記メモリに接続された少なくとも1つのプロセッサと、
を含み、
前記プロセッサは、
メッセージを受信し、
複数のメッセージを、メッセージにアクセスできる符号化装置の部分集合によって分類した分類結果に基づいて、前記受信部により受信したメッセージから乱数を生成する
符号化装置。
(付記項2)
前記プロセッサは、前記符号化装置の部分集合の集合である部分集合族における前記符号化装置の部分集合間の包含関係に基づいて、前記部分集合族における部分集合がソートされた順序で乱数を生成する
付記項1に記載の符号化装置。
(付記項3)
前記プロセッサは、前記部分集合族における各部分集合の要素数に基づくバケツソートを行うことにより、前記ソートを実行する
付記項2に記載の符号化装置。
(付記項4)
複数の入出力端子を有する通信路において符号化を行う符号化装置の集合が備えられた通信システムにおける符号化装置として使用されるコンピュータが実行する符号化方法であって、
メッセージを受信するステップと、
複数のメッセージを、メッセージにアクセスできる符号化装置の部分集合によって分類した分類結果に基づいて、受信したメッセージから乱数を生成するステップと、
を備える符号化方法。
(付記項5)
符号化処理を実行するように、符号化装置として使用されるコンピュータによって実行可能なプログラムを記憶した非一時的記憶媒体であって、
前記符号化処理は、
複数の入出力端子を有する通信路において符号化を行う符号化装置の集合が備えられた通信システムにおいて、
メッセージを受信し、
複数のメッセージを、メッセージにアクセスできる符号化装置の部分集合によって分類した分類結果に基づいて、前記受信部により受信したメッセージから乱数を生成する
非一時的記憶媒体。
(Appendix 1)
Regarding the above embodiment, the following supplementary items are further disclosed.
(Additional Note 1)
A coding device in a communication system including a set of coding devices that perform coding in a communication path having a plurality of input/output terminals,
Memory,
at least one processor coupled to the memory;
Including,
The processor,
Receive a message,
A coding device that generates a random number from a message received by the receiving unit based on a classification result obtained by classifying a plurality of messages by a subset of coding devices that can access the messages.
(Additional Note 2)
The encoding device according to
(Additional Note 3)
The encoding device according to
(Additional Note 4)
1. An encoding method executed by a computer used as an encoding device in a communication system including a set of encoding devices that perform encoding in a communication path having a plurality of input/output terminals, comprising:
receiving a message;
generating a random number from the received message based on a classification of the plurality of messages by a subset of the encoding devices that have access to the messages;
An encoding method comprising:
(Additional Note 5)
A non-transitory storage medium storing a program executable by a computer used as an encoding device to perform an encoding process,
The encoding process includes:
In a communication system having a set of encoding devices that perform encoding in a communication path having a plurality of input/output terminals,
Receive a message,
A non-transitory storage medium that generates a random number from messages received by the receiver based on a classification result of classifying the plurality of messages by a subset of encoding devices that have access to the messages.
(付記2)
以上の実施形態に関し、更に以下の付記項を開示する。
(付記項1)
複数の入出力端子を有する通信路において符号化を行う符号化装置の集合が備えられた通信システムにおける符号化装置であって、
メモリと、
前記メモリに接続された少なくとも1つのプロセッサと、
を含み、
前記プロセッサは、
メッセージを受信し、
複数のメッセージを、メッセージにアクセスできる符号化装置の部分集合によって分類した分類結果に基づいて、前記受信部により受信したメッセージから符号語を生成する
符号化装置。
(付記項2)
前記プロセッサは、前記符号化装置の部分集合の集合である部分集合族における前記符号化装置の部分集合間の包含関係に基づいて、前記部分集合族における部分集合がソートされた順序で変換を実行する
付記項1に記載の符号化装置。
(付記項3)
前記プロセッサは、前記部分集合族における各部分集合の要素数に基づくバケツソートを行うことにより、前記ソートを実行する
付記項2に記載の符号化装置。
(付記項4)
複数の入出力端子を有する通信路において符号化を行う符号化装置の集合が備えられた通信システムにおける符号化装置として使用されるコンピュータが実行する符号化方法であって、
メッセージを受信するステップと、
複数のメッセージを、メッセージにアクセスできる符号化装置の部分集合によって分類した分類結果に基づいて、受信したメッセージから符号語を生成するステップと、
を備える符号化方法。
(付記項5)
符号化処理を実行するように、符号化装置として使用されるコンピュータによって実行可能なプログラムを記憶した非一時的記憶媒体であって、
前記符号化処理は、
複数の入出力端子を有する通信路において符号化を行う符号化装置の集合が備えられた通信システムにおいて、
メッセージを受信し、
複数のメッセージを、メッセージにアクセスできる符号化装置の部分集合によって分類した分類結果に基づいて、前記受信部により受信したメッセージから符号語を生成する
非一時的記憶媒体。
(Appendix 2)
Regarding the above embodiment, the following supplementary items are further disclosed.
(Additional Note 1)
A coding device in a communication system including a set of coding devices that perform coding in a communication path having a plurality of input/output terminals,
Memory,
at least one processor coupled to the memory;
Including,
The processor,
Receive a message,
A coding device that generates code words from messages received by the receiving unit based on a classification result obtained by classifying a plurality of messages by a subset of coding devices that have access to the messages.
(Additional Note 2)
The encoding device according to
(Additional Note 3)
The encoding device according to
(Additional Note 4)
1. An encoding method executed by a computer used as an encoding device in a communication system including a set of encoding devices that perform encoding in a communication path having a plurality of input/output terminals, comprising:
receiving a message;
generating code words from the received messages based on a classification of the plurality of messages by a subset of the coders that have access to the messages;
An encoding method comprising:
(Additional Note 5)
A non-transitory storage medium storing a program executable by a computer used as an encoding device to perform an encoding process,
The encoding process includes:
In a communication system having a set of coding devices for performing coding in a communication path having a plurality of input/output terminals,
Receive a message,
A non-transitory storage medium for generating code words from messages received by the receiver based on a classification of the plurality of messages by a subset of the coding devices that have access to the messages.
以上、本実施の形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
[参考文献]
[1] J. Muramatsu, "Channel coding and lossy source coding using a generator of constrained random numbers," IEEE Trans. Inform. Theory, vol. IT-60, no. 5, pp. 2667-2686, May 2014.
[2] J. Muramatsu and S. Miyake, "Channel code using constrained-random-number generator revisited," IEEE Trans. Inform. Theory, vol. IT-65, no. 1, pp. 500-510, Jan. 2019.
[3] J. Muramatsu and S. Miyake, "Multi-terminal codes using constrained-random-number generator," Proceedings of the 2018 International Symposium on Information Theory and its Applications, Singapore, Oct. 28-31, 2018, pp. 612-616. Extended version is available at arXiv:1801.02875v2[cs.IT].
[4] J. Muramatsu, "On the achievability of interference channel coding," https://arxiv.org/abs/2201.10756, 2022.
[5] C. Daskalakis, R. M. Karp, E. Mossel, S. Riesenfeld, and E. Verbin, "Sorting and selection in posets," https://arxiv.org/abs/0707.1532v1, 2007.
Although the present embodiment has been described above, the present invention is not limited to such a specific embodiment, and various modifications and changes are possible within the scope of the gist of the present invention described in the claims.
[References]
[1] J. Muramatsu, "Channel coding and lossy source coding using a generator of constrained random numbers," IEEE Trans. Inform. Theory, vol. IT-60, no. 5, pp. 2667-2686, May 2014.
[2] J. Muramatsu and S. Miyake, "Channel code using constrained-random-number generator revisited," IEEE Trans. Inform. Theory, vol. IT-65, no. 1, pp. 500-510, Jan. 2019.
[3] J. Muramatsu and S. Miyake, "Multi-terminal codes using constrained-random-number generator," Proceedings of the 2018 International Symposium on Information Theory and its Applications, Singapore, Oct. 28-31, 2018, pp. 612-616. Extended version is available at arXiv:1801.02875v2[cs.IT].
[4] J. Muramatsu, "On the achievability of interference channel coding," https://arxiv.org/abs/2201.10756, 2022.
[5] C. Daskalakis, RM Karp, E. Mossel, S. Riesenfeld, and E. Verbin, "Sorting and selection in posets," https://arxiv.org/abs/0707.1532v1, 2007.
100 符号化装置
110 送信部
120 受信部
130 制御部
140 記憶部
200 復号装置
210 送信部
220 受信部
230 制御部
240 記憶部
1000 ドライブ装置
1001 記録媒体
1002 補助記憶装置
1003 メモリ装置
1004 CPU
1005 インタフェース装置
1006 表示装置
1007 入力装置
1008 出力装置
1005
Claims (5)
メッセージを受信する受信部と、
複数のメッセージを、メッセージにアクセスできる符号化装置の部分集合によって分類した分類結果に基づいて、前記受信部により受信したメッセージから符号語を生成する制御部と、
を備える符号化装置。 A coding device in a communication system including a set of coding devices that perform coding in a communication path having a plurality of input/output terminals,
A receiving unit for receiving a message;
a control unit configured to generate code words from messages received by the receiving unit based on a classification result obtained by classifying a plurality of messages according to a subset of the encoding devices that can access the messages;
An encoding device comprising:
請求項1に記載の符号化装置。 The encoding device according to claim 1 , wherein the control unit performs the transformation in an order in which the subsets in a subset family, which is a set of the subsets of the encoding devices, are sorted based on an inclusion relationship between the subsets of the encoding devices in the subset family.
請求項2に記載の符号化装置。 The encoding device according to claim 2 , wherein the control unit executes the sorting by performing a bucket sort based on the number of elements of each subset in the family of subsets.
メッセージを受信するステップと、
複数のメッセージを、メッセージにアクセスできる符号化装置の部分集合によって分類した分類結果に基づいて、受信したメッセージから符号語を生成するステップと、
を備える符号化方法。 1. An encoding method executed by an encoding device in a communication system including a set of encoding devices that perform encoding in a communication path having a plurality of input/output terminals, comprising:
receiving a message;
generating code words from the received messages based on a classification of the plurality of messages by a subset of the coders that have access to the messages;
An encoding method comprising:
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2022/011364 WO2023175680A1 (en) | 2022-03-14 | 2022-03-14 | Encoding device, encoding method, and program |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPWO2023175680A1 JPWO2023175680A1 (en) | 2023-09-21 |
| JP7632741B2 true JP7632741B2 (en) | 2025-02-19 |
Family
ID=88022899
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2024507218A Active JP7632741B2 (en) | 2022-03-14 | 2022-03-14 | Encoding device, encoding method, and program |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7632741B2 (en) |
| WO (1) | WO2023175680A1 (en) |
-
2022
- 2022-03-14 WO PCT/JP2022/011364 patent/WO2023175680A1/en not_active Ceased
- 2022-03-14 JP JP2024507218A patent/JP7632741B2/en active Active
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| MURAMATSU, Jun et al.,Channel Code Using Constrained-Random-Number Generator Revisited,IEEE Transactions on Information Theory,IEEE,2018年10月26日,Volume: 65, Issue: 1, Jan. 2019,pp. 500-510 |
| MURAMATSU, Jun et al.,Multi-Terminal Codes Using Constrained-Random-Number Generators,2018 International Symposium on Information Theory and Its Applications (ISITA),IEEE,2018年10月28日,pp. 580-584 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2023175680A1 (en) | 2023-09-21 |
| JPWO2023175680A1 (en) | 2023-09-21 |
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