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行列補完 用
無線 符号構成
相馬 輔
東大 情報理工学系研究科 D1
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線形決定性 (LDRN)
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LDRN上 問題
単一 ・複数 間 通信方法( 符号) 求
• 中間 受信 線形変換 行 許
• 信号 表 有限体 > 数
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既存研究・本研究 結果
定理 (Yazdi–Savari ’13)
問題 対 O(dq((nr)3
log(nr)+n2
r4
)) 時間決定性
.
d: 数, n: 最大 数, q: 数,
r: 受信(送信)端子数
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• 計算量 ( 現在最良 計算量)×d 一致
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既存 違
既存 :
Step 1
Goemans–Iwata–Zenklusen
解
Step 2
線形変換
一 決定
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既存 違
既存 :
Step 1
Goemans–Iwata–Zenklusen
解
Step 2
線形変換
一 決定
提案 :
Step 1
Goemans–Iwata–Zenklusen
解
Step 2
混合行列補完 用
各 内
線形変換 一気 決定
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s–t
1 各中間 含 受信・送信端子 数 等
2 対応 間 線形変換 正則
3 最終 t 受信端子 含
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s–t
1
1 各中間 含 受信・送信端子 数 等
2 対応 間 線形変換 正則
3 最終 t 受信端子 含
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s–t
[ x
y ] → [ x
y ] [ x
y ] → [ x
x+y ] [ x
y ] → [ x
y ]
1 各中間 含 受信・送信端子 数 等
2 対応 間 線形変換 正則
3 最終 t 受信端子 含
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s–t
1 各中間 含 受信・送信端子 数 等
2 対応 間 線形変換 正則
3 最終 t 受信端子 含
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s–t
定理 (Goemans–Iwata–Zenklusen ’12)
LDRN ,s–t O(q(nr)3
log(nr)) 時間 求 .
6 / 12
混合行列補完
混合行列: 成分 変数 含 行列 ,各変数
1 回 現
例
A =
[
1 + x1 2 + x2
x3 0
]
=
[
1 2
0 0
]
+
[
x1 x2
x3 0
]
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混合行列補完
混合行列: 成分 変数 含 行列 ,各変数
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A =
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]
混合行列補完: 混合行列 変数 値 代入 階数 最大化 問題
例
F = Q
A =
[
1 + x1 2 + x2
x3 0
]
−→ A′
=
[
2 2
1 0
]
(x1 := 1, x2 := 0, x3 := 1)
7 / 12
同時混合行列補完
同時混合行列補完
F: 体
Input A: F 上 混合行列 族
(同 変数 2 以上 混合行列 現 )
Find A 全 行列 階数 最大化 値 割当
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同時混合行列補完
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Input A: F 上 混合行列 族
(同 変数 2 以上 混合行列 現 )
Find A 全 行列 階数 最大化 値 割当
例
A =
{[
x1 1
0 x2
]
,
[
1 + x1 0
1 x3
]}
→
{[
1 1
0 1
]
,
[
2 0
1 1
]}
if F = F3
8 / 12
同時混合行列補完
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Input A: F 上 混合行列 族
(同 変数 2 以上 混合行列 現 )
Find A 全 行列 階数 最大化 値 割当
例
A =
{[
x1 1
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,
[
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]}
→
{[
1 1
0 1
]
,
[
2 0
1 1
]}
if F = F3
→ 解 if F = F2
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同時混合行列補完
同時混合行列補完
F: 体
Input A: F 上 混合行列 族
(同 変数 2 以上 混合行列 現 )
Find A 全 行列 階数 最大化 値 割当
例
A =
{[
x1 1
0 x2
]
,
[
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]}
→
{[
1 1
0 1
]
,
[
2 0
1 1
]}
if F = F3
→ 解 if F = F2
定理 (Harvey–Karger–Murota ’05)
|F| > |A| ,同時混合行列補完 解 持 ,多項式時間 求 .
8 / 12
提案 概要
1 各 t 対 s–t Ft 求
2 第 1 順番 ,各 線形変換 決定
線形変換 A : w → (Ft 対応 vi 部分 ) 正則
9 / 12
提案 概要
1 各 t 対 s–t Ft 求
2 第 1 順番 ,各 線形変換 決定
線形変換 A : w → (Ft 対応 vi 部分 ) 正則
9 / 12
提案 概要
vi+1 = MiXivi = MiXiPiw ,
Ft 対応 vi+1 部分 = Mi[Ft ]XiPiw
(Mi[Ft ]: Ft 対応 Mi 小行列)
Mi[Ft ]XiPi 正則 ⇐⇒ 混合行列
[
I O Pi
Xi I O
O Mi[Ft ] O
]
正則
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提案 概要
全 t 対 混合行列
[
I O Pi
Xi I O
O Mi[Ft ] O
]
正則 Xi
同時混合行列補完 求 .
定理 (S. ’14)
|F| > q LDRN 上 問題 O(dq(nr)3
log(nr)) 時間
解 .
d: 受信者数, n: 最大 数, q: 数,
r: 容量
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• LDRN 上 問題 対 ,混合行列補完
組合 的 決定性
• 既存 n = o(r) 高速
• 計算量 ( 現在最良 計算量)×( 数) 一致
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