Вепринцев Р.А., аспирант кафедры ПМиИ, ТулГУ

ИСПРАВЛЕНИЯ К ДОКАЗАТЕЛЬСТВУ В.В. ГЛАГОЛЕВА ТЕОРЕМЫ БОУЗА-ЧАУДХУРИ В ТЕОРИИ КОДОВ, ИСПРАВЛЯЮЩИХ ОШИБКИ

Вепринцев Р.А., аспирант кафедры ПМиИ, ТулГУ

Научный руководитель: Иванов В.И., д.ф.-м.н., проф.

В учебном пособии [1] его автор известный математик В.В. Глаголев формулирует и доказывает теорему Боуза-Чаудхури. Настоящая работа содержит логически более строго доказательство этой теоремы.

Теорема Боуза-Чаудхури.Линейный код Вепринцев Р.А., аспирант кафедры ПМиИ, ТулГУ - student2.ru с проверочной матрицей

Вепринцев Р.А., аспирант кафедры ПМиИ, ТулГУ - student2.ru

где Вепринцев Р.А., аспирант кафедры ПМиИ, ТулГУ - student2.ru , - ненулевые различные двоичные векторы длины Вепринцев Р.А., аспирант кафедры ПМиИ, ТулГУ - student2.ru , принадлежащие некоторому полю Вепринцев Р.А., аспирант кафедры ПМиИ, ТулГУ - student2.ru , исправляет Вепринцев Р.А., аспирант кафедры ПМиИ, ТулГУ - student2.ru ошибок.

Доказательство В.В. Глаголева.См.[1, с. 49--51].

Доказательство Р.А. Вепринцева.Обозначим столбцы проверочной матрицы Вепринцев Р.А., аспирант кафедры ПМиИ, ТулГУ - student2.ru через Вепринцев Р.А., аспирант кафедры ПМиИ, ТулГУ - student2.ru . Из теории линейных кодов известно, что двоичный линейный код исправляет Вепринцев Р.А., аспирант кафедры ПМиИ, ТулГУ - student2.ru ошибок, если в его проверочной матрице любые Вепринцев Р.А., аспирант кафедры ПМиИ, ТулГУ - student2.ru столбцов, рассматриваемые как элементы линейного пространства строк соответствующей длины с координатами из поля Вепринцев Р.А., аспирант кафедры ПМиИ, ТулГУ - student2.ru вычетов по модулю 2 над полем Вепринцев Р.А., аспирант кафедры ПМиИ, ТулГУ - student2.ru , линейно независимы. Возьмем в матрице Вепринцев Р.А., аспирант кафедры ПМиИ, ТулГУ - student2.ru любые Вепринцев Р.А., аспирант кафедры ПМиИ, ТулГУ - student2.ru столбцов с номерами

Вепринцев Р.А., аспирант кафедры ПМиИ, ТулГУ - student2.ru

Обозначим

Вепринцев Р.А., аспирант кафедры ПМиИ, ТулГУ - student2.ru

Так как элементы Вепринцев Р.А., аспирант кафедры ПМиИ, ТулГУ - student2.ru поля Вепринцев Р.А., аспирант кафедры ПМиИ, ТулГУ - student2.ru не равны нулю, то и их степени также отличны от нуля, поскольку в поле нет делителей нуля:

Вепринцев Р.А., аспирант кафедры ПМиИ, ТулГУ - student2.ru

Допустим, что некоторая линейная комбинация выбранных столбцов равна нулю, и обозначим через Вепринцев Р.А., аспирант кафедры ПМиИ, ТулГУ - student2.ru коэффициенты этой линейной комбинации:

Вепринцев Р.А., аспирант кафедры ПМиИ, ТулГУ - student2.ru (1)

Отметим, что в (1) Вепринцев Р.А., аспирант кафедры ПМиИ, ТулГУ - student2.ru .

От соотношения (1) можно перейти к системе следующих соотношений:

Вепринцев Р.А., аспирант кафедры ПМиИ, ТулГУ - student2.ru (2)

Очевидно, что от соотношений (2) можно наоборот перейти к соотношению (1), и потому их можно назвать эквивалентными. Заметим, что в (2) Вепринцев Р.А., аспирант кафедры ПМиИ, ТулГУ - student2.ru

С другой стороны, Вепринцев Р.А., аспирант кафедры ПМиИ, ТулГУ - student2.ru - ненулевой элемент поля. Пусть Вепринцев Р.А., аспирант кафедры ПМиИ, ТулГУ - student2.ru - единица поля Вепринцев Р.А., аспирант кафедры ПМиИ, ТулГУ - student2.ru . Если Вепринцев Р.А., аспирант кафедры ПМиИ, ТулГУ - student2.ru , то Вепринцев Р.А., аспирант кафедры ПМиИ, ТулГУ - student2.ru ; при Вепринцев Р.А., аспирант кафедры ПМиИ, ТулГУ - student2.ru имеем Вепринцев Р.А., аспирант кафедры ПМиИ, ТулГУ - student2.ru . Обозначим Вепринцев Р.А., аспирант кафедры ПМиИ, ТулГУ - student2.ru через Вепринцев Р.А., аспирант кафедры ПМиИ, ТулГУ - student2.ru . Они обладают следующим свойством: Вепринцев Р.А., аспирант кафедры ПМиИ, ТулГУ - student2.ru .

Тогда получаем, что

Вепринцев Р.А., аспирант кафедры ПМиИ, ТулГУ - student2.ru (3)

Слева от равенства (3) элемент получается умножением элемента поля Вепринцев Р.А., аспирант кафедры ПМиИ, ТулГУ - student2.ru на элемент линейного пространства Вепринцев Р.А., аспирант кафедры ПМиИ, ТулГУ - student2.ru , а справа от равенства происходит умножение элементов поля Вепринцев Р.А., аспирант кафедры ПМиИ, ТулГУ - student2.ru по правилу, которое в нем заданно.

Поскольку в поле операция умножения элементов коммутативна, то соотношения (2) теперь можно, используя равенства (3), переписать уже в виде системы уравнений относительно неизвестных Вепринцев Р.А., аспирант кафедры ПМиИ, ТулГУ - student2.ru :

Вепринцев Р.А., аспирант кафедры ПМиИ, ТулГУ - student2.ru (4)

Так как Вепринцев Р.А., аспирант кафедры ПМиИ, ТулГУ - student2.ru - поле характеристики 2, то, возводя в четные степени Вепринцев Р.А., аспирант кафедры ПМиИ, ТулГУ - student2.ru первое уравнение системы (4) и пользуясь теорией конечных полей и соотношением Вепринцев Р.А., аспирант кафедры ПМиИ, ТулГУ - student2.ru , приходим к системе однородных линейных уравнений над полем Вепринцев Р.А., аспирант кафедры ПМиИ, ТулГУ - student2.ru , в которой Вепринцев Р.А., аспирант кафедры ПМиИ, ТулГУ - student2.ru неизвестных и Вепринцев Р.А., аспирант кафедры ПМиИ, ТулГУ - student2.ru уравнений:

Вепринцев Р.А., аспирант кафедры ПМиИ, ТулГУ - student2.ru (5)

Однородная система уравнений всегда совместна. Определитель системы (5) представляет собой известный определитель Вандермонда и в данном случае отличен от нуля поля Вепринцев Р.А., аспирант кафедры ПМиИ, ТулГУ - student2.ru . Из теории решения систем линейных уравнений [2] следует, что система совместна и имеет единственное нулевое решение Вепринцев Р.А., аспирант кафедры ПМиИ, ТулГУ - student2.ru .

Так как Вепринцев Р.А., аспирант кафедры ПМиИ, ТулГУ - student2.ru , то и Вепринцев Р.А., аспирант кафедры ПМиИ, ТулГУ - student2.ru . Таким образом, выбранные вначале доказательства столбцы матрицы Вепринцев Р.А., аспирант кафедры ПМиИ, ТулГУ - student2.ru линейно независимы. Следовательно, по указанному свойству линейных кодов рассматриваемый код Вепринцев Р.А., аспирант кафедры ПМиИ, ТулГУ - student2.ru исправляет Вепринцев Р.А., аспирант кафедры ПМиИ, ТулГУ - student2.ru ошибок, ч. т. д.

В доказательстве Глаголева существенный переход в смысле логической строгости рассуждений (3) не описан, что может привести к недоразумениям.

Также отметим в заключение, что в известных монографиях по теории кодов, исправляющих ошибки Мак-Вильямса и Слоэна, Питерсона и Уэлдона, Берлекэмпа автор не обнаружил теорему Боуза-Чаудхури.

Список литературы

1. Глаголев В.В. Алгебраическая теория кодирования. Тула: Изд-во ТулГУ, 2004. 114 с.

2. Винберг Э.Б. Курс алгебры. М.: Изд-во “Факториал Пресс”, 2001. 544 с.

Наши рекомендации