2016 Fiscal Year Annual Research Report
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15H02252
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
大鐘 武雄 北海道大学, 情報科学研究科, 教授 (10271636)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
西村 寿彦 北海道大学, 情報科学研究科, 助教 (70301934)
林 和則 京都大学, 情報学研究科, 准教授 (50346102)
衣斐 信介 大阪大学, 工学研究科, 准教授 (10448087)
石橋 功至 電気通信大学, 先端ワイヤレス・コミュニケーション研究センター, 准教授 (80452176)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 大規模MIMO / 確率伝搬法 / 一般化確率伝搬法 / 近似的メッセージ交換 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
数素子の小規模から100素子程度の大規模まで各種MIMO信号検出に関する確率伝搬法の適用を検討した．これまでは，確率を表す対数ゆう度比を正確に表すことが重要と考えてきた．しかし，種々の適用を検討した結果，残留干渉電力を考慮しなくても十分に高い性能が得られることがわかった．すなわち，信頼度としてもっと広い定義が考えられることを明らかにした．これにより，正規化のみならず，チャネル強度に応じた信頼度強調なども有効となり得ることを明らかにした．また，相関のあるチャネルの場合や，適応等化に応用した場合などは，ノード選択が有効なことも明らかにした．
小規模の場合には，ループの影響を回避することが困難であるため，ループの影響を考慮した一般化確率伝搬法の適用を検討した．その結果，チャネル行列三角化後の部分グラフ分割により，ループの影響を考慮した信頼度伝搬が可能となり，特性が大きく改善することがわかった．ただ，数値演算上の不安定さも見られたため，よりロバストな手法の検討が必要である．
過負荷MIMOと呼ばれる送信アンテナ数が多い状況では，通常の確率伝搬法の劣化が大きいことがわかった．そのため，圧縮センシングを応用した検出手法にさらに近似的メッセージ交換手法を導入し，大きく特性改善することがわかった．まだ，導入したばかりであるため，さらに詳細な検討が必要であると考える．
誤り訂正のファクターグラフと結合した場合には，同時に更新するよりも，交互に更新することで収束が早くなることがわかった．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
種々の状況に確率伝搬法を適用したことによる知見を発展させ，信頼度の表現方法や部分グラフ分割による一般化確率伝搬法など，理論的な検討が進んできた．特に自由エネルギーの最小化から導出可能なことを利用すると，今後，新たな信頼度生成についても十分に可能となったと言える．一方，応用面の検討も進んでおり，最終年度に向けて不安な点は見受けられない．
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| Strategy for Future Research Activity |
ループによる繰り返し時の信頼度情報の発散は，ロバストな信頼度情報に置き換えることで低減できると予想されるに至った．そのため，新たな信頼度情報の検討を行う．また，一般化確率伝搬法や近似的メッセージ交換手法をさらに発展させ，新たな確率伝搬手法を開発することを検討する．信頼度情報の発散を抑える別の手法として，Polar符号のような確からしさが分極する場合において，信頼度を強調，もしくは，低減することでよい効果が得られないか検討する予定である．
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