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2018 Fiscal Year Annual Research Report

A New Information Transmission Based on Lattice Structure for Next Generation Mobile Communication Systems

Research Project

Project/Area Number 16H02345
Research InstitutionYokohama National University

Principal Investigator

落合 秀樹  横浜国立大学, 大学院工学研究院, 教授 (20334576)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) KURKOSKI Brian  北陸先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 准教授 (80444123)
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)
Project Period (FY) 2016-04-01 – 2020-03-31
Keywords符号化変調 / 格子符号 / 誤り訂正符号
Outline of Annual Research Achievements

平成30年度の主要な研究実績は以下の通りである。1) 前年度に提案した有限体に基づく多元ターボ符号の設計手法を改良することで、より理論限界に近接するフレーム誤り率を達成できることを明らかにした。さらに、多元ターボ符号を多値変調信号へ応用することで、フレーム誤り率特性を犠牲にすることなく高い周波数利用効率も達成できることを示した。2) 複数の送受信アンテナを用いることで高いスループットを達成するMIMO通信システムにおいて、Matched Filterに基づく簡易な信号検出法をビット誤り率特性および通信路容量の観点から理論解析するとともに、Matched Filterに適した最適なメトリックを導出した。さらに、同メトリックを用いたLDPC符号を大規模MIMOへ適用することで、低演算量かつより高い周波数利用効率を達成できることを示した。3) 誤り訂正能力を高める符号化と平均電力を低減するシェイピングのそれぞれに対して異なる格子構造を導入する手法を提案し、それにより高い符号化利得とシェイピング利得を同時に達成できることを示した。4) 新たな信号符号として前年度に提案したRepeat-Accumulate Signal Codes (RASC) の解析手法を構築するとともに、符号設計を最適化することで、短符号長においても高い特性を達成できることを示した。
1)~4)の研究成果は、いずれも当該年度にIEEE論文誌へフルペーパとして採択済みまたは採択決定済みである。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

当初計画を上回るペースで研究成果を得るとともに、投稿論文がいずれも高インパクトファクタのIEEE論文誌に採択されるに至っているため。

Strategy for Future Research Activity

最終年度を迎えるにあたり、共同研究者間の連携をより一層強めて相乗効果を得ることで、より高い研究成果の獲得を目指す。

  • Research Products

    (35 results)

All 2019 2018

All Journal Article (6 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 2 results) Presentation (29 results) (of which Int'l Joint Research: 16 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Performance Analysis of Matched-Filter Detector for MIMO Spatial Multiplexing over Rayleigh Fading Channels with Imperfect Channel Estimation2019

    • Author(s)
      Hama Yuto、Ochiai Hideki
    • Journal Title

      IEEE Transactions on Communications

      Volume: - Pages: 1~1

    • DOI

      10.1109/TCOMM.2019.2892758

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] PAPR Reduction of OFDM with Trellis Shaping based on p-Norm Minimization2019

    • Author(s)
      Takizawa Shun、Ochiai Hideki
    • Journal Title

      IEEE Wireless Communications Letters

      Volume: - Pages: 1~1

    • DOI

      10.1109/LWC.2019.2903247

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Repeat-Accumulate Signal Codes2019

    • Author(s)
      Takai Manato、Ishibashi Koji
    • Journal Title

      IEEE Transactions on Communications

      Volume: 67 Pages: 2607~2619

    • DOI

      10.1109/TCOMM.2018.2889066

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Capacity-Approaching Non-Binary Turbo Codes: A Hybrid Design Based on EXIT Charts and Union Bounds2018

    • Author(s)
      Matsumine Toshiki、Ochiai Hideki
    • Journal Title

      IEEE Access

      Volume: 6 Pages: 70952~70963

    • DOI

      10.1109/ACCESS.2018.2881243

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Encoding and Indexing of Lattice Codes2018

    • Author(s)
      Kurkoski Brian M.
    • Journal Title

      IEEE Transactions on Information Theory

      Volume: 64 Pages: 6320~6332

    • DOI

      10.1109/TIT.2018.2839181

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A Design of Overlapped Chunked Code over Compute-and-Forward for Multi-Source Multi-Relay Networks2018

    • Author(s)
      Ngeth Rithea、Kurkoski Brian、Lim Yuto、Tan Yasuo
    • Journal Title

      Sensors

      Volume: 18 Pages: 3225~3225

    • DOI

      10.3390/s18103225

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] A UAV-aided data collection for wireless powered sensor network over Rician fading channels2019

    • Author(s)
      T. Shen and H. Ochiai
    • Organizer
      IEEE Consumer Communications & Networking Conference, (CCNC2019)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Trellis shaping using clipping-based metric with improved PAPR reduction for OFDM signals2019

    • Author(s)
      S. Takizawa and H. Ochiai
    • Organizer
      Radio & Wireless Symposium (RWS2019)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Spatially Coupled Repeat-Accumulate Signal Codes2019

    • Author(s)
      M. Takai, and K. Ishibashi
    • Organizer
      Radio & Wireless Symposium (RWS2019)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 超直交畳み込み符号化OFDMシステムのソフトウェア無線機による実装とフェージング環境下における特性評価2019

    • Author(s)
      横川朋樹、落合秀樹
    • Organizer
      電子情報通信学会 無線通信システム研究会
  • [Presentation] A new low-complexity trellis shaping design based on clipping for PAPR reduction in BICM-OFDM system2018

    • Author(s)
      J. Watanabe and H. Ochiai
    • Organizer
      IEEE Wireless Communications and Networking Conference (WCNC 2018)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Uplink multiple access based on MIMO-OFDM with adaptive super-orthogonal convolutional codes for ultra reliable and low latency communications2018

    • Author(s)
      Y. Hori and H. Ochiai
    • Organizer
      2018 IEEE International Conference on Communications (ICC 2018 Workshops)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Software defined radio implementation of SOCC-based OFDM system with low PAPR2018

    • Author(s)
      T. Yokokawa and H. Ochiai
    • Organizer
      2018 IEEE Vehicular Technology Conference Spring (VTC2018-Spring)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] A design of non-binary turbo codes over finite fields based on Gaussian approximation and union bounds2018

    • Author(s)
      T. Matsumine and H. Ochiai
    • Organizer
      2018 IEEE Vehicular Technology Conference Spring (VTC2018-Spring)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Performance comparison of low-complexity MIMO system with matched-filter detector and interference cancellation2018

    • Author(s)
      Y. Hama and H. Ochiai
    • Organizer
      25th International Conference on Telecommunications (ICT2018)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] A coded MIMO spatial multiplexing approach with low-complexity matched-filter detector and CRC-assisted interference cancellation2018

    • Author(s)
      K. Masukawa and H. Ochiai
    • Organizer
      IEEE Military Communications Conference (MILCOM'18)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Construction D lattice decoding and its application to BCH code lattices2018

    • Author(s)
      T. Matsumine, B. M. Kurkoski, and H. Ochiai
    • Organizer
      IEEE Global Communications Conference (GLOBECOM2018)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] A design of overlapped chunked code over compute-and-forward in multi-source multi-relay networks2018

    • Author(s)
      R. Ngeth, Y. Lim, B. M. Kurkoski, and Y. Tan
    • Organizer
      IEEE Global Communications Conference (GLOBECOM2018)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Construction D' lattices from quasi-cyclic low-density parity-check codes2018

    • Author(s)
      S. Chen, B. M. Kurkoski, and E. Rosnes
    • Organizer
      10th International Symposium on Turbo Codes & Iterative Information Processing (ISTC'18)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Shaping gain of lattices based on convolutional codes and construction A2018

    • Author(s)
      F. Zhou and B. M. Kurkoski
    • Organizer
      2018 International Symposium on Information Theory and Its Applications
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Reliability-based parametric LDLC decoding2018

    • Author(s)
      W. Wiriya and B. M. Kurkoski
    • Organizer
      2018 International Symposium on Information Theory and Its Applications
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] An efficient strategy for applying compute-and-forward to the MARC2018

    • Author(s)
      M. N. Hasan and B. M. Kurkoski
    • Organizer
      2018 International Symposium on Information Theory and Its Applications
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Aggregate-Compression-Aided Subcarrier IQ Index Modulation2018

    • Author(s)
      K. Ohira, T. Hara, and K. Ishibashi
    • Organizer
      2018 15th Workshop on Positioning, Navigation and Communications (WPNC)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Lattices and their applications to wireless communications2018

    • Author(s)
      B. M. Kurkoski
    • Organizer
      電子情報通信学会 情報理論研究会
    • Invited
  • [Presentation] 高次モーメントに基づいたトレリスシェイピングによるOFDM信号のピーク電力低減の検討2018

    • Author(s)
      瀧澤峻、落合秀樹
    • Organizer
      電子情報通信学会 無線通信システム研究会
  • [Presentation] 超直交畳み込み符号化OFDMに適したHARQ方式に関する検討2018

    • Author(s)
      兼山紀章、落合秀樹
    • Organizer
      電子情報通信学会 無線通信システム研究会
  • [Presentation] Matched Filter検出法と干渉除去を併用した符号化MIMO空間多重システムの特性改善に関する一検討2018

    • Author(s)
      枡川健太郎、落合秀樹
    • Organizer
      電子情報通信学会 無線通信システム研究会
  • [Presentation] 可変Cyclic Prefix長に基づくOFDMシステムの2パスモデルにおけるスループットに関する理論的検討2018

    • Author(s)
      荒川雅矢、落合秀樹
    • Organizer
      電子情報通信学会 無線通信システム研究会
  • [Presentation] 異なるメトリックに基づくトレリスシェイピングによるOFDM信号のピーク電力低減特性の比較2018

    • Author(s)
      瀧澤峻、落合秀樹
    • Organizer
      2018年電子情報通信学会ソサイエティ大会
  • [Presentation] Reed-Muller符号を用いた低PAPR重畳変調OFDMの設計2018

    • Author(s)
      阿部隆一、落合秀樹
    • Organizer
      2018年電子情報通信学会ソサイエティ大会
  • [Presentation] Construction D' lattices based on QC-LDPC codes2018

    • Author(s)
      S. Chen, B. M. Kurkoski, and E. Rosnes
    • Organizer
      2018年電子情報通信学会ソサイエティ大会
  • [Presentation] Shuffled belief propagation parametric LDLC decoding2018

    • Author(s)
      W. Wiriya and B. M. Kurkoski
    • Organizer
      2018年電子情報通信学会ソサイエティ大会
  • [Presentation] Study of retransmission protocol with compute-and-forward in multi-source multi-relay network2018

    • Author(s)
      R. Ngeth, Y. Lim, B. M. Kurkoski, and Y. Tan
    • Organizer
      2018年電子情報通信学会ソサイエティ大会
  • [Presentation] シンボルベースEXITチャートを用いたターボトレリス符号化空間変調の低演算符号探索法の提案2018

    • Author(s)
      原郁紀、石橋功至、Lajos Hanzo
    • Organizer
      電子情報通信学会 無線通信システム研究会
  • [Presentation] 離散値ベクトル再構成のための高速反復縮退アルゴリズムを用いた圧縮サブキャリアIQインデックス変調2018

    • Author(s)
      大比良和哉、石橋功至、Lajos Hanzo
    • Organizer
      電子情報通信学会 無線通信システム研究会

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Published: 2019-12-27  

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