2018 Fiscal Year Annual Research Report
信号の離散性を利用した大規模過負荷ＭＩＭＯ信号検出とその理論解析
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17J07055
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
早川 諒 京都大学, 情報学研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2017-04-26 – 2020-03-31
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| Keywords | 過負荷MIMO |
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| Outline of Annual Research Achievements |
1. SOAV（Sum of Absolute Values）最適化のアイデアとAMP（Approximate Message Passing）アルゴリズムを用いた離散値ベクトル再構成の一般化を行った．以前の検討では未知ベクトルの分布を制限していたが，任意の離散分布に対して適用できるように拡張し，その理論解析を行った．また，理論解析結果を用いて，SOAV最適化問題に含まれるパラメータを決定する手法を提案した．計算機シミュレーションにより，問題のサイズが大きい場合には，AMPアルゴリズムの特性とその理論解析結果がよく一致することを示した．
2. 従来のSOAV最適化に基づく離散値ベクトル再構成の手法は実数領域における最適化問題を解くものであるため， 一般の複素数値をとる離散値ベクトルの再構成には不適切な場合があった．そこで，従来の実数領域における最適化問題を複素数領域における最適化問題に拡張し，複素離散値ベクトルの再構成のための手法を提案した．計算機シミュレーションにより提案手法の推定値の精度を評価し，別のアプローチと比べて良い性能を達成可能であることを示した．MIMO（Multiple-Input Multiple-Output）信号検出などの通信の問題では推定すべき信号は一般に複素数値をとるため，提案手法はそのような問題に適した手法であると考えられる．その具体例として，上りリンク過負荷MIMOにおけるOFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）伝送やサイクリックプレフィックスを用いたシングルキャリア伝送などにおける提案手法の特性を評価し，その有効性を示した．
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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
SOAV最適化のアイデアとAMPアルゴリズムに基づく離散値ベクトル再構成の一般化によって，これまで適用できなかったような離散分布に対する当該アルゴリズムの理論解析結果も得られるようになった．また，複素数領域における最適化を用いた手法は一般の複素離散値ベクトルの再構成に適用可能であり，過負荷MIMO信号検出を含めた様々な通信の問題への応用が期待できる．以上より，本研究課題はおおむね順調に進展しているといえる．
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| Strategy for Future Research Activity |
様々な応用における提案手法の特性を計算機シミュレーションなどで評価し，提案手法が良い特性を達成する条件やその理由について検討する．
また，それぞれの応用に固有の性質を利用した特性の改善や計算量の削減などについても検討する．
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