2020 Fiscal Year Research-status Report
Eavesdropping-Resistant Sparse Code Division Multiple Access System using a random number sequence based on dynamical systems
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19K12156
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
實松 豊 九州大学, システム情報科学研究院, 准教授 (60336063)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
篠原 克寿 一橋大学, 大学院経営管理研究科, 准教授 (50740429)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 多元接続 / 情報理論的安全性 / 乱数生成 / カオス力学系 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
小テーマ①: 前年度，英文論文誌に投稿していた論文は，条件付採録の判定を受けた．査読コメントに従い，修正原稿を提出した．修正版では，黄金比変換器の平均二乗量子化誤差を表現する近似式を与えることに成功し，最初に投稿した原稿よりも論文の質が向上した．この近似式については，その後，数値実験を行い近似精度の高さを確認した．この結果は国内研究会で公表した．
小テーマ②: 前年度，英文論文誌に投稿していた論文は，条件付採録の判定を受けた．最も重要な査読からの指摘は，条件付情報漏洩量の計算量に対する認識が間違っていたことであった．具体的には，mビットの情報信号に対し(n-m)ビットの攪乱信号を付与する場合,提案法の計算量はO(n 2^m)である．これを最初に投稿した原稿では，nに対して線形であると主張したが，一般にnとmは比例関係を保って拡大させるため，計算量はnの線形ではないという指摘を受けた．指摘を全面的に受け入れ，大幅な修正を行った論文を投稿し採録された．
小テーマ③: 引き続きスパース重ね合せ符号(SSC)を用いた非直交多元接続を検討した．同一の時間・周波数資源を2ユーザで使用する場合の電力配分に関して，従来は，総電力が一定の下で第1，第2ユーザに割り振る電力比及び符号化レートを決定する最適化問題として捉えられていた．しかし現実的には，符号化レートは数種類の中から離散的に選択される一方，電力は連続的であり，かつ総電力も可変と考えるのが自然である．我々は，固定の符号化レート，復号誤り率が一定以下の条件の下で，送信器基地局の総電力を最小化する問題と捉え直した．これを実現するため，単一のSSCにより復号誤り率が10^-5以下となるために必要な電力を詳細に調査した．提案法のシミュレーション結果を国内研究会で発表した．また，SSCに小テーマ②のコセット符号化を組み合わせる手法の検討を開始した．
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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
小テーマ①は，平均二乗量子化誤差の近似式を出したことについては，当初の計画を超えているものの，
次の段階である黄金比変換器出力から，独立同分布な乱数を抽出する回路の設計が出来ていない．
小テーマ②はコセット符号化の評価に関して英文論文誌に採録され順調である．引き続き計画に沿った研究を行う．
小テーマ③は，当初の研究計画ではSparse Code Multiple Access (SCMA)を基に多重アクセス法を設計する予定であったが，うまくいかなかった．そのため，
令和元年度においてのスパース重ね合わせ符号を基に設計することに計画を変更した．
当初計画通りではないものの，多元接続への応用は順調に進展している．
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| Strategy for Future Research Activity |
小テーマ①は，黄金比変換器出力から，独立同分布な乱数を抽出する回路の設計を行う．
小テーマ②と小テーマ③を融合し，スパース重ね合わせ符号とコセット符号化を組み合わせた符号化を行った場合の盗聴耐性について調査する．
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| Causes of Carryover |
昨年度は，新型コロナの影響により国内・国外出張が取りやめとなり，想定していた旅費の使用がなくなったため．
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