2021 Fiscal Year Annual Research Report
A Coding Design Paradigm for IoT Network with Scalable Realization of High Reliability and Low Latency
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21H04873
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| Research Institution | Yokohama National University |
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Principal Investigator |
落合 秀樹 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 教授 (20334576)
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| 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, 教授 (80444123)
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| Project Period (FY) |
2021-04-05 – 2026-03-31
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| Keywords | 誤り訂正符号 / IoT / 無線通信システム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
初年度は、主として5Gでも採用されているPolar符号に着目し、より長い符号長においてより優れた誤り率特性を達成するための設計手法について検討した。具体的には、Reciprocal Channel Approximation（RCA）の概念に基づき、関連する関数を簡易かつ厳密に計算するための解析手法を確立した。この手法を適用すれば、従来のガウス近似法および本研究代表者らが近年提案したその改良法（Improved Gaussian Approximation）を長符号長において上回る特性が達成できることを計算機シミュレーションにより明らかにした。これは演算量の点で極めて優れている逐次除去（SC）復号を適用したPolar符号において、より通信路容量に近づくための設計指針を示したものであり、従来設計手法と比較して、信頼性と遅延（レイテンシ）のよりよいトレードオフを達成できることが予測される。なおこの他にも、Polar符号に基づく短いブロック長かつ低消費電力でより優れた誤り率特性を達成するためのシェイピング手法の確立（IEEE Transactions on Communications）、超多数のIoTデバイスの接続をサポートするアップリンクMIMOにおける低演算シンボル検出手法の考案(IEEE Transactions on Wireless Communications)、さらには低消費電力かつ高信頼OFDM方式実現のためのクリッピング手法およびその補償法に関する理論解析等についての研究成果(IEEE Transactions on Wireless CommunicationsおよびIEEE Wireless Communications Letters)を得た。
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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
Polar符号のRCAに基づくより優れた設計手法の提案については、IEEE論文誌へ投稿済みである。またこれに関連した低消費電力シェイピング技術、超多数接続を目指したMIMO技術、および超低消費電力化を見据えたOFDM技術の特性改善に関する研究成果は、いずれも高インパクトファクタのIEEE論文誌（計4本）の採択および掲載に結びついており、概ね順調であると判定できる。
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| Strategy for Future Research Activity |
初年度に確立したPolar符号の設計手法および関連成果に基づき、無線通信システムの信頼性とレイテンシの両面でより優れたトレードオフを達成するための符号・変調・伝送・アクセス方式の設計手法を理論および実装の両視点から明らかにしていく。
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