2022 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 / OFDM |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、前年度より提案しているPolar符号のReciprocal Channel Approximation（RCA）の概念に基づく設計手法の有効性を示した。特に1万ビット以上の符号長に対して低演算のSC符号を適用する場合に、ガウス近似法などの従来手法と比較して高精度な設計が可能となることを示した。本研究成果は、IEEE Transactions on Communicationsに掲載されるに至っている。一方、Polar符号に対してセグメント化したCRCを連接し、受信側でCA-SCL復号を適用することにより、レイテンシと信頼性の観点からよりよいトレードオフが達成できることを計算機シミュレーションにより確認した。今後、この方式の理論的な裏付けを行う予定である。さらに、システムの大容量化および高周波数利用効率化に鑑み、多値QAM信号へのPolar符号の適用を想定し、適した凍結ビットの設計手法を示した（IEEE MILCOM2022において発表済み）。また、ガウス分布に基づくビットインタリーブ符号化変調（BICM)に適した簡易な幾何学シェイピングの提案を行った（IEEE CCNC 2023において発表済み）。これらに加え、三値PSKに適したターボ符号の設計（IEEE Communications Letters）、時間・周波数領域変換に基づく高電力効率の非直交マルチアクセス（NOMA）方式の提案（IEEE Transactions on Wireless Communications）、OFDM方式のスペクトル効率の理論的な解析結果（IEICE Transactions on Fundamentals, 招待論文）など、次世代の低消費電力IoT無線通信技術に貢献する一連の成果を得た。
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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
前年度に引き続き、一連の研究成果は高インパクトファクタのIEEE論文誌（計3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 |
提案方式であるPolar符号のRCAに基づく設計を引き続き多値符号化変調への適用を検討するとともに、セグメント化したCA-SCL復号と組み合わせることで、IoT無線通信システムの信頼性とレイテンシのより優れたトレードオフの達成を目指す。また、超低消費電力が求めらるIoTデバイスに適した符号化・変調・およびアクセス方式の確立を目指す。
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