2015 Fiscal Year Annual Research Report
無線生体データネットワークに適した低コスト最適符号化への離散数学的アプローチ
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25870228
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| Research Institution | The University of Electro-Communications |
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Principal Investigator |
眞田 亜紀子 電気通信大学, その他の研究科, 助教 (20631138)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | WBAN / XOR符号 / グラフ理論 / LDPC符号 / IRA符号 / GSBP復号法 / 最大流問題 / 局所的内径 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
Wireless Body Area Network (WBAN) は，人体の表面や内部，およびその周辺に配置した無線機器を用いて生体情報の送受信を行う近距離無線通信である．WBANでは，デバイスの消費電力を抑えつつ，正確に情報伝達を行うことが重要である．そのためには，計算量の少ない誤り訂正符号を用いることが有効であるが，どのような符号が適しているのか理論的見解を述べている論文は少ない．よって符号理論からの見解を述べることで，WBANに適した符号を提案することを目標とした．
最終年度は，低密度パリティ検査（LDPC）符号の復号観点から性能向上を目指した．LDPC符号では，検査行列を変数ノードとチェックノードからなる２部グラフ（タナーグラフ）と対応させ，確率伝搬法（変数ノードとチェックノード間での符号語に関する情報交換）を行い，送信された符号語を推定する．その改良手法であるGroup Shuffleled Belief Propagation (GSBP）復号法は，変数ノードをグループ分けし，グループ内では並列処理，グループ間では逐次処理を行うことで，より信頼性の高い情報を伝搬させることが可能である．そのグループ分けを，変数ノードの次数と局所的内径（変数ノードを含む閉路の最短長）が共に降順となるように行うことで，既存のGSBP復号法に比べてビット誤り率が改善（SNR=3dBで，20~30%の改善）し，符号語に収束するまでの情報交換回数も減少（最大回数を５回としたときに，約0.08減少）することを示した．
研究期間を通じて，最大２パケットの足し合わせのみ許可した符号化の解析（初年度），グラフの最大流問題に基づいた任意のタナーグラフの構成法（２年目）など，当初掲げた目標に向けて真摯に取り組んできた．これまでの結果は学会で発表するとともに．まとめたものを現在論文として投稿している．
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