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ランダム行列理論を応用したレートレス符号化変調方式の創出

研究課題

研究課題/領域番号 18H01441
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分21020:通信工学関連
研究機関豊橋技術科学大学

研究代表者

竹内 啓悟  豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (30549697)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
11,180千円 (直接経費: 8,600千円、間接経費: 2,580千円)
2020年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2019年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2018年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
キーワード情報通信工学 / 情報理論 / ランダム行列理論 / 符号化変調 / メッセージ伝播法 / 近似的メッセージ伝播法 / 期待値伝播法
研究成果の概要

本研究の成果は2つある。1つ目の成果は、レートレス符号化変調方式の候補としてスパース重ね合わせ符号を検討し、スパース重ね合わせ符号の反復復号法として、期待値伝播法を提案したことである。
もう1つは、研究開始当初に想定外だった成果として、期待値伝播法の性能を理論的に厳密評価する方法を発展させて、既存の近似的メッセージ伝播法と期待値伝播法との利点を兼ね備えた新しいメッセージ伝播法を創出するための枠組みを開拓したことである。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究の学術的意義は、既存のメッセージ伝播法の利点を兼ね備えたメッセージ伝播法の創出に向けて、メッセージ伝播法の新しい研究対象を切り開いた点にある。この方向の研究は、研究代表者の新規の基盤研究(B)として2025年度までの5年計画で実施する予定である。
本研究の社会的意義は、レートレス符号化変調方式の候補としてスパース重ね合わせ符号を提示した点にある。この方式が完成すれば、伝送速度の制御が自動化され、通信環境に応じた高速・大容量の情報通信を実現できる。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 8件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Expectation-Propagation Detection for Generalized Spatial Modulation with Sparse Orthogonal Precoding2021

    • 著者名/発表者名
      SUGIYAMA Tatsuya、TAKEUCHI Keigo
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences

      巻: E104.A 号: 3 ページ: 661-664

    • DOI

      10.1587/transfun.2020EAL2066

    • NAID

      130007992933

    • ISSN
      0916-8508, 1745-1337
    • 年月日
      2021-03-01
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Expectation Propagation Decoding for Sparse Superposition Codes2020

    • 著者名/発表者名
      MAYUMI Hiroki、TAKEUCHI Keigo
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences

      巻: E103.A 号: 12 ページ: 1666-1669

    • DOI

      10.1587/transfun.2020EAL2053

    • NAID

      130007948369

    • ISSN
      0916-8508, 1745-1337
    • 年月日
      2020-12-01
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Pilot Decontamination in Massive MIMO Uplink via Approximate Message-Passing2020

    • 著者名/発表者名
      FUJITSUKA Takumi、TAKEUCHI Keigo
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences

      巻: E103.A 号: 12 ページ: 1356-1366

    • DOI

      10.1587/transfun.2020TAP0007

    • NAID

      130007948372

    • ISSN
      0916-8508, 1745-1337
    • 年月日
      2020-12-01
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Convolutional Approximate Message-Passing2020

    • 著者名/発表者名
      K. Takeuchi
    • 雑誌名

      IEEE Signal Process. Lett.

      巻: 27 ページ: 416-420

    • DOI

      10.1109/lsp.2020.2976155

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Rigorous Dynamics of Expectation-Propagation-Based Signal Recovery from Unitarily Invariant Measurements2020

    • 著者名/発表者名
      K. Takeuchi
    • 雑誌名

      IEEE Trans. Inf. Theory

      巻: 66 号: 1 ページ: 368-386

    • DOI

      10.1109/tit.2019.2947058

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Hardware-Aware Sum-Product Decoding in the Decision Domain2019

    • 著者名/発表者名
      M. Yamada, K. Takeuchi, and K. Koike
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences

      巻: E102.A 号: 12 ページ: 1980-1987

    • DOI

      10.1587/transfun.E102.A.1980

    • NAID

      130007754099

    • ISSN
      0916-8508, 1745-1337
    • 年月日
      2019-12-01
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A Family of Counterexamples to the Central Limit Theorem Based on Binary Linear Codes2019

    • 著者名/発表者名
      K. Takeuchi
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences

      巻: E102.A 号: 5 ページ: 738-740

    • DOI

      10.1587/transfun.E102.A.738

    • NAID

      130007641083

    • ISSN
      0916-8508, 1745-1337
    • 年月日
      2019-05-01
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A Unified Framework of State Evolution for Message-Passing Algorithms2019

    • 著者名/発表者名
      K. Takeuchi
    • 雑誌名

      Proc. 2019 IEEE Int. Symp. Inf. Theory

      巻: - ページ: 151-155

    • DOI

      10.1109/isit.2019.8849321

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 大規模な空間変調MIMO上り回線における近似的メッセージ伝播法2020

    • 著者名/発表者名
      桑原悠太,竹内啓悟,山崎悟史
    • 学会等名
      電子情報通信学会情報理論研究会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 空間結合双線形推論問題に対する近似的メッセージ伝播法2020

    • 著者名/発表者名
      佐野裕大,竹内啓悟
    • 学会等名
      電子情報通信学会情報理論研究会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] A Unified Framework of State Evolution for Message-Passing Algorithms2019

    • 著者名/発表者名
      K. Takeuchi
    • 学会等名
      2019 IEEE Int. Symp. Inf. Theory
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] メッセージ伝播法を解析するための状態発展法の統一理論2019

    • 著者名/発表者名
      竹内啓悟
    • 学会等名
      第42回情報理論とその応用シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 空間結合圧縮センシングにおける期待値伝播法に基づく信号再構成2019

    • 著者名/発表者名
      白島大樹,竹内啓悟
    • 学会等名
      第42回情報理論とその応用シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] スパース重ね合わせ符号に対する近似的メッセージ伝播復号法と期待値伝播復号法の比較2019

    • 著者名/発表者名
      眞弓大輝,竹内啓悟
    • 学会等名
      第42回情報理論とその応用シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 期待値伝播法に基づく大規模MIMO通信路とデータの反復同時推定2019

    • 著者名/発表者名
      辰野渉,竹内啓悟
    • 学会等名
      第42回情報理論とその応用シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Trainable Sum-Product復号器の効率的深層学習法に関する初歩的検討2019

    • 著者名/発表者名
      平岡朋晟,竹内啓悟
    • 学会等名
      第42回情報理論とその応用シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] メッセージ伝播復調法の過去,現在,未来2019

    • 著者名/発表者名
      竹内啓悟
    • 学会等名
      電子情報通信学会衛星通信/無線通信システム研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 近似的メッセージ伝播法を理解する-通信と信号処理の立場から-2018

    • 著者名/発表者名
      衣斐信介,竹内啓悟
    • 学会等名
      第41回情報理論とその応用シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 共役勾配法による期待値伝播法の低計算量化2018

    • 著者名/発表者名
      横内柾哉,竹内啓悟
    • 学会等名
      第41回情報理論とその応用シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 直交かつ疎な線形観測からのメッセージ伝播法による信号再構成2018

    • 著者名/発表者名
      杉山達哉,竹内啓悟
    • 学会等名
      第41回情報理論とその応用シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 近似的メッセージ伝播法に基づくパイロット汚染の解消2018

    • 著者名/発表者名
      藤塚拓実,竹内啓悟
    • 学会等名
      第41回情報理論とその応用シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 密度発展法に基づくSum Product復号のハードウェア実装に適した近似2018

    • 著者名/発表者名
      山田瑞樹,竹内啓悟,小池清之
    • 学会等名
      第41回情報理論とその応用シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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