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大規模センサネットワークのための符号化法の研究

研究課題

研究課題/領域番号 18K04132
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分21020:通信工学関連
研究機関岐阜大学

研究代表者

LU SHAN  岐阜大学, 工学部, 助教 (30755385)

研究分担者 程 俊  同志社大学, 理工学部, 教授 (00388042)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2020年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2019年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2018年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
キーワード大規模ネットワーク / 逐次干渉除去 / マルチユーザ符号 / 深層学習 / Signature符号 / unsourced random access / signature code / spares recovery / User identification / Channel estimation / DNN based decoder / Multiple-access channel / random access, / multiuser coding, / spatial coupling, / 大規模センサネットワーク, / 圧縮センシング, / ランダムアクセス / 大規模センサーネットワーク / 共通符号
研究成果の概要

本研究課題は、大規模センサネットワークのための符号の構成法及び復号アルゴリズムの構成、及びその特性評価を目指すものである。
主なる研究成果は、多重接続通信路符号の構成として、(1)代数的な符号化方法及び(2)逐次干渉除去法により符号化方法を提案して、高伝送率、高性能の符号を構成した。さらに、多重接続通信路の復号方法として、(3)圧縮センシングを基づいて繰り返す復号の方法及び(4)ニューラルネットワーク学習に基づく繰り返す復号法を提案して、復号性能を改善した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究課題の遂行により、massive machine-type 通信システムの符号化及び復号の構成に貢献した。代数的な符号化方法の提案は、従来手法と比較して総符号化率を向上されてしており、圧縮センシングを基づいて繰り返す復号の方法は、単純な圧縮センシングによりが多くな性能改善を達成した。同時に、mMTC通信路に対して、実用な深層学習のアルゴリズム設計の有力なアプローチであることが示された。本研究で確立した符号化及び復号方法は、今後のmassive machine-type 通信システムに貢献になっていると考えている。

報告書

(5件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (41件)

すべて 2022 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 3件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (31件) (うち国際学会 14件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] Xidian university/National Tsing Hua University(中国)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Singapore Univ. of Technology and Design(シンガポール)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] User Identification and Channel Estimation by Iterative DNN-Based Decoder on Multiple-Access Fading Channel2022

    • 著者名/発表者名
      WEI Lantian、LU Shan、KAMABE Hiroshi、CHENG Jun
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences

      巻: E105.A 号: 3 ページ: 417-424

    • DOI

      10.1587/transfun.2021TAP0008

    • NAID

      130008165462

    • ISSN
      0916-8508, 1745-1337
    • 年月日
      2022-03-01
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Super-Sparse On-Off Division Multiple Access: Replacing Repetition With Idling2020

    • 著者名/発表者名
      Song Guanghui、Cai Kui、Chi Yuhao、Guo Jie、Cheng Jun
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Communications

      巻: 68 号: 4 ページ: 2251-2263

    • DOI

      10.1109/tcomm.2020.2965522

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Raptor Codes With Descending Order Degrees for AWGN Channels2020

    • 著者名/発表者名
      Yu Wei、Narayanan Krishna、Cheng Jun、Wu Jun
    • 雑誌名

      IEEE Communications Letters

      巻: 24 号: 1 ページ: 29-33

    • DOI

      10.1109/lcomm.2019.2948906

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A User-Independent Successive Interference Cancellation Based Coding Scheme for the Unsourced Random Access Gaussian Channel2019

    • 著者名/発表者名
      Vem Avinash、Narayanan Krishna R.、Chamberland Jean-Francois、Cheng Jun
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Communications

      巻: 67 号: 12 ページ: 8258-8272

    • DOI

      10.1109/tcomm.2019.2940216

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Union Bound Analysis and Code Design for Multilevel Flash Memory Channels2019

    • 著者名/発表者名
      Song Guanghui、Cai Kui、Cheng Jun
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Communications

      巻: 67 号: 9 ページ: 5963-5980

    • DOI

      10.1109/tcomm.2019.2922391

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Unrestricted-Rate Parallel Random Input-Output Codes for Multilevel Flash Memory2018

    • 著者名/発表者名
      LU Shan、KAMABE Hiroshi、CHENG Jun、YAMAWAKI Akira
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences

      巻: E101.A 号: 12 ページ: 2135-2140

    • DOI

      10.1587/transfun.E101.A.2135

    • NAID

      130007539076

    • ISSN
      0916-8508, 1745-1337
    • 年月日
      2018-12-01
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Construction of Parallel Random I/O Codes Using Coset Coding with Hamming Codes2018

    • 著者名/発表者名
      YAMAWAKI Akira、KAMABE Hiroshi、LU Shan
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences

      巻: E101.A 号: 12 ページ: 2125-2134

    • DOI

      10.1587/transfun.E101.A.2125

    • NAID

      130007539074

    • ISSN
      0916-8508, 1745-1337
    • 年月日
      2018-12-01
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Throughput Analysis of Interference Cancellation-Based Random Access With Feedback2018

    • 著者名/発表者名
      Song Guanghui、Cai Kui、Chi Yuhao、Cheng Jun
    • 雑誌名

      IEEE Communications Letters

      巻: 22 号: 12 ページ: 2423-2426

    • DOI

      10.1109/lcomm.2018.2872970

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Access Point Placement for Indoor Wireless LAN2021

    • 著者名/発表者名
      Yuma Narita, Shan Lu, Hiroshi Kamabe
    • 学会等名
      The 25th World Multiconference on Systemics, Cybernetics and Informatics,
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Rate-compatible LDPC Code in Dynamic Environment based on Reinforcement Learning2021

    • 著者名/発表者名
      Li Zizhen, Shan Lu, Hiroshi Kamabe
    • 学会等名
      信学技報, vol. 121, no. 327, IT2021-35, pp. 40-44,
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] フェージングチャネル上のマルチユーザーシステムのための機械学習を用いた信号点配置の設計2021

    • 著者名/発表者名
      石橋弘也, 路 サン、 鎌部 浩
    • 学会等名
      信学技報, vol. 121, no. 327, IT2021-36, pp. 45-50,
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Signature Code Designed by Binarized Neural Networks2021

    • 著者名/発表者名
      Lantian Wei, Shan Lu, Hiroshi Kamabe
    • 学会等名
      信学技報, vol. 121, no. 327, IT2021-34, pp. 34-39,
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] OMP Algorithm with Prior Information for Identification and Channel Estimation on Multiple Access Fading Channel2021

    • 著者名/発表者名
      Shan Lu, LianTian Wei, Hiroshi Kamabe,
    • 学会等名
      信学技報, vol. 121, no. 28, IT2021-10, pp. 54-59,
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] User identification and channel estimation by DNN-based decoder on multiple-access channel2020

    • 著者名/発表者名
      L. Wei, S. Lu, H. Kamabe
    • 学会等名
      Proc. of 2020 IEEE Global Communications Conference (Globecom2020): Selected Areas in Communications: Machine Learning for Communications.
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Performance Evaluation of LDPC Coded Partial-Access IDMA Systems with SNR Evolution2020

    • 著者名/発表者名
      Yamagishi Masaya、Song Guanghui、Kimura Tomotaka、Cheng Jun
    • 学会等名
      Proc. IEEE Region 10 Conference (TENCON)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Design of ZDF code using uniform shift enumerator2020

    • 著者名/発表者名
      Y. Naruse, S. Lu, H. Kamabe
    • 学会等名
      2020 Int. Symposium on Information Theory and its Applications (ISITA2020)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Accuracy evaluation of indoor positioning by received signal strength using deep learning2020

    • 著者名/発表者名
      Y. Narita, S. Lu, H. Kamabe
    • 学会等名
      ICACT2021
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Learning-based approach for designing error-correcting codes2020

    • 著者名/発表者名
      S. Lu
    • 学会等名
      The 9th workshop of error-correcting codes
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Deep Learningを用いた多重接続通信 路における符号の構成2020

    • 著者名/発表者名
      石橋弘也、魏藍天、路サン,鎌部浩
    • 学会等名
      電子情報通信学会情報理論研究会、 IT2020-90,pp.148-152,2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Optimal power allocation of superposition-coded relaying with finite-blocklength transmission over quasi-static Rayleigh channels2020

    • 著者名/発表者名
      M. Kambara, G. Song, T. Kimura, and J. Cheng
    • 学会等名
      2020 Int. Symposium on Information Theory and Its Applications (ISITA2020), pp.534-538, 24-27, Oct. 2020, (Online), Kapolei, Aulani, Hawaii, USA.
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] レイリーフェージング環境下での空間結合符号化Slotted ALOHA システムにおける有限長パケット伝送特性の解析2020

    • 著者名/発表者名
      井上智貴,木村共孝,程俊
    • 学会等名
      電子情報通信学会情報理論研究会,IT2020-55, pp. 165-170, 2020年12月.オンライン.
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] レイリーフェージング環境下3ノード双方向協調通信における最大比合成を用いた有限長伝送システムの性能解析2020

    • 著者名/発表者名
      神原 征弥,木村 共孝,程 俊
    • 学会等名
      電子情報通信学会情報理論研究会,IT2020-56, pp. 171-176, 2020年12月.オンライン.
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] User Identification and Channel Estimation by Iterative DNN-Based Decoder on Multiple-Access Fading Channel2020

    • 著者名/発表者名
      Lantian Wei, Shan Lu, Hiroshi Kamabe and Jun Cheng
    • 学会等名
      IT研究会、IT2020-12, pp.7-12, 2020.
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Partial access for LDPC-coded-IDMA systems2019

    • 著者名/発表者名
      A. Osamura, G. Song, T. Kimura, and J. Cheng
    • 学会等名
      Proc. the 2019 IEEE 30th Annual International Symposium on Personal, Indoor and Mobile Radio Communications (PIMRC), 6 pages, September 8-11, 2019, Turkey, Istanbul.
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 空間結合Slotted ALOHAシステムにおける有限長パケット伝送特性の解析2019

    • 著者名/発表者名
      井上 智貴,木村 共孝, 程 俊
    • 学会等名
      第42回情報理論とその応用シンポジウム予稿集, pp. 239-243, 11月26日-29日, 鹿児島県霧島市霧島国際ホテル, 日本, 2019.
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] レイリーフェージング環境下重畳符号化を用いた協調通信における送信電力と送信符号長の最適化2019

    • 著者名/発表者名
      神原 征弥, 木村 共孝, 程 俊
    • 学会等名
      第42回情報理論とその応用シンポジウム予稿集, pp.244-249, 11月26日-29日, 鹿児島県霧島市霧島国際ホテル, 日本, 2019.
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] IDMAのための部分アクセス方式の提案とEXITチャート解析2019

    • 著者名/発表者名
      長村 明, 宋 光輝, 木村 共孝, 程 俊
    • 学会等名
      第42回情報理論とその応用シンポジウム予稿集, pp. 341-346, 11月26日-29日, 鹿児島県霧島市霧島国際ホテル, 日本, 2019.
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Multi-user UD k-ary codes recursively constructed from short-length multiary codes for multiple-access adder channel2019

    • 著者名/発表者名
      S. Lu, W. Hou, J. Cheng, H. Kamabe
    • 学会等名
      Proc. of 2019 IEEE International Symposium on Information Theory (ISIT2019), pp.425-429, Paris, France,7-12 July 2019.
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] User Identification Through Signature Codes over a Fading Channel2019

    • 著者名/発表者名
      M. Gul, S. Lu and H. Kamabe
    • 学会等名
      信学技報, vol. 119, no. 376, IT2019-50, pp. 87-91, 2020年1月.
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] フェージングを考慮した再生系の性能評価2019

    • 著者名/発表者名
      諫山茉奈,路サン,鎌部浩
    • 学会等名
      信学技報, vol. 119, no. 464, MRIS2019-46, pp. 1-5, 2020年3月.
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Construction of Parallel RIO Codes using Coset Coding with Hamming Codes2018

    • 著者名/発表者名
      A. Yamawaki, H. Kamabe, and S. Lu
    • 学会等名
      Proc. Non-Volatile Memories Workshop (NVMW) 2019
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A New Kind of Nonbinary Uniquely Decodable Codes with Arbitrary Code Length for Multiple-Access Adder Channel2018

    • 著者名/発表者名
      S. Lu, Wei Hou, Jun Cheng, Hiroshi Kamabe
    • 学会等名
      Proc. of 2018 IEEE Information Theory Workshop (ITW2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Error floor estimation of spatially-coupled irregular LDPC code ensembles2018

    • 著者名/発表者名
      K. Shibata, S. Lu, M. Yoshida, K. R. Narayana, and J. Cheng
    • 学会等名
      Proc. 2018 Int. Symposium on Information Theory and Its Applications (ISITA2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Recursive construction of k-ary uniquely decodable codes for multiple-access adder channelRecursive construction of k-ary uniquely decodable codes for multiple-access adder channelS. Lu, Wei Hou, Jun Cheng, Hiroshi Kamabe2018

    • 著者名/発表者名
      S. Lu, Wei Hou, Jun Cheng, Hiroshi Kamabe
    • 学会等名
      Proc. 2018 Int. Symposium on Information Theory and Its Applications (ISITA2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Improving polar codes by spatial coupling2018

    • 著者名/発表者名
      Kai-Hsin Wang, Wei Hou, Shan Lu, Ping-Yuen Wu, Yeong-Luh Ueng, Jun Cheng
    • 学会等名
      Proc. 2018 Int. Symposium on Information Theory and Its Applications (ISITA2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] An Upper Bound on the Generalized Cayley Distance2018

    • 著者名/発表者名
      A. Yamawaki, H. Kamabe, and Shan Lu
    • 学会等名
      Proc. 2018 Int. Symposium on Information Theory and Its Applications (ISITA2019)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Multiuser coding scheme for random access Gaussian channel2018

    • 著者名/発表者名
      S. Lu, J. Cheng, Hiroshi Kamabe, and , R. Shibata
    • 学会等名
      Proc. 41th Symposium on Information Theory and its Applications
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Nonbinary uniquely decodable codes with arbitrary code length for multiple-access adder channel2018

    • 著者名/発表者名
      S. Lu, W. Hou, J. Cheng, Hiroshi Kamabe
    • 学会等名
      Proc. 41th Symposium on Information Theory and its Applications
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] マルチユーザ符号を利用したランダムアクセス通信方式に関する研究2018

    • 著者名/発表者名
      柴田良輔, 路サン, 鎌部浩
    • 学会等名
      信学技報, vol. 118, no. 433, IT2018-43, pp. 49-53
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2023-01-30  

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