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非線形プリコーディングを用いるXOR物理層ネットワークコーディングの研究

研究課題

研究課題/領域番号 18K04142
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
研究機関岡山大学

研究代表者

田野 哲  岡山大学, 自然科学研究科, 教授 (80378835)

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
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2018年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワードネットワーク符号化 / マルチホップ無線 / MIMO / 符号化変調 / プリコーディング / 過負荷 / 無線通信 / 演算量低減 / 空間多重 / ネットワークコーディング / 無線中継 / 双方向通信 / 多値変調 / 周波数利用効率向上 / マルチホップ / 周波数利用効率 / 双方向無線通信 / 中継
研究成果の概要

高速化のために多値変調を適用した場合に発生する中継端末の演算量増大問題を解決する、新しいストリーム毎利得制御を備えた非線形プリコーディングを提案した。これにより中継局の演算量を数百分の1に低減できた。加えて、誤り訂正を導入するための新しい多値変調のための符号化変調方式も提案した。中継端末の演算量増大を抑圧しつつ、16QAMや256QAMの多値変調を適用した場合でも、BER=1.0E-4点において2dB程度の利得が得られた。また、物理層ネットワークコーディングのための中継端末選択法を提案した。BER=1.0E-3点で13dBの利得が得られることを示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

物理層ネットワークコーディングは、原理的に過負荷通信路を無線通信システム内に形成するため、高速化のため多値変調を適用すれば、さらに中継端末での演算が増大してしまう問題があった。本研究はこの問題を解消し、高速通信実現への道を開いた。本研究で提案された新しい符号化変調方式は、類似研究のない全く新しいもので、過負荷状態である中継端末での復号を可能にする。誤り訂正は現在の無線通信では必須であることを鑑みれば、本研究成果は双方向の多値変調通信の実現に大きく寄与する。一方、IoT時代に多くの端末が設置されることが想定できるため、中継局選択法は現実のネットワーク環境において必須の技術になる。

報告書

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

    (17件)

すべて 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 6件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Non-Orthogonal Packet Access Based on Low Density Signature With Phase Only Adaptive Precoding2021

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Denno, Ryoko Sasaki, and Yafei Hou
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Communications

      巻: E104.B 号: 3 ページ: 328-337

    • DOI

      10.1587/transcom.2020EBP3066

    • NAID

      130007993123

    • ISSN
      0916-8516, 1745-1345
    • 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] Precoded Physical Layer Network Coding with Coded Modulation in MIMO-OFDM Bi-Directional Wireless Relay Systems2021

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Denno, Kazuma Yamamoto, and Yafei Hou
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Communications

      巻: E104.B 号: 1 ページ: 99-108

    • DOI

      10.1587/transcom.2020EBP3045

    • NAID

      130007965062

    • ISSN
      0916-8516, 1745-1345
    • 年月日
      2021-01-01
    • 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] XOR Physical Layer Network Coding with Non-Linear Precoding for Quadrature Amplitude Modulations in Bi-Directional MIMO Relay Systems2019

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Denno, Yuto Nagai, and Yafei Hou,
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Communications

      巻: E102.B 号: 10 ページ: 2073-2081

    • DOI

      10.1587/transcom.2018EBP3346

    • NAID

      130007722153

    • ISSN
      0916-8516, 1745-1345
    • 年月日
      2019-10-01
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Novel Low Complexity Lattice Reduction-Aided Iterative Receiver for Overloaded MIMO2019

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Denno, Yuta Kawaguchi, Tsubasa Inoue, and Yafei Hou,
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Communications

      巻: E102.B 号: 5 ページ: 1045-1054

    • DOI

      10.1587/transcom.2018EBP3215

    • NAID

      130007641110

    • ISSN
      0916-8516, 1745-1345
    • 年月日
      2019-05-01
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Near Optimum User Selection for MMSE-based Tomlinson Harashima Precoding,"2019

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Denno, Tomoyuki Baba, Kenta Asaka, and Yafei Hou
    • 雑誌名

      International Journal of Computer & Software Engineering

      巻: 4 号: 1 ページ: 1-7

    • DOI

      10.15344/2456-4451/2019/142

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書 2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Low Complexity Soft Decoding For Physical Layer Network Coding With Coded Modulation2020

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Denno, Tomoya Tanikawa, Hideaki Tsugita, and Yafei Hou,
    • 学会等名
      the 14th International Conference on Signal Processing and Communication Systems
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 過負荷物理層ネットワークコーディングの構成法2020

    • 著者名/発表者名
      谷川智也、田野 哲、侯 亜飛
    • 学会等名
      電子情報通信学会 短距離無線通信研究会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 物理層ネットワークコーディングを用いた双方向無線中継のための多値QAM変調用の符号化変調方式2020

    • 著者名/発表者名
      田野 哲、侯 亜飛
    • 学会等名
      電子情報通信学会 短距離無線通信研究会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 物理層ネットワークコーディングを用いた双方向無線中継のための 多値 QAM 変調用の符号化変調方式2020

    • 著者名/発表者名
      田野 哲、侯 亜飛
    • 学会等名
      電子情報通信学会 総合大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Low Density Signature based Packet Access with Phase Only Adaptive Precoding2019

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Denno, Ryoko Sasaki, and Yafei Hou
    • 学会等名
      the IEEE 89th Vehicular Technology Conference: VTC2019-Spring
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Relay Selection for Bi-directional Relay Systems with XOR-Phisical Layer Network Coding2019

    • 著者名/発表者名
      Kazuma Yamamoto, Satoshi Denno, and Yafei Hou,
    • 学会等名
      the 16th IEEE VTS Asia Pacific Wireless Communications symposium
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Iterative Soft Input Decoding With Assistance of Lattice Reduction For Overloaded MIMO2019

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Denno, Tsubasa Inoue, Takuya Fujiwara, and Yafei Hou
    • 学会等名
      the IEEE 90th Vehicular Technology Conference: VTC2019-fall,
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Coded Quadrature Amplitude Modulations For XOR Physical Layer Network Coding With Precoding2019

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Denno, Kazuma Yamamoto, and Yafei Hou
    • 学会等名
      the 22th International Symposium on Wireless Personal Multimedia Communications
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 適応プリコーディングを用いたXOR物理層ネットワークコーディングとその特性2019

    • 著者名/発表者名
      田野 哲
    • 学会等名
      電子情報通信学会 短距離無線研究会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 多値QAMのための過負荷MIMO線形受信機における繰返し硬判定復号法2019

    • 著者名/発表者名
      藤原拓也、田野 哲、侯 亜飛
    • 学会等名
      電子情報通信学会 無線システム研究会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Adaptive Sideband Selection for Periodic Interference Cancellation2018

    • 著者名/発表者名
      Yuya Kimura, Satoshi Denno, and Yafei Hou
    • 学会等名
      the 2018 Asia-Pacific Microwave Conference (APMC)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] XOR物理層ネットワークコーディングにおける中継局選択法2018

    • 著者名/発表者名
      山本和茉、田野 哲、侯 亜飛
    • 学会等名
      電子情報通信学会 短距離無線通信研究会技術報告
    • 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: 2022-01-27  

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