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電波伝搬特性を生かしたランダムアクセス方式の研究

研究課題

研究課題/領域番号 20K04493
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
研究機関同志社大学

研究代表者

程 俊  同志社大学, 理工学部, 教授 (00388042)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2022年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2021年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2020年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
キーワードrandom access / slotted ALOHA / fading channel / channel coding / wireless communications / sensor networks / massive random-access / density evolution / finite blocklength / fading channels / ランダムアクセス方式 / 電波伝搬特性 / 通信路符号化 / センサネットワーク / 多重接続通信路
研究開始時の研究の概要

電波伝搬特性を生かしたランダムアクセス方式の研究を行う.大規模密集センサネットワークにおいて,一定時間内に一部のアクティブなセンサは,共通符号を用いてアクセスポイントにランダムにパケットを送信する.送信パケットは,センサからの情報でパケット長が短い.アクセスポイントは,衝突が起こったパケットに対して,各デバイスの電波伝搬特性を推定し,それをデバイス識別情報として用い,混信信号を分離する.本研究では,情報理論,符号理論に基づき,電波伝搬特性を活用した共通符号を提案する.ネットワークの最適化を解析し,有限長伝送の理論限界に近づく,低演算量で実現可能な大規模密集センサネットワークの構築を目指す.

研究成果の概要

本研究では,レイリーフェージング環境における符号化Slotted ALOHAシステムのbelief propagation (BP)閾値,maximum a posteriori (MAP) 閾値およびConverse理論限界の定式化し,さらにMAP閾値をほぼ達成する具体的な送信方式を提案し,数値計算および計算機シミュレーションで確認しました.

研究成果の学術的意義や社会的意義

This project derived several limited performances for random access protocols, and developed some practical transmission schemes, which approach these limit performance. Our work improves the energy and spectral efficiencies for machine-type communications and the Internet of Things.

報告書

(5件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (37件)

すべて 2024 2023 2022 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (5件) 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 5件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (26件) (うち国際学会 9件)

  • [国際共同研究] Xidian University(中国)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] Guangdong University of Technology/Xidian University(中国)

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Singapore University of Tech. and Design(シンガポール)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Xidian University(中国)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Singapore University of Tech. and Design(シンガポール)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Irregular Repetition Slotted ALOHA Over Rayleigh Block Fading Channels: Bounds and Threshold Saturation via Spatial Coupling2023

    • 著者名/発表者名
      Takahashi Yuhei、Song Guanghui、Kimura Tomotaka、Cheng Jun
    • 雑誌名

      IEEE Access

      巻: 11 ページ: 106528-106543

    • DOI

      10.1109/access.2023.3320575

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [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 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Achievable-Rate-Aware Retention-Error Correction for Multi-Level-Cell NAND Flash Memory2022

    • 著者名/発表者名
      Bu Yingcheng、Fang Yi、Zhang Guohua、Cheng Jun
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Computer-Aided Design of Integrated Circuits and Systems

      巻: 41 号: 10 ページ: 3438-3451

    • DOI

      10.1109/tcad.2021.3123288

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Near-Optimal Detection for Both Data and Sneak-Path Interference in Resistive Memories With Random Cell Selector Failures2022

    • 著者名/発表者名
      Song Guanghui、Cai Kui、Sun Ce、Zhong Xingwei、Cheng Jun
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Communications

      巻: 70 号: 2 ページ: 836-850

    • DOI

      10.1109/tcomm.2022.3140459

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Robust Rateless Spatially Coupled Repeat-Accumulate-Repeat Multi-User Codes on IDMA Systems2021

    • 著者名/発表者名
      Zhang Yifei、Hou Wei、Li Ying、Cheng Jun
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Vehicular Technology

      巻: 70 号: 11 ページ: 11523-11537

    • DOI

      10.1109/tvt.2021.3110760

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Performance Limit and Coding Schemes for Resistive Random-Access Memory Channels2021

    • 著者名/発表者名
      Song Guanghui、Cai Kui、Zhong Xingwei、Jiang Yu、Cheng Jun
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Communications

      巻: 69 号: 4 ページ: 2093-2106

    • DOI

      10.1109/tcomm.2021.3051413

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 2 次Reed-Muller 列に基づくスパース重ね合わせ符号:直交符号化2024

    • 著者名/発表者名
      大坂 主,宋 光輝,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(IT)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Coded Slotted ALOHA over Rayleigh Block Fading Channels: BP Threshold and Converse Bound2023

    • 著者名/発表者名
      Takahashi Yuhei、Masuo Ippei、Song Guanghui、Kimura Tomotaka、Cheng Jun
    • 学会等名
      2023 IEEE Globecom Workshops
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] I/Q インバランスを生かした複素ニューラルネットワークによるデバイス識別2023

    • 著者名/発表者名
      樋口貴大,北川善大,木村共孝,程俊
    • 学会等名
      電子情報通信学会 情報理論とその応用シンポジウム(SITA2023)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 混合ガンマ分布による双方向中継通信システムの有限長伝送性能解析2023

    • 著者名/発表者名
      酒井陽平,木村共孝,程俊
    • 学会等名
      電子情報通信学会 情報理論とその応用シンポジウム(SITA2023)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] SNR 発展法による有限長符号化 IDMA 性能の理論解析2023

    • 著者名/発表者名
      田邉絵梨,宋光輝,木村共孝,程俊
    • 学会等名
      電子情報通信学会ソサイエティ大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 超大規模センサネットワークにおける少数パイロットシンボルを用いたメタ学習による復調2023

    • 著者名/発表者名
      山本 邦泰,木村 共孝,程俊
    • 学会等名
      電子情報通信学会 コミュニケーションシステム研究会(CS)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Reed-Muller sequence-based unsourced random access over multipath fading channels2022

    • 著者名/発表者名
      T. Osaka, H. Nakanishi, T. Kimura, and J. Cheng,
    • 学会等名
      IEEE Region 10 Conference (TENCON)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Finite blocklength analysis of cooperative superposition coded relaying systems over Nakagami-m fading channels2022

    • 著者名/発表者名
      Y. Sakai, M. Kambara, G. Song, T. Kimura, and J. Cheng
    • 学会等名
      2022 Int. Symposium on Information Theory and Its Applications (ISITA2022)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Reed-Muller sequence-based block orthogonal sparse superposition codes2022

    • 著者名/発表者名
      H. Nakanishi, G. Song, T. Kimura, and J. Cheng
    • 学会等名
      2022 Int. Symposium on Information Theory and Its Applications (ISITA2022)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 2次Reed-Muller系列に基づくスパース重ね合わせ符号2022

    • 著者名/発表者名
      中西 日向子,副嶋 凜太朗,宋 光輝,木村 共孝,程 俊
    • 学会等名
      電子情報通信学会情報理論とその応用シンポジウム(SITA)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] レイリーフェージング環境における不規則反復Slotted ALOHAシステム:理論限界とMAP閾値2022

    • 著者名/発表者名
      高橋 侑平,宋 光輝,木村 共孝,程 俊
    • 学会等名
      電子情報通信学会情報理論とその応用シンポジウム(SITA)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 整数mの仲上mフェージング環境下での重畳符号化協調通信の有限長伝送における平均ブロック誤り率の理論解析2022

    • 著者名/発表者名
      酒井 陽平,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(IT)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 部分アクセスIDMAシステムにおける電力制御およびSNR発展法による性能評価2022

    • 著者名/発表者名
      山岸 雅弥,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(IT)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] センシングデータの相関性を生かした無線連合学習2022

    • 著者名/発表者名
      雲雀恵太,神原征弥,木村共孝,程俊
    • 学会等名
      電子情報通信学会 コミュニケーションシステム研究会(CS)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] マルチパスフェージング環境下での2次Reed-Muller列を用いたアンソースランダムアクセス通信2022

    • 著者名/発表者名
      大坂 主,中西 日向子, 木村 共孝, 程 俊
    • 学会等名
      電子情報通信学会 コミュニケーションシステム研究会(CS)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] アンソースランダムアクセス通信における繰り返し干渉除去による衝突メッセージの復号2022

    • 著者名/発表者名
      大島大,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(IT)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Selector Failure Detection for Resistive Random Access Memories2021

    • 著者名/発表者名
      Song Guanghui、Cai Kui、Sun Ce、Zhong Xingwei、Cheng Jun
    • 学会等名
      Proceeding of IEEE International Symposium on Information Theory
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 仲上・ライスフェージング環境での重畳符号化協調通信の有限長伝送性能解析2021

    • 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 情報理論とその応用シンポジウム(SITA2021)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] アンソースランダムアクセス通信における固有なフェージング値によるデバイスの区別と部分メッセージのスティッチング2021

    • 著者名/発表者名
      中西日向子,木村共孝,程俊
    • 学会等名
      電子情報通信学会 情報理論とその応用シンポジウム(SITA2021)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Coding for resistive random-access memory channels2020

    • 著者名/発表者名
      G. Song, K. Cai, X. Zhong, J. Yu, and J. Cheng
    • 学会等名
      IEEE Global Communications Conference (Globecom)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [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, and J. Cheng
    • 学会等名
      IEEE Global Communications Conference (Globecom)
    • 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
      M. Yamagishi, G. Song, T. Kimura, and J. Cheng
    • 学会等名
      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] 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
      Int. Symposium on Information Theory and Its Applications (ISITA)
    • 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
    • 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
    • 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
      L. Wei, S. Lu, H. Kamabe, and J. Cheng
    • 学会等名
      IEICE Technical Report
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2025-01-30  

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