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超高速多値伝送に向けた統計的伝送歪み評価技術を駆使した多値符号判定手法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 21K11819
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60040:計算機システム関連
研究機関小山工業高等専門学校

研究代表者

飯島 洋祐  小山工業高等専門学校, 電気電子創造工学科, 准教授 (90565441)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2023年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2022年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2021年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
キーワード高速ディジタル伝送 / 多値伝送方式 / 伝送歪み / 多値符号判定 / 統計的評価 / 2次元マッピング / Linear mixture model
研究開始時の研究の概要

半導体素子の高性能化に伴い、大規模集積回路システム内の電気配線上での通信の高速化の要求が増している。これの要求に対して、通信の大容量化に向けた多値伝送方式の採用が進む一方で、雑音耐性の低下や符号間干渉の影響が複雑化してきている。本研究では、計算機システムにおける更なる通信の大容量化や低消費電力化などの要求に対応するためには、受信端でのシンボル分布推定に基づく多値符号判定を新提案し、その符号判定の有効性と回路実装方法を検討し、新概念での高速多値伝送に向けた要素技術の確立を目指す。

研究成果の概要

本研究では、大規模集積回路システム内の高速伝送手法として採用されるPAM(Pulse amplitude modulation)-4などの多値伝送方式に対して、新概念での多値符号判定手法の構築を検討した。特に、多値伝送特有のシンボル遷移パターンによる受信端特性の特徴に着目し、2次元マッピングによる新しい伝送評価方法と、それに基づく符号判定手法を検討した。本研究期間では、上記の実現に向けた要素技術を考察し、従来のアイパターン評価では符号判定が困難な状況下での符号判定の実現性を検討した。さらに、提案の符号判定手法に基づく高速伝送システムの構築に向けた基礎的評価を実施し、その有効性を明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究成果は、高速な通信システムにおける通信品質の評価に用いられる従来のアイパターン評価に加えて、新たな評価手法を提案するものである。本研究成果の手法は、未知の送信データにて符号間干渉の影響を評価する事ができ、受信端でのサンプリング値のみを用いることから伝送システム上でのリアルタイムでの評価も期待できる。さらに、この評価手法に基づく新たな概念での伝送システムの構成に向けた要素技術を開発した。

報告書

(4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
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2024 2023 2022 2021 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 9件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] Evaluation of Multi-valued Data Transmission in Two-Dimensional Symbol Mapping using Linear Mixture Model2024

    • 著者名/発表者名
      Yosuke IIJIMA , Atsunori OKADA , Yasushi YUMINAKA
    • 雑誌名

      IEICE TRANSACTIONS on Information and Systems

      巻: Vol.E107-D,No.8

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evaluation and Symbol Classification of Multi-Valued Signaling Using Two-Dimensional Symbol Mapping with Linear Mixture Model2023

    • 著者名/発表者名
      Iijima Yosuke、Nakajima Kazuharu、Yuminaka Yasushi
    • 雑誌名

      2023 IEEE 53rd International Symposium on Multiple-Valued Logic (ISMVL)

      巻: - ページ: 99-104

    • DOI

      10.1109/ismvl57333.2023.00029

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] PAM-4 Data Transmission Quality Evaluation Using Two- and Three-Dimensional Mapping of Received Symbols2023

    • 著者名/発表者名
      Yuminaka Yasushi、Nakajima Kazuharu、Iijima Yosuke
    • 雑誌名

      2023 IEEE 53rd International Symposium on Multiple-Valued Logic (ISMVL)

      巻: - ページ: 94-98

    • DOI

      10.1109/ismvl57333.2023.00028

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Efficient PAM-4 Symbol Estimation Using Soft Clustering2022

    • 著者名/発表者名
      Yosuke Iijima、 Yasushi Yuminaka
    • 雑誌名

      Journal of Applied Logics

      巻: 9 ページ: 675-690

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 多値遷移特徴に基づく波形整形手法に関する検討2024

    • 著者名/発表者名
      岡田篤典, 飯島洋祐, 弓仲康史
    • 学会等名
      第37回多値論理とその応用研究会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Equalization for Compensation of Intersymbol Relationship of Multi-Valued Signaling Using Two-Dimensional Symbol Mapping2024

    • 著者名/発表者名
      Yosuke Iijima, Atsunori Okada, and Yasushi Yuminaka
    • 学会等名
      2024 IEEE 54th International Symposium on Multiple-Valued Logic (ISMVL)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Specialized Waveform Equalization Techniques for Multi-Valued Data Transmission2024

    • 著者名/発表者名
      Yasushi Yuminaka, Hayate Hasegawa, Nagito Ishida, and Yosuke Iijima
    • 学会等名
      2024 IEEE 54th International Symposium on Multiple-Valued Logic (ISMVL)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Experimental Results of Symbol Classification Using Two-dimensional Mapping on FPGA2023

    • 著者名/発表者名
      Yukihiro Sugiyama, Yosuke Iijima, Yasushi Yuminaka
    • 学会等名
      32nd International Workshop on Post-Binary ULSI Systems
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Evaluation and Symbol Classification of Multi-Valued Signaling Using Two-Dimensional Symbol Mapping with Linear Mixture Model2023

    • 著者名/発表者名
      Yosuke Iijima, Kazuharu Nakajima, Yasushi Yuminaka
    • 学会等名
      2023 IEEE 53rd International Symposium on Multiple-Valued Logic (ISMVL)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] PAM-4 Data Transmission Quality Evaluation Using Two- and Three-Dimensional Mapping of Received Symbols2023

    • 著者名/発表者名
      Yasushi Yuminaka, Kazuharu Nakajima, Yosuke Iijima
    • 学会等名
      2023 IEEE 53rd International Symposium on Multiple-Valued Logic (ISMVL)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Evaluation and Symbol Classification of Multi-Valued Signaling Using Two-Dimensional Symbol Mapping with Linear Mixture Model2023

    • 著者名/発表者名
      Yosuke Iijima、Kazuharu Nakajima、Yasushi Yuminaka
    • 学会等名
      2023 IEEE 53rd International Symposium on Multiple-Valued Logic (ISMVL)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] PAM-4 Data Transmission Quality Evaluation Using Two- and Three-Dimensional Mapping of Received Symbols2023

    • 著者名/発表者名
      Yasushi Yuminaka、Kazuharu Nakajima、Yosuke Iijima
    • 学会等名
      2023 IEEE 53rd International Symposium on Multiple-Valued Logic (ISMVL)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 受信シンボルの3次元マッピングによるPAM-4信号伝送品質評価2022

    • 著者名/発表者名
      中嶋 一晴、弓仲 康史、飯島 洋祐
    • 学会等名
      第45回多値論理フォーラム
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 受信シンボルの2 次元マッピングによるPAM-4 信号の符号間干渉評価2022

    • 著者名/発表者名
      中嶋 一晴 , 弓仲 康史 , 飯島 洋祐
    • 学会等名
      第12回 電気学会東京支部栃木・群馬支所合同研究発表会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Two-Dimensional Symbol Mapping for Evaluating Multi-Valued Data Transmission Quality2022

    • 著者名/発表者名
      Yosuke Iijima, Kazuharu Nakajima and Yasushi Yuminaka
    • 学会等名
      2022 IEEE 52st International Symposium on Multiple-Valued Logic (ISMVL)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Efficient PAM-4 Data Transmission with Closed Eye Using Symbol Distribution Estimation2021

    • 著者名/発表者名
      Yosuke Iijima , Yasushi Yuminaka
    • 学会等名
      2021 IEEE 51st International Symposium on Multiple-Valued Logic (ISMVL)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [備考] 小山工業高等専門学校 情報通信エネルギー研究室

    • URL

      https://www.oyama-ct.ac.jp/gakka/ee/faculty_list_ee_link/gkg-denki_07_lab/

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [備考] 小山工業高等専門学校 電気電子創造工学科 情報通信エネルギー研究室

    • URL

      https://www.oyama-ct.ac.jp/gakka/ee/faculty_list_ee_link/gkg-denki_07_lab/

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [備考] 情報通信エネルギー研究室

    • URL

      https://www.oyama-ct.ac.jp/gakka/ee/faculty_list_ee_link/gkg-denki_07_lab/

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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