電波を暗号化する安全かつ高品質なカオス変調方式の研究

• 研究課題/領域番号: 26420355
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 通信・ネットワーク工学
• 研究機関: 名古屋工業大学
• 研究代表者: 岡本 英二 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (10358963)
• 研究協力者: 稲葉 悠馬 ; 堀池 直登
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円); 2016年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2015年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2014年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
• キーワード: 無線通信 / 物理層秘匿性 / 通信路符号化 / MIMO / カオス通信 / ターボ符号 / Mアルゴリズム / 電波暗号化変調方式 / 5G / IoT / 符号化利得 / ターボ原理 / EXIT解析 / Box-Muller法 / 最大事後確率復号 / STBC

研究成果の概要

複数アンテナを用いるMIMO（multiple-input multiple-output）多重伝送において，カオス信号を用いることで高信頼，物理層における高秘匿化を実現するカオスMIMO手法を提案し，その高性能化を実現した．これまで受信側の計算量増加が課題であったが，Mアルゴリズムと呼ばれる計算量削減手法を適用し符号計算量を削減した．またターボ符号化と呼ばれる高品質化手法を適用することで，大幅な伝送誤り率削減を実現した．さらに暗号化能力が十分であることを明らかにした．

研究成果

• [雑誌論文] Performance Improvement of Chaos MIMO Transmission scheme by LDPC code Concatenation Using Symbol MAP Detection and STBC (2017)
  • 著者名/発表者名: N. Horiike, E. Okamoto, and T. Yamamoto
  • 雑誌名: Proc. Int’l Conf. on Information Networking (ICOIN2017) 巻: 1 ページ: 200-205
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 物理層秘匿性を有する下りリンク非直交多元接続方式の構築に関する検討 (2017)
  • 著者名/発表者名: 堀池直登，北川博規，岡本英二，山本哲矢
  • 雑誌名: 電子情報通信学会技術研究報告 巻: 117 ページ: 1-6
• [雑誌論文] 岡本英二，堀池直登，山本哲矢，“ターボ符号化による電波暗号化多数接続machine type communications手法の性能改善の検討 (2017)
  • 著者名/発表者名: 岡本英二，堀池直登，山本哲矢
  • 雑誌名: 電子情報通信学会技術研究報告 巻: 117 ページ: 35-40
  • 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Application of MAP decoding for chaos MIMO scheme to improve error rate performance (2016)
  • 著者名/発表者名: E. Okamoto and N. Horiike
  • 雑誌名: IEICE Communications Express 巻: 5 号: 10 ページ: 365-370
  • DOI: 10.1587/comex.2016XBL0106
  • NAID: 130005605926
  • ISSN: 2187-0136
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Performance improvement of chaos MIMO scheme using advanced stochastic characteristics (2016)
  • 著者名/発表者名: E. Okamoto and N. Horiike
  • 雑誌名: IEICE Communications Express 巻: 5 号: 10 ページ: 371-377
  • DOI: 10.1587/comex.2016XBL0125
  • NAID: 130005606038
  • ISSN: 2187-0136
  • オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] ［招待講演］電波暗号化機能を有する即時送信型多数接続machine type communications（MTC）の性能改善に関する検討 (2016)
  • 著者名/発表者名: 岡本英二，堀池直登
  • 雑誌名: 電子情報通信学会技術研究報告 巻: 116 ページ: 47-52
  • 謝辞記載あり
• [雑誌論文] ［依頼講演］物理層秘匿性を有するSCMA伝送方式の検討 (2016)
  • 著者名/発表者名: 岡本英二，國友啓佑
  • 雑誌名: 電子情報通信学会技術研究報告 巻: 116 ページ: 41-46
  • 謝辞記載あり
• [雑誌論文] STBCとLDPC符号を併用したカオスMIMO伝送システムにおけるEXITチャートを用いた特性解析の検討 (2016)
  • 著者名/発表者名: 堀池直登，岡本英二，山本哲矢
  • 雑誌名: 電子情報通信学会技術研究報告 巻: 116 ページ: 105-110
  • 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 外部符号とSTBCの併用によるカオスMIMO伝送方式の特性改善の検討 (2016)
  • 著者名/発表者名: 堀池直登，岡本英二，山本哲矢
  • 雑誌名: 第３９回情報理論とその応用シンポジウム（SITA2016） 巻: 1 ページ: 220-225
  • 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Massive machine type communications（mMTC）のための物理層秘匿性を有するgrant free非直交多元接続方式の検討 (2016)
  • 著者名/発表者名: 岡本英二，堀池直登，山本哲矢
  • 雑誌名: 電子情報通信学会技術研究報告 巻: 116 ページ: 137-142
  • 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 多値変調カオスMIMO伝送方式への外部符号連接による特性改善の検討 (2016)
  • 著者名/発表者名: 堀池直登，岡本英二
  • 雑誌名: 電子情報通信学会技術研究報告 巻: 116 ページ: 87-92
  • 謝辞記載あり
• [雑誌論文] カオスMIMO伝送方式に対するシンボルMAP復号適用の検討 (2016)
  • 著者名/発表者名: 岡本英二
  • 雑誌名: 電気情報通信学会技術研究報告 巻: 115 ページ: 39-44
  • 謝辞記載あり
• [雑誌論文] A chaos MIMO transmission scheme using turbo principle for secure channel-coded transmission (2015)
  • 著者名/発表者名: E. Okamoto and Y. Inaba
  • 雑誌名: IEICE Trans. Commun 巻: E98-B ページ: 1482-1491
  • NAID: 130005090348
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] An EXIT Chart Analysis of Turbo-Coded Chaos MIMO Transmission Scheme (2015)
  • 著者名/発表者名: E. Okamoto
  • 雑誌名: Proc. IEICE International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications (NOLTA 2015) 巻: 1 ページ: 341-244
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 統計的性質の改善によるカオスMIMO伝送方式の性能向上の検討 (2015)
  • 著者名/発表者名: 岡本英二
  • 雑誌名: 電気情報通信学会技術研究報告 巻: 115 ページ: 31-36
  • 謝辞記載あり
• [雑誌論文] ターボ原理を用いるカオスMIMO伝送手法のEXIT解析に関する検討 (2015)
  • 著者名/発表者名: 岡本英二
  • 雑誌名: 電気情報通信学会技術研究報告 巻: 115 ページ: 185-190
  • 謝辞記載あり
• [雑誌論文] A chaos MIMO transmission scheme using turbo principle for secure channel-coded transmission (2015)
  • 著者名/発表者名: E. Okamoto and Y. Inaba
  • 雑誌名: IEICE Trans. Commun. 巻: E98-B ページ: 1-10
  • NAID: 130005090348
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Performance Improvement of Chaos MIMO Transmission Scheme Using Space-Time Block Coding (2014)
  • 著者名/発表者名: E. Okamoto and Y. Inaba
  • 雑誌名: Proc. International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications (NOLTA 2014) 巻: 1 ページ: 707-710
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Multi-user chaos MIMO-OFDM scheme for physical layer multi-access security (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Inaba and E. Okamoto
  • 雑誌名: Nonlinear Theory and Its Applications, IEICE 巻: 5 号: 2 ページ: 172-183
  • DOI: 10.1587/nolta.5.172
  • NAID: 130003396000
  • ISSN: 2185-4106
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Multilevel modulated chaos MIMO transmission scheme with physical layer security (2014)
  • 著者名/発表者名: E. Okamoto and Y. Inaba
  • 雑誌名: Nonlinear Theory and Its Applications, IEICE 巻: 5 号: 2 ページ: 140-156
  • DOI: 10.1587/nolta.5.140
  • NAID: 130003395998
  • ISSN: 2185-4106
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] カオスMIMO伝送における安全な共通鍵伝送の検討 (2014)
  • 著者名/発表者名: 稲葉悠馬, 岡本英二
  • 雑誌名: 信学技報RCS 巻: 114 ページ: 31-36
  • 謝辞記載あり
• [雑誌論文] カオスMIMO伝送方式へのMアルゴリズム適用による復号計算量削減 (2014)
  • 著者名/発表者名: 岡本英二, 稲葉悠馬
  • 雑誌名: 信学技報RCS 巻: 114 ページ: 141-146
  • 謝辞記載あり
• [雑誌論文] カオス通信の無線通信への適用とその性能改善 (2014)
  • 著者名/発表者名: 岡本英二, 稲葉悠馬
  • 雑誌名: 信学技報RCS 巻: 114 ページ: 37-42
• [学会発表] 物理層秘匿性を有する下りリンク非直交多元接続方式の構築に関する検討 (2017)
  • 著者名/発表者名: 堀池直登，北川博規，岡本英二，山本哲矢
  • 学会等名: 電子情報通信学会無線通信システム研究会
  • 発表場所: 石垣商工会館
  • 年月日: 2017-06-21
• [学会発表] Dirty paper coding適用によるマルチユーザカオスMIMO伝送システムの特性改善に関する検討 (2017)
  • 著者名/発表者名: 堀池直登，鈴木宏樹，岡本英二，山本哲矢
  • 学会等名: 2017年信学会NOLTAソサイエティ大会
  • 発表場所: 中京大学
  • 年月日: 2017-06-10
• [学会発表] ターボ符号化による電波暗号化多数接続machine type communications手法の性能改善の検討 (2017)
  • 著者名/発表者名: 岡本英二，堀池直登，山本哲矢
  • 学会等名: 電子情報通信学会無線通信システム研究会
  • 発表場所: 琴平
  • 年月日: 2017-04-24
• [学会発表] Performance Improvement of Chaos MIMO Transmission scheme by LDPC code Concatenation Using Symbol MAP Detection and STBC (2017)
  • 著者名/発表者名: N. Horiike, E. Okamoto, and T. Yamamoto
  • 学会等名: Int’l Conf. on Information Networking (ICOIN2017)
  • 発表場所: Danang, Vietnam
  • 年月日: 2017-01-11
  • 国際学会
• [学会発表] 電波暗号化機能を有する即時送信型多数接続machine type communications（MTC）の性能改善に関する検討 (2016)
  • 著者名/発表者名: 岡本英二，堀池直登
  • 学会等名: 電子情報通信学会無線通信システム研究会
  • 発表場所: 金沢勤労者プラザ
  • 年月日: 2016-12-20
  • 招待講演
• [学会発表] STBCとLDPC符号を併用したカオスMIMO伝送システムにおけるEXITチャートを用いた特性解析の検討 (2016)
  • 著者名/発表者名: 堀池直登，岡本英二，山本哲矢
  • 学会等名: 電子情報通信学会無線通信システム研究会
  • 発表場所: 金沢勤労者プラザ
  • 年月日: 2016-12-20
• [学会発表] 外部符号とSTBCの併用によるカオスMIMO伝送方式の特性改善の検討 (2016)
  • 著者名/発表者名: 堀池直登，岡本英二，山本哲矢
  • 学会等名: 第３９回情報理論とその応用シンポジウム（SITA2016）
  • 発表場所: 高山
  • 年月日: 2016-12-13
• [学会発表] Massive machine type communications（mMTC）のための物理層秘匿性を有するgrant free非直交多元接続方式の検討 (2016)
  • 著者名/発表者名: 岡本英二，堀池直登，山本哲矢
  • 学会等名: 電子情報通信学会無線通信システム研究会
  • 発表場所: YRP
  • 年月日: 2016-10-20
• [学会発表] カオス MIMO 伝送方式へのシンボル MAP 検出を用いた LDPC 符号連接の検討 (2016)
  • 著者名/発表者名: 堀池直登，岡本英二，山本哲矢，星野正幸
  • 学会等名: 電子情報通信学会2016年ソサイエティ大会
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2016-09-20
• [学会発表] 物理層秘匿性を有するショートパケット伝送方式の検討 (2016)
  • 著者名/発表者名: 岡本英二，堀池直登，山本哲矢，星野正幸
  • 学会等名: 電子情報通信学会2016年ソサイエティ大会
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2016-09-20
• [学会発表] 符号連接カオス MIMO 伝送方式のスループット性能評価 (2016)
  • 著者名/発表者名: 堀池直登，岡本英二，山本哲矢，星野正幸
  • 学会等名: H28年度電気・電子・情報関係学会東海支部連合大会
  • 発表場所: 豊田工業高等専門学校
  • 年月日: 2016-09-12
• [学会発表] 多値変調カオスMIMO伝送方式への外部符号連接による特性改善の検討 (2016)
  • 著者名/発表者名: 堀池直登，岡本英二
  • 学会等名: 電子情報通信学会無線通信システム研究会
  • 発表場所: 琉球大学
  • 年月日: 2016-06-22
• [学会発表] 物理層秘匿性を有するSCMA伝送方式の検討 (2016)
  • 著者名/発表者名: 岡本英二，國友啓佑
  • 学会等名: 電子情報通信学会無線通信システム研究会
  • 発表場所: 弘前市・星と森のロマントピア
  • 年月日: 2016-04-21
  • 招待講演
• [学会発表] ［依頼講演］物理層秘匿性を有するSCMA伝送方式の検討 (2016)
  • 著者名/発表者名: 岡本英二, 國友啓佑
  • 学会等名: 電気情報通信学会無線通信システム研究会
  • 発表場所: ・弘前市星と森のロマントピア
  • 年月日: 2016-04-21
  • 招待講演
• [学会発表] カオスを用いたセキュアSCMA伝送方式の検討 (2016)
  • 著者名/発表者名: 岡本英二, 國友啓佑
  • 学会等名: 電子情報通信学会2016年総合大会
  • 発表場所: 九州大学
  • 年月日: 2016-03-15
• [学会発表] Box-Muller法を用いたカオスMIMO伝送における高速伝送化の検討 (2016)
  • 著者名/発表者名: 堀池直登, 岡本英二
  • 学会等名: 電子情報通信学会2016年総合大会
  • 発表場所: 九州大学
  • 年月日: 2016-03-15
• [学会発表] カオスMIMO伝送方式に対するシンボルMAP復号適用の検討 (2016)
  • 著者名/発表者名: 岡本英二
  • 学会等名: 電気情報通信学会複雑コミュニケーションサイエンス研究会
  • 発表場所: 東京工業大学
  • 年月日: 2016-03-02
• [学会発表] An EXIT Chart Analysis of Turbo-Coded Chaos MIMO Transmission Scheme (2015)
  • 著者名/発表者名: E. Okamoto
  • 学会等名: IEICE International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications (NOLTA 2015)
  • 発表場所: 香港
  • 年月日: 2015-12-01
  • 国際学会
• [学会発表] 統計的性質の改善によるカオスMIMO伝送方式の性能向上の検討 (2015)
  • 著者名/発表者名: 岡本英二
  • 学会等名: 電気情報通信学会無線通信システム研究会
  • 発表場所: 東京工業大学
  • 年月日: 2015-11-04
• [学会発表] ターボ原理を用いるカオスMIMO伝送手法のEXIT解析に関する検討 (2015)
  • 著者名/発表者名: 岡本英二
  • 学会等名: 電気情報通信学会無線通信システム研究会
  • 発表場所: 沖縄県立博物館・美術館
  • 年月日: 2015-06-24
• [学会発表] カオスMIMO伝送における安全な共通鍵伝送の検討 (2014)
  • 著者名/発表者名: 稲葉悠馬, 岡本英二
  • 学会等名: 電子情報通信学会無線通信システム研究会
  • 発表場所: 山形大学
  • 年月日: 2014-11-12 – 2014-11-14
• [学会発表] カオスMIMO伝送方式へのMアルゴリズム適用による復号計算量削減 (2014)
  • 著者名/発表者名: 岡本英二, 稲葉悠馬
  • 学会等名: 電子情報通信学会無線通信システム研究会
  • 発表場所: 慶應義塾大学
  • 年月日: 2014-10-16 – 2014-10-17
• [学会発表] Performance Improvement of Chaos MIMO Transmission (2014)
  • 著者名/発表者名: E. Okamoto and Y. Inaba
  • 学会等名: International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications (NOLTA 2014)
  • 発表場所: Luzern, Switzerland
  • 年月日: 2014-09-15 – 2014-09-18
• [学会発表] カオス通信の無線通信への適用とその性能改善 (2014)
  • 著者名/発表者名: 岡本英二, 稲葉悠馬
  • 学会等名: 電子情報通信学会無線通信システム研究会
  • 発表場所: 名古屋工業大学
  • 年月日: 2014-04-17 – 2014-04-18
  • 招待講演
• [備考] 岡本英二研究室
  • URL: http://okamoto.web.nitech.ac.jp/
• [備考] 研究者詳細 岡本英二
  • URL: http://researcher.nitech.ac.jp/html/28_ja.html
• [備考] 論文一覧
  • URL: http://okamoto.web.nitech.ac.jp/wordpress/?page_id=19
• [学会・シンポジウム開催] 次世代移動通信システムの技術動向に関する講演会 (2016)
  • 発表場所: 名古屋工業大学