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2016 年度 実施状況報告書

空間結合符号のユニバーサル性を活かした多重接続通信の理論限界達成に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 16K06373
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) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワードspatially coupled code / concatenated code / multiple-access channel / channel capacity
研究実績の概要

We are progressing according to the original plan in 2016, and achieved the following results.

We focused on the design of spatially coupled concatenated codes. We proposed two kinds of spatially coupled concatenated codes. One is the RA-extended SC-LDPC code, whose uncoupled version consists of an LDPC outer code for spatial coupling and a repeat-accumulate (RA) inner code to adjust code rate. We calculated the potential threshold of the base code ensemble to predict the iterative decoding performance of the proposed code. Numerical results show that in the low rate region, the proposed code outperforms the conventional codes. The proposed code is promising in low rate coding workplace, e.g., for the multiple-access channel.

The other proposed code is a spatially coupled repeater-combiner-convolutional (SC-RCC) code, whose uncoupled version consists of a repeater and combiner as outer code for spatial coupling and a convolutional code as inner code. For point-to-point channel and two-user multiple-access channel, numerical results show the proposed code is universal, in the sense that it approaches the achievable power regions of both channels. For multi-user multiple-access channel, the sum rate of the proposed code, by concatenated a spreading, i.e., repetition code, are also close to the channel capacity.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

As summarized in the Research Achievements section, the research is smoothly progressing according to the original plan in 2016. The proposed RA-extended SC-LDPC code is rate-compatible, and the proposed SC-RCC code concatenated with a repetition code provides a rate-variable code. Both codes are available for multiple-access channel. We show that the proposed SC-RCC code is universal in the sense that it approaches the achievable power regions of single- and two-user multiple-access channels. It seems hard to prove that the code is the universal in the multi-user multiple-access channel.

今後の研究の推進方策

Research will proceed according to the original plan. In the second year, emphasis is on the decoding performance of the codes with finite length. Although the proposed RA-extended SC-LDPC code and SC-RCC code work well with finite length, we still prefer a code with variable rate that can approach the capacity of multiple-access channel, even with a moderate code length. A way to this purpose is to spatially couple irregular LDPC codes. We have some attempt in this direction in 2016, and will thoroughly investigate the spatially couple irregular LDPC code in 2017.

次年度使用額が生じた理由

2017年3月の学会発表のための海外渡航旅費と国際会議参加費の分は,2017年4月に出費するため.

次年度使用額の使用計画

上記の通り,2017年4月に3月分の旅費と参加費を支出します.

  • 研究成果

    (17件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 3件、 謝辞記載あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 7件)

  • [雑誌論文] Optimal rate profile for multi-user multi-rate transmission systems by bivariate fixed-point analysis2017

    • 著者名/発表者名
      M. He, G. Song, and J. Cheng
    • 雑誌名

      IET Communications

      巻: 11 ページ: 628-638

    • DOI

      10.1049/iet-com.2016.0694

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Rate-compatible spatially coupled LDPC code ensembles based on repeat-accumulate extensions2016

    • 著者名/発表者名
      W. Hou, S. Lu, and J. Cheng
    • 雑誌名

      IET Communications

      巻: 10 ページ: 2422-2426

    • DOI

      10.1049/iet-com.2015.1031

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Unequal rate transmission for sum rate maximization over two-user Gaussian multiple access channel2016

    • 著者名/発表者名
      M. He, G. Song, and J. Cheng
    • 雑誌名

      The Harris Science Review of Doshisha University,

      巻: 57 ページ: 81-89

    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Distance enumerator analysis for interleave-division multi-user codes2016

    • 著者名/発表者名
      G. Song and J. Cheng
    • 雑誌名

      IEEE Trans. Information Theory

      巻: 62 ページ: 4039-4053

    • DOI

      10.1109/TIT.2016.2569528

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Unrestricted-rate parallel RIO code2017

    • 著者名/発表者名
      S. Lu, H. Kamabe, A. Yamawaki, and J. Cheng
    • 学会等名
      The 8th Non-Volatile Memories Workshop (NVMW)
    • 発表場所
      University of California, San Diego, USA
    • 年月日
      2017-03-12 – 2017-03-14
    • 国際学会
  • [学会発表] Achieving multiple-vehicle message exchange by spatially coupled coding2017

    • 著者名/発表者名
      W. Hou, S. Lu, and J. Cheng
    • 学会等名
      IEICE Technical Report
    • 発表場所
      東京工業大学 大岡山キャンパス (東京都目黒区)
    • 年月日
      2017-03-03 – 2017-03-03
  • [学会発表] 量子暗号の安全性検証におけるIBM Quantum Experienceの利用と発展性に関する検討2017

    • 著者名/発表者名
      大友 孝晃,森岡 将貴,吉田 雅一,程 俊
    • 学会等名
      暗号と情報セキュリティシンポジウム
    • 発表場所
      ロワジールホテル那覇 (那覇市,沖縄県)
    • 年月日
      2017-01-24 – 2017-01-27
  • [学会発表] Analyzing spatially coupled LDPC codes with entropy-based potential function2016

    • 著者名/発表者名
      Hou, S. Lu, and J. Cheng
    • 学会等名
      Symposium on Information Theory and its Applications (SITA)
    • 発表場所
      高山グリーンホテル(岐阜県高山市)
    • 年月日
      2016-12-13 – 2016-12-16
  • [学会発表] 高次元量子誤り訂正符号を用いたMean King問題の解法とその応用2016

    • 著者名/発表者名
      吉田 雅一, 森岡 将貴, 程 俊
    • 学会等名
      情報理論とその応用シンポジウム
    • 発表場所
      高山グリーンホテル(岐阜県高山市)
    • 年月日
      2016-12-13 – 2016-12-16
  • [学会発表] 一般化SIC-POVMの一構成法2016

    • 著者名/発表者名
      吉田 雅一, 木村 元, 程 俊
    • 学会等名
      情報理論とその応用シンポジウム
    • 発表場所
      高山グリーンホテル(岐阜県高山市)
    • 年月日
      2016-12-13 – 2016-12-16
  • [学会発表] Performance analysis of SC-RA coded IDMA systems with segmented interleavers2016

    • 著者名/発表者名
      T. Sakaguchi, K. Shibata, W. Hou, M. Yoshida, and J. Cheng
    • 学会等名
      Int. Symposium on Information Theory and Its Applications (ISITA)
    • 発表場所
      Monterey, California, USA,
    • 年月日
      2016-10-30 – 2016-11-02
    • 国際学会
  • [学会発表] Spatially-coupled irregular LDPC codes via irregular superposition matrices2016

    • 著者名/発表者名
      K. Shibata, M. Yoshida, and J. Cheng
    • 学会等名
      Int. Symposium on Information Theory and Its Applications (ISITA)
    • 発表場所
      Monterey, California, USA,
    • 年月日
      2016-10-30 – 2016-11-02
    • 国際学会
  • [学会発表] Input-output weight distribution of terminated RSC codes with limited code length2016

    • 著者名/発表者名
      S. Lu, W. Hou, and J. Cheng
    • 学会等名
      Int. Symposium on Information Theory and Its Applications (ISITA)
    • 発表場所
      Monterey, California, USA,
    • 年月日
      2016-10-30 – 2016-11-02
    • 国際学会
  • [学会発表] Parallel concatenated coded overloaded MIMO systems2016

    • 著者名/発表者名
      K. Fumoto, T. Ishida, M. Yoshida, and J. Cheng
    • 学会等名
      Int. Symposium on Information Theory and Its Applications (ISITA)
    • 発表場所
      Monterey, California, USA,
    • 年月日
      2016-10-30 – 2016-11-02
    • 国際学会
  • [学会発表] Optimal rate profile for multi-user multi-rate code with hybrid interference cancellation scheme2016

    • 著者名/発表者名
      M. He, G. Song, J. Cheng, and S. Lu
    • 学会等名
      Int. Symposium on Information Theory and Its Applications (ISITA)
    • 発表場所
      Monterey, California, USA,
    • 年月日
      2016-10-30 – 2016-11-02
    • 国際学会
  • [学会発表] Spatially coupled repeater-combiner-convolutional code on 2-user multiple-access fading channels2016

    • 著者名/発表者名
      W. Hou, S. Lu, and J. Cheng
    • 学会等名
      Int. Symposium on Information Theory and Its Applications (ISITA)
    • 発表場所
      Monterey, California, USA,
    • 年月日
      2016-10-30 – 2016-11-02
    • 国際学会
  • [学会発表] Input-output weight distribution of terminated recursive systematical convolutional codes2016

    • 著者名/発表者名
      S. Lu, W, Hou, and J. Cheng
    • 学会等名
      IEICE Technical Report
    • 発表場所
      福岡大学 セミナーハウス (福岡県福岡市)
    • 年月日
      2016-07-28 – 2016-07-28

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公開日: 2018-01-16  

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