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2019 年度 実績報告書

信号の離散性を利用した大規模過負荷MIMO信号検出とその理論解析

研究課題

研究課題/領域番号 17J07055
研究機関京都大学

研究代表者

早川 諒  京都大学, 情報学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2017-04-26 – 2020-03-31
キーワード過負荷MIMO
研究実績の概要

1. 非凸最適化に基づく離散値ベクトル再構成手法として,SOAV 最適化の非凸最適化への拡張であるSSR(Sum of Sparse Regularizers)最適化を提案した.また,SSR最適化のためのアルゴリズムとして,ADMMに基づく手法と主・双対近接分離法に基づく手法を導出した.ADMMに基づく手法は主・双対近接分離法に基づく手法と比べ速い収束性を示す一方で,主・双対近接分離法に基づく手法はADMMに基づく手法において行われる逆行列計算を必要としないというメリットがある.また,SSR最適化を複素数領域に拡張した最適化問題も提案し,ADMMに基づく最適化アルゴリズムを導出した.非凸な最適化問題であるため大域的最適解への収束性は保証されないものの, 非凸最適化に基づく手法が従来の凸最適化に基づく手法よりも良い特性を達成可能であることを計算機シミュレ ーションによって示した.

2 SOAV 最適化に基づく離散値ベクトル再構成の特性はこれまで計算機シミュレーションによって評価されてきたが,その理論的な解析はなされていなかった.そこで,CGMT(Convex Gaussian Min-max Theorem)と呼ばれる定理を用いて大システム極限におけるSOAV最適化の理論解析を行い,シンボル誤り率の値を評価した.問題のサイズが大きい場合には,計算機シミュレーションによって理論解析結果と近い特性を得られることを示した.また,より詳しい理論解析を行い,理論解析結果に基づいて最適化問題のパラメータを選ぶ手法も提案した.

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Trainable Projected Gradient Detector for Massive Overloaded MIMO Channels: Data-Driven Tuning Approach2019

    • 著者名/発表者名
      Takabe Satoshi、Imanishi Masayuki、Wadayama Tadashi、Hayakawa Ryo、Hayashi Kazunori
    • 雑誌名

      IEEE Access

      巻: 7 ページ: 93326~93338

    • DOI

      10.1109/ACCESS.2019.2927997

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 離散性とグループスパース性を利用した上りリンク過負荷MU-MIMO OFDM信号検出法に関する検討2020

    • 著者名/発表者名
      早川 諒, 中井 彩乃, 林 和則
    • 学会等名
      電子情報通信学会総合大会
  • [学会発表] An overloaded SC-CP IoT signal detection method via sparse complex discrete-valued vector reconstruction2019

    • 著者名/発表者名
      K. Hayashi, A. Nakai-Kasai, and R. Hayakawa
    • 学会等名
      the Asia-Pacific Signal and Information Processing Association Annual Summit and Conference (APSIPA ASC) 2019
    • 国際学会
  • [学会発表] Discrete-valued vector reconstruction by optimization with sum of sparse regularizers2019

    • 著者名/発表者名
      R. Hayakawa and K. Hayashi
    • 学会等名
      the 27th European Signal Processing Conference (EUSIPCO 2019)
    • 国際学会
  • [学会発表] Performance analysis of discrete-valued vector reconstruction based on box-constrained sum of L1 regularizers2019

    • 著者名/発表者名
      R. Hayakawa and K. Hayashi
    • 学会等名
      the 44th IEEE International Conference on Acoustic, Speech, and Signal Processing (ICASSP 2019)
    • 国際学会
  • [学会発表] 離散値ベクトル再構成手法とその通信応用2019

    • 著者名/発表者名
      早川 諒, 林 和則
    • 学会等名
      電気関係学会関西連合大会
    • 招待講演
  • [学会発表] スパース離散値ベクトル再構成に関する理論解析2019

    • 著者名/発表者名
      早川 諒, 林 和則
    • 学会等名
      第34回信号処理シンポジウム
  • [学会発表] 非凸最適化に基づく離散値ベクトル再構成アルゴリズム2019

    • 著者名/発表者名
      早川 諒, 林 和則
    • 学会等名
      電子情報通信学会高信頼制御通信研究会

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公開日: 2021-01-27  

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