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2022 年度 実績報告書

Lattice Codes for Gaussian Wireless Networks Beyond 5G

研究課題

研究課題/領域番号 19H02137
研究機関北陸先端科学技術大学院大学

研究代表者

KURKOSKI Brian  北陸先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 教授 (80444123)

研究分担者 落合 秀樹  横浜国立大学, 大学院工学研究院, 教授 (20334576)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
キーワードlattices / information theory / coding theory / wireless networks / wireless communications
研究実績の概要

A novel lattice construction embeds an arbitrary binary block code, such as a CRC, in the lattice. This provides a “self-certifying property” which allows retrying decoding without requesting retransmission. For the point-to-point channel, an analytic expression predicts that approximately 0.5 dB gain is possible; a practical code achieved 0.1 dB gain. For multiuser cooperative communications using the compute-forward paradigm, a more substantial 1.0 dB of gain was achieved. This shows that lattice codes can significantly increase the throughput of wireless networks. Lattices based on low-density parity check codes using quasi-cyclic constructions are shown to operate at lower probability of decoding error than existing modulation methods due to lower transmit power; they are also highly practical, making them a promising candidate for future wireless communication systems. Memory approximate message passing is shown to reduce the complexity of parameter estimation in linear systems using memory to avoid the complexity of MMSE estimation, making it a promising candidate for decoding high-dimensional lattices. Such systems naturally induce L-banded matrices, and interesting algebraic properties of such matrices were shown.

現在までの達成度 (段落)

令和4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4年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 3件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Algebra of L-Banded Matrices2023

    • 著者名/発表者名
      Huang Shunqi、Liu Lei、Kurkoski Brian M.
    • 雑誌名

      IEEE Access

      巻: 11 ページ: 17658~17664

    • DOI

      10.1109/ACCESS.2023.3244780

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Construction D’ Lattices for Power-Constrained Communications2022

    • 著者名/発表者名
      Zhou Fan、Kurkoski Brian M.
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Communications

      巻: 70 ページ: 2200~2212

    • DOI

      10.1109/TCOMM.2022.3147235

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Memory AMP2022

    • 著者名/発表者名
      Liu Lei、Huang Shunqi、Kurkoski Brian M.
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Information Theory

      巻: 68 ページ: 8015~8039

    • DOI

      10.1109/TIT.2022.3186166

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] CRC-Enabled Lattices for Multiuser Communication2023

    • 著者名/発表者名
      Xue Jiajie、Kurkoski Brian M.
    • 学会等名
      Information Theory and Applications Workshop
    • 招待講演
  • [学会発表] Lower Bound on the Error Rate of Genie-Aided Lattice Decoding2022

    • 著者名/発表者名
      Xue Jiajie、Kurkoski Brian M.
    • 学会等名
      2022 IEEE International Symposium on Information Theory
    • 国際学会
  • [学会発表] Sufficient Statistic Memory Approximate Message Passing2022

    • 著者名/発表者名
      Liu Lei、Huang Shunqi、Kurkoski Brian M.
    • 学会等名
      2022 IEEE International Symposium on Information Theory
    • 国際学会
  • [学会発表] Lattice decoding based on exhaustive search over scaling factor2022

    • 著者名/発表者名
      Xue Jiajie、Kurkoski Brian M.
    • 学会等名
      電子情報通信学会技術研究報告

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公開日: 2023-12-25  

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