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2021 年度 実績報告書

無線通信系におけるデータ駆動アルゴリズムデザインの新展開

研究課題

研究課題/領域番号 19H02138
研究機関名古屋工業大学

研究代表者

和田山 正  名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (20275374)

研究分担者 林 和則  京都大学, 国際高等教育院, 教授 (50346102)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワード深層展開 / 深層学習 / 無線信号処理
研究実績の概要

本研究の目的は、無線通信系アルゴリズムに対するデータ駆動アルゴリズムデザインの原理を確立し、その原理に基づいて従前のアルゴリズム より優れた特性を持つアルゴリズムを創出することである。最終年度は、1年目・2年目に得られた研究成果に対して総括するとともに、得られた結果に対する理論的解釈を与えることに注力した。本プロジェクトで得られた成果であるスパース信号再構成アルゴリズムであるTranable ISTA法の学習結果を観察すると特徴的なパターンが発見されていた。その学習結果の合理性を理論の観点から説明をするため、申請者らはチェビシェフステップの理論を構築した。チェビシェフステップの理論は、深層展開による学習結果をうまく説明する理論となっており、その結果をまとめた論文が2022年に電子情報通信学会論文誌に掲載予定である。さらにチェビシェフステップの理論を不動点反復法の収束を加速するために利用するチェビシェフPSOR法を開発し、その結果はIEEE Signal Processing Lettersに掲載されている。

また、チェビシェフ法を中心とした理論的検討と平行して、分散信号処理への深層展開の適用に関する研究も新たなに開始し、初期成果が出始めた状況である。分散信号処理における深層展開の活用については、2022年度新規採択となった基盤Aプロジェクト(本プロジェクトの後続プロジェクト)で引き続き研究開発を続行する予定であり、今後も継続して注力する予定である。

また、最終年度における研究の総括の一環として、研究成果の社会還元を目指し、本プロジェクトで得られた成果に基づく書籍の執筆を開始した。2022年度中に出版が予定されている。

現在までの達成度 (段落)

令和3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3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 2022 2021

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 4件)

  • [雑誌論文] Convergence Acceleration via Chebyshev Step: Plausible Interpretation of Deep-Unfolded Gradient Descent2022

    • 著者名/発表者名
      S. Takabe and T. Wadayama
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences

      巻: to appear ページ: to appear

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Chebyshev Periodical Successive Over-Relaxation for Accelerating Fixed-Point Iterations2021

    • 著者名/発表者名
      T. Wadayama and S. Takabe
    • 雑誌名

      IEEE Signal Processing Letters

      巻: 28 ページ: 907--911

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Transmitter and receiver impairment monitoring using adaptive multi-layer linear and widely linear filter coefficients controlled by stochastic gradient descent2021

    • 著者名/発表者名
      M. Arikawa and K. Hayashi
    • 雑誌名

      Optics Express

      巻: 29 ページ: 11548-11561

    • DOI

      10.1364/OE.416992

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Adaptive multi-layer filters incorporated with Volterra filters for impairment compensation including transmitter and receiver nonlinearity2021

    • 著者名/発表者名
      M. Arikawa and K. Hayashi
    • 雑誌名

      Optics Express

      巻: 29 ページ: 28366-28387

    • DOI

      10.1364/OE.435161

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Refined Density Evolution Analysis of LDPC Codes for Successive Interference Cancellation2021

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Takabe and Tadashi Wadayama
    • 学会等名
      IEEE Globecom
    • 国際学会
  • [学会発表] MSE-Optimaized Linear Transform for Noisy Fronthaul Channels in Distributed MIMO C-RAN2021

    • 著者名/発表者名
      Tadashi Wadayama and Satoshi Takabe
    • 学会等名
      IEEE Globecom
    • 国際学会
  • [学会発表] Proximal Decoding for LDPC-coded Massive MIMO Channels2021

    • 著者名/発表者名
      Tadashi Wadayama and Satoshi Takabe,
    • 学会等名
      IEEE International Symposiumn on Information Theory
    • 国際学会
  • [学会発表] An Overloaded MU-MIMO Signal Detection Method Using Piecewise Continuous Nonconvex Sparse Regularizer2021

    • 著者名/発表者名
      A. Hirayama and K. Hayashi
    • 学会等名
      APSIPA Annual Summit and Conference (APSIPA ASC 2021)
    • 国際学会

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公開日: 2022-12-28  

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