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2011 年度 実績報告書

力学系理論による符号設計とそのディジタル通信への応用

研究課題

研究課題/領域番号 20360174
研究機関九州大学

研究代表者

香田 徹  九州大学, 大学院・システム情報科学研究院, 特命教授 (20038102)

研究分担者 實松 豊  九州大学, 大学院・システム情報科学研究院, 准教授 (60336063)
緒方 政人  九州産業大学, 工学部, 准教授 (90325548)
キーワードカオス力学系 / 疑似直交列系 / 同期確立 / 時間・周波数同時表現 / マルチキャリア伝送 / 非同期通信
研究概要

本研究では,Gabor2次元表現に基づく通信システムを提案する.本方式はGauss包絡線キャリアに基づくので,同期誤差に対し頑強となることが期待される.
携帯電話・無線通信の分野ではOFDM(直交周波数多重)方式の実用化が急速に進んだ.OFDMはスペクトル効率が高くマルチパスフェージングにも強いものの,搬送波キャリアの直交性の保持を必須条件としており,ドップラー効果による周波数オフセット,時間同期の誤差に対し脆弱である.
研究代表者らはこの状況に鑑み,2008年にサブキャリア間の直交性を必要としない擬似直交マルチキャリアCDMAを提案し,さらにこの結果を発展させたユーザ間の時間・周波数の同期誤差に強い耐性をもつGabor-Division (GD)-CDMAを提案した.その特徴は以下の2点である.
(1)負のマルコフ符号を用いることでユーザ間干渉を独立同分布(i.i.d.)符号に比べ最大9/25まで削減可能であることを示した
(2)マルコフ拡散符号を用いることで,元来ベル型のGauss波形を時間周波数の2次元格子状に並べたGD-CDMAの周波数スペクトルが平坦になることを示した.
以上の結果から,GD-CDMAは,OFDM方式で問題であったドップラー周波数シフト対策が可能であることが示された。
当初計画のうち,(1)シングルキャリアCDMAにおけるチップ波形最適化の問題を解決した.(2)マルチユーザ受信器(MUD)におけるカオス拡散符号の性能評価を実施し,国内研究会で公表した.(3)マルチキャリアCDMAの設計問題に関して,擬似直交CDMAがGlobecom2008に採録された.この結果をさらに進めた周波数分割に基づくFD-CDMAを提案した.(4)通信路符号設計の力学系理論の視点について,LDPC符号におけるGallagerの復号法の力学系の解釈を与えた.以上の小課題について,当初計画の目標を達成した.

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2012 2011

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (6件) 図書 (1件) 産業財産権 (2件)

  • [雑誌論文] Asynchrony, Markov, interference2011

    • 著者名/発表者名
      Yutaka Jitsumatsu, Tohru Kohda
    • 雑誌名

      RIMS Kokyuroku

      巻: 1742 ページ: 165-179

  • [雑誌論文] An Active, Reflectionless Transmission-Line Model of the Cochlea : Revisited2011

    • 著者名/発表者名
      Tohru Kohda, Takao Une, Kazuyuki Aihara
    • 雑誌名

      What Fire is in Mine Ears : Progress in Auditory Biomechanics

      巻: AIP Conf.Proc.1403 ページ: 578-583

    • DOI

      0.1063/1.3658152

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A low power digital phase locked loop with ROM-free numerically controlled oscillator2011

    • 著者名/発表者名
      Mohamed Saber Saber Elsayes, Yutaka Jitsumatsu, Tahir Khan
    • 雑誌名

      Signal Processing : An International, Journal (SPIJ)

      巻: 5(4) ページ: 142-155

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Frequency and power estimator for digital receivers in Doppler shift environments2011

    • 著者名/発表者名
      Mohamed Saber Saber Elsayes, Tahir Khan, Yutaka Jitsumatsu
    • 雑誌名

      Signal Processing : An International, Journal (SPIJ)

      巻: 5(5) ページ: 185-202

    • 査読あり
  • [学会発表] Binary sequences using chaotic dynamics and their applications to communications2011

    • 著者名/発表者名
      Tohru Kohda, Kazuyuki Aihara
    • 学会等名
      IUTAM Symposium on 50 Years of Chaos : Applied and Theoretical
    • 発表場所
      Kyoto, Japan
    • 年月日
      2011-12-01
  • [学会発表] β-expansion's attractors observed in A/D converters2011

    • 著者名/発表者名
      Tohru Kohda, Yoshihiko Horio, Kazuyuki Aihara
    • 学会等名
      IUTAM Symposium on 50 Years of Chaos : Applied and Theoretical
    • 発表場所
      Kyoto, Japan
    • 年月日
      2011-12-01
  • [学会発表] 空間ゆらぎのある連想記憶におけるS/N解析2011

    • 著者名/発表者名
      前島直斗、實松豊、永田賢二、岡田真人、香田徹
    • 学会等名
      第34回情報理論とその応用シンポジウム
    • 発表場所
      岩手県岩手郡雫石町
    • 年月日
      2011-11-30
  • [学会発表] 非同期CDMAにおけるユーザ間干渉の最適化とカオスに基づく拡散符号2011

    • 著者名/発表者名
      前田直哉、實松豊、香田徹
    • 学会等名
      電子情報通信学会非線形問題研究会
    • 発表場所
      宮古島市
    • 年月日
      2011-11-09
  • [学会発表] Markovian SS codes flatten the spectrum of UWB Gaussian pulse2011

    • 著者名/発表者名
      Tohru Kohda, Yutaka Jitsumatsu, Kazuyuki Aihara
    • 学会等名
      2011 IEEE International Conference on Ultra-Wideband
    • 発表場所
      Bologna, Italy
    • 年月日
      2011-09-14
  • [学会発表] 2D Markovian SS codes flatten time-frequency distribution of signals in asynchronous Gabor division CDMA systems2011

    • 著者名/発表者名
      Tohru Kohda, Yutaka Jitsumatsu, Kazuyuki Aihara
    • 学会等名
      2011 IEEE International Conference on Acoustics, Speech, and Signal Processing
    • 発表場所
      Prague, Czech Republic
    • 年月日
      2011-05-24
  • [図書] 聴覚モデル(音響サイエンスシリーズ)2011

    • 著者名/発表者名
      森周司、香田徹(編者)
    • 総ページ数
      248
    • 出版者
      コロナ社
  • [産業財産権] 信号変換器、パラメータ決定装置、パラメータ決定方法、プログラム及び記録媒体2012

    • 発明者名
      弘中聖士、香田徹、合原一幸
    • 権利者名
      科学技術振興機構、九州大学
    • 産業財産権番号
      特許、特願2010-526680
    • 取得年月日
      2012-01-13
  • [産業財産権] 拡散装置、通信装置、送信装置、通信方法及びプログラム2011

    • 発明者名
      香田徹、實松豊、合原一幸
    • 権利者名
      香田徹、實松豊、合原一幸
    • 産業財産権番号
      特願2011-105717
    • 出願年月日
      2011-05-10

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公開日: 2013-06-26  

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