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2013 年度 実施状況報告書

低密度パリティ検査畳込み符号とその応用に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 23760328
研究機関東京工業大学

研究代表者

笠井 健太  東京工業大学, 理工学研究科, 准教授 (70431997)

キーワードLDPC符号 / LDPC畳み込み符号 / 空間結合符号 / 噴水符号
研究概要

LDPC畳み込み符号の設計法を確立すること,および各種応用問題に適用することが本研究の目的であった.LDPC畳み込み符号は通信路容量を達成する誤り訂正符号であるが,繰り返し反復復号処理一回あたりの計算量が有界にならないという問題が従来の設計法にはあった.これを解決する設計法として,小幡らは,空間結合(dl, 2, 2) MacKay-Neal符号を考え,送信する単位情報量あたり有界な復号計算量で通信路容量をBelief Propagation復号で達成することを証明した.しかし,空間結合(dl, 2, 2) MN符号は次数2のビットノードを持つため,エラーフロアが高くなってしまう.
空間結合(dl,3,3) MN符号が二元消失通信路(BEC)に対して通信路容量を達成することを証明した.空間結合(dl,3,3) MN符号は次数が2であるのビットノードを持たないため空間結合(dl,2,2) MN符号よりエラーフロアが低くなる.(dl,3,3)MN符号のポテンシャル閾値がシャノン限界に一致することを導出することで,3以上の次数dlに対して空間結合(dl,3,3) MN符号がBECの通信路容量をBP符号で達成することを証明した.
さらに,従来のLDPC畳み込み符号は符号化率が固定であるという問題があった.空間結合Hsu-Anastasopoulos噴水符号を考案し,多数の受信者に対して限りなく符号ビットを送り続ける
方式をとることにより,この問題を解決した.噴水符号化方式はパケット通信における消失を解決する手段として有効であり,重要な応用問題への適用を果たすことができた.
上記の通り,基礎と応用に関して重要な結果を導くことができたと考えている.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

LDPC畳み込み符号の設計法を各種応用問題に適用することが本研究の目的であった.この点に関し ては,研究実績の概要で述べたように,噴水符号符号を元にした,空間結合符号を構成することにより,理論限界を達成に成功しており,研究目的の一部を達成している.さらに平成26年に予定していたワークショップの実施を,電子情報通信学会の総合大会における企画セッションとして前倒しして実施しており,研究計画以上に進展しているといえる.

今後の研究の推進方策

交付申請書の実施計画通りに研究を遂行する予定である.

次年度の研究費の使用計画

予定していたトルコ・イスタンブールでの国際会議における発表の一部が,キャンセルとなったため.
国際会議における発表,雑誌論文掲載料などに使用する予定である.

  • 研究成果

    (15件)

すべて 2013 その他

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 8件) 学会発表 (7件) (うち招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Weight Distribution for Non-binary Cluster LDPC Code Ensemble2013

    • 著者名/発表者名
      T. Nozaki, K. Kasai and K. Sakaniwa
    • 雑誌名

      IEICE Trans. on Fundamentals

      巻: E96-A ページ: 2382,2390

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Achieving Near Capacity of Non-Binary LDPC Coded Large MIMO Systems with a Novel Ultra Low-Complexity Soft- Output Detector2013

    • 著者名/発表者名
      P. Suthisopapan, K. Kasai, A. Meesomboon, and V. Imtawil
    • 雑誌名

      IEEE Trans. on Wireless Communications

      巻: 12 ページ: 5185,5199

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Multi-Dimensional Spatially-Coupled Codes2013

    • 著者名/発表者名
      R. Ohashi, K. Kasai, and K. Takeuchi
    • 雑誌名

      Proc. IEEE Int. Symp. Inf. Theory (ISIT 2013)

      巻: 1 ページ: 2448,2452

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spatially-Coupled Multi-Edge Type LDPC Codes with Bounded Degrees that Achieve Capacity on the BEC under BP Decoding2013

    • 著者名/発表者名
      N. Obata, Y.-Y. Jian, K. Kasai, and H. D. Pfister
    • 雑誌名

      Proc. IEEE Int. Symp. Inf. Theory (ISIT 2013)

      巻: 1 ページ: 2433,2437

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spatially-Coupled Precoded Rateless Codes2013

    • 著者名/発表者名
      K. Sakata, K. Kasai, and K. Sakaniwa
    • 雑誌名

      Proc. IEEE Int. Symp. Inf. Theory (ISIT 2013)

      巻: 1 ページ: 2438,2442

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Message Passing Algorithm with MAP Decoding on Zigzag Cycles for Non-binary LDPC Codes2013

    • 著者名/発表者名
      T. Nozaki, K. Kasai, and K. Sakaniwa
    • 雑誌名

      Proc. IEEE Int. Symp. Inf. Theory (ISIT 2013)

      巻: 1 ページ: 2825,2829

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Weight Distribution for Non-binary Cluster LDPC Code Ensemble2013

    • 著者名/発表者名
      T. Nozaki, M. Masaki, K. Kasai, and K. Sakaniwa
    • 雑誌名

      Proc. IEEE Int. Symp. Inf. Theory (ISIT 2013)

      巻: 1 ページ: 2830,2834

    • 査読あり
  • [雑誌論文] FFT-SPA Non-Binary LDPC Decoding on GPU2013

    • 著者名/発表者名
      J. Andrade, G. Falcao, V. Silva, and K. Kasai
    • 雑誌名

      Proc. of Int. Conf. on Acoustics, Speech and Signal Processing (ICASSP 2013)

      巻: 1 ページ: 5099,5103

    • 査読あり
  • [学会発表] 空間結合 (l, 3, 3) MacKay-Neal 符号が通信路容量を達成することの証明

    • 著者名/発表者名
      岡崎卓弥, 笠井 健太, 坂庭 好一
    • 学会等名
      電子情報通信学会 情報理論研究会
    • 発表場所
      大阪市立大学
  • [学会発表] 空間結合 Hsu-Anastasopoulos 噴水符号が通信路容量を達成することの証明

    • 著者名/発表者名
      坂田幸佑, 笠井 健太, 坂庭 好一
    • 学会等名
      電子情報通信学会 情報理論研究会
    • 発表場所
      大阪市立大学
  • [学会発表] 空間結合符号とその研究動向

    • 著者名/発表者名
      笠井 健太
    • 学会等名
      電子情報通信学会総合大会
    • 発表場所
      新潟大学
    • 招待講演
  • [学会発表] 空間結合符号を用いたパケット消失訂正符号

    • 著者名/発表者名
      坂田幸佑, 笠井 健太, 坂庭 好一
    • 学会等名
      電子情報通信学会総合大会
    • 発表場所
      新潟大学
    • 招待講演
  • [学会発表] 空間結合 Hsu-Anastasopoulos 噴水符号が通信路容量を達成するための必要条件

    • 著者名/発表者名
      坂田幸佑, 笠井 健太, 坂庭 好一
    • 学会等名
      第 36 回 情報理論とその応用シンポジウム (SITA2013)
    • 発表場所
      静岡県伊東市
  • [学会発表] Non-Binary LDPC Codes with Large Symbol Size

    • 著者名/発表者名
      K. Tazoe, K. Kasai and K. Sakaniwa
    • 学会等名
      第 36 回 情報理論とその応用シンポジウム (SITA2013)
    • 発表場所
      静岡県伊東市
  • [学会発表] 空間結合 LDPC 符号を用いた多値変調方式の特性改善

    • 著者名/発表者名
      成清 善一, 高田 政幸, 笠井 健太, 坂庭 好一
    • 学会等名
      第 36 回 情報理論とその応用シンポジウム (SITA2013)
    • 発表場所
      静岡県伊東市

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公開日: 2015-05-28  

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