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2014 年度 実績報告書

フィードバック通信符号化の理論限界と新しい符号化法に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 25289111
研究機関東京大学

研究代表者

山本 博資  東京大学, 新領域創成科学研究科, 教授 (30136212)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2017-03-31
キーワードフィードバック通信 / 誤り指数 / 信頼性関数 / ガウス通信路 / 相関通信路 / 情報理論 / 国際研究者交流
研究実績の概要

本研究では,フィードバック通信路が利用できる通信システムに対する誤り訂正符号の理論限界を明らかにする共に,効率のよい新しい通信方式の提案とその性能評価を行うことを目的としている.
前向き通信路およびフィードバック通信路が共にガウス通信路の場合に対して,フィードバック情報に基づき,送信符号語を切り替えることにより,前向き通信路の信頼性関数(誤り指数)を,フィードバック通信路がない場合に比べて33.3%大きくできる方式を昨年度提案した.今年度は,その性能を理論的に詳しく評価し,その成果を国際シンポジウム(IEEE International Sympoium on Information Theory, ISIT2014)で発表すると共に,学術論文誌(Problems of Informaiton Transmission)において発表した.
また,多数の受信者の中から一人選ばれた(同定された)ときに,受信者の各々に,選ばれたか否かを伝える同定符号(Identification code)に関して,選ばれるのが一人だけでなくK人一度に選ばれた場合の同定符号化でフィードバック通信路が使用できる場合の性能を詳しく評価し,その結果を国際シンポジウム(IEEE ISIT2014)において発表した.
さらに,当初の研究計画に含まれていなかったが,相関通信路(interferance channel)において,フィードバック通信路が利用できる場合に関して検討を行い,その成果を国際シンポジウム(IEEE ISIT2015)に投稿した.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

「研究実績の概要」の欄で述べたように,雑音のあるフィードバック通信路を用いた受動フィードバック・固定長符号化方式に関して,信頼性関数をフィードバック通信路が利用できない場合に比べて33.3%増加させる符号化方式を提案し,その成果を国際シンポジウムおよび学術論文誌で発表した.また,複数人を同時に識別する同定符号に無雑音フィードバック通信路が利用できる場合に対して,達成可能な符号化レートおよび第1種と第2種の誤り指数を導出し,その結果を国際シンポジウムで発表した.

さらに,新しい課題として,相関通信路において無雑音フィードバック通信路を利用できる場合に関して,新たな検討を開始し,その成果を国際シンポジウムに投稿した.

以上より,本研究の達成度は,「おおむね順調に進展している」と判断できる.

今後の研究の推進方策

雑音のあるフィードバック通信路を用いた受動フィードバック・固定長符号化方式に関して,昨年度までの研究で,符号の切り替えを一度行う方式を用いることで信頼性関数を33.3%増加できることを明らかにした.今年度は,符号の切り替えを多数回行うことで,信頼性関数を33.3%より大きく改善できる方式を検討する.

また,フィードバックを用いた同定符号に関して,成果を学術論文誌に投稿して,掲載できるように努める.さらに,相関通信路において無雑音フィードバックが利用できる場合に関して,より詳細な理論解析を進める予定である.

次年度使用額が生じた理由

平成26年度は,ガウス雑音通信路で雑音フィードバック通信路が利用できる場合,同定符号化においてフィードバック通信路が利用できる場合,さらに相関通信路でフィードバック通信路が利用できる場合などにおいて,理論的に大きな成果が得られ,それらを国際会議等で発表した.しかし,それらの成果は予想以上に順調に得られたため,海外共同研究者との打ち合わせ回数が少なくて済んだ.また,他の研究者との討論回数も少なくて済んだ.そのため,旅費や他の研究者との討論に必要な謝金などの支出が予想よりかなり少なくなった.また,シミュレーションによる研究は次年度以降に行うことにしたため,研究補助者に支払う謝金も少なくなった.

次年度使用額の使用計画

平成26年度の未使用額は,平成26年度に得られた成果を国際シンポジウム等で発表するための旅費や,Polar符号等を用いたフィードバック通信システムのシミュレーションのためのパソコン購入やそのソフト作成のための人件費等に使用する予定である.

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2014

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] On using noisy feedback in a Gaussian channel2014

    • 著者名/発表者名
      Marat Burnashev, Hirosuke Yamamoto
    • 雑誌名

      Problems of Information Transmission

      巻: 50 ページ: 217-231

    • DOI

      10.1134/S0032946014030028

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Noisy Feedback Improves the Gaussian Channel Reliability Function2014

    • 著者名/発表者名
      Marat Burnashev, Hirosuke Yamamoto
    • 学会等名
      IEEE International Symposium on Information Theory
    • 発表場所
      Honolulu, Hawai, USA
    • 年月日
      2014-06-29 – 2014-07-04
  • [学会発表] Identification Codes to Identify Multiple Objects2014

    • 著者名/発表者名
      Hirosuke Yamamoto, Masashi Ueda
    • 学会等名
      IEEE International Symposium on Information Theory
    • 発表場所
      Honolulu, Hawai, USA
    • 年月日
      2014-06-29 – 2014-07-04

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公開日: 2016-06-01  

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