2019 Fiscal Year Annual Research Report
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
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19H02138
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| Research Institution | Nagoya Institute of Technology |
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Principal Investigator |
和田山 正 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (20275374)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
林 和則 大阪市立大学, 大学院工学研究科, 教授 (50346102)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 無線通信 / 信号処理 / 深層学習 / 深層展開 / スパース信号再現 / MIMO信号処理 / スパースCDMA / 収束加速 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
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。特に2019年度は次の研究成果を達成した。(1) 深層展開に基づくMIMO検出方式に関する研究に関して系統的実験を行い、その結果を国際論文誌であるIEEE Accessに投稿し、採録となった。深層展開により従来法と比較して、高速な収束特性を持つ検出アルゴリズムを構成することができた。(2) スパースCDMAの検出アルゴリズムの開発を行い、その結果をIEEE International Conferenece on Communications Workshopに投稿し採録となった。同研究においては検出アルゴリズムの収束の高速化だけではなく、拡散系列の最適設計に深層展開が利用できるという新たな知見も得られている。(3) 収束加速の理論的解明を目指して、チェビシェフステップの理論を構成した。これらの成果は現在国際会議に投稿中である。深層展開により学習されたステップサイズ係数をうまく説明することができており、今後の応用の広がりが期待されている。(4)複素領域の信号再現アルゴリズム(C-TISTA)の開発を行い、その結果は信号処理に関するトップカンファレンスであるIEEE ICASSPに採録されている。また、これらの研究成果に加えて、代表者は国内関連学会において複数回の招待講演をしており、その資料の一部(深層展開に関するプログラムコード例, github)はよく参照されており、本科研費の社会貢献の一部となっている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
現時点で、本研究計画に関する研究についてジャーナル論文(国際論文誌)は2本掲載されており、すでに複数の国際会議(IEEE)に採録されている。研究計画の１年目の内容は概ね達成でき、収束加速の理論的基礎の確立ができたことも考え合わせると当初目標以上の進展が得られているものと考えている。また、すでに本研究室の出版した本プロジェクト関連の論文は多数の引用(数十件, Google Scholar情報に基づく )がされており、国際的に注目されていることがわかる。
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| Strategy for Future Research Activity |
SCDMA, MIMO検出アルゴリズムの開発の部分、収束加速の基礎理論の部分については研究計画以上の進展が得られていると考えているが、一方、若干遅れている計画もある。LDPC符号の復号に関する収束加速の応用は、研究の一部をIEEE International Symposium on Information Theory に投稿・採録済みであるが、その関連研究の進展が若干遅れている。本年度は、特にLDPC符号とMIMO通信を組み合わせる状況における復調法・復号法の開発を推進していきたいと考えている。また、分散推定に高速化については、平均合意の深層展開による高速化をArXivにあげているが、この系列の研究も今年から来年にかけてスピードアップしていきたいと考えている。さらに昨年度末に登場したチェビシェフステップの理論に基づく収束加速については、これ単独の応用が期待できると考えている。この件は、当初の研究計画には含まれていないが今年度検討をおこなっていきたいと考えている。
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