A Coding Design Paradigm for IoT Network with Scalable Realization of High Reliability and Low Latency

一种可扩展实现高可靠性和低延迟的物联网网络编码设计范式

• 批准号: 21H04873
• 负责人: 落合 秀樹
• 金额: $ 26.79万
• 依托单位: Yokohama National University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-05 至 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H04873/
• 关键词: 誤り訂正符号; IoT; Polar符号; LDPC符号; 符号理論; 無線通信システム; OFDM

本年度は、前年度より提案しているPolar符号のReciprocal Channel Approximation（RCA）の概念に基づく設計手法の有効性を示した。特に1万ビット以上の符号長に対して低演算のSC符号を適用する場合に、ガウス近似法などの従来手法と比較して高精度な設計が可能となることを示した。本研究成果は、IEEE Transactions on Communicationsに掲載されるに至っている。一方、Polar符号に対してセグメント化したCRCを連接し、受信側でCA-SCL復号を適用することにより、レイテンシと信頼性の観点からよりよいトレードオフが達成できることを計算機シミュレーションにより確認した。今後、この方式の理論的な裏付けを行う予定である。さらに、システムの大容量化および高周波数利用効率化に鑑み、多値QAM信号へのPolar符号の適用を想定し、適した凍結ビットの設計手法を示した（IEEE MILCOM2022において発表済み）。また、ガウス分布に基づくビットインタリーブ符号化変調（BICM)に適した簡易な幾何学シェイピングの提案を行った（IEEE CCNC 2023において発表済み）。これらに加え、三値PSKに適したターボ符号の設計（IEEE Communications Letters）、時間・周波数領域変換に基づく高電力効率の非直交マルチアクセス（NOMA）方式の提案（IEEE Transactions on Wireless Communications）、OFDM方式のスペクトル効率の理論的な解析結果（IEICE Transactions on Fundamentals, 招待論文）など、次世代の低消費電力IoT無線通信技術に貢献する一連の成果を得た。

Proposals for the current year よ and the previous year よ て て る るPolar symbol <s:1> Reciprocal Channel Approximation (RCA) <s:1> concept に basis づく design approach <s:1> effectiveness を demonstration た た. に 10000 ビ ッ ト の symbol above long に し seaborne て low calculus の SC symbol を applicable す る に, ガ ウ ス approximation な ど の 従 to technique と compare し て high-precision な design が may と な る こ と を shown し た. The research results of this study are published in されるに to って る る in IEEE Transactions on Communicationsに. Party, Polar symbols に し seaborne て セ グ メ ン ト change し た CRC を connection し, trusted side で CA - SCL complex を applicable す る こ と に よ り, レ イ テ ン シ と letter 頼 sex の 観 point か ら よ り よ い ト レ ー ド オ フ が reached で き る こ と を computer シ ミ ュ レ ー シ ョ ン に よ り confirm し た. In the future, the な of the <s:1> mode <e:1> theory will be divided into けを and う to determine である. さ ら に, シ ス テ ム の large capacity change お よ び high frequency number using the working rate に み, many numerical QAM signal へ の Polar notation の を し scenarios, optimum し た freeze ビ ッ ト の design gimmick を shown し た (IEEE MILCOM2022 に お い て 発 table 済 み). ま た, ガ ウ ス distribution に base づ く ビ ッ ト イ ン タ リ ー ブ symbolic - adjustable (BICM) に optimum し た simple な geometry シ ェ イ ピ ン グ の line proposal を っ た (IEEE 2023 に CCNC お い て 発 table 済 み). こ れ ら に え, three numerical PSK に optimum し た タ ー の ボ symbol design (IEEE Communications Letters), the time cycle for field variations in に base づ く high power working rate の non rectangular マ ル チ ア ク セ ス (NOMA) way の proposal (IEEE the Transactions on Wireless Communications), な analysis results of OFDM mode <s:1> スペ ト ト ト <s:1> efficiency <e:1> theory (IEICE Transactions on Fundamentals) In response to the paper, な and the next-generation <s:1> low-consumption power IoT wireless communication technology に contributed a series of する achievements を to た.

项目成果

Matched-Filter Detector with Quadrature Interference Cancellation for Coded Uplink Multiuser MIMO Systems with Massive IoT Devices

用于具有大规模 IoT 设备的编码上行链路多用户 MIMO 系统的具有正交干扰消除功能的匹配滤波器检测器

• DOI: 10.1109/twc.2021.3126373
• 发表时间: 2021
• 期刊: IEEE Transactions on Wireless Communications
• 影响因子: 10.4
• 作者: Hama Yuto;Ochiai Hideki
• 通讯作者: Ochiai Hideki

A New Low-Complexity Polar Code Construction for BICM Over AWGN Channels

AWGN 信道上 BICM 的新型低复杂度极性码构造

• DOI: 10.1109/milcom55135.2022.10017798
• 发表时间: 2022
• 期刊: Proc. IEEE MILCOM
• 作者: Kaneko Masayuki;Ochiai Hideki
• 通讯作者: Ochiai Hideki

A Systematic Constellation Design for BICM Systems With Geometric Shaping

具有几何形状的 BICM 系统的系统星座设计

• DOI: 10.1109/ccnc51644.2023.10060754
• 发表时间: 2023
• 期刊: Proc. IEEE CCNC
• 作者: Kurihara Eito;Ochiai Hideki
• 通讯作者: Ochiai Hideki

A Low-Complexity Probabilistic Amplitude Shaping With Short Linear Block Codes

一种具有短线性分组码的低复杂度概率幅度整形

• DOI: 10.1109/tcomm.2021.3111032
• 发表时间: 2021
• 期刊: IEEE Transactions on Communications
• 影响因子: 8.3
• 作者: Matsumine Toshiki;Koike-Akino Toshiaki;Ochiai Hideki
• 通讯作者: Ochiai Hideki

On Spectral Efficiency of OFDM Signals Based on Windowing

基于加窗的正交频分复用信号频谱效率研究

• DOI: 10.1587/transfun.2022wbi0002
• 发表时间: 2023
• 期刊: IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences
• 作者: 桑水 隆多;征矢 英昭;OCHIAI Hideki
• 通讯作者: OCHIAI Hideki