インポータンスサンプリングのターボ符号への適用に関する研究

高速シミュレーション法の一つであるインポータンスサンプリングの適用により、ターボ符号の低誤り率領域における評価を短時間で行う方法について研究を行った。インポータンスサンプリングの適用において最も重要となるシミュレーション確率密度関数の設計のために、ターボ符号の誤り率特性評価に最適なシミュレーション確率密度関数を導出した。しかし、この最適な確率密度関数は、他のシステムに対するインポータンスサンプリングの適用において導出される最適な確率密度関数と同様、実際のシミュレーションに使用することは出来ない。そこで、いくつかの現実的な条件を用いて最適なシミュレーション確率密度関数の近似を行うことにより、実際のシミュレーションに使用できるシミュレーション確率密度関数の設計方法を提案した。それを用いた計算機シミュレーション結果から、従来のインポータンスサンプリングを適用した評価方法では不可能であった低SNR領域、及び、ウォーターフォール領域においても誤り率の評価が可能であることが示された。また、エラーフロア領域においても従来のインポータンスサンプリングを適用した評価方法と同等以上の性能があることが明らかとなった。通常のモンテカルロシミュレーション法との比較において、提案方法を用いることにより、ビット誤り率10のマイナス7乗の評価が約1/350の時間で評価可能となった。

高速シミュレーション法の一つであるインポータンスサンプリングの適用により、ターボ符号の低誤り率領域における評価を短時間で行う方法について研究を行った。インポータンスサンプリングの適用において最も重要となるシミュレーション確率密度関数の設計のために、ターボ符号の誤り率特性評価に最適なシミュレーション確率密度関数を導出した。しかし、この最適な確率密度関数は、他のシステムに対するインポータンスサンプリングの適用において導出される最適な確率密度関数と同様、実際のシミュレーションに使用することは出来ない。そこで、いくつかの現実的な条件を用いて最適なシミュレーション確率密度関数の近似を行うことにより、実際のシミュレーションに使用できるシミュレーション確率密度関数の設計方法を提案した。それを用いた計算機シミュレーション結果から、従来のインポータンスサンプリングを適用した評価方法では不可能であった低SNR領域、及び、ウォーターフォール領域においても誤り率の評価が可能であることが示された。また、エラーフロア領域においても従来のインポータンスサンプリングを適用した評価方法と同等以上の性能があることが明らかとなった。通常のモンテカルロシミュレーション法との比較において、提案方法を用いることにより、ビット誤り率10のマイナス7乗の評価が約1/350の時間で評価可能となった。