| 講演名 | 2021-08-26 周波数選択性フェージングチャネルにおけるPolar Codeの符号化および復号 宋 卉迎(東工大), 府川 和彦(東工大), 張 裕淵(東工大), |
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| 抄録(和) | 近年，Polar Codeは第5世代移動通信（5G）の制御チャネルのチャネル符号化方式として採用され，多くの注目を集めている．AWGNチャネルにおけるPolar Codeの伝送特性を改善するため，様々な方式が提案されているが，フェージングチャネルにおけるPolar Codeの改善に関する論文は数が非常に限られている．周波数選択性フェージング条件におけるPolar Codeを用いたOFDM伝送に焦点を絞る．従来のPolar Codeの復号方式として，Belief Propagation（BP）復号及びCritical Set（CS）を用いるビットフリップ方式が提案されているが，チャネル情報（CSI）を考慮していないため，周波数選択性フェージングの影響でブロック誤り率（BLER）が劣化する可能性がある．本報告ではOFDM伝送におけるCSIに基づくPolar Codeの符号化及び復号を検討する．Polar Codeの凍結ビット（Frozen Bit）とCSを割り当てるため，チャネル推定時，各サブキャリアのCSIから符号化ビットの対数尤度比（LLR）を求め，そのLLRを用いて復号された情報ビットのLLRを推定する．LLRの絶対値の小さい順から，凍結ビットとCSが割り当てられた後，凍結ビットの情報が送信機へフィードバックされ，それによってPolar Codeの符号化が行われ，OFDM信号が送信される．受信機は決定した凍結ビットとCSを用いて受信処理及び復号を行う．計算機シミュレーションにより，従来の凍結ビット決定法に較べ最大1 dB，従来のCS方式に較べ最大0.7 dBの平均$E_b/N_0$の改善が得られることを明らかにする． |
| 抄録(英) | Recently, the polar code has attracted much attention because it has been adopted as a channel coding for control channels of fifth-generation mobile communications (5G) and beyond. Various schemes have been proposed to improve the performance of polar codes over the AWGN channel, whereas few studies have tackled improvements of polar codes over fading channels. Hence, this report focuses on polar codes for OFDM transmission over frequency selective fading channels. As a Conventional encoding scheme, a bit-flip belief propagation (BP) decoder employing critical set (CS) can improve the block error rate (BLER) of the polar code over the AWGN channel. However, this conventional scheme is expected to incur degradation of BLER over the frequency selective fading channel, because it does not consider the channel state information (CSI). Therefore, this report investigates both encoding and decoding of the polar code based on the CSI for the OFDM frequency selective fading channels. Firstly, the frozen bits and CS of the polar code are assigned on the basis of the log likelihood ratio (LLR) of each encoded bit, which is obtained from the CSI and is used for the BP decoder to estimate the LLR of the information bit. Then in ascending order of the absolute values of these LLRs, the information bits are assigned into the frozen bits and CS. Finally, information on the frozen bits is fed back to the transmitter and used for the encoding of the polar code. The receiver processes the OFDM signal in order to decode the polar code by using information on the frozen bits and CS. Computer simulations demonstrate that the proposed frozen bits and CS designs gain average $E_b/N_0$ of at most 1 dB and 0.7 dB, respectively, over the conventional design schemes. |
| キーワード(和) | OFDM / polar code / 凍結ビット / critical set / 周波数選択性フェージング |
| キーワード(英) | OFDM / polar code / frozen bit / critical set / frequency selective fading |
| 資料番号 | RCS2021-99 |
| 発行日 | 2021-08-19 (RCS) |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | RCS / SAT |
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| 開催期間 | 2021/8/26(から2日開催) |
| 開催地（和） | オンライン開催 |
| 開催地（英） | Online |
| テーマ（和） | 移動衛星通信，放送，誤り訂正，無線通信一般 |
| テーマ（英） | |
| 委員長氏名（和） | 岡本 英二(名工大) / 石川 博康(日大) |
| 委員長氏名（英） | Eiji Okamoto(Nagoya Inst. of Tech.) / Hiroyasu Ishikawa(Nihon Univ.) |
| 副委員長氏名（和） | 西村 寿彦(北大) / 旦代 智哉(東芝) / 児島 史秀(NICT) / 井家上 哲史(明大) / 加保 貴奈(湘南工科大) |
| 副委員長氏名（英） | Toshihiko Nishimura(Hokkaido Univ.) / Tomoya Tandai(Toshiba) / Fumihide Kojima(NICT) / Tetsushi Ikegami(Meiji Univ.) / Takana Kaho(Shonan Inst. of Tech.) |
| 幹事氏名（和） | 村岡 一志(NEC) / 山本 哲矢(パナソニック) / 渋谷 惠美(KDDI総合研究所) / 大倉 拓也(NICT) |
| 幹事氏名（英） | Kazushi Muraoka(NEC) / Tetsuya Yamamoto(Panasonic) / Megumi Shibuya(KDDI Research) / Takuya Okura(NICT) |
| 幹事補佐氏名（和） | 安達 宏一(電通大) / 中村 理(シャープ) / 酒井 学(三菱電機) / 岩渕 匡史(NTT) / 奥山 達樹(NTTドコモ) / 五藤 大介(NTT) / 小泉 雄貴(NHK) |
| 幹事補佐氏名（英） | Koichi Adachi(Univ. of Electro-Comm.) / Osamu Nakamura(Sharp) / Manabu Sakai(Mitsubishi Electric) / Masashi Iwabuchi(NTT) / Tatsuki Okuyama(NTT DOCOMO) / Daisuke Goto(NTT) / Yuuki Koizumi(NHK) |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | Technical Committee on Radio Communication Systems / Technical Committee on Satellite Telecommunications |
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| 本文の言語 | ENG-JTITLE |
| タイトル（和） | 周波数選択性フェージングチャネルにおけるPolar Codeの符号化および復号 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Encoding and Decoding of Polar Codes for Frequency Selective Fading Channels |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | OFDM / OFDM |
| キーワード(2)（和/英） | polar code / polar code |
| キーワード(3)（和/英） | 凍結ビット / frozen bit |
| キーワード(4)（和/英） | critical set / critical set |
| キーワード(5)（和/英） | 周波数選択性フェージング / frequency selective fading |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 宋 卉迎 / Song Huiying |
| 第 1 著者 所属（和/英） | 東京工業大学(略称：東工大) Tokyo Institute of Technology(略称：Tokyo Tech) |
| 第 2 著者 氏名（和/英） | 府川 和彦 / Fukawa Kazuhiko |
| 第 2 著者 所属（和/英） | 東京工業大学(略称：東工大) Tokyo Institute of Technology(略称：Tokyo Tech) |
| 第 3 著者 氏名（和/英） | 張 裕淵 / Chang Yuyuan |
| 第 3 著者 所属（和/英） | 東京工業大学(略称：東工大) Tokyo Institute of Technology(略称：Tokyo Tech) |
| 発表年月日 | 2021-08-26 |
| 資料番号 | RCS2021-99 |
| 巻番号（vol） | vol.121 |
| 号番号（no） | RCS-153 |
| ページ範囲 | pp.1-6(RCS), |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | 2021-08-19 (RCS) |