| 講演名 | 2021-10-07 ガウス過程を用いた無線チャネル予測手法 オウ イト(NTT), 仲地 孝之(琉球大), 井上 武(NTT), 間野 暢(NTT), 工藤 理一(NTT), |
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| 抄録(和) | 将来のチャネル状態情報（CSI）を高精度に予測することで、無線リソースをプロアクティブに制御でき、高品質な無線伝送サービスの提供が可能となる。しかし、モバイル環境の中で、CSIの特性は非常に動的になっているので、高精度な予測技術が求められている。本稿では，チャネル内およびチャネル間の空間的な相関性を発見・利用して，ガウス過程（GP）に基づく予測方式を提案する。ガウス過程は、非線形なデータ構造に対応するとともに少ないデータ量で学習が可能な特徴があり、観測信号の特性の変動に素早く追従することができる。提案法では、周波数領域で混合ガウス分布を用いて、現在のCSIに関連する最適なカーネル関数を近似するだけでなく、パスロスとユーザー機器（UE）の動きの複合効果を捕捉できる。さらにコリージョナライゼーションの線形モデル（LMC）を採用し、チャネル間の相関性を活用することで、より高い予測精度を達成する。シミュレーションにより、確率過程論に基づくARIMAや深層学習に基づくLSTMなどの従来法と比較して、予測性能が高いことを示す。 |
| 抄録(英) | With accurate knowledge of future Channel State Information (CSI), it becomes possible to better manipulate the wireless resources in a proactive manner, so as to provide solid support to smart and high quality wireless transmission. However, in mobile environment, the evolving correlation patterns in CSI series challenge the existing data-driven algorithms to adaptively learn and predict its behavior. In this article, an adaptive learning algorithm is proposed based on Gaussian Process (GP), to discover and utilize the spatial correlation within a channel and across channels, and produce accurate CSI prediction. Specifically, 1). To track the evolving correlation of a channel, we tailor Spectrum Mixture (SM) kernel to not only approximate the optimal kernel adapting to the current CSI, but also capture the combined effect of path loss and User Equipment (UE) motion. 2). The correlation across channels is encoded into the GP-based learning framework through Linear Model of Co-regionalization (LMC). Finally, our proposed algorithm is evaluated by simulation to show its superiority over the conventional schemes such as stochastic based ARIMA, deep learning based LSTM, etc. |
| キーワード(和) | チャネル状態情報 / 予測手法 / ガウス過程 / コリージョナライゼーションの線形モデル |
| キーワード(英) | Channel State Information / Prediction Algorithm / Gaussian Process / Linear model of coreginalization |
| 資料番号 | SIS2021-12 |
| 発行日 | 2021-09-30 (SIS) |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | SIS / ITE-BCT |
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| 開催期間 | 2021/10/7(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） | システム実現技術, 近距離通信応用システム, 知的マルチメディア処理システム，放送技術および一般 |
| テーマ（英） | System Implementation Technology, Short Range Wireless Systems, Smart Multimedia Systems, Broadcasting Technology, etc. |
| 委員長氏名（和） | 末竹 規哲(山口大) / 斎藤 恭一(NHK) |
| 委員長氏名（英） | Noriaki Suetake(Yamaguchi Univ.) / Kyoichi Saito(NHK) |
| 副委員長氏名（和） | 木村 誠聡(神奈川工科大) / 笹岡 直人(鳥取大) / 村田 英一(京大) / 斉藤 一(テレビ東京) |
| 副委員長氏名（英） | Tomoaki Kimura(Kanagawa Inst. of Tech.) / Naoto Sasaoka(Tottori Univ.) / Hidekazu Murata(Kyoto Univ.) / Hajime Saito(TV Tokyo) |
| 幹事氏名（和） | 三澤 秀明(宇部高専) / 坂東 幸浩(NTT) / 神原 浩平(NHK) / 鈴村 高幸(テレビ朝日) / 和泉田 智志(日本テレビ) / 大内 幹博(パナソニック) / 宮野 真由子(東芝インフラシステムズ) |
| 幹事氏名（英） | Hideaki Misawa(National Inst. of Tech., Ube College) / Yukihiro Bandoh(NTT) / Kohei Kambara(NHK) / Takayuki Suzumura(TV Asahi) / Satoshi Izumida(NTV) / Mikihiro Ouchi(Panasonic) / Mayuko Miyano(Toshiba Infrastracture Systems & Solutions) |
| 幹事補佐氏名（和） | 吉田 壮(関西大学) / 眞壁 義明(神奈川工科大) / 筒井 弘(北大) / 田邊 暁弘(NTT) / 小林 俊満(名古屋テレビ) |
| 幹事補佐氏名（英） | Soh Yoshida(Kansai Univ.) / Yoshiaki Makabe(Kanagawa Inst. of Tech.) / Hiroshi Tsutsui(Hokkaido Univ.) / Akihiro Tanabe(NTT) / Toshimitsu Kobayashi(NBN) |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | Technical Committee on Smart Info-Media Systems / Technical Group on Broadcasting and Communication Technologies |
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| 本文の言語 | JPN |
| タイトル（和） | ガウス過程を用いた無線チャネル予測手法 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Wireless Channel Prediction with Gaussian Process |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | チャネル状態情報 / Channel State Information |
| キーワード(2)（和/英） | 予測手法 / Prediction Algorithm |
| キーワード(3)（和/英） | ガウス過程 / Gaussian Process |
| キーワード(4)（和/英） | コリージョナライゼーションの線形モデル / Linear model of coreginalization |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | オウ イト / Yitu Wang |
| 第 1 著者 所属（和/英） | 日本電信電話株式会社(略称：NTT) Nippon Telegraph and Telephone Corporation(略称：NTT) |
| 第 2 著者 氏名（和/英） | 仲地 孝之 / Takayuki Nakachi |
| 第 2 著者 所属（和/英） | 琉球大学(略称：琉球大) University of the Ryukyus(略称：former NTT) |
| 第 3 著者 氏名（和/英） | 井上 武 / Takeru Inoue |
| 第 3 著者 所属（和/英） | 日本電信電話株式会社(略称：NTT) Nippon Telegraph and Telephone Corporation(略称：NTT) |
| 第 4 著者 氏名（和/英） | 間野 暢 / Toru Mano |
| 第 4 著者 所属（和/英） | 日本電信電話株式会社(略称：NTT) Nippon Telegraph and Telephone Corporation(略称：NTT) |
| 第 5 著者 氏名（和/英） | 工藤 理一 / Kudo Riichi |
| 第 5 著者 所属（和/英） | 日本電信電話株式会社(略称：NTT) Nippon Telegraph and Telephone Corporation(略称：NTT) |
| 発表年月日 | 2021-10-07 |
| 資料番号 | SIS2021-12 |
| 巻番号（vol） | vol.121 |
| 号番号（no） | SIS-190 |
| ページ範囲 | pp.11-16(SIS), |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | 2021-09-30 (SIS) |