| 講演名 | 2022-11-15 ［奨励講演］凍結ビット多用途化polar符号とカオス変調連接におけるターボ復号による性能改善の検討 浅野 敬祐(名工大), 阿部 拓実(名工大), 加藤 健太(名工大), 森 祐樹(名工大), 岡本 英二(名工大), 山本 哲矢(パナソニック), |
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| 抄録(和) | 近年，Internet of things (IoT) 端末は急激に増加しており，将来産業や人々の生活を革新することが期待されている．それに伴い，個人情報などの機密情報を伝達する機会が増加するため，無線通信の安全性強化が重要視されている．この課題を解決する手段の1つとして，無線チャネルなどの固有のランダム性を利用して，物理層で暗号化を施す物理層秘匿性 (physical layer security: PLS) があり，我々はその1つであるカオス変調を提案している．カオス変調は復調時に符号化利得を獲得できる一方，復調演算量が多いという問題がある．そこでカオス変調とpolar符号の連接に着目し，polar符号器構成を活かして凍結ビットを復調演算量削減に拡張する手法を提案した．しかしこの手法は復調器と復号器の間でのターボ繰り返しが行われておらず，特性改善の余地があった．そこで本稿では，新たにターボ機構を導入しシステムの符号化利得を増加させる手法を提案する．そして，既存手法に対して符号長512，符号化率0.25において，ブロック誤り率10-3で約1.4 dBの特性改善ができることを示す．また，符号長や符号化率変化時の特性を解析することで提案手法の有効領域を明らかにする． |
| 抄録(英) | The number of Internet of things (IoT) has been rapidly increasing and is expected to revolutionize industries and people's lives in the future. This increases the chances of transmitting confidential information, and thus, the need to enhance the security of wireless communications is becoming more and more important. One solution to this problem is physical layer security (PLS) using the randomness of the wireless channel. We have proposed chaos modulation as one of the PLS methods. While chaos modulation can obtain a channel coding gain, it requires a large amount of demodulation complexities. We focused on the coupling of chaos modulation and polar codes, and proposed a method to exploit frozen bits to reduce demodulation operations by taking advantage of the channel polarization of polar codes. However, the conventional method does not perform turbo decoding between the chaos demodulator and polar decoder, leaving room for improvement. In this paper, we propose a new method to increase the system gain by introducing a turbo decoding. We show that the proposed method improves the performance by about 1.4 dB at BLER=10-3 with a code length of 512 and a coding rate of 0.25 compared to the conventional method. We also clarify the effective region of the proposed method by analyzing the characteristics when the code length and coding rate are changed. |
| キーワード(和) | 5G / 物理層秘匿性 / カオス変調 / polar符号 / 凍結ビット / ターボ復号 |
| キーワード(英) | 5G / physical layer security / chaos modulation / polar codes / frozen bits / turbo decoding |
| 資料番号 | RCS2022-158 |
| 発行日 | 2022-11-08 (RCS) |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | RCS / AP |
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| 開催期間 | 2022/11/15(から3日開催) |
| 開催地（和） | 九州大学 病院キャンパス＋オンライン開催 |
| 開催地（英） | Kyushu University, and Online |
| テーマ（和） | アダプティブアンテナ，等化，干渉キャンセラ，MIMO，無線通信，一般 |
| テーマ（英） | Adaptive Antenna, Equalization, Interference Canceler, MIMO, Wireless Communications, etc. |
| 委員長氏名（和） | 樋口 健一(東京理科大) / 山田 寛喜(新潟大) |
| 委員長氏名（英） | Kenichi Higuchi(Tokyo Univ. of Science) / Hiroshi Yamada(Niigata Univ.) |
| 副委員長氏名（和） | 旦代 智哉(東芝) / 児島 史秀(NICT) / 牟田 修(九大) / 藤元 美俊(福井大) |
| 副委員長氏名（英） | Tomoya Tandai(Toshiba) / Fumihide Kojima(NICT) / Osamu Muta(Kyushu Univ.) / Mitoshi Fujimoto(Fukui Univ) |
| 幹事氏名（和） | 山本 哲矢(パナソニック) / 安達 宏一(電通大) / 中村 理(シャープ) / 道下 尚文(防衛大) / 紀平 一成(三菱電機) |
| 幹事氏名（英） | Tetsuya Yamamoto(Panasonic) / Koichi Adachi(Univ. of Electro-Comm) / Osamu Nakamura(Sharp) / Naobumi Michishita(National Defense Academy) / Kazunari Kihira(Mitsubishi Electric) |
| 幹事補佐氏名（和） | 酒井 学(三菱電機) / 岩渕 匡史(NTT) / 菅野 一生(KDDI総合研究所) / 張 裕淵(東工大) / 丸田 一輝(東京理科大) / 村上 友規(NTT) |
| 幹事補佐氏名（英） | Manabu Sakai(Mitsubishi Electric) / Masashi Iwabuchi(NTT) / Issei Kanno(KDDI Research) / Yuyuan Chang(Tokyo Inst. of Tech) / Kazuki Maruta(Tokyo Univ. of Science) / Tomoki Murakami(NTT) |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | Technical Committee on Radio Communication Systems / Technical Committee on Antennas and Propagation |
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| 本文の言語 | JPN |
| タイトル（和） | ［奨励講演］凍結ビット多用途化polar符号とカオス変調連接におけるターボ復号による性能改善の検討 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | [Encouragement Talk] A Study on Performance Improvement of Chaos Modulation-Concatenated Polar Codes with Multi-purpose Frozen Bits by Turbo Decoding |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | 5G / 5G |
| キーワード(2)（和/英） | 物理層秘匿性 / physical layer security |
| キーワード(3)（和/英） | カオス変調 / chaos modulation |
| キーワード(4)（和/英） | polar符号 / polar codes |
| キーワード(5)（和/英） | 凍結ビット / frozen bits |
| キーワード(6)（和/英） | ターボ復号 / turbo decoding |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 浅野 敬祐 / Keisuke Asano |
| 第 1 著者 所属（和/英） | 名古屋工業大学(略称：名工大) Nagoya Institute of Technology(略称：NIT) |
| 第 2 著者 氏名（和/英） | 阿部 拓実 / Takumi Abe |
| 第 2 著者 所属（和/英） | 名古屋工業大学(略称：名工大) Nagoya Institute of Technology(略称：NIT) |
| 第 3 著者 氏名（和/英） | 加藤 健太 / Kenta Kato |
| 第 3 著者 所属（和/英） | 名古屋工業大学(略称：名工大) Nagoya Institute of Technology(略称：NIT) |
| 第 4 著者 氏名（和/英） | 森 祐樹 / Yuki Mori |
| 第 4 著者 所属（和/英） | 名古屋工業大学(略称：名工大) Nagoya Institute of Technology(略称：NIT) |
| 第 5 著者 氏名（和/英） | 岡本 英二 / Eiji Okamoto |
| 第 5 著者 所属（和/英） | 名古屋工業大学(略称：名工大) Nagoya Institute of Technology(略称：NIT) |
| 第 6 著者 氏名（和/英） | 山本 哲矢 / Tetsuya Yamamoto |
| 第 6 著者 所属（和/英） | パナソニックホールディングス株式会社(略称：パナソニック) Panasonic Holdings Corporation(略称：Panasonic) |
| 発表年月日 | 2022-11-15 |
| 資料番号 | RCS2022-158 |
| 巻番号（vol） | vol.122 |
| 号番号（no） | RCS-252 |
| ページ範囲 | pp.19-24(RCS), |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | 2022-11-08 (RCS) |