| 講演名 | 2018-03-01 ガウス確率伝搬法に基づく多次元・高多値変調信号検出のための適応スケールビリーフに関する一検討 高橋 拓海(阪大), 衣斐 信介(阪大), 三瓶 政一(阪大), |
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| 抄録(和) | 本稿では，ガウス確率伝搬法 (GaBP: Gaussian Belief Propagation) に基づく多次元・高多値変調信号検出に際し，繰り返し処理間を伝搬する事前ビリーフを瞬時通信路状態に応じて適応的にスケーリングすることで，検出性能が改善されることを明らかにする．GaBPによる高多値変調信号検出を実現するためには，従来のビット単位のLLR (Log Likelihood Ratio) の代わりにシンボル単位の尤度関数に基づいて確率伝搬法を動作させるシンボル尤度伝搬が有効である．この方式では，復号器を介さず繰り返し処理を行う自己繰り返し検出が基本となるが，大システム極限が成立しない場合において事前ビリーフに近似による深刻なモデル誤差が生じ，検出性能が著しく低下してしまう．そこで本稿では，シンボル尤度伝搬においてモデル誤差の悪影響を抑圧する適応スケールビリーフ (ASB: Adaptively Scale Belief) を提案し，計算機シミュレーションによってその有効性を確認する．また，変調多値数の増加に伴い深刻な問題となる，条件付き期待値の計算に係る演算量を削減する手法についても提案する. |
| 抄録(英) | This paper proposes an adaptively scaled belief (ASB) in Gaussian belief propagation (GaBP), especially for large multi-user multi-input multi-output (MU-MIMO) detection with higher-order modulation scheme. To avoid impairments of the inter-bit correlation in GaBP with higher-order modulation, the symbol-wise detection by propagating the extrinsic belief vector is effective. In this case, however, we cannot utlize the channel decoder in each iteration due to the absence of bit-wise LLR, resulting in self-iterative detection (SID). The most vital issue with regard to improving the convergence property of SID is how to deal with approximation errors when the large system limit is not satisfied. As the simplest way to suppress the harmful impacts of approximation errors, a novel adaptive belief scaling is proposed while stabilizing dynamics of random MIMO channels. In addition, we propose a novel method to approximately calculate a conditional symbol expectation with low computational complexity on the promise of the use of ASB. Finally, the validity of ASB for symbol-wise iterative detection is confirmed regarding supression of the bit error rate (BER) floor. |
| キーワード(和) | ガウス確率伝搬法 / 高多値変調 / 繰り返し検出 / スケーリング / 大規模MU-MIMO |
| キーワード(英) | Gaussian belief propagation / higher-order modulation / iterative detection / scaling / large MU-MIMO |
| 資料番号 | RCS2017-367 |
| 発行日 | 2018-02-21 (RCS) |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | RCS / SR / SRW |
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| 開催期間 | 2018/2/28(から3日開催) |
| 開催地（和） | YRP 横須賀リサーチパーク |
| 開催地（英） | YRP |
| テーマ（和） | 移動通信ワークショップ |
| テーマ（英） | Mobile Communication Workshop |
| 委員長氏名（和） | 村田 英一(京大) / 梅林 健太(東京農工大) / 中川 匡夫(鳥取大) |
| 委員長氏名（英） | Hidekazu Murata(Kyoto Univ.) / Kenta Umebayashi(Tokyo Univ. of Agric. and Tech.) / Tadao Nakagawa(Tottori Univ.) |
| 副委員長氏名（和） | 眞田 幸俊(慶大) / 福田 英輔(富士通研) / 須山 聡(NTTドコモ) / 有吉 正行(NEC) / 亀田 卓(東北大) / 田野 哲(岡山大) / 濱湊 真(富士通研) |
| 副委員長氏名（英） | Yukitoshi Sanada(Keio Univ.) / Eisuke Fukuda(Fujitsu Labs.) / Satoshi Suyama(NTT DoCoMo) / Masayuki Ariyoshi(NEC) / Suguru Kameda(Tohoku Univ.) / Satoshi Denno(Okayama Univ.) / Makoto Hamaminato(Fujitsu labs.) |
| 幹事氏名（和） | 旦代 智哉(東芝) / 西村 寿彦(北大) / 石津 健太郎(NICT) / 矢野 一人(ATR) / 沢田 浩和(NICT) / 水谷 圭一(京大) |
| 幹事氏名（英） | Tomoya Tandai(Toshiba) / Toshihiko Nishimura(Hokkaido Univ.) / Kentaro Ishidu(NICT) / Kazuto Yano(ATR) / Hirokazu Sawada(NICT) / Keiichi Mizutani(Kyoto Univ.) |
| 幹事補佐氏名（和） | 山本 哲矢(パナソニック) / 石原 浩一(NTT) / 村岡 一志(NEC) / 衣斐 信介(阪大) / 西本 浩(三菱電機) / 稲森 真美子(東海大) / 芝 宏礼(NTT) / Gia Khanh Tran(東工大) / 成枝 秀介(明石高専) / 斎藤 健太郎(東工大) / 山内 宏真(富士通研) |
| 幹事補佐氏名（英） | Tetsuya Yamamoto(Panasonic) / Koichi Ishihara(NTT) / Kazushi Muraoka(NEC) / Shinsuke Ibi(Osaka Univ.) / Hiroshi Nishimoto(Mitsubishi Electric) / Mamiko Inamori(Tokai Univ.) / Hiroyuki Shiba(NTT) / Gia Khanh Tran(Tokyo Inst. of Tech.) / Syusuke Narieda(NIT, Akashi College) / Kentaro Saito(Tokyo Inst. of Tech.) / Hiromasa Yamauchi(Fujitsu labs.) |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | Technical Committee on Radio Communication Systems / Technical Committee on Smart Radio / Technical Committee on Short Range Wireless Communications |
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| 本文の言語 | JPN |
| タイトル（和） | ガウス確率伝搬法に基づく多次元・高多値変調信号検出のための適応スケールビリーフに関する一検討 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | A Study on Adaptively Scaled Belief in Gaussian BP Detection for Higher-Order Higher-Dimensional MIMO Systems |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | ガウス確率伝搬法 / Gaussian belief propagation |
| キーワード(2)（和/英） | 高多値変調 / higher-order modulation |
| キーワード(3)（和/英） | 繰り返し検出 / iterative detection |
| キーワード(4)（和/英） | スケーリング / scaling |
| キーワード(5)（和/英） | 大規模MU-MIMO / large MU-MIMO |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 高橋 拓海 / Takumi Takahashi |
| 第 1 著者 所属（和/英） | 大阪大学(略称：阪大) Osaka University(略称：Osaka Univ.) |
| 第 2 著者 氏名（和/英） | 衣斐 信介 / Shinsuke Ibi |
| 第 2 著者 所属（和/英） | 大阪大学(略称：阪大) Osaka University(略称：Osaka Univ.) |
| 第 3 著者 氏名（和/英） | 三瓶 政一 / Seiichi Sampei |
| 第 3 著者 所属（和/英） | 大阪大学(略称：阪大) Osaka University(略称：Osaka Univ.) |
| 発表年月日 | 2018-03-01 |
| 資料番号 | RCS2017-367 |
| 巻番号（vol） | vol.117 |
| 号番号（no） | RCS-456 |
| ページ範囲 | pp.271-276(RCS), |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | 2018-02-21 (RCS) |