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| 講演抄録／キーワード | ||
| 講演名 | 2019-06-21 11:20 情報ボトルネック法を用いた離散Polar復号器 ○山田 晃・大槻知明（慶大）  RCS2019-92 |
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| 抄録 | （和） | Polar符号は，第5世代移動通信システム（5G）の制御チャネルで使用されており，近年注目を集めている．Polar符号は，通信路分極操作を基にした符号である．低密度パリティ検査（LDPC）符号やターボ符号と比較して，符号器や復号器の実装が簡単という特徴がある．Polar符号の復号方法の一つに，BP（Belief Propagation）復号法があり，並列処理が可能なため，高速に復号できる．しかし，復号器のハードウェアと，計算が複雑化してしまう問題点がある．複雑さの解決のための量子化法に，情報ボトルネック法が存在する．情報ボトルネック法は，汎用的なクラスタリング手法であり，無線通信分野でも検討されている．この手法は，圧縮変数と関連変数の相互情報量を保ちつつ，観測変数を圧縮変数に圧縮する．従来の研究では，情報ボトルネック法をLDPC符号のBP復号に適用している．本研究では，Polar復号のBP復号の複雑さを低減するために，情報ボトルネック法を適用する．Polar符号のBP復号は，LDPCのBP復号に比べ，伝搬するメッセージの種類が増えるため，復号処理が複雑になる．情報ボトルネック法を使用することで，誤り訂正能力の劣化を防ぎながら，チャネル出力と伝搬メッセージを符号無し整数に圧縮する．その処理によって，復号器の実装を簡単にし，復号処理における計算を簡単にする．また，本研究では，伝搬メッセージの更新で使用するルックアップテーブルを設計するための準最適なEb/N0と量子化のための最小ビット幅を調査する．計算機シミュレーション結果により，提案法の離散Polar復号器の誤り訂正能力が，圧縮無しのBP復号と比較して無視できる程度の劣化であることを示す． |
| （英） | Polar codes are attracting much attention and being used for control channels of the 5th generation of mobile communication system (5G). This encoding scheme is based on the operation of channel polarization. As a feature, it is easier to implement encoder and decoder than Turbo codes and LDPC (Low Density Parity Check)codes. One of the decoding methods of polar codes is BP (Belief Propagation) decoding, which can decode in parallel, so that decoding can be performed at high speed. However, due to hardware limitation, calculations on the decoder get very complicated. This issue can be solved by using the information bottleneck method, which is a clustering framework from the field of machine learning. This method compresses an observation variable to a quantized one while attempting to preserve the mutual information shared with a relevant random variable. In the conventional research, the information bottleneck method is applied to BP decoding of LDPC codes. In this report,the information bottleneck method is used for the BP decoding of polar codes. The BP decoding of polar codes is distinct from that of LDPC codes.Since it has several types of messages, and each time a message is updated,the decoding becomes more complex. By using the information bottleneck method, the decoder can compress the channel outputs and the messages of BP into unsigned integers while preventing degradation of the error correcting performance. Thus, we can reduce the complexity of calculation in the decoding process and easily implement the decoder. This report also investigates the minimum bit width for quantization and the suboptimal $E_b/N_0$ for designing the lookup tables used for updating messages. The simulation results show that the error correcting capability of the discrete polar decoders of the proposed method is negligibly degraded compared to BP decoding without compression. | |
| キーワード | （和） | 通信路符号化 / Polar 符号 / BP 復号 / 情報ボトルネック法 / / / / |
| （英） | Channel Coding / Polar Codes / BP Decoding / Information Bottleneck method / / / / | |
| 文献情報 | 信学技報, vol. 119, no. 90, RCS2019-92, pp. 321-326, 2019年6月. | |
| 資料番号 | RCS2019-92 | |
| 発行日 | 2019-06-12 (RCS) | |
| ISSN | Online edition: ISSN 2432-6380 | |
| 著作権に ついて |
技術研究報告に掲載された論文の著作権は電子情報通信学会に帰属します．(許諾番号：10GA0019/12GB0052/13GB0056/17GB0034/18GB0034) | |
| PDFダウンロード | RCS2019-92 |
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| 研究会情報 | |
| 研究会 | RCS |
| 開催期間 | 2019-06-19 - 2019-06-21 |
| 開催地（和） | 宮古島 平良港ターミナルビル |
| 開催地（英） | Miyakojima Hirara Port Terminal Building |
| テーマ（和） | 初めての研究会，リソース制御，スケジューリング，無線通信一般 |
| テーマ（英） | First Presentation in IEICE Technical Committee, Resource Control, Scheduling, Wireless Communications, etc. |
| 講演論文情報の詳細 | |
| 申込み研究会 | RCS |
| 会議コード | 2019-06-RCS |
| 本文の言語 | 日本語 |
| タイトル（和） | 情報ボトルネック法を用いた離散Polar復号器 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Discrete Polar Decoder using Information Bottleneck |
| サブタイトル（英） | |
| キーワード(1)（和/英） | 通信路符号化 / Channel Coding |
| キーワード(2)（和/英） | Polar 符号 / Polar Codes |
| キーワード(3)（和/英） | BP 復号 / BP Decoding |
| キーワード(4)（和/英） | 情報ボトルネック法 / Information Bottleneck method |
| キーワード(5)（和/英） | / |
| キーワード(6)（和/英） | / |
| キーワード(7)（和/英） | / |
| キーワード(8)（和/英） | / |
| 第1著者 氏名（和/英/ヨミ） | 山田 晃 / Akira Yamada / ヤマダ アキラ |
| 第1著者 所属（和/英） | 慶應義塾大学 (略称： 慶大) Keio University (略称： Keio Univ.) |
| 第2著者 氏名（和/英/ヨミ） | 大槻 知明 / Tomoaki Ohtsuki / オオツキ トモアキ |
| 第2著者 所属（和/英） | 慶應義塾大学 (略称： 慶大) Keio University (略称： Keio Univ.) |
| 講演者 | 第1著者 |
| 発表日時 | 2019-06-21 11:20:00 |
| 発表時間 | 10分 |
| 申込先研究会 | RCS |
| 資料番号 | RCS2019-92 |
| 巻番号（vol） | vol.119 |
| 号番号（no） | no.90 |
| ページ範囲 | pp.321-326 |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | 2019-06-12 (RCS) |
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