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| 講演抄録／キーワード | ||
| 講演名 | 2023-01-24 10:25 カオス変調における非線形最適化アルゴリズムを用いたビット割り当てによる誤り率性能改善の検討 ○戸澤 遼・浅野敬祐・阿部拓実・加藤健太・岡本英二（名工大）  IT2022-30 SIP2022-81 RCS2022-209 |
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| 抄録 | （和） | 近年，Internet of things（IoT）端末が増加し産業や医療の場などで用いられている．これらの用途では個人情報やデバイスの制御情報が無線通信によってやり取りされるため，秘匿性向上が課題となっている．この課題を解決する方法の1つとして我々は物理層秘匿性を有するカオス変調を提案している．カオス変調は共通鍵暗号の一種であり，正しい共通鍵を持つ受信者以外は復号できないため物理層秘匿性を持つ．さらにカオス変調では情報ビットを畳み込み，ガウス分布するカオス信号を生成するため，物理層秘匿性に加えて符号化利得も得ることができる変調方式である．しかし，カオス変調は暗号化の性質上情報ビットのハミング距離と信号点のユークリッド距離に相関がなく，符号化利得が制限されるという問題があった．そこで本稿では，非線形最適化アルゴリズムの一種である焼きなまし法を用いて，各信号点に適切なビットを割り当てる手法を提案する．そして既存カオス変調より，データ長4においてビット誤り率10^(-4)の点で1 dBの利得が得られることを示す．また遺伝的アルゴリズムによるビット割り当てとの比較を行い，焼きなまし法を用いる提案手法が有効であることを示す． |
| （英） | In recent years, the number of Internet of things (IoT) devices has increased and they are used in industrial and medical applications. In these applications, personal information and device control information are exchanged via wireless communication, making the improvement of confidentiality a challenge. As a solution to this problem, we proposed a chaos modulation with physical layer confidentiality. Chaos modulation is a type of symmetric key encryption, in which a shared key is incorporated into the modulation, so that only the receiver with the correct symmetric key can decrypt the data, thus providing physical layer confidentiality. Furthermore, chaos modulation can obtain channel coding gain in addition to physical layer confidentiality, because it generates a Gaussian-distributed chaotic signal by convolving the information bits. However, due to its cryptographic nature, chaotic modulation has the problem that the coding gain is limited because there is no correlation between the Hamming distance of the information bits and the Euclidean distance of the signal points. To solve this problem, in this paper, we propose an appropriate mapping method of chaos modulation assigning proper bits to each signal point using the simulated annealing method, which is a kind of nonlinear optimization algorithm. We show that the proposed method can achieve 1 dB channel coding gain at a point with a bit error rate of 10^(-4) for a data length of 4, compared to the existing chaotic modulation method. We also compare the proposed method with other nonlinear optimization algorithms, such as bit assignment using genetic algorithms, and show that the simulated annealing method is effective. | |
| キーワード | （和） | 物理層秘匿性 / カオス変調 / 最適化アルゴリズム / 焼きなまし法 / 遺伝的アルゴリズム / / / |
| （英） | physical layer security / chaos modulation / optimization algorithm / simulated annealing / genetic algorithm / / / | |
| 文献情報 | 信学技報, vol. 122, no. 357, RCS2022-209, pp. 7-12, 2023年1月. | |
| 資料番号 | RCS2022-209 | |
| 発行日 | 2023-01-17 (IT, SIP, 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 | IT2022-30 SIP2022-81 RCS2022-209 |
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| 研究会情報 | |
| 研究会 | IT RCS SIP |
| 開催期間 | 2023-01-24 - 2023-01-25 |
| 開催地（和） | 前橋テルサ |
| 開催地（英） | Maebashi Terrsa |
| テーマ（和） | 無線通信のための信号処理，学習，数理，情報理論および一般 |
| テーマ（英） | |
| 講演論文情報の詳細 | |
| 申込み研究会 | RCS |
| 会議コード | 2023-01-IT-RCS-SIP |
| 本文の言語 | 日本語 |
| タイトル（和） | カオス変調における非線形最適化アルゴリズムを用いたビット割り当てによる誤り率性能改善の検討 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | A Study on Bit Error Rate Improvement of Chaos Modulation By Bit Assignment Using Nonlinear Optimization Algorithm |
| サブタイトル（英） | |
| キーワード(1)（和/英） | 物理層秘匿性 / physical layer security |
| キーワード(2)（和/英） | カオス変調 / chaos modulation |
| キーワード(3)（和/英） | 最適化アルゴリズム / optimization algorithm |
| キーワード(4)（和/英） | 焼きなまし法 / simulated annealing |
| キーワード(5)（和/英） | 遺伝的アルゴリズム / genetic algorithm |
| 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） | 戸澤 遼 / Ryo Tozawa / トザワ リョウ |
| 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/ヨミ） | 浅野 敬祐 / Keisuke Asano / アサノ ケイスケ |
| 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/ヨミ） | 阿部 拓実 / Takumi Abe / アベ タクミ |
| 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/ヨミ） | 加藤 健太 / Kenta Kato / カトウ ケンタ |
| 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/ヨミ） | 岡本 英二 / Eiji Okamoto / オカモト エイジ |
| 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) |
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| 講演者 | 第1著者 |
| 発表日時 | 2023-01-24 10:25:00 |
| 発表時間 | 25分 |
| 申込先研究会 | RCS |
| 資料番号 | IT2022-30, SIP2022-81, RCS2022-209 |
| 巻番号（vol） | vol.122 |
| 号番号（no） | no.355(IT), no.356(SIP), no.357(RCS) |
| ページ範囲 | pp.7-12 |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | 2023-01-17 (IT, SIP, RCS) |
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