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| 講演抄録／キーワード | ||
| 講演名 | 2025-12-04 10:20 期待値伝搬法に基づくMIMO信号検出後のLLRの統計的性質に関する一検討 ○小林楓賀・高橋拓海・落合秀樹（阪大）  WBS2025-48 ITS2025-27 RCC2025-47 |
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| 抄録 | （和） | 本稿では，MIMO信号検出において，期待値伝搬法 (EP: Expectation Propagation) に基づく繰り返し検出器から出力される対数尤度比 (LLR: Log-Likelihood Ratio) の統計的性質に着目し，モーメントマッチングによる外部値交換が符号化システムにおいてもたらす性能改善の原因を明らかにする．従来研究の多くは入出力次元数の非常に大きな漸近領域における収束特性に焦点を当ててきたが，有限のシステムサイズの無符号化システムにおいては，EPのモーメントマッチングを介した外部値生成の利点が明確ではなく，外部値交換を行わないPDA (Probabilistic Data Association) がEPと同等もしくはそれ以上の検出性能を示すことがある．一方で，符号化システムでは，EPがPDAを上回る信号検出性能を達成する．本稿では，検出器の最終繰り返しから出力される情報の統計的性質をシンボル次元とLLR次元の二つの次元から解析する．特に，復号器に入力されるLLRの統計的性質に着目し，外部値交換が自己雑音成分のフィードバックを抑制することで，繰り返し間の推定誤差の相関を低減するとともに，LLRのガウス性を向上させる役割を果たすことを示す．さらにネゲントロピーを用いてこの効果を定量的に評価し，外部値交換がLLRのガウス性の向上に寄与することを明らかにする．これは後段の復号器における誤り訂正能力の向上に寄与し，符号化システムにおけるEPの優位性を裏付けるものとなる． |
| （英） | This paper investigates the statistical properties of the log-likelihood ratios (LLRs) at the output of an iterative signal detector based on expectation propagation (EP), highlighting the role of moment matching (MM)-based extrinsic value exchange in coded systems. Prior studies have mainly examined the convergence behavior in asymptotic regimes; however, EP’s advantage is not always evident in practical finite-size uncoded multi-input multi-output (MIMO) detection, where probabilistic data association (PDA), which lacks extrinsic value exchange, can perform comparably to or even better than EP. In contrast, when channel coding is applied, EP consistently outperforms PDA. To clarify this difference, we analyze the statistical characteristics of the detector outputs in both the symbol and LLR domains. In particular, we show that the extrinsic value exchange through MM plays a key role not only in ensuring inter-iteration independence but also in enhancing the Gaussianity of the demodulator output LLRs. We quantify this effect using negentropy and demonstrate its benefit in improving the decoder’s error-correcting capability, thereby establishing the superiority of EP in coded systems. | |
| キーワード | （和） | 期待値伝搬法 / 対数尤度比 / ネゲントロピー / 通信路符号化 / 符号化 MIMO システム / / / |
| （英） | Expectation propagation / LLRs / Negentropy / Channel decoder / Coded MIMO systems / / / | |
| 文献情報 | 信学技報, vol. 125, no. 264, WBS2025-48, pp. 73-78, 2025年12月. | |
| 資料番号 | WBS2025-48 | |
| 発行日 | 2025-11-26 (WBS, ITS, RCC) | |
| 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 | WBS2025-48 ITS2025-27 RCC2025-47 |
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| 研究会情報 | |
| 研究会 | RCC ITS WBS |
| 開催期間 | 2025-12-03 - 2025-12-04 |
| 開催地（和） | ビーコンプラザ（別府） |
| 開催地（英） | B-Con Plaza (Beppu) |
| テーマ（和） | 高信頼制御通信，ITS通信，レーダ・センシング技術及び一般 |
| テーマ（英） | |
| 講演論文情報の詳細 | |
| 申込み研究会 | WBS |
| 会議コード | 2025-12-RCC-ITS-WBS |
| 本文の言語 | 日本語 |
| タイトル（和） | 期待値伝搬法に基づくMIMO信号検出後のLLRの統計的性質に関する一検討 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | A Study on the Statistical Properties of Post-detection LLRs Based on Expectation Propagation in Coded MIMO Systems |
| サブタイトル（英） | |
| キーワード(1)（和/英） | 期待値伝搬法 / Expectation propagation |
| キーワード(2)（和/英） | 対数尤度比 / LLRs |
| キーワード(3)（和/英） | ネゲントロピー / Negentropy |
| キーワード(4)（和/英） | 通信路符号化 / Channel decoder |
| キーワード(5)（和/英） | 符号化 MIMO システム / Coded MIMO systems |
| 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） | 小林 楓賀 / Fuga Kobayashi / コバヤシ フウガ |
| 第1著者 所属（和/英） | 大阪大学 (略称： 阪大) Osaka University (略称： UOsaka) |
| 第2著者 氏名（和/英/ヨミ） | 高橋 拓海 / Takumi Takahashi / タカハシ タクミ |
| 第2著者 所属（和/英） | 大阪大学 (略称： 阪大) Osaka University (略称： UOsaka) |
| 第3著者 氏名（和/英/ヨミ） | 落合 秀樹 / Hideki Ochiai / オチアイ ヒデキ |
| 第3著者 所属（和/英） | 大阪大学 (略称： 阪大) Osaka University (略称： UOsaka) |
| 講演者 | 第1著者 |
| 発表日時 | 2025-12-04 10:20:00 |
| 発表時間 | 25分 |
| 申込先研究会 | WBS |
| 資料番号 | WBS2025-48, ITS2025-27, RCC2025-47 |
| 巻番号（vol） | vol.125 |
| 号番号（no） | no.264(WBS), no.265(ITS), no.266(RCC) |
| ページ範囲 | pp.73-78 |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | 2025-11-26 (WBS, ITS, RCC) |
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