眞田研究室

眞田研究室
2014年版
慶應義塾大学理工学部電子工学科
http://www.snd.elec.keio.ac.jp
携帯回線数(人からモノへ)
2013年度末
13960万回線
140,000,000.00
2007末
1億回線突破
120,000,000.00
加入者数
100,000,000.00
80,000,000.00
60,000,000.00
40,000,000.00
20,000,000.00
0.00
88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13
年度
-2-
ワイヤレスアクセスへの要求




クラウドコンピューティング
ストリーミングサービス
ネットワークゲーム
VoIP
ブロードバンド
ワイヤレスアクセス
-3-
携帯電話ネットワーク上のトラフィック
X500/decade
X100/decade
ITU-R, REP-M.2243-2011より引用
-4-
日本におけるモバイルデータ通信の動向
月間平均トラヒック
(Gbps)
800
最繁時トラヒック
(23時台の平均トラヒック)
5000
1200
1年で
700
1年で
706.5
1.50倍
に増加
671.7
600
546.4
586.2
500
869.5
823.3
800
469.8
400
623.2
600
522.9
487.7
328.9
349.0
300
234.8
417.9
400
350.2
270.0
227.9
154.6
200
123.5
0
180.6
H23.06
H23.09
H23.12
H24.03
H24.06
H24.09
H24.12
H25.03
H25.06
H25.09
H25.12
H26.03
H26.06
1.40倍
4000
に増加
4,598
3965
4435
3751
3500
3000
3276
2528
2425
2500
2063
2000
1500
1000
1799
1430
1251
1018
500
0
0
H23.06
H23.09
H23.12
H24.03
H24.06
H24.09
H24.12
H25.03
H25.06
H25.09
H25.12
H26.03
H26.06
100
181.3
274.3
1年で
4500
2985
712.7
422.0
200
1057.7
979.8
1.48倍
1000
に増加
1加入者あたり
平均トラヒック
(bps)
http://www.soumu.go.jp/johotsusintokei/field/tsuushin06.htm
l
H23.06
H23.09
H23.12
H24.03
H24.06
H24.09
H24.12
H25.03
H25.06
H25.09
H25.12
H26.03
H26.06
(Gbps)
ブロードバンド通信の発展


第4世代では最大1Gbpsのブロードバンド通信
移動しながらハイビジョン画質のストリーミング画像を通信
Mobility
High
1995 2000
2G
PDC
2005
3G
IMT2000
2010 2015
3.5G
HSDPA
2020
4G…
IMTAdvanced
3.9G
LTE
WiMAX
5th Generation
10年で100倍
Mooreの法則の10倍
Medium
PHS
Low
Stationary
5GHz
WLAN
2.4GHz WLAN
UWB
Bluetooth
10k
bps
100k
bps
1M
bps
-6-
802.11ac
802.11ag
802.11n
10M
bps
100M
bps
1G
bps
Data Rate
研究テーマ



過負荷MIMO-OFDM(総務省プロジェクト)
非直交多重OFDM送受信(科学研究費プロジェクト)
M2M用高信頼通信
-7-
ウェアラブル端末用過負荷MIMOシステム
(総務省プロジェクト)


受信側アンテナ数1本
高データレートを維持
送信アンテナ
受信アンテナ
送信アンテナ
データ1
データ1
受信アンテナ
データ2
データ2
データ
分離
データNT
データNT
過負荷MIMO
従来型MIMO
-8-
非直交多元接続
(科学研究費プロジェクト)
逐次干渉除去(SIC)をもちいた非直交多元接続

SN比の異なる端末に対しパワー軸で重ね合わせた信号を送り
受信機で順々に干渉除去を行うことで所望の信号を取り出す
端末2
端末1
端末2への
信号をSIC
基地局
大
端末2への
信号を復調
端末1への
信号を復調
Noise
端末1へ
の信号
Freq.
Freq.
端末1へ
の信号
Freq.
各過程における送受信信号のパワー

SN比の大きい端末ではSICにより干渉を除去して復調,
SN比の小さい端末では受信信号をそのまま復調する
-9-
Power
SIC
Power
端末2へ
の信号
Power
Power
SN比の異なる端末でのNOMA信号の復調過程
[3]
小
端末のSN比
端末2へ
の信号
Freq.
高信頼制御通信


機械と機械をつなぐ(M2M)
信頼性の高い通信が必要
-10-
研究成果

国際会議(●過去の発表場所)


2014年
2013年
10件(マレーシア5,ワシントンDC3,バンクーバー2)
11件(沖縄5,イギリス2,ラスベガス2,ベトナム1,
ドイツ1)
http://www.snd.elec.keio.ac.jp/gakkais.html

論文


2014年は7件の採録
2013年は3件の採録
現メンバーの研究会発表
1. 飯田基貴,眞田幸俊,"無線電力伝送システムにおけるアレイアンテナによる情報伝送の検討," 電子情報通信学会技術報告,WBS2014-**, 2014年12月.
2. 土井寿人,眞田幸俊,"過負荷MIMOシステムにおける外符号のための符号語メトリック計算法," 電子情報通信学会技術報告,CS2014-**, 2014年11月.
3. 矢部達郎,眞田幸俊,"見通し環境における過負荷MIMO-OFDMシステムの相関低減プレコーディングの実験的検討," 電子情報通信学会技術報告,CS2014-**, 2014年11月.
4. P. D. Pamungkasari and Y. Sanada,"Time Domain Delayed Correlation based Cyclic Delay Estimation for Low Complexity Cyclic-Selective Mapping in OFDM System," 電子情報通信
学会技術報告,RCS2014-93, 2014年7月.
5. 土井寿人,眞田幸俊,"過負荷MIMOシステムにおける外符号のためのビット反転を用いた符号語選択法," 電子情報通信学会技術報告,RCS2013-129, 2014年7月.
6. 矢部達郎,眞田幸俊,"見通し環境における過負荷MIMO-OFDMシステムのブロック符号化信号統合復号のための相関低減プレコーディング," 電子情報通信学会技術報告,
RCS2014-128, 2014年7月.
7. 松岡暉,矢部達郎,土井寿人,眞田幸俊,"反復符号を用いた過負荷MIMO-OFDMシステムの特性評価," 電子情報通信学会技術報告,RCS2014-63, 2014年6月.
8. 矢崎貴大,眞田幸俊,"非直交多元接続における統合復調に関する検討," 電子情報通信学会技術報告,RCS2014-62, 2014年6月.
9. 松岡暉,矢部達郎,土井寿人,眞田幸俊,"反復符号を用いた過負荷MIMO-OFDMシステムの特性評価," ワイヤレステクノロジーパーク2014,東京ビックサイト,2014年5月.
10. 矢崎貴大,眞田幸俊,"非直交多元接続における統合復調に関する検討," ワイヤレステクノロジーパーク2014,東京ビックサイト,2014年5月.
11. 北野貴章,田中佑季,眞田幸俊,"データ信号を周波数直交多重化したプリアンブル信号の周波数オフセット存在下におけるタイミング同期特性," 電子情報通信学会技術報告,
RCC2014-6, 2014年5月.
12. 小田二弘之,内田翔也,高井涼,眞田幸俊,"フィルタバンクを用いた遅延相関によるOFDM信号の検出特性," 電子情報通信学会技術報告,SR2014-14, 2014年5月.
13. 千田悠司,眞田幸俊,"判定帰還型干渉除去を用いた非直交多元接続における尤度計算法," 電子情報通信学会技術報告,RCS2013-337, 2014年3月.
14. 高井涼,内田翔也,眞田幸俊,"オーバーラップFFTエネルギー検出方式に適した窓関数の検討," 電子情報通信学会技術報告,SR2013-101, 2014年3月.
15. 千田悠司,稲森真美子,眞田幸俊,"干渉キャンセラとLLR重み付けを用いたLDPC符号化信号の非直交多元接続の検討," 電子情報通信学会技術報告,RCS2013-37, 2013年6月.
16. 土井寿人,稲森真美子,眞田幸俊,"過負荷MIMO-OFDMシステムにおけるブロック符号化信号の統合復号時計算量削減法," 電子情報通信学会技術報告,RCS2013-43, 2013年6月
.
17. 矢部達郎,稲森真美子,眞田幸俊,"過負荷MIMO-OFDMシステムのブロック符号化信号の統合復号に関する実験的検討," 電子情報通信学会技術報告,RCS2013-44, 2013年6月.
18. 矢部達郎,眞田幸俊,"過負荷MIMO-OFDMシステムにおけるブロック符号化信号の分離の実験的検討," ワイヤレステクノロジーパーク2013,東京ビックサイト,2013年5月.
19. 土井寿人,眞田幸俊,"過負荷MIMO-OFDMシステムにおけるブロック符号化信号の統合復号時の計算量削減法," ワイヤレステクノロジーパーク2013,東京ビックサイト,2013年5月.
20. 高井涼,内田翔也,佐藤顕裕,稲森真美子,眞田幸俊,"固定歪成分存在下におけるオーバーラップFFTを用いた信号検出の実験的検討," 電子情報通信学会技術報告,SR2013-19,
2013年5月.
21. 飯田基貴,菅野一樹,稲森真美子,眞田幸俊,"コイル間の横ずれを想定した無線電力伝送における通信特性の検討," 電子情報通信学会技術報告,WBS2013-5, 2013年5月.
22. 飯田基貴,菅野一樹,稲森真美子,眞田幸俊,"無線電力伝送における相対位置に応じた通信特性解析," 電子情報通信学会総合大会,A-5-6, 2013年3月.
23. 高井涼,内田翔也,佐藤顕裕,稲森真美子,眞田幸俊,"オーバーラップFFTによる信号検出の実験的検討," 電子情報通信学会総合大会,B-17-31, 2013年3月.
24. 千田悠司,稲森真美子,眞田幸俊,"LDPC符号を用いた非直交多重通信における残余干渉に対する検討," 電子情報通信学会総合大会,B-5-97, 2013年3月.
25. 土井寿人,稲森真美子,眞田幸俊,"過負荷MIMOにおけるブロック符号化信号の分離時計算量削減法," 電子情報通信学会総合大会,B-5-22, 2013年3月.
26. 矢部達郎,田中佑季,稲森真美子,眞田幸俊,"過負荷MIMOにおけるブロック符号化信号の分離の実験的検討," 電子情報通信学会総合大会,B-5-21, 2013年3月.
近年の学生の受賞






2012年5月
2013年5月
2013年5月
2014年3月
2014年5月
2014年9月
IEEE VTS Japan 2012 Young Researcher's Encouragement Award (宮下博行)
電子情報通信学会SR研究会 2012 Young Investigator Award(内田翔也)
ワイヤレステクノロジーパーク2013アカデミアセッション優秀発表賞(矢部達郎)
総合デザイン工学専攻 <優秀研究活動賞 (修士) (菅野 一樹)
IEEE VTS Japan 2014 Young Researcher‘s Encouragement Award (千田悠司)
IEEE VTS Japan 2014 Young Researcher's Encouragement Award (高井涼)
-13-
研究手法

理論計算


計算機シミュレーション



仮想的な無線端末,無線通信路を計算機上に構成
仮想通信路上でデータを伝送し,誤り率等を測定
実験




データの誤り率等を確率的に計算(確率論)
信号発生器により信号を発生
実際の通信路(有線,無線)を通す
信号処理ボードにデータを格納し信号処理
実装

提案システムをボード,チップの形で実装
-14-
ソフトウェア無線


Core i7プロセッサで無線信号処理
RF回路+A/D変換器+ソフトウェア=無線端末
-15-
来年度のメンバー構成(4年生5~6名)
社会人Dr.
博士
修士
学部
留学中
-16-
研究室の方針





情報通信テクノロジーを牽引できる人材の育成
ビジョンを描いて実現する能力
研究の上での平等
英語とコンピュータは必須(もしくは習得)
時間厳守
-17-
皆さんに望むこと

好奇心を持つこと,積極性を持つこと


オリジナリティとチャレンジ精神の重視


研究室は同じ目的意識を持つ学生の集まり
大学院への進学を推奨(研究所向き)


今までの常識をベースに自分のオリジナリティを創造する
コミュニケーションの重要性


好きこそものの上手なれ
自分の成果が残る仕事をしよう!
研究成果を世界に発信

キャリアパスを形成
-18-
研究室のスケジュール












11月
12月
2月
3月
4月
4-7月
5月
7月
7/9月
8月
8-12月
2月
面接
忘年会
発表見学
合宿(春休み)
集中輪講
本読み輪講
発表輪講1
発表輪講2
本発表輪講
合宿(夏休み8/1-8/16位)
卒業研究,忘年会
卒論発表
-19-
研究室説明会
10月30日(木)16:00-@電子工学科会議室(25-402)
 11月 6日(木)18:15-@電子工学科会議室(25-402)
 11月13日(木)16:00-@電子工学科会議室(25-402)
その他いつでも見学可

-20-