Details of a Researcher - Sanada, Yukitoshi

Sanada, Yukitoshi

写真a

Affiliation: Faculty of Science and Technology, Department of Electronics and Electrical Engineering (Yagami)

Position: Professor

External Links

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Career 【 Display / hide 】

1995.04

-

1997.03

日本学術振興会 ,特別研究員
1997.04

-

2000.03

東京工業大学（工学部電気・電子工学科） ,助手
2000.04

-

2001.03

株式会社ソニーコンピュータサイエンス研究所 ,アシスタントリサーチャー
2001.04

-

2004.03

慶應義塾大学専任講師（理工学部電子工学科）
2001.04

-

2004.03

慶應義塾先端科学技術研究センターリエゾン委員会委員

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Academic Background 【 Display / hide 】

1992.03

Keio University, Faculty of Science and Engineering, 電気工学科

University, Graduated
1995.03

Other, 工学部電気・計算機工学専修

Canada, Graduate School, Completed, Master's course
1997.03

Keio University, Graduate School, Division of Science and Engineeri, 電気工学専攻

Graduate School, Completed, Doctoral course

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Academic Degrees 【 Display / hide 】

工学, Keio University, 1997.03

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Books 【 Display / hide 】

ソフトウェアで作る無線機の設計法担当

SANADA YUKITOSHI, 科学情報出版, 2016.09

Scope: ３章３－７節
4G Mobile and Wireless Communications Technologies

Y. Imaoka, H. Obata, Y. Suzuki, Y. Sanada, River Publishers, 2008.09

Scope: Chapter entitled "Experimental Investigation of Channel Estimation for IEEE802.11b WLAN System"
MATLABマルチメディア信号処理

IKEHARA MASAAKI, SHIMAMURA TETSUYA, SANADA YUKITOSHI, 2004.12

Scope: 193-276
マルチメディア通信

IKEHARA MASAAKI, SANADA YUKITOSHI, 培風館, 2002.12
Software Radio: Technologies and Services

R.Kohno, R.Miura, H.Harada, S.Haruyama, Y.Sanada, and L.B.Michael, 2001

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Papers 【 Display / hide 】

Frequency Resource Allocation Using Combined Evaluation Function in High Throughput Satellite Communication System

OTSURU Go, SANADA Yukitoshi, TSUJI Hiroyuki, MIURA Amane

IEICE Transactions on Communications (The Institute of Electronics, Information and Communication Engineers) E108.B ( 4 ) 531 - 539 2025.04

Joint Work, Accepted, ISSN 09168516

　View Summary

<p>The resource allocation in high throughput satellites (HTSs) has been extensively investigated due to their payload ability to provide high-capacity and high-speed communication. To date, research has been conducted on variable beam arrangement using digital beamforming technology and on illumination patterns using beam hopping. In addition, there has been a great deal of research on flexible frequency resource allocation realized by digital channelizers. However, limited attention has been paid to a coordination of system throughput and fairness among user equipments (UEs) in these previous studies. In our previous paper, we proposed a frequency resource allocation model based on a beam-indexes-series finite Markov decision process. The policies of the resource allocation determined by a network operation center were only focused on maximizing either the number of allocated UEs or the system throughput. In this paper, we introduce a combined evaluation function that considers both the system throughput and the number of allocated UEs. This allows for the simultaneous optimization of communication capacity and fairness of communication opportunities. The superiority of the proposed resource allocation scheme and combined evaluation function is demonstrated through computational simulation in the comparison of the allocation scheme in the prior research. The operator is then able to coordinate the trade-off between system throughput and fairness among UEs.</p>
- Access to Document (DOI)
- CiNii Research
MMSE Equalization-Based MIMO Demodulation with Random Walk along Gradient Descent Direction

Kikuchiahra R., Sanada Y.

Proceedings of 2024 IEEE 29th Asia Pacific Conference on Communications: Sustainable Connectivity: Advancing Green Technologies for a Smarter Future, APCC 2024 456 - 461 2024.11

Last author, Accepted

　View Summary

This paper proposes a minimum mean square error (MMSE) equalization-based multi-input multi-output (MIMO) demodulation scheme with Metropolis-Hastings random walk along a gradient descent direction. The conventional scheme using intermediate search points works effectively for higherorder modulation symbols. However, its performance is deteriorated for lower-order modulation symbols. The proposed scheme suppresses the coefficients in the offdiagonal components of a channel matrix by applying MMSE equalization and improves performance in low signal-to-noise power ratio conditions even for lowerorder modulation symbols. Numerical results obtained thorough computer simulation show that the proposed scheme improves by about 2.0 dB at a bit error rate of 10-2 when the number of iteraitons is 10 for QPSK symbols with 64 transmit and receive antennas.
- Access to Document (DOI)
Affiliation Macrocell Switching of Picocells in Uplink for Distributed Antenna System

Takada A., Sanada Y.

Proceedings of 2024 IEEE 29th Asia Pacific Conference on Communications: Sustainable Connectivity: Advancing Green Technologies for a Smarter Future, APCC 2024 549 - 554 2024.11

Joint Work, Last author, Accepted

　View Summary

This paper proposes the affiliation macrocell switching of picocells in a distributed antenna system (DAS). In a conventional DAS, a macrocell is composed of a fixed number of picocells. On the other hand, in the proposed scheme, picocells can switch their affiliation to adjacent macrocells so that the throughputs of cell-edge users improve. The proposed scheme aims to improve a system throughput with the moderate increase of backhaul complexity. Numerical results obtained through computer simulation show that the proposed scheme improves the system throughput by approximately 0.3 bps/Hz/cell and maintains user fairness. Moreover, the system throughput improves regardless of the distance between distributed antennas.
- Access to Document (DOI)
Throughput Performance of Uplink Beamforming Transmission through Terminal Collaboration

Nakaoka R., Ando E., Sanada Y.

IEEE Vehicular Technology Conference 2024.10

Joint Work, Last author, Accepted, ISSN 15502252

　View Summary

This paper evaluates the throughput performance of uplink beamforming transmission through terminal collaboration. In the proposed scheme multiple user equipments (UEs) form a group and transmit signals synchronously to enhance the power of a received signal at a base station. The signal transmitted through terminal collaboration is selected according to proportional fairness scheduling. Thus, fairness among UEs is maintained simultaneously with system throughput improvement. Numerical results obtained through computer simulation show that the system throughput grows as the number of UEs in the group increases. It is also shown that the proposed scheme increases the system throughput by about 0.5-1.5 bps/Hz.
- Access to Document (DOI)
Performance of User Grouping Schemes in Collaborative MIMO Reception with a Focus on User Fairness

Ando E., Sanada Y.

IEEE Vehicular Technology Conference 2024.10

Joint Work, Last author, Accepted, ISSN 15502252

　View Summary

This paper proposes user equipment (UE) grouping schemes that take user fairness into account in collaborative multiple-input multiple-output reception. In previous research, the criterion for UE grouping to improve system throughput is proposed. However, the user fairness is deteriorated if these schemes focus on the system throughput. In this paper, the range of the received signal power is restricted to reduce the difference among user throughput. Numerical results obtained through computer simulation show that there is a trade-off relationship between the user throughput and the user fairness via the range of the received signal power.
- Access to Document (DOI)

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Papers, etc., Registered in KOARA 【 Display / hide 】

Multiuser detection based on Markov chain Monte Carlo methods

Sanada, Yukitoshi

科学研究費補助金研究成果報告書 2021
Throughput performance of non-orthogonal multiple access with joint maximum likelihood detection in heterogeneous network

Sanada, Yukitoshi

科学研究費補助金研究成果報告書 2018
Research on low computational complexity signal de-multiplexing schemes for overloaded MIMO systems

Sanada, Yukitoshi

科学研究費補助金研究成果報告書 2015
Research on single receive antenna MIMO-OFDM system

Sanada, Yukitoshi

科学研究費補助金研究成果報告書 2012
Research on signal distortion compensation schemes in a direct conversion receiver

SANADA, YUKITOSHI

科学研究費補助金研究成果報告書 2008

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Reviews, Commentaries, etc. 【 Display / hide 】

Special section on communication quality in wireless networks

Sanada Y.

IEICE Transactions on Communications (IEICE Transactions on Communications) E101B ( 7 ) 2018.07

ISSN 09168516
次世代ワイヤレス通信技術　UWBの魅力

SANADA YUKITOSHI

Computerworld pp. 130-133 2004.02

Article, review, commentary, editorial, etc. (trade magazine, newspaper, online media), Single Work

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Presentations 【 Display / hide 】

Throughput Performance of Adaptive Frequency Offset Selection for Amplify-and-Forward Relay in Multiuser Environment

T. Shiba and Y. Sanada

IEEE Vehicular Technology Conference 2018 Spring Workshop: TPoC5G 2018,

2018.06
,
Oral presentation (general)
Complexity Reduction Schemes for Gibbs Sampling MIMO Detection with Maximum Ratio Combining

Y. Sanada

IEEE 87th Vehicular Technology Conference,

2018.06
,
Oral presentation (general)
MMSE Interference Rejection Followed by Joint Maximum Likelihood Detection for Distributed Antenna Network

H. Miyagi and Y. Sanada

The 23rd Asia-Pasific Conference on Communications,

2017.12
,
Oral presentation (general)
Offloading Effect of Heterogeneous Network with Non-orthogonal Multiple Access

T. Yukawa and Y. Sanada

The 23rd Asia-Pasific Conference on Communications,

2017.12
,
Oral presentation (general)
Cyclic Shift Resolution Effects on OFDM System Employing Cyclic-SLM with Delayed Correlation and Matched Filter

P. Pamungkasari and Y. Sanada

IEEE TENCON 2017,

2017.11
,
Oral presentation (general)

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Research Projects of Competitive Funds, etc. 【 Display / hide 】

無人航空機による無線リレー局を用いた三次元移動通信ネットワークの研究

2025.04

-

2028.03

Grants-in-Aid for Scientific Research, Grant-in-Aid for Scientific Research (C), No Setting
Terminal collaboration technology that both improves energy efficiency and communication performance

2023.04

-

2027.03

Grants-in-Aid for Scientific Research, Grant-in-Aid for Scientific Research (A), No Setting

　View Summary

無線通信システムでは限られた周波数を有効利用できる新たな技術が強く望まれている．この新技術の有力候補が，近傍端末が高速無線通信を介して互いに協調することにより疑似的な大規模 MIMOを形成し空間多重伝送を実現する端末協調である．最新の携帯端末では高周波数帯での通信機能が実装されており，これを端末間通信に活かせば端末協調が実現できる可能性が高い．本研究では，周辺に遍在する無線端末と基地局アンテナを高度に協調させることによって，複数アンテナを自在に活用した周波数利用効率とエネルギー効率の高い新たな無線システムの創出を目指す．
無線通信システムでは限られた周波数を有効利用できる新たな技術が強く望まれている．この新技術の有力候補が，近傍端末が高速無線通信を介して互いに協調することにより疑似的な大規模MIMOを形成し空間多重伝送を実現する端末協調である．最新の携帯端末では高周波数帯での通信機能が実装されており，これを端末間通信に活かせば端末協調が実現できる可能性が高い．端末協調では個々の端末の位置や電波伝搬を考慮して周辺基地局のアンテナ群と端末協調グループを構成する必要がある．また，近傍の無線端末を関与させるため端末間通信も含めた消費エネルギー削減も重要な課題となる．本研究では，周辺に遍在する無線端末と基地局アンテナを高度に協調させることによって，複数アンテナを自在に活用した周波数利用効率とエネルギー効率の高い新たな無線システムの創出を目指している．
このような端末連携システムの構築に向けて，本研究では，(1) 分散端末同期技術，(2) 高周波数帯協調通信技術，(3) 端末協調グループ構成技術，の確立に取り組んでいる．また，その成果の確認には，基地局分散アンテナと端末協調グループ間の伝搬特性の検証，端末グループ内の高周波数帯近距離協調通信の伝送特性の検証が必要となる．今年度はこれら3技術の特性評価と検証に必要とされる基地局分散アンテナと端末協調グループ間の伝搬特性，端末グループ内の高周波数帯近距離協調通信の伝送特性の把握に向けて実験装置系の構築を行った．実験装置としては12x12 MIMO伝送が可能な装置であり，基本的な動作確認を終えている．今後，この装置によって得られた知見を積極的に各技術の研究過程にフィードバックする. その他，各技術グループでは積極的に研究成果の発表を行い，論文雑誌2件，学会発表27件の成果を得ている．
本年度は高周波数帯での端末連携通信システムの実装，高周波数帯での通信特性の把握，グループ構成技術，などの研究を行い，論文雑誌2件，学会発表27件の成果を得た．特に，12x12MIMO伝送が可能な実験装置を整備したことは大きな進展である．今後，エネルギー効率の明確化に向けた研究を推進するために．無線免許取得後に測定した伝搬データや実測特性などを共有し，(1) 分散端末同期技術，(2) 高周波数帯協調通信技術，(3) 端末協調グループ構成技術，の各技術の研究を推進する．得られた成果は取りまとめて適宜論文誌や国際会議，研究会などでの発表を行う．
今後は同期技術の確立，高周波数帯での端末連携通信システムの柔軟性向上，高周波数帯での通信特性の詳細な把握，グループ構成技術の具体化，などを行い，エネルギー効率の明確化に向けた研究を推進する．さらに，無線免許取得後に測定した伝搬データや実測特性などを共有することによって，(1) 分散端末同期技術，(2) 高周波数帯協調通信技術，(3) 端末協調グループ構成技術，の各技術の研究を推進する．特に，実環境において取得したデータの共有を具体化することによって，各技術の真の課題と改善手法を明確化する．
大規模MIMOのためのマルコフ連鎖モンテカルロ法の並列多次元最適化法の研究

2022.04

-

2025.03

Grants-in-Aid for Scientific Research, Grant-in-Aid for Scientific Research (C), No Setting

　View Summary

本研究では第６世代移動通信に用いられる大規模MIMO技術のための復調アルゴリズムとして，解候補ベクトルの複数の要素を並列に最適化するアルゴリズムを提案し，その収束特性ならびに計算量を評価する．提案方式は最適化アルゴリズムとして最小２乗アルゴリズムをメトロポリス・ヘイスティングス法と組み合わせることにより，解候補ベクトルの複数の要素を並列に最適化し，高速かつ比較的低演算量でMIMO復調を実現する．そして，大規模MIMOの通信環境において，収束特性の改善を目指す．さらに大規模MIMOに用いられるビームフォーミングを提案手法に組み合わせて適用した場合の収束特性を評価し，同時に計算量の低減を検討する．
Multiuser Detection based on Markov chain Monte Carlo Methods

2019.04

-

2022.03

MEXT,JSPS, Grant-in-Aid for Scientific Research, Grant-in-Aid for Scientific Research (C), Principal investigator

　View Summary

第５世代移動通信システムでは多数のセンサデバイスからの情報を収容し，従来とは違ったアプリケーションのプラットフォームになることが期待されている．そのため基地局では超多素子アンテナを実装し，同時に100以上の信号を受信，復調することが必要である．従来の復調アルゴリズムでは計算量的に同時受信することができる信号数が10程度に限られてしまう．そこで本研究ではマルコフ連鎖モンテカルロ法を用いて100を超える信号を同時に受信し復調するアルゴリズムを検討する．提案アルゴリズムは確率分布の期待値を簡易的に求める手法であるが，これを信号復調に適用する．
第５世代移動通信システムでは多数のデバイスからの情報を収容し，従来とは違ったアプリケーションのプラットフォームになることが期待されている．基地局では超多素子アンテナを実装し，同時に100以上の信号を受信，復調することが必要である．従来の復調アルゴリズムでは計算量的に同時受信することができる信号数が10程度に限られる．そこで本研究ではマルコフ連鎖モンテカルロ法を用いて100を超える信号を同時に受信し復調するアルゴリズムを検討する．提案アルゴリズムは確率分布の期待値を簡易的に求める手法であるが，これを信号復調に適用する．具体的には(1)提案アルゴリズムによる計算量の削減，(2)想定するチャネルモデルによる復調特性の評価，(3)誤り訂正符号と組み合わせた提案アルゴリズムの特性評価を計算機シミュレーションにより評価する．
2019年度の研究成果として(1)に関してはマルコフ連鎖モンテカルロ法に並列信号処理を用いた方式を提案した．複数の受信信号間は相互依存しているが，これを無視し並列に処理することにより単位時間当たりの復調回数を増加し，受信特性を改善する．計算機シミュレーションの結果並列数が３のとき最も良い特性を示した．またアルゴリズムが特定のローカルミニマムに停留した場合に強制的に移動させる式も提案した．さらに(3)については１回目の多信号復調のみ受信信号を用いるが，２回目以降誤り訂正後の繰り返し復調に関してはマルコフ連鎖モンテカルロ法の出力のみを用いる方式を提案した．これにより受信信号を用いた復調処理部分の計算量を削減し，従来方式と同等の誤り率を達成できた．
またマルコフ連鎖モンテカルロ法を超多素子アンテナの別の形態である分散アンテナに用い，ユーザに対するアンテナと周波数リソース割り当て最適化も検討し，少ない計算量で最適手法に近い周波数利用効率を実現できることを明らかにした．
当初の研究計画では(1)提案アルゴリズムによる計算量の削減，(2)想定するチャネルモデルによる復調特性の評価，(3)誤り訂正符号と組み合わせた提案アルゴリズムの特性評価を検討項目に挙げた．このうち(1)および(3)に関しては想定通りの計算量削減効果を得られた．これに対して(2)に関しては，受信アンテナ間の相関のあるチャネル応答を想定したマルコフ連鎖モンテカルロ法による受信信号の復調を試みたが，想定以上に特性が劣化した．
当初計画(2)想定するチャネルモデルによる復調特性の評価に関して，2020年度においては格子基底縮小を用いてアンテナ間の相関を低減し，マルコフ連鎖モンテカルロ法を適用することを検討する．この組み合わせによる復調方式はすでに提案されているが本研究では特に並列信号処理を用いて等価的にマルコフ連鎖モンテカルロ法の繰り返し処理回数を増加した場合の特性について検討する予定である．また通信路応答の大小により受信アンテナをグループ化し，それぞれのグループに対して個別の拡張係数を適応することによる効果を検討する．さらにマルコフ連鎖モンテカルロ法をチャネル推定にも適用し信号復調と同時にチャネル推定精度を改善する方法を検討する．
非直交多元接続を用いたヘテロジニアスネットワークのスループット特性

2016.04

-

2019.03

MEXT,JSPS, Grant-in-Aid for Scientific Research, Grant-in-Aid for Scientific Research (C), Principal investigator

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Intellectual Property Rights, etc. 【 Display / hide 】

通信装置、復調方法及びプログラム

Date applied：特願2015－49558 2015.03

Patent, Single
マルチキャリアシステム

Date applied： 2008－176119 2008.07

Date issued： 5305305 2013.07

Patent, Joint
ＯＦＤＭ受信装置

Date applied：特願2008－053847 2008.03

Date announced：特開2009-212835 2009.09

Patent, Joint
ＯＦＤＭ受信装置

Date applied：特願2008ー045323 2008.02

Date announced：特開2009-206668 2009.09

Patent, Joint
無線通信装置

Date applied：特願2007-108046 2007.03

Date announced：特開2008-219671 2008.09

Patent, Joint

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Awards 【 Display / hide 】

IEICE Paper of the Year

Yoshihiro Matsumura, Takeshi Nishiyama, Eishi Sasaki, Kengo Nishimoto, Hiroyuki Akutsu, Yukitoshi Sanada, 2022.06, Institute of Electronics, Information and Communication Engineers, Miniaturization and Test Results of Shinkansen Antenna for Overhead Line Voltage Detection and Wireless Communication

Type of Award： Honored in official journal of a scientific society, scientific journal
通信ソサイエティ功労顕彰状

2021.09, 電子情報通信学会
通信ソサイエティ活動功労賞

2018.09, 電子情報通信学会
通信ソサイエティ活動功労賞

2018.09, 電子情報通信学会
通信ソサイエティ活動功労賞

2017.09, 電子情報通信学会