眞田　幸俊 (サナダ　ユキトシ)

Sanada, Yukitoshi

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所属（所属キャンパス）

理工学部 電気情報工学科 （矢上）

職名

教授

外部リンク
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経歴 【 表示 ／ 非表示 】

  • 1995年04月
    -
    1997年03月

    日本学術振興会 ,特別研究員

  • 1997年04月
    -
    2000年03月

    東京工業大学（工学部電気・電子工学科） ,助手

  • 2000年04月
    -
    2001年03月

    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年04月
    -
    2004年03月

    慶應義塾大学専任講師（理工学部電子工学科）

  • 2001年04月
    -
    2004年03月

    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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学歴 【 表示 ／ 非表示 】

  • 1992年03月

    慶應義塾, 理工学部, 電気工学科

    大学, 卒業

  • 1995年03月

    ビクトリア大学, 工学部電気・計算機工学専修

    －, 大学院, 修了, 修士

  • 1997年03月

    慶應義塾, 理工学研究科, 電気工学専攻

    大学院, 修了, 博士

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学位 【 表示 ／ 非表示 】

  • 工学, 慶應義塾, 1997年03月

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著書 【 表示 ／ 非表示 】

  • ソフトウェアで作る無線機の設計法担当

    眞田 幸俊, 科学情報出版, 2016年09月

    担当範囲: ３章３－７節

  • 4G Mobile and Wireless Communications Technologies

    Y. Imaoka, H. Obata, Y. Suzuki, Y. Sanada, River Publishers, 2008年09月

    担当範囲: Chapter entitled "Experimental Investigation of Channel Estimation for IEEE802.11b WLAN System"

  • MATLABマルチメディア信号処理

    池原雅章，島村徹也，眞田 幸俊, 2004年12月

    担当範囲: 193-276

  • マルチメディア通信

    池原雅章，眞田 幸俊, 培風館, 2002年12月

  • Software Radio: Technologies and Services

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

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論文 【 表示 ／ 非表示 】

  • User scheduling with beam selection for full digital massive mimo base station

    YATA M., OTSURU G., SANADA Y.

    IEICE Transactions on Communications （IEICE Transactions on Communications)  E104.B （ 4 ） 428 - 435 2021年04月

    ISSN  09168516

    　概要を見る

    In this paper, user scheduling with beam selection for fulldigital massive multi-input multi-output (MIMO) is proposed. Inter-user interference (IUI) can be canceled by precoding such as zero-forcing at a massive MIMO base station if ideal hardware implementation is assumed. However, owing to the non-ideal characteristics of hardware components, IUI occurs among multiple user terminals allocated on the same resource. Thus, in the proposed scheme, the directions of beams for allocated user terminals are adjusted to maximize the total user throughput. User allocation based on the user throughput after the adjustment of beam directivity is then carried out. Numerical results obtained through computer simulation show that when the number of user terminals in the cell is two and the number of user terminals allocated to one resource block (RB) is two, the throughput per subcarrier per subframe improves by about 3.0 bits. On the other hand, the fairness index (FI) is reduced by 0.03. This is because only the probability in the high throughput region increases as shown in the cumulative distribution function (CDF) of throughput per user. Also, as the number of user terminals in the cell increases, the amount of improvement in throughput decreases. As the number of allocated user terminals increases, more user terminals are allocated to the cell-edge, which reduces the average throughput.

  • Forcible search scheme for mixed gibbs sampling massive mimo detection

    YAMAZAKI K., SANADA Y.

    IEICE Transactions on Communications （IEICE Transactions on Communications)  E104.B （ 4 ） 419 - 427 2021年04月

    ISSN  09168516

    　概要を見る

    In this paper, mixed Gibbs sampling multiple-input multiple-output (MIMO) detection with forcible search is proposed. In conventional Gibbs sampling MIMO detection, the problem of stalling occurs under high signal-to-noise ratios (SNRs) which degrades the detection performance. Mixed Gibbs sampling (MGS) is one solution to this problem. In MGS, random sampling is carried out with a constant probability regardless of whether a current search falls into a local minimum. In the proposed scheme, combined with MGS, multiple candidate symbols are forcibly changed when the search is captured by a local minimum. The search restarts away from the local minimum which effectively enlarges the search area in the solution space. Numerical results obtained through computer simulation show that the proposed scheme achieves better performance in a large scale MIMO system with QPSK signals.

  • Low complexity overloaded MIMO detection based on belief propagation with MMSE pre-cancellation

    Imamura T., Sanada Y.

    IEICE Transactions on Communications （IEICE Transactions on Communications)  E104B （ 3 ） 312 - 319 2021年03月

    ISSN  09168516

    　概要を見る

    In this paper, the application of minimum mean square error (MMSE) pre-cancellation prior to belief propagation (BP) is proposed as a detection scheme for overloaded multiple-input multiple-output (MIMO) systems. In overloaded MIMO systems, the loops in the factor graph degrade the demodulation performance of BP. Therefore, the proposed scheme applies MMSE pre-cancellation prior to BP and reduces the number of loops. Furthermore, it is applied to the selected transmit and receive nodes so that the condition number of an inverse matrix in the MMSE weight matrix is minimized to suppress the residual interference and the noise after MMSE pre-cancellation. Numerical results obtained through computer simulation show that the proposed scheme achieves better bit error rate (BER) performance than BP without MMSE pre-cancellation. The proposed scheme improves the BER performance by 2.9-5.6 dB at a BER of 5.0 × 10− compared with conventional BP. Numerical results also show that MMSE pre-cancellation reduces the complexity of BP by a factor of 896 in terms of the number of multiplication operations. 3

  • Power-Based Criteria for Signal Reconstruction using 1-bit Resolution DACs in Massive MU-MIMO OFDM Downlink

    OKAWA Riki, SANADA Yukitoshi

    IEICE Transactions on Communications （一般社団法人 電子情報通信学会)  2021年

    ISSN  0916-8516

    　概要を見る

    <p>The sum rate and bit error rate (BER) performance of nonlinier quantized precoding using Gibbs sampling are evaluated in a massive multiuser multiple-input multiple-output (MU-MIMO) system in this paper. Massive MU-MIMO is a key technology to handle the growth of data traffic. In a full digital massive MU-MIMO system, however, the resolution of digital-to-analogue converters (DACs) in transmit antenna branches have to be low to yield acceptable power consumption. Thus, a combinational optimization problem is solved for the nonlinier quantized precoding to determine transmit signals from finite alphabets output from low resolution DACs. A conventional optimization criterion minimizes errors between desired signals and received signals at user equipments (UEs). However, the system sum rate may decrease as it increases the transmit power. This paper proposes two optimization criteria that take the transmit power into account in order to maximize the sum rate. Mixed Gibbs sampling is applied to obtain the suboptimal solution of the nonlinear optimization problem. Numerical results obtained through computer simulations show that the two proposed criteria achieve higher sum rates than the conventional criterion. On the other hand, the sum rate criterion achieves the largest sum rate while it leads to less throughputs than the MMSE criterion on approximately 60% of subcarriers.</p>

  • Likelihood-based Metric for Gibbs Sampling Turbo MIMO Detection

    KOBAYASHI Yutaro, SANADA Yukitoshi

    IEICE Transactions on Communications （一般社団法人 電子情報通信学会)  2021年

    ISSN  0916-8516

    　概要を見る

    <p>In a multiple-input multiple-output (MIMO) system, maximum likelihood detection (MLD) is the best demodulation scheme if no <i>a priori</i> information is available. However, the complexity of MLD increases exponentially with the number of signal streams. Therefore, various demodulation schemes with less complexity have been proposed and some of those schemes show performance close to that of MLD. One kind of those schemes uses a Gibbs sampling (GS) algorithm. GS MIMO detection that combines feedback from turbo decoding has been proposed. In this scheme, the accuracy of GS MIMO detection is improved by feeding back loglikelihood ratios (LLRs) from a turbo decoder. In this paper, GS MIMO detection using only feedback LLRs from a turbo decoder is proposed. Through extrinsic information transfer (EXIT) chart analysis, it is shown that the EXIT curves with and without metrics calculated from received signals overlap as the feedback LLR values increase. Therefore, the proposed scheme calculates the metrics from received signals only for the first GS MIMO detection and the selection probabilities of GS MIMO detection in the following iterations are calculated based only on the LLRs from turbo decoders. Numerical results obtained through computer simulation show that the performance of proposed GS turbo MIMO detection is worse than that of conventional GS turbo MIMO detection when the number of GS iterations is small. However the performance improves as the number of GS iterations increases. When the number of GS iterations is 30 or more, the bit error rate (BER) performance of the proposed scheme is equivalent to that of the conventional scheme. Therefore, the proposed scheme can reduce the computational complexity of selection probability calculation in GS turbo MIMO detection.</p>

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KOARA（リポジトリ）収録論文等 【 表示 ／ 非表示 】

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総説・解説等 【 表示 ／ 非表示 】

  • Special section on communication quality in wireless networks

    Sanada Y.

    IEICE Transactions on Communications (IEICE Transactions on Communications)  E101B ( 7 )  2018年07月

    ISSN  09168516

  • 次世代ワイヤレス通信技術　UWBの魅力

    眞田 幸俊

    Computerworld    pp. 130-133 2004年02月

    総説・解説（商業誌、新聞、ウェブメディア）, 単著

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研究発表 【 表示 ／ 非表示 】

  • 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年06月, 口頭（一般）

  • Complexity Reduction Schemes for Gibbs Sampling MIMO Detection with Maximum Ratio Combining

    Y. Sanada

    IEEE 87th Vehicular Technology Conference, 2018年06月, 口頭（一般）

  • 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年12月, 口頭（一般）

  • Offloading Effect of Heterogeneous Network with Non-orthogonal Multiple Access

    T. Yukawa and Y. Sanada

    The 23rd Asia-Pasific Conference on Communications, 2017年12月, 口頭（一般）

  • 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年11月, 口頭（一般）

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競争的資金等の研究課題 【 表示 ／ 非表示 】

  • マルコフ連鎖モンテカルロ法を用いた多信号復調方式の検討

    2019年04月
    -
    2022年03月

    文部科学省・日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 眞田　幸俊, 基盤研究（Ｃ）, 補助金,  代表

    　研究概要を見る

    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年04月
    -
    2019年03月

    文部科学省・日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 眞田　幸俊, 基盤研究(C), 補助金,  代表

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知的財産権等 【 表示 ／ 非表示 】

  • 通信装置、復調方法及びプログラム

    特願： 特願2015－49558  2015年03月 

    特許, 単独, 国内出願

  • マルチキャリアシステム

    特願： 2008－176119  2008年07月 

    特許： 5305305  2013年07月

    特許, 共同

  • ＯＦＤＭ受信装置

    特願： 特願2008－053847  2008年03月 

    特開： 特開2009-212835  2009年09月 

    特許, 共同, 国内出願

  • ＯＦＤＭ受信装置

    特願： 特願2008ー045323  2008年02月 

    特開： 特開2009-206668  2009年09月 

    特許, 共同, 国内出願

  • 無線通信装置

    特願： 特願2007-108046  2007年03月 

    特開： 特開2008-219671  2008年09月 

    特許, 共同, 国内出願

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受賞 【 表示 ／ 非表示 】

  • 電子情報通信学会フェロー

    2017年03月, 電子情報通信学会

  • 電子情報通信学会フェロー

    2017年03月, 電子情報通信学会

    受賞区分： その他の賞

  • 電子情報通信学会通信ソサイエティ活動功労賞

    2015年09月

    受賞区分： 国内学会・会議・シンポジウム等の賞

  • 電子情報通信学会通信ソサイエティ活動功労賞

    2015年09月

    受賞区分： 国内学会・会議・シンポジウム等の賞

  • 電子情報通信学会通信ソサイエティ活動功労賞

    2015年09月

    受賞区分： 国内学会・会議・シンポジウム等の賞

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担当授業科目 【 表示 ／ 非表示 】

  • ワイヤレスコミュニケーション

    2021年度

  • 電気情報工学輪講

    2021年度

  • 電気情報工学実験第２

    2021年度

  • 情報工学

    2021年度

  • 総合デザイン工学課題研究

    2021年度

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社会活動 【 表示 ／ 非表示 】

  • 株式会社トランザクション・メディア・ネットワークス

    2020年06月
    -
    継続中

    　概要を見る

    社外取締役

  • ARIB

    2013年05月
    -
    2014年05月

    　概要を見る

    MMAC部会委員長
    UWB-WG主任
    UWB作業班主任

  • 総務省情報通信審議会UWB無線システム作業班携帯電話アドホック委員会

    2012年12月
    -
    2013年05月

  • 自営無線ブロードバンドシステム導入のための周波数共用に関する調査検討会

    2011年05月
    -
    2012年03月

  • 独立行政法人情報通信研究機構研究活動に関する外部評価委員会

    2008年10月
    -
    2011年03月

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所属学協会 【 表示 ／ 非表示 】

  • 電子情報通信学会, 

    1995年
    -
    継続中

  • The Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc.

    　
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委員歴 【 表示 ／ 非表示 】

  • 2020年06月
    -
    継続中

    委員, 電子情報通信学会国際委員会

  • 2018年06月
    -
    継続中

    委員, 電子情報通信学会無線通信システム研究専門委員会

  • 2018年06月
    -
    2020年05月

    調査理事, 電子情報通信学会

  • 2018年06月
    -
    2020年05月

    幹事, 電子情報通信学会国際委員会

  • 2018年06月
    -
    2020年05月

    幹事, 電子情報通信学会国際会議コンテンツWG

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