
拓海先生、お忙しいところ恐縮です。最近、無線送信の話で弊社のエンジニアが「事前逆モデル」なるものを導入すべきだと言いまして、正直何のことか見当がつきません。要点を教えていただけますか。

素晴らしい着眼点ですね!簡単に言えば、送信機の出力をきれいにするために入力を先回りして調整する仕組みです。今回の論文は、そのための手法に反復学習制御(Iterative Learning Control、ILC)を使う話です。難しく聞こえますが、イメージは『繰り返し練習して演奏を完璧にする』というものですよ。

なるほど。で、これを導入すると具体的に何が良くなるのですか。投資対効果の観点で一言で言うとどんな利点が期待できますか。

素晴らしい着眼点ですね!結論を3点にまとめます。1つ、送信信号の線形性が回復し、通信品質やスペクトル効率が改善できる。2つ、効率の高い動作点での運用が可能になりエネルギーコストの低減が期待できる。3つ、複雑な非線形モデルを最初から作らずに実験ベースで前処理信号(predistorted input)を得られるため、導入の初期コストを抑えられることが多いです。大丈夫、一緒にやれば必ずできますよ。

すごく分かりやすいです。ただ現場の負担が心配でして、測定や試行が何度も必要だと現場がパンクしませんか。これって要するに現場で多めに『繰り返し測って学習させる』手間が必要ということですか?

その理解でほぼ合っていますよ。ILCは繰り返しを通じて望む出力に近づけるアルゴリズムですから、測定を数回繰り返す必要があります。ただし、論文の主張は『その繰り返しで高品質なpredistorted input(事前歪み入力)を得られるので、その後に非線形モデルを作る作業は容易になる』という点です。つまり初期は測定が増えるが、最終的にはモデル設計の工数を減らせますよ、というトレードオフです。

では、現場の人材に高度なモデル識別のスキルは求められないのですか。弊社はデジタル系が得意ではないのでそこが気になります。

素晴らしい着眼点ですね!論文の利点はまさにそこにあります。ILCで良質な入力信号をまず作れば、その後の非線形モデル推定は様々な候補モデルを試しやすくなります。現場に求められるスキルは『測定を確実に行うこと』と『評価指標(例えばスペクトルリークや歪み量)を読むこと』が中心で、初期から複雑な数式を組める必要はありません。大丈夫、一緒にやれば必ずできますよ。

リスクとしてはどんな点を注意すればいいでしょうか。特に量産や運用に移す際の落とし穴があれば教えてください。

とても良い質問です。注意点は三つあります。一つ、測定ノイズや環境変動によりILCの収束が遅れること。二つ、時間変動する素子特性(温度や経年変化)に対して定期的な再学習が必要なこと。三つ、ILCで得た事前歪みが機器間で再現できない場合があるため、量産段階では検証工程を十分に確保する必要があることです。ですが、これらは運用フローで設計すれば管理可能です。

分かりました。では要するに、初めは少し測定を増やす投資がいるが、非線形モデルをいきなり作る手間を減らし、最終的には通信品質と効率を両立できるということですね。これで私も部下に説明できます。ありがとうございました。


