つれづれなるままに無線研究日記

私は現在TUSで無線研究に従事する学生です。サークル(Mice)ではマイクロマウスというロボットをつくっていましたが人間関係に疲れを感じ現在は自主活動休止中です。これからがんばります。

Hacathonに参加

某企業にてHakathonに参加

Slackでdockerコンテナ型クラウドサービスを用いてアプリケーションの製作

製作時間はあまりなかったが非常に勉強になりました

 

公務員試験のガイダンス

公務員試験のガイダンスで合格報告をすることになってしまった。

研究室の合宿幹事、ゼミ発表、マイクロマウスとやることは山積しているのでひとつひとつ怠けずに実行できるようにしていきたい。(実際は難しい~_~)

努力の積み重ねの向こうに見える成功をイメージしながら作業や勉強をするのが成功の秘訣である。

前編の続き

アムダールの法則により8コア以上のマルチコア化もコスパが悪くなることになる。(現在のcorei7 シリーズでは4の物理コアに8スレッドが用意され8論理コアとして利用している。論理コアは物理コアに比べ30パーセント程度の性能しかないとされている。)

そのCPUの代わりにダイの中で増大を続けているのがiGPUだ。コンシューマ用とではHDや4Kに対する需要の広まりからより高性能なiGPU(integratedGPU)が使用されるようになってきた。

NvidiaのGeForceGTX1080などのdGPU(discreteGPU)に比べればPassMark社のベンチマークスコアで比べたとき12607に対してIntelHD530は977と約13分の1の性能になっている。

しかしここで重要なのはそれでも十分だという層がかなり多いことである。

最先端の科学研究の現場ではGPGPUが利用されていることもあり今後もGPUはますます重要になってくるものと思われる。

DRAMSRAMに関しても貫通ビアを使うなどプロセス技術の停滞に対応するために積層技術などさまざま出てきているがどれも天井が見えているような気がする。

メモリもDDR4の普及などさまざま出てきたがどうもDDR2からDDR3への動きと比べて大分遅かった。これはフォンノイマンボトルネックがCPUの速度とは到底かけ離れて存在してしまっているためにIntel側はすでにキャッシュなどでその影響を緩和しており今更メモリの転送速度を上げてもといったことであろうか。

一方GPU向けのメモリであるGDDR5の勢いは凄まじい。将来的にはさらに破竹の勢いで規格が更新されているHBMと競合しコスト面以外でGDDRが劣るのは否めないがいまだにGPU向けのメモリとして頂点にいて、GDDR6も視野に入れている。

こう見てみるとGPU周辺の勢いがCPUの勢いのはるか上を言っているように思われ未だに発展が期待できるコンピューティングの数少ない分野だといえる。(持続的発展というより破壊的イノベーションを含んだ発展をしているコンピュータでの数少ないパーツ分野)

 

多少の停滞に関しては仕方ないにしても今後数十年コンピュータの性能が持続的に発展して行く未来を願いたいものである。(プロセス技術は間違いなく10nmを下回ったときに問題が出てくるので停滞となるはずである)

最近の半導体プロセス技術と今後について思うこと[前編]

まず小生は2011年に購入したLavieと2016年に購入したデスクトップの二台を持っているのだが体感的には速度が変わらなかったことに驚愕した。

2000年のある日小生がまだ小さい頃親とともにPC DEPOTでデスクトップPCを購入したのだがあっという間にスペックがおいて行かれてしまって2003年には別のデスクトップを購入したことをよく記憶している。

2000年に普及していたCPUのプロセスルールはおよそ180nm,2003年には90nmと3年で半減し,同じダイサイズではおよそ4倍の回路規模となることがわかる。

アーキテクチャ上でも従来のスーパーパイプラインからVLIWへと転換していった時期である。

そのように00年代前半はアーキテクチャ上での改良、CPIの向上、マルチコア化へと急速に進んで行った時代である。後半に入ってもより高速な転送速度を誇るDDR3の登場や大容量低価格化が進んでいった。

しかし、10年代に入ると状況は一変する。

coreiシリーズが始まってからのIntelCPUはシングルコア性能はほとんど伸びていない。おそらくシングルコア性能の向上に必要な要素であるクロック向上はおそらく半導体素子の動作の充放電時間の問題でできず、CPIに関してもアーキテクチャ上での改善点はほぼ解決し1サイクル2サイクル節約できるかできないかというレベルまで落ちてしまっている。キャッシュに関してもこれ以上増やすとワッパやコスパが悪くなるのでおそらく大胆にはできない。

後編へ続く

国家公務員 総合職試験 受験報告

国家公務員の総合職試験受験報告を大学事務に提出するために製作したのでここにコピーしておく。

席次については記さないが小生は半分より下であったため来年の試験ではもう少し努力をして席次を上げていきたい。

試験区分[           大卒程度試験                   区分 ]

進路決定先[  大学院進学         ](例)国土交通省/提示延期(大学院進学)

                                                                       千葉県(地方上級)/民間企業

 国家総合職試験の受験回数[ 初めて]

公務員試験での得意科目[   通信工学   ]不得意科目 [   数的処理   ]

学習期間[     2ヶ月         ]

併願状況[            なし                     ]

(例)国家一般職 建築:最終合格/東京都Ⅰ類B 環境検査:2次不合格/横浜市 電気:2次辞退

 

1-1.各試験科目に対する受験対策について記入してください。

※下記の各項目について、役に立った大学の講義・教科書・対策支援行事、活用した参考書・問

題集・予備校などについて記入してください。学習を進めるうえでのアドバイスがあれば併せて

ご記入ください。

(1)基礎能力試験(1次試験・多肢選択式)

a.文章理解(英文・現代文)

 

公務員講座で配られたレジュメに目を通した

 

b.判断・数的推理、資料解釈

 

「畑中敦子の天下無敵の数的処理」通称ワニ本を一通りやった

 

c.時事問題

 

速攻の時事と公務員講座のレジュメに目を通した

 

d.自然科学

 

特に触れていない

 

e.人文科学、社会科学

 

公務員講座で配られたレジュメに目を通した

 

(2)専門試験(1次試験・多肢選択式)

選択した科目:[ 電磁気学情報工学(ソフトウェア・ハードウェア)電子工学通信工学 ]

 スーパー過去問ゼミを2周しわからないところを潰した。工学の基礎は高校レベルに毛が生えたくらいの数学物理がわかっていれば解ける。それぞれの専門はスーパー過去問ゼミをやり、わからなかったところは大学の講義のレジュメやスライド、ノートを見直した。

実際の試験では4~6科目の選択なのでできればすべての科目に一通り触れ、当日確実に解ける問題が多く含まれる科目を選択するような工夫をしたほうがよい。

(3)専門試験(2次試験・記述式)

選択した科目:[      電子工学 通信工学     ]

 通信と電子工学を選択。それ以外の科目に関しては勉強もできないほどあせっていたので二科目のみの対策となった。知識は一次とは比べ物にならないくらい深いレベルまで要求されるので早めの対策が必要。

・通信工学…通信工学の記述は村口先生の通信方式の講義スライドでほぼ網羅できる。隠れ端末問題、π/4シフトQPSK、誤り訂正符号と実際にそのままそっくり試験に出るような広範かつまとまった知識が得られるのでおススメ。それに加えて過去問を7年分解き模範解答を作り何回も見直した。

今年は誤り検出と誤り訂正について出たので講義レベルの記憶を保持している必要があった。

・電子工学…電子工学は毎年恒例のような問題が存在するので解き方を覚えることができるなら覚えたほうがよい。過去問政策には指定教科書の「半導体バイス(series電気・電子・情報系)」(共立出版社)が役に立った。電子回路やパワーエレクトロニクスの知識など広範囲の知識が必要とされるのでそれらも教科書や講義スライドで復習する必要あり。

今年はリングオシレータの問題が出たため考えれば解くことができた

(4)政策論文試験/政策課題討議試験(2次試験)

大卒程度試験のため政策論文試験を受けた。テーマは情報化社会によって個人が国によってどこまで管理され、どこからがプライバシーとして保護されなければならないかだったと思う。対策をまったくしていかなかったのでとにかく思いついたことを手当たり次第に書いて行って埋めるのが精一杯だったと思う。

 

(5)人物試験

対策は公務員対策講座でもらったレジュメとその講座で開催される模擬面接に参加しただけである。実際は思いつきのような突拍子もない質問をしてくるのでどちらかといえば頭の柔らかさを問われていると思う。

それではここで聞かれた内容を列挙する。

・無線の多重化の研究をしているとありますが具体的にはどのようなことをしているのか私にもわかりやすく教えてください。

・サークルの規模は?

・大会の規模は?

・油絵が特技とありますがいつごろ油絵とであったのですか?

・好きなテレビ番組は?

・たくさん講義を受講したとあるけど勉強がすきなの?

・映画がすきとあるけど映画はどんなものが好きなの?

・最後に志望省庁に○○とあるけどどうして志望するの?

回答に関してはその場その場で正直に答えればよい。

コンピテンシー面接だと言われますが質問で色々と振り回されるので自分を見失わないように注意。

私は結局コンピテンシーの原則から逸脱した回答になってしまった。

(6)性格検査

二者択一。相手がどのように性格を分析しているかはわからないがなるべく性格に難がない方を選んでいく方が無難だと思う。どうしてもそちらを選ぶと嘘になってしまうようなときは正直に答えればよい。

(7)その他試験に関すること

私は一次の対策をほとんどせず、二次に関しても対策不足で席次が下がり悔しい思いをした。できるだけ早めに対策を始めたほうがよい。

過去問演習を中心としてやっていくのが吉。

1-2.試験勉強の進め方(どの科目から順に勉強したか)について記入してください。

まずは数的推理など基礎能力試験に時間を割き、試験日が近づくにしたがって専門試験の勉強にシフトした。二次試験は一次の専門の知識を活かしつつ研究室でやっていることと近いことをモチベーションとして勉強した。やはりそれが正攻法だと思う。政策論文に関しては過去問と過去の合格者の回答を一例見ただけで勉強しなかった。

人物試験に関しては官庁訪問や面接のことを書いた対策本を読んだり、公務員講座の面接対策などを利用して経験を積んだ。

 

 

1-3.不得意科目への対策について記入してください。

不得意科目を捨てて得意科目を確実に得点して行くのが合格への一歩。取れる見込みのない1点を拾うよりも取れそうな1点を確実に拾ったほうがよい。

 

2.公務員志望の決定時期・理由について記入してください。

民間就職だけではなく公務員など選択肢をたくさんもって置けば失敗がないと考えたのが3年生の秋頃だった。

それまでは漠然と就職に関してはうまくいくのではないかと思いこんでいる節があったが、他学科の生徒が就職活動に苦労している様子などを見て考えを改めた。

努力を惜しまないことで民間の就職も含め本当に社会に必要とされる人材になれるのではないかと思いなるべく機会損失が起こらないように色々な試験や説明会に参加して行こうという行動の一環として公務員試験を受けた。

 

3.官庁訪問について、採用内定までの過程を日付・感想なども含めて詳しく記入してください。

大学院進学のため2年後の採用を希望したので官庁訪問はしていない。

2年後の受験報告に再び官庁訪問について書く。

 

4.後輩へのメッセージ

国家公務員採用総合職試験は皆さんが思っているよりもはるかに合格しやすい試験です。

1次試験では歯が立たない問題もたくさんあり自信を喪失してしまうかも知れませんがそれでもたいていの場合合格しています。重要なのは勝手に受からないと思い込んであきらめないでください。苦手な科目よりも得意な科目からどれだけ点数を拾って行くかが勝負です。試験勉強は数ヶ月に及ぶので多くの人にとって大学受験以来の長丁場となるはずです。不安を覚えても人物試験まで手を緩めず努力をし続けることで合格はできると思います。ぜひ挑戦してみてください。

人間関係の疲れから活動休止しているがマウス活動には未練がある&無線の話

私は現在無線の研究室で信号の多重化の研究をしています。

現在少ない周波数資源をめぐった奪い合いが起きている状況です。空間を飛ぶ電磁波の周波数でお互いの業者が完全に干渉なく飛ばすためには周波数を変えなければなりませんが利用しやすいUHFやVHFの帯域はほとんど使われてしまっているためです。

周波数利用効率が上昇すれば現在キャリアが持っている帯域だけでもみなさんが使っている携帯電話の通信速度が格段と向上し通信容量の向上が期待できますが今後はその道が険しくなります。

現在多重化ではアンテナなどをMIMO(Multi-In Multi-Out)と呼ばれる複数の入出力により空間で多重化させたり、CDMAといって異なる拡散符合によって多重化したり、OFDMといって正弦余弦の数学的直交性を利用した周波数分割多重のお化けみたいなものが存在します。

そのOFDMとMIMOを使って通信をしていくというのが今後も永遠に続くトレンドだと思います。なぜならばもう無線信号の周波数利用効率の頂点がOFDMであるというのは何十年も前に明らかにされていたからです。なぜディジタルテレビ放送や4G、IEEE802.11g/n/acで利用される以前は利用されていなかったかといえばハードウェアの問題がありました。

ひとつはPAPRというピーク電力対平均電力比がおそろしく大きく線形アンプでは効率が著しく悪くなってしまうこと、最大の理由は高速な演算処理をしなければならないためです。

OFDMをするためにはそれぞれのシングルキャリアでのQAMやPSKなどの一次変調に加え、送信側でIFFT、受信側でFFT(高速フーリエ変換)をしなければなりません。(実際にはより簡素なDFT(離散フーリエ変換)という)

しかし最近までプロセッサの処理能力ではリアルタイムでその処理を行うことはできませんでした。

無線LANルータを触ったときに熱を持っていると思いますが間違いなくこの処理によるものが大きいと思います。(ルーティング処理で熱くなるイメージないですよね)

近年のプロセッサの性能向上によりさまざまなOFDM処理が可能になってまいりました。一次変調の多値化やMIMOなど複数アンテナからそれぞれのOFDM信号を使って分離する処理などです。

それをさらに発展させ多重化させようというのが私の研究(目標です)

おわかりいただけたでしょうか

話は変わってマイクロマウスですが、私は人間関係の疲れから部室に行かなくなりました。その後役員になりました。当然役員としての仕事があるので最低限こなしているつもりでした。しかしある人物からまったくコミュニケーションをとっていない状態で間接的に攻撃を受けるようになりました。

人間関係に疲れているところに追いうちをかけられたのでは泣きっ面に蜂です。

自分では自分なりに仕事をしていたつもりでしたがまったく足りていなかったようです。そのことに関しては申し訳なく思っていますが再起不能となってしまいました。

そのためしばらく離れていましたが最近つくりたいなぁと漠然と思うようになりました。

そのため独学で製作を再開することにしました。

その過程などを公開していけたらと思います。

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ブログ開設記念「デスクトップと昨年のDXライブラリを用いたマウススラロームシミュレータについて」

家にデスクトップ環境を導入したことによりブログを書きやすい環境となりブログを欠く意欲がわいてきたために記事を書くことにする。

まずマウスコンピュータさんよりデスクトップを購入したのでそのPCの構成について記す

OS Windows7 Professional 64bit

CPU intel core i7-6700

memory PC4-17000 8GB

SSD/HDD 1TB(7200rpm/6Gbps)

graphics intel HD graphics 530

disc drive DVDスーパーマルチドライブ

chipset intel H110 Express

case ミニタワー

電源 500W

LAN 1000BASE-T

小生の利用においては"MATLAB simulink""inventor""kicad""e2studio""chrome"といった利用が中心になっている。

dGPUによるアクセラレートはかなり限定的でありPCゲームも好んでする性格ではないために今回は当初希望していたGeForce GTX1070については見送りとさせていただいた。その割りに電源500Wは多いと思われるかも知れないが、電源容量が少ない場合万が一の拡張も対処できず動作が不安定になる可能性があるので500Wを最低基準と考えた。

次にメモリに関してだがPC4-17000では2133MHzとDDR4のメモリにしては低速と思われるかも知れないが、これはチップセットのH110による最大でありこれ以上は意味がない。今回8GBとしたのは研究室でsimulinkchromeを同時に動作させたときにリソースモニター上でメモリの使用量は16GB中5GBが大体最大であり追加が必要ないと考えてのこと。inventorやkicadを同時に動作させたときにメモリ不足に陥らないかが不安であるがその際はチップセット側で最大32GBまで認識するとのことなのでそのときにまた考える。

DVDドライブに関してはbru-rayドライブが必要になる可能性が著しく低いと思われたからである。それ以上の理由はない。

 

また昨年度DXlibを用いたマウススラロームシミュレータを製作したがこれに関して記述したい。

記憶が欠落しているので思い出しながらとなる。

まず自分の持っているネットブックではストレージ不足からvisual studioがインストールできないのでcmd上でgccコンパイラを動かすことでできないかと色々調べたのがきっかけである。

結論から言えばもちろんコマンドプロンプト上でもDxlibは動作する。

makefileにより使うライブラリを含めコンパイルに関する記述ができるためだ。

下記がmakefileに記述した全文である。

-----------------------------------------
TARGET=main
CC=gcc
CXX=g++
CFLAGS=-g -O2 -w -ldxlib -Ldxlib
CXXFLAGS=$(CFLAGS)
LDFLAGS=-static-libgcc -static-libstdc++
INCDIR=-I"./DxLib/4_8_1/"
LIBDIR=-L"./DxLib/4_8_1/"
LIBS=-lDxLib -lDxUseCLib -lDxDrawFunc -ljpeg -lpng -lzlib -ltheora_static -lvorbis_static\
-lvorbisfile_static -logg_static -lbulletdynamics -lbulletcollision -lbulletmath -ltiff
LIBS+=-lgdi32
OBJS=main.o

.c.o:
$(CXX) $(CXXFLAGS) $(INCDIR) -c $<

$(TARGET): $(OBJS)
$(CXX) $(CXXFLAGS) $(LDFLAGS) $(INCDIR) $(LIBDIR) -o $@ $^ $(LIBS)

clean:
@rm -fr $(TARGET).exe $(OBJS) *~ *.swp
------------------------------------------------
ただし、TARGETはターゲット名、OBJSには実際に今回生成し機械語に変換するオブジェクトファイルを入れる。

細かいmakefileの構文について説明は省くがこれとgccコンパイラであるmingw32を使用しソースコード上のディレクティブ(プリプロセッサに対する命令で頭に#がつく)を使用し

#define DDX_GCC_COMPILE
#define DDX_NON_INLINE_ASM
#include "DxLib.h"

を加える。上記の例ではDxlibフォルダとメイン文が同じディレクトリ内に存在することに注意すること。

これで後はDxlibの文法に従うだけでdxlibファイルが動かせる

分割コンパイルに関しては試していないが同様にできるものと思われる。

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