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高精度MIMO電波伝搬チャネル推定に関する研究

Research Project

Project/Area Number 15760257
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Communication/Network engineering
Research InstitutionNiigata University

Principal Investigator

山田 寛喜  新潟大学, 自然科学系, 助教授 (20251788)

Project Period (FY) 2003 – 2005
Project Status Completed (Fiscal Year 2005)
Budget Amount *help
¥3,100,000 (Direct Cost: ¥3,100,000)
Fiscal Year 2005: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2004: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2003: ¥1,400,000 (Direct Cost: ¥1,400,000)
KeywordsMIMOシステム / 伝搬チャネル推定 / 素子間相互結合 / チャネル容量 / レイリー伝搬路 / アンテナ整合 / MIMOチャネル / アレー校正 / スーパーレゾリューション法 / 到来方向推定 / MUSIC法
Research Abstract

近年,MIMOシステムの実用化研究が進み,いくつかの市販のシステムも見られるようになってきている.特に無線LANにおいては,アクセスポイント側に関しては,ある程度のサイズが許容できるため,アレーの設計の自由度が高い.しかしながら,端末(PC)側では,アレーの設置面積が極めて限られる.その様な場合において,如何にMIMOの特徴を引き出すかが,重要な課題であった.本研究の目的である高精度MIMO伝搬チャネル推定を遂行するためには,アレーにおける素子間相互結合の影響を正確に把握し,キャリブレーションする必要がある.最終年度である本年は,送受信アレーの素子間相互結合の校正手法,素子間相互結合のMIMOシステムに与える影響,それらの実験的検証を行った.
(1)送受信アレーの素子間相互結合の推定手法
半波長ダイポールのようなシングルモード素子からなるアレーアンテナの素子間相互結合を観測量(端子電圧・電流)のみでいかに正しく推定するかと言う問題に取り組み,送信・受信時では動作原理が異なることにより,校正インピーダンス値が変化することを明らかにし,端子電圧・電流からの校正行列の推定法を開発し,その精度を検証した.
(2)MIMOアレーにおける素子間相互結合の影響と,その実験的検証
上述の成果を用いて,MIMOアレーの最適化に関する研究を実施した.解析結果より,各素子を入力インピーダンスの複素共役整合することにより,校正せずとも従来のシステムに対して20%の容量増加が期待できることを明らかにした.これは素子間相互結合による素子パタンの変化がMIMOにおけるパス間相関の抑圧に寄与するためである.共役整合時の実験自体は困難であったため,ここでは50オーム整合時の様々な素子間隔におけるMIMO実験を行い,解析手法の妥当性を実証した.

Report

(3 results)
  • 2005 Annual Research Report
  • 2004 Annual Research Report
  • 2003 Annual Research Report
  • Research Products

    (18 results)

All 2005 2004 Other

All Journal Article (12 results) Publications (6 results)

  • [Journal Article] Mutual Impedance of Receiving Array and Calibration Matrix for High-resolution DOA Estimation2005

    • Author(s)
      山田寛喜, 小川恭孝, 山口芳雄
    • Journal Title

      Proc.of 2005 IEEE/ACES International Conference on Wireless Communications and Applied Computational Electromagnetics (CD-ROM)

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Mutual coupling compensation in array antenna for high-resolution DOA estimation2005

    • Author(s)
      山田寛喜, 小川恭孝, 山口芳雄
    • Journal Title

      Proc.of International Symposium on Antennas Propagation 2005 (ISAP 2005)

      Pages: 305-308

    • NAID

      120006744482

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] アレーアンテナの素子間相互結合と送信/受信時の校正行列について2005

    • Author(s)
      山田寛喜, 小川恭孝, 山口芳雄
    • Journal Title

      電子情報通信学会技術研究報告 vol.AP2005-25

      Pages: 91-96

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] アンテナ負荷および素子間相互結合を考慮したMIMO特性評価2005

    • Author(s)
      井浦裕貴, 山田寛喜, 小川恭孝, 山口芳雄
    • Journal Title

      電子情報通信学会技術研究報告 vol.AP2005-75

      Pages: 59-64

    • NAID

      110003250749

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] アンテナ負荷および素子間相互結合を考慮したMIMO特性評価2005

    • Author(s)
      井浦裕貴, 山田寛喜, 小川恭孝, 山口芳雄
    • Journal Title

      2005年度電子情報通信学会ソサイエティ大会 B-1-240(CD-ROM)

    • NAID

      110003250749

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] 様々なアンテナ負荷状態におけるMIMO特性評価2005

    • Author(s)
      井浦裕貴, 山田寛喜, 山口芳雄
    • Journal Title

      2005年度電子情報通信学会信越支部大会 3D-5

      Pages: 117-118

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] アンテナ整合および素子間相互結合を考慮したMIMO特性評価2005

    • Author(s)
      井浦裕貴
    • Journal Title

      電子情報通信学会技術研究報告 Vol.AP2004-301

      Pages: 129-134

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] 受信アレーアンテナの相互インピーダンスとその校正行列について2005

    • Author(s)
      山田寛喜
    • Journal Title

      電子情報通信学会技術研究報告 Vol.AP2004-332

      Pages: 173-178

    • NAID

      110003306360

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      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] 高分解能到来方向推定のための影像法を用いた反射板付ダイポールアレー校正法2004

    • Author(s)
      原 六蔵
    • Journal Title

      電子情報通信学会論文誌B vol.J87-B,No.9

      Pages: 1424-1433

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Effect of Element Spacing for MIMO Channel Capacity in Rayleigh fading environment2004

    • Author(s)
      井浦裕貴
    • Journal Title

      Proc.of International Symposium on Antennas Propagation 2004(ISAP 2004) (CD-ROM)

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] MIMOチャネル容量におけるアレー素子間隔の影響2004

    • Author(s)
      井浦裕貴
    • Journal Title

      電子情報通信学会技術研究報告 vol.AP2004-69

      Pages: 19-23

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] MIMOチャネル容量における素子間相互結合の影響について2004

    • Author(s)
      井浦裕貴
    • Journal Title

      2004年電子情報通信学会総合大会 B-1-224(CD-ROM)

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      2004 Annual Research Report
  • [Publications] 原六蔵, 山田寛喜, 山口芳雄: "校正用データセット数を軽減した反復的アレー校正手法"電子情報通信学会,和文論文誌B. J86-B, no.9. 1906-1913 (2003)

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      2003 Annual Research Report
  • [Publications] 池田堅一, 原六蔵, 山田寛喜, 山口芳雄: "種々のDOA推定法とアレー校正の効果に関する検討"電子情報通信学会技術研究報告. AP2003-60, no.7. 115-120 (2003)

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      2003 Annual Research Report
  • [Publications] 原 六蔵, 山田寛喜, 小川恭孝, 山口芳雄: "影像法を用いる反射板付ダイポールアレー校正"電子情報通信学会技術研究報告. AP2003-140, no.9. 43-48 (2003)

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      2003 Annual Research Report
  • [Publications] 原 六蔵, 山田寛喜, 小川恭孝, 山口芳雄: "影像法を用いる反射板付ダイポールアレーの校正に関する検討"2003年電子情報通信学会ソサイエティ大会. B-1-116(CD-ROM). (2003)

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      2003 Annual Research Report
  • [Publications] 池田堅一, 原 六蔵, 山田寛喜, 山口芳雄: "スーバーレゾリューション法を用いたコヒーレント波のDOA推定に関する校正実験"2003年電子情報通信学会ソサイエティ大会. B-1-121(CD-ROM). (2003)

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      2003 Annual Research Report
  • [Publications] 原六蔵, 山田寛喜, 山口芳雄: "影像法を用いる反射板付ダイポールアレーの校正について"平成15年電子情報通信学会信越支部大会. E-5. 109-110 (2003)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report

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Published: 2003-04-01   Modified: 2016-04-21  

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