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Beam control by antenna selection on massive MIMO system

Research Project

Project/Area Number 17K06413
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Communication/Network engineering
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

Nishimura Toshihiko  北海道大学, 情報科学研究院, 准教授 (70301934)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 大鐘 武雄  北海道大学, 情報科学研究院, 教授 (10271636)
Project Period (FY) 2017-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2017: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Keywords簡易ビーム形成 / 大規模MIMO / マルチユーザMIMO / 遺伝的アルゴリズム / 圧縮センシング / レイトレーシング / アンテナ選択 / ビーム制御
Outline of Final Research Achievements

A massive Multiple-Input Multiple-Output (MIMO) system, which is an MIMO system evolution with multiple antenna elements on both sides of the transmitter and receiver, has been studied. In this study, a new signal processing method called compressed sensing is used to realize the multi-user access at low cost. In order to improve the user separation, we have investigated a method of distributing the antenna elements in a massive MIMO system. The experimental environment for estimating the direction of arrival of radio waves implementing compressed sensing was prepared. In addition, a method to introduce deep learning for estimating the direction of arrival is also investigated.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

現在、無線通信の社会的な需要は非常に大きい。スマートフォンなどが一人平均一台以上所有するようになっただけでなく、IoTと呼ばれる無線通信機能を備えたものが急激に増加しているためである。この要求に応えるべく、大規模MIMOに代表される、新しい無線通信システムのコンセプトをいち早く実現することが必要である。本研究の成果は、低コストで大規模MIMOによるマルチユーザ分離することを実現するための基礎的検討であり、5G無線通信システム等、次世代のICT技術を支える技術の一つとなる可能性がある。

Report

(4 results)
  • 2019 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2018 Research-status Report
  • 2017 Research-status Report
  • Research Products

    (33 results)

All 2020 2019 2018 2017

All Presentation (33 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results,  Invited: 1 results)

  • [Presentation] 深層学習を用いた到来方向推定におけるDNN構成に関する検討2020

    • Author(s)
      加瀬裕也, 西村寿彦, 大鐘武雄, 小川恭孝, 来山大祐, 岸山祥久
    • Organizer
      2020年電子情報通信学会総合大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Loose Beamforming by Antenna Selection in a Multiuser Massive MIMO System2019

    • Author(s)
      S. Nakamura, T. Nishimura, T. Ohgane, Y. Ogawa, J. Hagiwara,
    • Organizer
      IEEE Asia Pacific Wireless Communications Symposium (IEEE APWCS 2019)
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Performance Analysis of DOA Estimation of Two Targets Using Deep Learning2019

    • Author(s)
      Y. Kase, T. Nishimura, T. Ohgane, Y. Ogawa, D. Kitayama, Y. Kishiyama,
    • Organizer
      Wireless Personal Multimedia Communications(WPMC 2019)
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 屋内環境における大規模MIMO分散アンテナシステムのアンテナ選択に関する検討2019

    • Author(s)
      島屋早希, 西村寿彦, 大鐘武雄, 小川恭孝, 萩原淳一郎
    • Organizer
      2019年電子情報通信学会ソサイエティ大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 深層学習を用いた到来方向推定法の検討2019

    • Author(s)
      加瀬裕也, 西村寿彦, 大鐘武雄, 小川恭孝, 来山大祐, 岸山祥久,
    • Organizer
      電子情報通信学会無線通信システム研究会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 屋内環境での大規模MIMO分散アンテナシステムにおけるアンテナ選択に関するスループット評価2019

    • Author(s)
      島屋早希, 西村寿彦, 大鐘武雄, 小川恭孝, 萩原淳一郎
    • Organizer
      電子情報通信学会無線通信システム研究会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 到来方向推定における圧縮センシングアルゴリズムの比較検討2019

    • Author(s)
      中都正義, 西村寿彦, 大鐘武雄, 小川恭孝, 萩原淳一郎
    • Organizer
      電子情報通信学会無線通信システム研究会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 深層学習を用いた近接波の到来方向推定の検討2019

    • Author(s)
      加瀬裕也, 西村寿彦, 大鐘武雄, 小川恭孝, 来山大祐, 岸山祥久
    • Organizer
      電子情報通信学会無線通信システム研究会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] スパースモデリングを用いた到来方向推定2019

    • Author(s)
      西村寿彦, 中都正義, 大鐘武雄, 小川恭孝
    • Organizer
      革新的無線通信技術に関する横断型研究会 (MIKA)
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      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 圧縮センシングを用いた2波の到来方向推定の基礎的検討2019

    • Author(s)
      中都正義, 西村寿彦, 大鐘武雄, 小川 恭孝, 萩原 淳一郎
    • Organizer
      令和元年度電気・情報関係学会北海道支部連合大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] A Study on Layouts of Distributed Antenna Arrays in an Indoor Multi-User Massive MIMO System2019

    • Author(s)
      Y. Suzuki, T. Nishimura, T. Ohgane, Y. Ogawa, J. Hagiwara,
    • Organizer
      International Conference on Computing, Networking and Communications (ICNC 2019)
    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 基地局アンテナアレーの分散化とプリコーディングの関係について2019

    • Author(s)
      鈴木裕也, 西村寿彦, 大鐘武雄, 小川恭孝, 萩原淳一郎,
    • Organizer
      2019年電子情報通信学会総合大会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] 深層学習を用いた到来方向推定の検討2019

    • Author(s)
      加瀬裕也, 西村寿彦, 大鐘武雄, 小川恭孝, 来山大祐, 岸山祥久
    • Organizer
      2019年電子情報通信学会総合大会
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      2018 Research-status Report
  • [Presentation] Performance Comparison of Compressed Sensing Algorithms for DOA estimation of Multi-band Signals2018

    • Author(s)
      T. Hoshikawa, T. Nishimura, T. Ohgane, Y. Ogawa, J. Hagiwara,
    • Organizer
      2018 IEEE Workshop on Positioning, Navigation and Communications (WPNC)
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      2018 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] DOA Estimation of Two Targets with Deep Learning2018

    • Author(s)
      Y. Kase, T. Nishimura, T. Ohgane, Y. Ogawa, D. Kitayama, Y. Kishiyama,
    • Organizer
      2018 IEEE Workshop on Positioning, Navigation and Communications (WPNC)
    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 深層学習を用いた到来方向推定の基礎的検討2018

    • Author(s)
      加瀬裕也, 西村寿彦, 大鐘武雄, 小川恭孝,
    • Organizer
      電子情報通信学会無線通信システム研究会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] アレー信号処理とその解法アルゴリズムの基礎2018

    • Author(s)
      西村寿彦, 大鐘武雄, 小川恭孝,
    • Organizer
      電子情報通信学会アンテナ伝播研究会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 異なる振幅を有するマルチバンド信号に対する圧縮センシングを用いた到来方向推定に関する検討2018

    • Author(s)
      星川豊希, 西村寿彦, 大鐘武雄, 小川恭孝, 萩原淳一郎,
    • Organizer
      2018年電子情報通信学会ソサイエティ大会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] 屋内環境のマルチユーザ大規模MIMOシステムにおける基地局アンテナサブアレーの配置および素子配列に関する検討2018

    • Author(s)
      鈴木裕也, 西村寿彦, 大鐘武雄, 小川恭孝, 萩原淳一郎,
    • Organizer
      2018年電子情報通信学会ソサイエティ大会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] 大規模MU-MIMOシステムにおける簡易ビーム形成の特性改善に関する検討2018

    • Author(s)
      中村駿太, 西村寿彦, 大鐘武雄, 小川恭孝, 萩原淳一郎,
    • Organizer
      2018年電子情報通信学会ソサイエティ大会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] マルチユーザ大規模MIMOシステムにおける遺伝的アルゴリズムを用いた簡易ビーム形成の特性評価2018

    • Author(s)
      中村駿太, 西村寿彦, 大鐘武雄, 小川恭孝, 萩原淳一郎,
    • Organizer
      電子情報通信学会無線通信システム研究会
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      2018 Research-status Report
  • [Presentation] A Basic Study on Antenna Selection for Loose Beamforming in Massive MIMO System2018

    • Author(s)
      K.Inoue , T. Nishimura, T. Ohgane, Y. Ogawa,
    • Organizer
      2018 IEEE International Workshop on Antenna Technology (iWAT)
    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 圧縮センシングを用いたマルチバンド信号の到来方向推定におけるバンド数に関する検討2018

    • Author(s)
      星川豊希, 西村寿彦, 大鐘武雄, 小川恭孝, 萩原淳一郎,
    • Organizer
      2018年電子情報通信学会総合大会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 遮蔽物のある屋内環境のマルチユーザ大規模 MIMO システムに おける基地局アンテナサブアレーの配置に関する検討2018

    • Author(s)
      鈴木裕也, 西村寿彦, 大鐘武雄, 小川恭孝, 萩原淳一郎,
    • Organizer
      2018年電子情報通信学会総合大会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] マルチユーザ大規模MIMOシステムにおける簡易ビーム形成のための最適なアンテナ選択方法に関する検討2018

    • Author(s)
      井上航一, 西村寿彦, 大鐘武雄, 小川恭孝,
    • Organizer
      電子情報通信学会無線通信システム研究会
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      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 屋内環境のマルチユーザ大規模MIMOシステムにおける基地局アンテナサブアレーの配置に関する検討2017

    • Author(s)
      鈴木裕也, 西村寿彦, 大鐘武雄, 小川恭孝,
    • Organizer
      2017年電子情報通信学会ソサイエティ大会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 大規模MIMOシステムの送信アンテナ選択による簡易ビーム形成に関する検討2017

    • Author(s)
      西村寿彦, 井上航一, 大鐘武雄, 小川恭孝,
    • Organizer
      2017年電子情報通信学会ソサイエティ大会
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      2017 Research-status Report
  • [Presentation] マルチユーザ大規模MIMOシステムにおけるアンテナ選択による簡易ビーム形成に関する検討2017

    • Author(s)
      井上航一, 西村寿彦, 大鐘武雄, 小川恭孝,
    • Organizer
      電子情報通信学会無線通信システム研究会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 屋内環境のマルチユーザ大規模MIMOシステムにおけるアンテナアレーの分散配置に関する検討2017

    • Author(s)
      鈴木裕也, 西村寿彦, 大鐘武雄, 小川恭孝,
    • Organizer
      電子情報通信学会無線通信システム研究会
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      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 簡易ビーム形成によるマルチユーザ大規模MIMOシステムの潜在性能評価2017

    • Author(s)
      井上航一, 西村寿彦, 大鐘武雄, 小川恭孝,
    • Organizer
      電子情報通信学会無線通信システム研究会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] マルチバンド信号の到来方向推定における圧縮センシングアルゴリズムの精度評価2017

    • Author(s)
      星川豊希, 西村寿彦, 大鐘武雄, 小川恭孝,
    • Organizer
      電子情報通信学会アンテナ・伝播研究会
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      2017 Research-status Report
  • [Presentation] マルチバンド信号の到来方向推定における圧縮センシングアルゴリズムの比較検討2017

    • Author(s)
      星川豊希, 西村寿彦, 大鐘武雄, 小川恭孝,
    • Organizer
      平成29年度電気・情報関係学会北海道支部連合大会
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      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 大規模MIMOにおけるGAを用いた簡易ビーム形成に関する一検討2017

    • Author(s)
      井上航一, 西村寿彦, 大鐘武雄, 小川恭孝,
    • Organizer
      平成29年度電気・情報関係学会北海道支部連合大会
    • Related Report
      2017 Research-status Report

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Published: 2017-04-28   Modified: 2021-02-19  

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