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Massive MIMOのハードウエア構成を厳密に評価する伝搬モデルの構築

Research Project

Project/Area Number 19J11904
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Review Section Basic Section 21020:Communication and network engineering-related
Research InstitutionNiigata University

Principal Investigator

谷口 諒太郎  新潟大学, 自然科学研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2019-04-25 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Keywords電波伝搬 / 無線通信 / 高SHF帯 / 伝搬モデル / Massive MIMO / 5G / ミリ波帯
Outline of Research at the Start

無線通信機器の普及により通信量が著しく増加しており,現在の通信技術ではこの通信容量の増加への対応に限界がある.そこで基地局に数十~百のアンテナを配置したMassive MIMOと呼ばれるシステムが提案されている.
本研究は,そのMassive MIMOを厳密に評価できる伝搬モデルの実測に基づく構築と,そのモデルを用いたMassive MIMOシステムの総合的な評価と改善を目的とする.

Outline of Annual Research Achievements

Massive MIMO(Multi-Input Multi-Output)では従来の周波数に比べ比較的高い周波数帯(SHF帯)が利用される.SHF帯は従来用いられてきたUHF帯に比べ伝搬損失が大きく,その伝搬特性が異なるため,これまでのシステムの評価で用いられてきた伝搬モデルをそのまま流用することは適切ではない.
SHF帯の伝搬を解析し,新たな伝搬モデルを設計する必要がある.既に3GPP(3rd Generation Partnership Project)で提案されているSHF帯でも適用可能な伝搬モデルは存在するが,構成が非常に複雑で,その特性が従来の伝搬モデルであるレイリーフェージングに近いため,より簡易で実際の伝搬環境に近い伝搬モデルの構築は必須である.新たな伝搬モデルを提案するにあたり,申請者が着目したのは電波のパスのかたまり(クラスタ)の数である.
高SHF帯のように比較的高い周波数になるとクラスタ数が減少することをシミュレーションにより明らかにした.また,中心周波数27.8GHzのチャネルサウンダを用い,所属大学のキャンパス内で電波伝搬測定を行うことで,実際の伝搬環境で得られる遅延-到来方向特性を導出した.この測定結果から,クラスタ数やクラスタの角度広がり,クラスタ間の電力差などのパラメータを導出し,いくつかのクラスタからなる新たな伝搬モデルの提案と評価を行い有効性を示した.

Research Progress Status

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Annual Research Report
  • Research Products

    (14 results)

All 2021 2020 2019

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (13 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 2 results)

  • [Journal Article] Comparison of SNR and channel capacity with micro and milli-meter wave bands based on outdoor propagation measurement2020

    • Author(s)
      R. Taniguchi and K. Nishimori
    • Journal Title

      IEICE Communications Express

      Volume: 9 Issue: 6 Pages: 153-158

    • DOI

      10.1587/comex.2019SPL0002

    • NAID

      130007850805

    • ISSN
      2187-0136
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] [若手招待講演] Massive MIMOシステムの信号処理とチャネルモデルに関する研究2021

    • Author(s)
      谷口諒太郎
    • Organizer
      電子情報通信学会アンテナ・伝播研究会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Analysis of cluster characteristics in SHF band using ISTA and K-means++ algorithms2021

    • Author(s)
      谷口諒太郎
    • Organizer
      The 2020 International Symposium on Antennas and Propagation
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] SHF帯におけるISTAを用いたクラスタ数推定に関する考察2020

    • Author(s)
      谷口諒太郎
    • Organizer
      2020年電子情報通信学会通信ソサイエティ大会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] Consideration on Estimation of Received Power and Number of Clusters Using ISTA in SHF Band2020

    • Author(s)
      谷口諒太郎
    • Organizer
      2020 IEEE Shin-etsu Session
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] Consideration Toward Relationship between Received Sensitivity and Number of Cluster in SHF Band2020

    • Author(s)
      谷口諒太郎
    • Organizer
      2020 IEEE International Symposium on Antennas and Propagation and USNC-URSI Radio Science Meeting AP-S/URSI
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] SHF帯における受信感度とクラスタ数の関係に関する考察2020

    • Author(s)
      谷口諒太郎
    • Organizer
      電子情報通信学会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 複数周波数帯における伝搬損失の比較検討2019

    • Author(s)
      谷口諒太郎
    • Organizer
      電子情報通信学会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] ディープラーニングの通信システムへの応用2019

    • Author(s)
      谷口諒太郎
    • Organizer
      電子情報通信学会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] マルチビームMassive MIMOにおける畳み込みニューラルネットワークを用いた変調方式推定2019

    • Author(s)
      谷口諒太郎
    • Organizer
      電子情報通信学会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 畳み込みニューラルネットワークを用いたマルチビームMassive MIMOにおける変調方式推定2019

    • Author(s)
      谷口諒太郎
    • Organizer
      電子情報通信学会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] ディープラーニングを用いたマルチビームMassive MIMOにおける変調方式推定2019

    • Author(s)
      谷口諒太郎
    • Organizer
      電子情報通信学会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Modulation scheme estimation using convolutional neural network for multi-beam Massive MIMO2019

    • Author(s)
      Ryotaro Taniguchi
    • Organizer
      International Symposium on Antennas and Propagation
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] マルチビームMassive MIOMにおける畳み込みニューラルネットワークを用いた変調方式推定2019

    • Author(s)
      谷口諒太郎
    • Organizer
      電子情報通信学会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report

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Published: 2019-05-29   Modified: 2024-03-26  

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