ソフトウェア無線の概念に基づくアダプティブアレーアンテナに関する研究

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11555100
• Research Institution: YOKOHAMA NATIONAL UNIVERSITY
• Principal Investigator: 河野 隆二 横浜国立大学, 工学部, 教授 (90170208)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 春山 信一郎 SONY, コンピュータサイエンス研究所, 研究員
• Keywords: ソフトウェア無線 / アダプティブアレーアンテナ / 空間・時間領域信号処理 / 移動無線通信 / CDMA / マルチメディア無線ネットワーク

Research Abstract

本研究では、前年度までの研究成果をもとに、アダプティブアレーアンテナを中心としたソフトウェア無線機全体の構成法を総合的に研究すると共に、理論を実験的に確認するために、アダプティブアレーアンテナをハードウェアとソフトウェアで構成するディジタルビームフォーマを試作し、その過程で得られる経験を理論の改善に反映させ、方式検討・解析を行った。
1.方式検討と理論解析:アダプティブアレーアンテナの空間・時間の理論に基づき通信環境、応用目的、要求仕様に応じて最適な送受信無線システムを設計する技術の導出および、更に通信環境などを自己学習する理論と技術を考案することにより、これらを組み合わせて、環境に適応してソフトウェア的に最大性能を発揮する適応的万能無線システムを構成する方法を構築した。具体的には、(1)ソフトウェア無線機の適応環境能力を利用するための環境学習(変調、符号化などの通信方式及び使用帯域の自動推定)アルゴリズムの考案と性能評価、(2)ソフトウェア無線機の適応環境能力を効果的に実現するアダプティブアレーアンテナを中心とする構成法の考案、(3)マルチメディアCDMA移動通信ネットワークへの応用を前提としたアルゴリズム、構成法の理論的解析による具体的な性能評価、複数の移動通信スタンダードに対応するマルチモード送受機の構成法の考案と性能評価を行った。
2.実験系製作と実験的解析:考案した各種方式の性能評価と理論的解析の確認のために、アダプティブアレーアンテナを含む空間・時間領域の信号処理を記述できるソフトウェアに基づく実験系を構築した。また、ハードウェアによる提案システムの試作を行い、これに基づく実験的性能解析により、理論の正当性、実現性を検証した。具体的には、(1)アダプティブアレーアンテナのソフトウェア実験系の製作、(2)ソフトウェア無線機のためのアダプティブアレーアンテナの実験的性能評価などを行った。

Research Products

• [Publications] Osvaldo A.Gonzalez: "A Spread Slotted CDMA/ALOHA Sytem with Hybrid ARQ for Satellite Multiple Access"IEEE JSAC (Journal on Selected Areas in Communications). (2000)
• [Publications] 近藤昌晴: "高次PRMLの誤り訂正用巡回符号の検討"電子情報通学会論文誌. vol.J83-C No.1. 83-90 (2000)
• [Publications] Ghavami M.: "Recursive Fan Filters for Broadband Pertially Adaptive Antenna"IEEE Trans.Communication. vol.48 No.2. 185-188 (2000)
• [Publications] Ryuji Kohno: "Stuructures and Theories of Software Antennas for Software Defined Radio"IEICE Transactions on Communications. vol.E83-B No.6. 1189-1199 (2000)
• [Publications] David K.Asano,: "Coding and Modulation Tradeoffs for Limiter-Discriminator Based CPM Transceivers in a Rayleigh Fading Channel"IEICE Transactions on Communications. vol.E83-B No.8. 1896-1899 (2000)
• [Publications] Ghavami M.: "Bearing Estimation with Uniform Resolution in Broadband Environment"IZS2000 Zurich(Switzerland). (2000)
• [Publications] R.Kohno,S.Haruyama: "Overview of Japanese Activities in Software Defined Radio"The 2nd SDR Workshop Seoul (Korea). 115-122 (2000)
• [Publications] R.Kohno: "ITS and Mobile Multi-Media Communications in Japan"International Workshop on ITS, Seoul (Korea). 9-33 (2000)
• [Publications] Osvaldo GONZALEZ: "Performance of a Spread CDMA/ALOHA with Hybrid ARQ System with Variations on the FEC Code Capabilities"2000 IEEE 51^<st> Vehicular Technology Conference Tokyo (JAPAN). 2262-2266 (2000)
• [Publications] Mohammad Ghavami: "Frequency Selective Broadband Beamforming Using 2D Digital Filters"2000 IEEE 51^<st> Vehicular Technology Conference, Tokyo (JAPAN). 2522-2526 (2000)
• [Publications] S.Ishii: "Coherent QPSK Modem Design, Optimized for Frequency Hopping Spread Spectrum"7^<th> International Conference on Telecommunications (ICT2000). 996-1000 (2000)
• [Publications] Giuseppe Abreu: "Near Field Smart Array Antenna for Indoor Applications"7^<th> International Conference on Telecommunications (ICT2000). 900-906 (2000)
• [Publications] Naoto KOGO: "Convolutional Code and 2-Dimensional PRML Class IV for Multi-track Magnetic Recording System"2000 IEEE Int.Symp.Information Theory (ISIT2000), Sorrento(Italy),. 309 (2000)
• [Publications] R.Kohno: "Core Technologies and Requested ASIC for Intelligent Transport Systems : ITS"The Second Asia-Pacific Conference on ASICS (AP-ASIC2000), Cheju (Korea). 5-10 (2000)
• [Publications] R.Kohno: "Evolution and Demands of SoC for ITS and Mobile Communication Systems"The Ninth International Symposium on Semiconductor Manufacturing (ISSM2000), Tokyo (Japan). 12-17 (2000)
• [Publications] Giuseppe Abreu: "Near Field Smart Array Antenna for IEEE 802.11 Wireless LAN II"6th International Symposium on Spread Spectrum Technology and Applications (ISSTA2000), New Jersey (USA). 25-29 (2000)
• [Publications] Sergio Forcellini: "Frequency Invariant Beamformer Using a Single Set of IIR Filter Coefficients and Multirate Techniques"6th International Symposium on Spread Spectrum Technology and Applications (ISSTA2000), New Jersey (USA). 575-579 (2000)
• [Publications] Ryuji Kohno: "Research Issues for Reconfigurable Hardware and Network"The 11h IEEE International Symposium on Personal, Indoor and Mobile Radio Communications (PIMRC2000), London (UK). (2000)
• [Publications] Tadahiko Yoshioka: "DOA Estimation for Spread Spectrum Inter-Vehicles Communication and Ranging System with Array Antenna"Intelligent Vehicles Symposium2000 (IV2000), Dearborn (USA). 510-515 (2000)
• [Publications] Katsuya MIZUTANI: "Design of Pseudo-Noise Sequences for a Sprea Spectrum Communication and Ranging System"Intelligent Vehicles Symposium2000 (IV2000), Dearborn (USA). 418-423 (2000)
• [Publications] Takayuki Tsuzuki: "Inter-Vehicle Communication Protocol Using Common Spreading Code"Intelligent Vehicles Symposium2000 (IV2000), Dearborn (USA). (2000)
• [Publications] Katsuya MIZUTANI: "Spread Spectrum Communication and Ranging system with Concatenated EOE Sequences"The 1st Workshop on ITS Telecommunication (ITST2000) YRP Yokosuka (Japan). 183-188 (2000)
• [Publications] Takayuki Tsuzuki: "Inter-Vehicle Communication Protocol Using Code Hopping with Common Spreading Code"The 1st Workshop on ITS Telecommunication (ITST2000), YRP Yokosuka (Japan). (2000)
• [Publications] Takeru USUI: "Communication and Ranging System between Roadside and Vehicle with OMF for Co-channel interference Cancellation"The 1st Workshop on ITS Telecommunication (ITST2000) YRP Yokosuka (Japan). 111-116 (2000)
• [Publications] Giuseppe Abreu: "Smart Array Antenna for IEEE 802.11 Wireless LAN II with Near Field Distortion Compensation"The 11h IEEE International Symposium on Personal, Indoor and Mobile Radio Communications (PIMRC2000), London (UK). 1454-1458 (2000)
• [Publications] Tsuguhide Aoki: "Transmitting Array Antenna Beamforming Based on Linear Goal Programming for Forward Link of DS-CDMA"The 11h IEEE International Symposium on Personal Indoor and Mobile Radio Communication (PIMRC2000), London (UK). 368-372 (2000)
• [Publications] Masayuki MOTEGI: "Optimum Band Allocation According to Subband Condition for BST-OFDM"The 11h IEEE International Symposium on Personal Indoor and Mobile Radio Communication (PIMRC2000), London (UK). (2000)
• [Publications] Kenta UMEBAYASHI: "Adaptive Estimation of Modulation Scheme for Software Defined Radio"The 11h IEEE International Symposium on Personal Indoor and Mobile Radio Communication (PIMRC2000), London (UK). 43-47 (2000)
• [Publications] S.Ishii: "Space hopping scheme under short range rician multipath fading environment"IEEE Vehicular Technology Conference Fall 2000 (VTC2000 Fall), Boston (USA). (2000)
• [Publications] Kazunori Watanabe: "Hybrid Adaptive Algorithm Based on Temporal Update and Spatial Spectrum Estimation for Adaptive Array Antenna"IEEE Vehicular Technology Conference Fall 2000 (VTC2000 Fall), Boston (USA). 175-180 (2000)
• [Publications] Giuseppe Abreu: "Beamforming-Oriented Adaptive Spread Spectrum Technique : Joining CDMA and SDMA"The Third International Symposium on Wireless Personal Multimedia Communications (WPMC'00), Thailand (Bangkok). 344-349 (2000)
• [Publications] Mohammad Ghavami: "Rectangular Arrays for Uniform Wideband Beamforming with Adjustable Structure"The Third International Symposium on Wireless Personal Multimedia Communications (WPMC'00), Thailand (Bangkok). 12-15 (2000)
• [Publications] Kazunori Watanabe: "Hybrid Adaptive Algorithm Based on Temporal Update and Spatial Spectrum Estimation for Adaptive Array Antenna"The Third International Symposium on Wireless Personal Multimedia Comunications 2000 (WPMC'00), Bangkok (Thailand). 16-20 (2000)
• [Publications] Kenta UMEBAYASHI: "Blind Modulation Estimation with Carrier Frequency Offset Based on the Concept of Software Defined Radio"The Third International Symposium on Wireless Personal Multimedia Comunications 2000 (WPMC'00), Bangkok (Thailand). 207-212 (2000)
• [Publications] 渡辺和憲: "時間更新と空間スペクトル推定を組み合わせたアダプティブアレーアンテナの更新アルゴリズムの特性解析"信学技報. ITS99-74. (2000)
• [Publications] 内山健: "ITSにおける車車間通信プロトコルの一検討"信学技報. ITS99-105. 91-96 (2000)
• [Publications] Naoto KOGO: "Convolutional Codes for Two-Dimensional PR Channel"2000 Int.Symp.Information Theory and Its Applications (ISITA2000), Hawaii (USA). 919-922 (2000)
• [Publications] Kentaro Ikemoto: "Periodic Shift in Convolutional Code and Viterbi Algorithm Based on a Concept of Software Defined Radio"2000 Int.Symp.Information Theory and Its Applications (ISITA2000), Hawaii (USA). 919-922 (2000)
• [Publications] Mayumi OKUMURA: "Compression Coding for a Pair of Range and Greyscale Images Using There Correlation"2000 Int.Symp.Information Theory and Its Applications (ISITA2000), Hawaii (USA). (2000)
• [Publications] Hiroyuki YAMASUGE: "A Study on Layered Adaptive Array Antenna Based on Variable Sector According to DOA (Direction-of-Arrival)"2000 IEEE International Symposium on Intelligent Signal Processing and Communication Systems (ISPACS2000), Hawaii (USA). C8-1-2. 894-899 (2000)
• [Publications] Yoichi Maeda: "Joint Equalization Using Multi-Dimensional Lattice Filter for OFDM Transmission"2000 IEEE International Symposium on Intelligent Signal Processing and Communication Systems (ISPACS2000), Hawaii (USA). 931-936 (2000)
• [Publications] Takeru USUI: "A Study on Communication and Ranging System between Roadside and Vehicle with OMF for Co-channel interference Cancellation"2000 IEEE International Symposium on Intelligent Signal Processing and Communication Systems (ISPACS2000), Hawaii (USA). 984-988 (2000)
• [Publications] 渡辺和憲: "アレーアンテナに関する空間・時間領域による通信理論の研究"シンポジウムCOMETS2000. (2000)
• [Publications] 渡辺和憲: "スペクトル拡散通信方式を用いた知的通信・測距システムの研究"シンポジウムCOMETS2000. (2000)
• [Publications] 山菅裕之: "到来角分布に応じた可変セクタに基づく階層型アダプィブアレーアンテナの一検討"信学技報. SST99-13. 9-14 (2000)
• [Publications] 石共光治: "アダプティブアレーアンテナによる空間・時間アナロク符号化とその最尤復号法の一検討"信学技報. SST99-136. 15-19 (2000)
• [Publications] 臼井健: "直交マッチドフィルタを用いた他局間干渉除去による路車間通信測距システムの一検討"信学技報. IT99-70. 37-42 (2000)
• [Publications] 伊藤昌平: "2次元PR方式に適した多次元ラティスフィルタによる等化方式の一検討"信学技報. IT99-98. 75-80
• [Publications] 吉岡忠彦: "SS車車間通信測距のためのアレーアンテナを用いた到来角推定法に関する一検討(3)"信学技報. ITS-112. 27-34 (2000)
• [Publications] 水谷克也: "連接EOE系列を用いたスベクトル拡散通信測距システムの一検討"信学技報. ITS99-111. 18-26 (2000)
• [Publications] 池本健太郎: "ソフトウェア無線のための通信路状況に応じた最適プロック符号化復号法に関する一検討"第4回ソフトウェア無線(SR)研究会. (2000)
• [Publications] 石井聡: "短距離通信ライス分布マルチパス環境での空間ホッピング法の提案"第4回ソフトウェア無線(SR)研究会. (2000)
• [Publications] 伊藤昌平: "超高密度記録のための多次元符号化・等化・復号統合信号処理システムの研究"第9回SRC技術報告会、第4部会. (2000)
• [Publications] 渡辺和憲: "低コストアレーアンテナシステムにおける擬似ニレメント数増加手法"YRP移動通信産学官交流シンポジウム2000. (2000)
• [Publications] 河野隆二: "高度交通システム(ITS)の現状と研究開発動向"自営無線ユーザ協会関東支部講演会. 1-15 (2000)
• [Publications] 河野隆二: "ITSと学会とのかかわり、学会としての貢献、他学会のITSに関する活動状況"電子情報通信学会会誌. vol.83 No.7. 552-555 (2000)
• [Publications] 石井聡: "ソフトウエア無線実現のためのスペースホッピング方式を用いたMUSIC到来方向推定"第5回ソフトウェア無線(SR)研究会. (2000)
• [Publications] 池本健太郎: "ソフトウェア無線のための通信路状況に応じた時変畳み込み符号化・Viterbiアルゴリズムを用いた符号器推定と復号法に関する一検討"第5回ソフトウェア無線(SR)研究会. (2000)
• [Publications] 梅林健太: "ソフトウェア無線のためのキャリアオフセット存在下におけるプラインド変調方式推定の一検討"第5回ソフトウエア無線(SR)研究会. (2000)
• [Publications] 前田陽一: "多次元ラティスフィルタを用いたOFDM伝送の等化方式に関する一検討"信学技報告. DSP2000-62. 13-18 (2000)
• [Publications] 臼井健: "直交マッチドフィルタを用いた路車間通信・測距他局間干渉除去システムの一検討"信学技報. ITS2000-. (2000)
• [Publications] 河野隆二: "国内外におけるソフトウェア無線の研究開発動向と標準化"第6回ソフトウェア無線(SR)研究会. (2000)
• [Publications] 小郷直人: "2次元PRMLのための最適通信路設計とその誤り訂正符号"第23回情報理論とその応用シンポジウム(SITA2000). 149-152 (2000)
• [Publications] Giuseppe Abreu: "Multiuser Joint Path Distribution Estimation Algorithm with Adaptive Array Antenna"第23回情報理論とその応用シンポジウム(SITA2000). 411-414 (2000)
• [Publications] 青木亜秀: "線形目標計画法を用いたDS/CDMAシステムにおける下り回線用送信ビームバターンの設計(2)"第23回情報理論とその応用シンポジウム(SITA2000). 671-674 (2000)
• [Publications] 池本健太郎: "ソフトウェア無線のための通信路状況に応じた時変畳込み符号化・Viterbiアルゴリズムを用いた符号器推定と復号法に関する一検討"第23回情報理論とその応用シンポジウム(SITA2000). 193-196 (2000)
• [Publications] 近藤昌晴: "代数幾何符号の磁気ディスク装置への適応検討"第23回情報理論とその応用シンポジウム(SITA2000). 157-160 (2000)
• [Publications] 石井聡: "ソフトウェア無線実現のためのスペースホッピング方式とMUSIC到来方向推定への応用"第23回情報理論とその応用シンポジウム(SITA2000). 185-188 (2000)
• [Publications] 茂木誠幸: "BST-OFDMのための通信路状況に応じた最適な変調方式の組み合わせに関する一検討"第23回情報理論とその応用シンポジウム(SITA2000). 29-32 (2000)
• [Publications] 石井光治: "ビームスペース空間時間符号化のためのビーム設計の一検討"第23回情報理論とその応用シンポジウム(SITA2000). (2000)
• [Publications] 伊藤昌平: "磁気記録システムのためのターポ符号を用いたAEDECに関する一検討"第23回情報理論とその応用シンポジウム(SITA2000). (2000)
• [Publications] 渡辺和憲: "時間更新と空間スペクトル推定を組み合わせたアダプティブアレーアンテナの更新アルゴリズム"第23回情報理論とその応用シンポジウム(SITA2000). (2000)
• [Publications] 灌川恵: "GISにおける異なる地理情報のための位置合わせに関する一考察"第23回情報理論とその応用シンポジウム(SITA2000). (2000)
• [Publications] 前田陽一: "BST-OFDM用多次元ラティスフィルタの最適段数と最適反射係数に関する一検討"第23回情報理論とその応用シンポジウム(SITA2000). 25-28 (2000)
• [Publications] 山菅裕之: "階層型アダプティブアレーアンテナの重み構成とアルゴリズムの最適化の一検討"第23回情報理論とその応用シンポジウム(SITA2000). 675-678 (2000)
• [Publications] 吉岡忠彦: "アレーアンテナを用いた自動車用SSレーダに関する一検討"第23回情報理論とその応用シンポジウム(SITA2000). 463-466 (2000)
• [Publications] 阿部睦美: "OFDM伝送方式における二次元誤り訂正符号化とインターリーブ法に関する一検討"第23回情報理論とその応用シンポジウム(SITA2000). 21 (2000)
• [Publications] 水谷克也: "連接EOE系列を用いたSS通信・測距システムの一検討"第23回情報理論とその応用シンポジウム(SITA2000). (2000)
• [Publications] Han Li: "A Study on Dynamic Transmission Power Control with Priority Method for DS/CDMA Cellular System's Downlink"第23回情報理論とその応用シンポジウム(SITA2000). 536-566 (2000)
• [Publications] 臼井健: "直交マッチドフィルタを用いた路車間・車々間通信他局間干渉除去法の一検討"第23回情報理論とその応用シンポジウム(SITA2000). 471-474 (2000)
• [Publications] 奥村真弓: "距離画像と濃淡画像の相関を用いた圧縮符号化に関する一検討"第23回情報処理とその応用シンポジウム(SITA2000). (2000)
• [Publications] 都築貴之: "共通拡散符号を用いたコードホッピングによる車車間通信プロトコルの一検討"第23回情報処理とその応用シンポジウム(SITA2000). (2000)
• [Publications] 梅林健太: "ソフトウェア無線のためのキャリアオフセット存在下におけるブラインド変調方式推定の一検討"第23回情報理論とその応用シンポジウム(SITA2000). (2000)
• [Publications] HyunHo Kang: "A Decision Method of Context on JPEG-LS Using 3D Coordinate Mapping"第23回情報理論とその応用シンポジウム(SITA2000). (2000)
• [Publications] 志水紀之: "高密度記録のための符号化・等化・復号統合信号処理システムの研究"第10回SRC技術報告会、第5部会. (2000)
• [Publications] 河野隆二: "ITSの研究開発動向と信号処理の課題"第15回ディジタル信号処理シンポジウム. (2000)
• [Publications] Hyunho Kang: "Digital Watermarking based on Discrete Wavelet Transform"2001年暗号と情報セキュリティシンポジウム(SCIS2001). (2001)
• [Publications] 前田陽一: "OFDM用多次元ラティスフィルタの反射係数の最適化に関する一検討"RCS研究会(移動通信ワークショップ). (2001)
• [Publications] 山菅裕之: "サブアレー化による階層型アダプティブアレーアンテナの一検討"無線通信システム研究会. (2001)
• [Publications] 志水紀之: "PR方式とターポ符号の復号一体化方式の一検討"情報理論研究会. (2001)
• [Publications] 小林基成: "ITSのためのIPネットワークの構成法に関する一検討"ITS研究会. (2001)
• [Publications] 石井光治: "アダプティブアレーアンテナを用いた空間時間符号化の一検討"情報理論研究会. (2001)
• [Publications] 池本健太郎: "ソフトウェア無線のための有限状態機械を用いた適応符号化に関する一検討"情報理論研究会. (2001)
• [Publications] 李瀚: "優先度制御を考慮したCDMA送信電力制御の一検討"無線通信方式研究会. (2001)
• [Publications] 青木亜秀: "DS/CDMAシステムにおける下り回線用送信アレーアンテナについての一検討"電子情報通信学会総合大会. (2000)
• [Publications] 池本健太郎: "ソフトウェア無線のための適応符号化におけるスルーブット改善の一検討"電子情報通信学会総合大会. (2000)
• [Publications] 渡辺和憲: "時間更新と空間スペクトル推定を組み合わせたアダプティブアレーアンテナの更新アルゴリズムの特性解析"電子情報通信学会総合大会. B-5-144. (2000)
• [Publications] 吉岡忠彦: "アレーアンテナを用いた自動車用レーダにおけるマルチビームの解析"電子情報通信学会総合大会. A-17-1. 354-355 (2000)
• [Publications] 河野隆二: "アレーアンテナによる空間・時間領域の符号理論-空間・時間符号化(Space-Time Coding)の新しい考え-"電子情報通信学会総合大会. (2000)
• [Publications] N.Morinaga: "Wireless Communication Technologies for New Millennium"Kluwer Academic Publisher. (2000)
• [Publications] Francis Swarts: "CDMA TECHNIQUES FOR THIRD GENERATION MOBILE SYSTEMS"Kluwer Academic Publisher. (2000)
• [Publications] Ryuji Kohno: "Interference Cancellation and Multiuser Detection"IEEE Press Book. (2001)