2016 Fiscal Year Annual Research Report
密集端末の連携によって実現するMassive MIMO最適伝送制御
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15H04007
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
村田 英一 京都大学, 情報学研究科, 准教授 (60252475)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松本 正 北陸先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 教授 (40452114)
梅原 大祐 京都工芸繊維大学, 情報工学・人間科学系, 教授 (50314258)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 移動体通信 / 先端的通信 / 情報通信工学 / 干渉キャンセル / 端末共同 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，伝送容量が特に求められる基地局から携帯端末への通信を対象に，周波数利用効率を画期的に高めうる近傍携帯端末での共同送受信を提案しその有効性をフィールド実験により実証する．現在のように内蔵アンテナ数が限られる小型携帯端末が個別に基地局と通信するのではなく，近傍携帯端末間で共同した信号送受信機能を実現し， MIMO伝送の持つ特徴であるアンテナ数に比例した周波数利用効率改善効果を最大限に獲得する．本研究では，このシナリオにおける最適伝送制御方式を解明するのみならず実フィールドにおいてその効果を実証することにも世界で初めて取り組むものである．
平成28年度では，理論的な検討をさらに進めるとともに，フィールド実験に向けて，無線送受信機の試験を経て伝送実験を行った．主な成果概要は以下の通りである．
移動端末数と受信ダイバーシチ効果について，並びに移動速度を基地局側で把握するアルゴリズムについて改良を行い，移動速度とグループの状態によってプリコーディング対象とするか，対象としないかの判定に対応したプリコーディングウェイト生成アルゴリズムの検討を進めた．また，特定実験試験局の免許によりフィールド試験を可能とし，さらに基本となる4x4構成を4x6に拡張してユーザ選択を可能とし，端末連携による信号送受信を行う準備を進めた．この他，当該課題研究の中継方式をLossy Forwarding Multi-helper問題としてとらえ，この問題に適した再送方式，Multi－helper中継にMultiple Access IDMAを用いる場合について検討した，また，グループ端末における受信フレーム収集において，スケジューリング方式とランダムアクセス方式の伝送効率及びエネルギー効率を明らかにした．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
理論検討並びに計算機シミュレーションに関係した項目：
(1)グループ復調を行う移動端末数と受信ダイバーシチ効果について解明を進め，(2)移動速度を基地局側で把握するアルゴリズムについて改良を行った．また，(3)移動速度とグループの状態によってプリコーディング対象とするか，対象としないかの判定に対応したプリコーディングウェイト生成アルゴリズムの検討を進め，伝送実験への適用について方策を練った．この他，当該課題研究の中継方式をLossy Forwarding Multi－helper問題としてとらえる場合のレート領域，Helper選択，伝搬モデル(Rayleigh, Rician, Nakagami-m, Kappa-Myu分布など)への依存性について調査した．また，Lossy Forwarding Multi－helper問題に適した再送方式，Multi－helper中継にMultiple Access IDMAを用いる場合について検討した．また，グループ端末における受信フレーム収集において，スケジューリング方式とランダムアクセス方式の伝送効率及びエネルギー効率を明らかにした．
フィールド試験に関係した項目：
(1)特定実験試験局の免許によりフィールド試験が可能となり，(2)基本となる4x4構成を4x6に拡張してユーザ選択を可能とし，端末連携による信号送受信を行う準備を進めた．
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| Strategy for Future Research Activity |
引き続きダイバーシチオーダの解明とその伝送実験について準備を進める．マルチヘルパー付き情報源符号化問題は，ネットワーク情報理論における未解決問題の一つであり，この問題をワイヤレス協調通信に適用することで，レート領域，劣化場所率の厳密解を求めることは，相当な困難を伴うと考えられる．近似を用いることで，見通しの良い解を求めることに注力する．また，再送方式をマルチヘルパー・マルチ情報源問題への拡張として定式化することも考慮する．さらに，送信ビームフォーミングとの併用によって各ユーザのサービス要求とヘルパー環境に対応できるアルゴリズム開発を行う．現在までに得られた受信フレーム収集プロトコルの伝送効率及びエネルギー効率をベースに，孤立端末とグループ端末間のリソース最適化アルゴリズムを考案する．
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