2017 Fiscal Year Research-status Report
非直交多元接続を用いたヘテロジニアスネットワークのスループット特性
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16K06366
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| Research Institution | Keio University |
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Principal Investigator |
眞田 幸俊 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 教授 (90293042)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 非直交多元接続 / ヘテロジニアスネットワーク / 過負荷MIMO / 分散アンテナネットワーク / ギブズサンプリング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では第５世代移動通信システムのための非直交多元接続を検討する．従来の非直交多元接続では，基地局近傍端末のみ他端末用信号を除去し希望信号を取り出していた．本研究ではすべての端末が信号除去回路を実装すると想定し，ヘテロジニアスネットワークにおける非直交多元接続を検討する．具体的には①端末の要求に対応する低遅延量・低演算量復調処理方式の提案，②すべての端末で他端末用信号除去処理を行った場合のスループット特性の評価，③マクロセル＋マイクロセル環境を想定しマクロセルのセルエッジ端末が増加した場合の特性評価をシミュレーションおよび実験で評価する．
平成29年度の研究実績としてはまず非直交多元接続信号の復調方式の検討がある．大きく分けて３通りの方式を検討した．(1)統合最尤復調の低演算量メトリックを提案した．提案方式は乗算を用いず，可算およびビットシフトによりメトリックを計算するので従来の約20％に演算量を低減できる．(2)最小平均二乗誤差干渉除去と最尤復調を組み合わせた方式を提案した．提案方式は最尤復調におけるメトリック計算を1/4に低減できた．(3)Gibbs Samplingを用いた復調方式を提案した．提案方式は受信信号数が多い場合に有効であり，従来方式の約1/10に計算量を低減した．
またヘテロジニアスネットワークにおける非直交多元接続の有効性を評価した．非直交多元接続を組み合わせることによりマクロセル－ピコセルの組み合わせではシステムスループットが約２倍になった．また分散アンテナシステムでは約15%システムスループットを改善した．
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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
当初計画では平成29－30年度は前年度に構築した計算機モデルおよび実験システムを用いてヘテロジニアスネットワークにおける非直交多元接続の有効性を確認する予定であった．
実験においては低演算量復調方式の評価を行う予定であり，実際に実験を通してその特性を評価した．また計算機モデルではリンクレベルの特性を組み入れて，システムレベルの特性を評価し，ユーザ選択およびリソース割り当て法を検討する予定であった．割り当て法については他の文献でラウンドロビン法が有効である旨示されていたので，これを活用し，統合復調の効果を組み入れたシステムレベルシミュレーションを行いその有効性を評価した．
以上のようにおおむね順調に研究は推移している．
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度においてはシステムレベルシミュレーションにおいてラウンドロビン法より優れ，全探索法より低演算量なユーザ選択およびリソース割り当て法について検討する予定である．
具体的には
－マクロセル側のパラメタ，特にMIMOの有無，ABSとの組み合わせの影響評価：マクロセル側のMIMOの有無，ABSフレームの有無が及ぼす影響を評価する．特にマクロセル側からの多元接続干渉が増加した場合のシステム全体のスループットを評価する．
－異なる特性の端末を組み合わせた場合の特性評価：低遅延量，低演算量など要求条件の異なる受信端末を非直交多元接続に用いた場合のシステム全体のスループットを評価する．
またリンクレベルの実験も引き続き実施し，通信路推定誤差と量子化誤差の影響の少ない復調法を検討する予定である．具体的には最小平均二乗誤差干渉除去方式に用いる受信信号の相関行列の雑音項に係数を乗算することによって雑音成分の分散を調整し，通信路推定誤差と量子化誤差の影響を抑圧する．
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| Causes of Carryover |
実験データの取得規模が想定より小さく，謝金の支出を行わなかったため．２入力，２出力の条件でのみ実験を行ったため．４以上の入力，４以上の出力の条件も検討したが，計算機シミュレーションの段階で特性劣化が大きく，提案方式の適用の効果がないと判断した．
次年度は誤り訂正符号を信号検出に統合するため，実験条件の範囲が拡大する．そして実験データ整理のため支出予定．
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