2019 Fiscal Year Annual Research Report
Beam control by antenna selection on massive MIMO system
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17K06413
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
西村 寿彦 北海道大学, 情報科学研究院, 准教授 (70301934)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大鐘 武雄 北海道大学, 情報科学研究院, 教授 (10271636)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 簡易ビーム形成 / 大規模MIMO / マルチユーザMIMO / レイトレーシング / 遺伝的アルゴリズム / 圧縮センシング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
送信側受信側双方に複数のアンテナ素子を搭載するMultiple-Input Multiple-Output (MIMO)システムを発展させた、大規模MIMOシステムの研究が進められている。一般にこのシステムでは、3次元的なユーザ分離が可能となり、複数ユーザと基地局が同時に通信するマルチユーザMIMOシステムを実現するのに有効で、システムのスループットを飛躍的に上げることができる。但し、アンテナ素子の全てに高性能な信号処理機能を持たせる必要があり、製造コスト上の問題がある。本研究では、圧縮センシング法と呼ばれる新しい信号処理手法などを用いて、マルチユーザアクセスを低コストで実現し、第5世代以降の通信システムに供することを目的とする。
一昨年および昨年度は、アンテナ素子選択アルゴリズムの確立を目指した。遺伝的アルゴリズムを用いて、最適なビーム形成を可能とするアンテナ素子を選択する。各アンテナは、その位置の違いによりそれぞれ異なるチャネル応答を持つため、それらのいくつかを選び出して組み合わせることで、素子数と同じだけの送受信機を装備することなく柔軟なビーム形成が可能となることを示した。また、圧縮センシングを実装することを前提に、電波の到来方向推定を例にとって、各種アルゴリズムの比較を行った。さらに、一昨年度のマルチユーザ分離を実現するためのアンテナ素子選択アルゴリズムの開発を進めつつ、よりユーザ分離能力を高めるため、大規模MIMOのアンテナ素子をサブアレー化して分散配置する方法について検討を進めた。また、圧縮センシングを実装する電波の到来方向推定のための実験環境を整えた。さらに、電波の到来方向推定については、深層学習を導入する方法についても検討を始めた．
今年度は、これまでの検討の性能評価を行い、提案方式の有効性を考察した。
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