2019 Fiscal Year Research-status Report
ナイキスト基準の限界を超える高速無線伝送のための送信信号設計指針の確立
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17K18871
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
杉浦 慎哉 東京大学, 生産技術研究所, 准教授 (30394927)
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| Project Period (FY) |
2017-06-30 – 2021-03-31
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| Keywords | 先端的通信 / Faster-than-Nyqsuit / 電力制御 / 非直交リソース配分 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
現在実用化されているワイヤレス通信システムのほとんどはナイキストの第一基準で定義される伝送レート上限に従っており、これ以上の通信回線大容量化および高速化のためにはより多くの周波数帯域を確保することが前提となる。本研究では、ナイキスト基準の限界を超える (Faster-than-Nyquist; FTN) 信号伝送を対象として、FTN送信機の設計指針を確立することを目的とする。さらに、提案したFTNシステムに対して最新技術を用いた解析を行い、FTNの理論体系を構築する。本研究課題の三年目である2019年度は、下記の２点について研究を実施した。
（１）最適電力制御係数の導出
FTN信号伝送の性能を最大限高めるために、最適な電力制御手法を開発した。ここでは、加法性ガウス雑音を仮定し、特異値分解を用いて相互情報量を最大化するように電力制御係数を導出した。さらに、提案手法の通信容量を閉形式で導出した。
（２）提案方式の総合評価、従来方式との比較
本項目では、上記研究内容を総合的に評価し、従来方式と比べた際の通信品質向上を明らかにする。総合的な数値解析を実施し、情報理論の観点から従来のナイキスト基準に基づくシステムと比べて伝送容量増大が見込めることを示した。ここで、前年度までに導出した理論的伝送容量を基にして従来技術との性能比較を実施した。特に、周波数帯域、送信レートにおいて公平な比較を行い、提案方式が周波数帯域を増大することなく送信レートで性能向上が見込めることを明らかにした。
上記成果の一部は、IEEEジャーナルに採録済みである。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
想定以上に提案技術の理論解析が進み、複数のジャーナル論文への掲載ができたため。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまで開発してきた時間領域非直交リソース配分技術を、周波数領域へ拡張することを検討する。
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| Causes of Carryover |
重要度の高い理論解析が想定外に進展し、他の数値実験や成果発表より優先して検討を進めたため。
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