2021 Fiscal Year Research-status Report
直交多元接続との連携による非直交多元接続方式の特性改善に関する研究
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19K04381
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| Research Institution | Waseda University |
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Principal Investigator |
前原 文明 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (80329101)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | NOMA / OMA / リソース割当て / ユーザ要求 / システムスループット |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題は，第5世代移動通信システム(5G)の高速・大容量化の鍵を握る非直交多元接続(NOMA)を採り上げ，NOMAだけでなく直交多元接続(OMA)を同一帯域内で併用することにより，システム容量の向上を図る方式を提案するとともに，その有効性を明らかにするものである．昨年度は，5G以降のモバイルネットワークで想定されるユーザ要求スループットの多様性を考慮して，提案方式の拡張を進めるとともに，その有効性を計算機シミュレーションにより検証した．具体的には，同一帯域内で，NOMAとOMAとの併用に加えて，NOMAのみ，OMAのみを加えたリソースパターンを定義し，ユーザのチャネル状態だけでなく，eMBBやURLLCといった異なる要求スループットも考慮して，所要伝送時間が最短となるリソースパターンを選択する方式を提案し，その有効性を確認した．ここで，昨年度は，ユーザ分布として，一様分布のみを想定してきたことから，今年度は，ユーザ分布に偏りがある場合，具体的には，セル中心やセル端にユーザが集中した場合の提案方式の有効性について評価を行った．具体的には，ユーザ分布の偏りを基地局からの距離をベースとしたユーザ分布の確率密度関数により生成し，一様なユーザ分布だけでなく，セル中心やセル端にユーザが集中した場合の提案方式の有効性をNOMAのみの場合を比較対象にとって検証した．特性評価の結果，特に，セル端にユーザが集中した場合，NOMAのみでは，ユーザ間のチャネル利得の差が小さくなることから，システム容量が大幅に劣化するものの，提案方式では，NOMAとOMAの併用によりリソースパターンの柔軟性を向上でき，良好な特性を保持できることがわかった．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本年度は，提案するNOMAとOMAの同一帯域内同時利用のアプローチが，実際の移動通信システムで想定される不均一なユーザ分布においても有効となることが検証できたことが最大の成果であり，本研究課題の核心部分については，十分に検証できたものと判断できる．一方で，提案方式への空間信号処理技術の適用については，継続的な検討を要することから，今後，当該課題について，成果発表を含め，鋭意取り組むことを予定している．
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度得られた，提案するNOMAとOMAの同一帯域内同時利用のアプローチが不均一なユーザ分布においても有効となる点を踏まえ，提案方式への空間信号処理の導入・評価を進める予定である．具体的には，NOMAの各ユーザに対して空間ダイバーシチを適用し，NOMA特有のユーザ間干渉存在下における，空間ダイバーシチの適用効果を計算機シミュレーションにより検証するとともに，その成果を国内外の学会で発表する予定である．
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| Causes of Carryover |
本年度，コロナ禍により，国内外の学会発表の機会が大幅に制限されたことから，次年度使用額が生じている．また，研究経費として想定していた信号処理シミュレータ構築について，その基礎的な部分がこれまで研究室内で構築してきた資産の有効活用と工夫により可能となったことから，次年度使用額が生じている．なお，次年度使用額については，信号処理シミュレータへの高度な空間信号処理技術の組み込みと各種特性評価が必須となることから，次年度の研究経費として支出する予定である．また，本年度の研究成果を含め，学会発表を行うための参加費や論文投稿料に関連する支出も次年度使用額として予定している．
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