2022 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

Research Project

Project/Area Number	19K04381
Research Institution	Waseda University
Principal Investigator	前原文明早稲田大学, 理工学術院, 教授 (80329101)
Project Period (FY)	2019-04-01 – 2024-03-31
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
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と直交多元接続(OMA)の組み合わせにより，システム容量の向上を図る方式を提案し，その有効性を明らかにするものである．昨年度は，提案するNOMAとOMAとが同一帯域内で共存する多元接続方式を高度化すべく，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を考慮したリソース割当て法を適用し，その有効性をユーザ分布に偏りのある現実的な場合について明らかにした．本年度は，提案方式のさらなる高度化を図るべく，複数のアンテナによる送信ダイバーシチを適用したときの提案方式の有効性を均一なユーザ分布だけでなく，ユーザ分布が不均一となる現実的な条件下において評価した．具体的には，Thomas cluster 過程に基づく不均一なユーザ分布と maximum ratio transmission による送信ダイバーシチを適用した場合の本提案方式の有効性をNOMAあるいはOMA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，提案方式は，送信アンテナ数やユーザ分布の広がりの度合いに関わらず，NOMA 単独やOMA 単独よりも良好なシステムスループットを達成できることがわかった．また，単一の送信アンテナの場合，提案方式においてNOMA が有用となる一方で，複数の送信アンテナになると，ユーザ間干渉に起因したNOMAの特性劣化が深刻となることから，OMAの有用性が高まることがわかった．
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 本年度は，提案するNOMAとOMAの同一帯域内同時利用に対して複数アンテナの導入を図り，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，本研究課題の目的は概ね達成できたものと考えられる．一方で，NOMAへの複数アンテナ導入時の課題は要素技術として興味深く，継続的に検討し，来年度提案方式のさらなる高度化の一環として，鋭意取り組むことを予定している．
Strategy for Future Research Activity	NOMAとOMAの同一帯域内同時利用への送信ダイバーシチの導入が不均一なユーザ分布においても有効となる一方で，NOMAへ送信ダイバーシチを適用した場合，ユーザ間干渉が深刻となるといった課題が生じる点に鑑み，ユーザ間干渉を低減しつつ送信ダイバーシチの獲得を可能とするOMAとOMAの同一帯域内同時利用技術を提案し，その適用効果を計算機シミュレーションにより検証する予定である．また，その研究成果については，結果がまとまり次第，国内外の学会で発表する予定である．
Causes of Carryover	本年度，コロナ禍により，国内外の学会発表・情報交換の機会に制限が生じたことから，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，主として，これまで得られた研究成果を国際発信するための国際会議参加費や論文投稿料に充当する予定である．