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2021 Fiscal Year Annual Research Report

MIMO-OFDM Receiver using One-Bit Analog-Digital Converter Utilizing Noise

Research Project

Project/Area Number 20H02149
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

山里 敬也  名古屋大学, 教養教育院, 教授 (20252265)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 齋藤 将人  琉球大学, 工学部, 准教授 (30335476)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2024-03-31
Keywords確率共鳴現象 / 1bit アナログ/デジタル変換器 / MIMO-OFDM
Outline of Annual Research Achievements

本研究では,分解能が最も低い1bit ADCでも,雑音を利用することによりその分解能を超えた信号を受信できることの実証を目的とする.対象 として,5Gで採用されているMIMO-OFDM信号を取り上げ,そのような複雑な信号であっても,雑音を利用する1bit ADCを用いた受信機で復調で きることを,実験により実証する.これまで雑音は,工学的には邪魔なものとしてフィルタ処理等を駆使して積極的に取り除かれてきた.これ に対し,本研究では雑音を積極的に利用する.あえて雑音を利用する通信システムの検討を行うことで,これまでとはまったく異なる考え方に基づく,新しい通信システムの構築を目指している.ここに本研究の学術的独自性と創造性がある.

本研究では2つのテーマを設け検討していく.
(a) 雑音を利用する1bit ADCによる信号復調の基礎研究文献[3,4]の成果を発展させ,MIMO-OFDM信号受信に応じて,故意に加える雑音分布,雑音帯域と1bit ADC出力との因果関係の解析を,理論解析及び計算機シミュレーションにより行う.検討結果を随時下記(b)の開発研究に反映する.また,(b)の開発研究で得られた課題を解析に取り込み,より現実に近い環境にも対応可能な信号復調理論を構築する.
(b) 雑音を利用する1bit ADCによるMIMO-OFDM受信機の開発研究上記(a)の実験による実証を目的として,雑音を利用する1bit ADCによるMIMO-OFDM受信機を開発し,その有効性を確認する.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

2020年度は,雑音を利用した1bit ADCによるOFDM受信機の設計・開発及びその性能評価を通した,ハードウェア実装において生じる課題の抽出を行った.
2021年度は,昨年度開発したOFDM受信機を改造し,MIMO-OFDM受信機を設計・開発した.開発した受信機の性能評価を繰り返し,結果を元に改造を行い,MIMO-OFDM受信機を完成させた.現在,MIMO-OFDM受信機の性能向上をめざし検討を重ねていることろであるが,雑音を利用した1bit ADCによる MIMO-OFDM 伝送ができることは確認できている.

Strategy for Future Research Activity

2022年度は,昨年度完成した雑音を利用した1bit ADCによる MIMO-OFDM受信機の性能評価を行い,本方式の有効性を明らかにする.なお,本年度は装置開発は行わない.もっぱら性能評価と得られる結果の公表に努めていく.

  • Research Products

    (5 results)

All 2022 2021

All Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Presentation] 3.35GHz帯移動環境における遅延プロファイルの多段推定手法による雑音電力の低減2022

    • Author(s)
      小鹿文也,山里敬也,齋藤将人,木村翔,田中翔馬,林合祐,佐藤彰弘,表英毅
    • Organizer
      電子情報通信学会 総合大会, B-1-44, p.44
  • [Presentation] Experimental verification of 4-ary Pulse Amplitude Modulated signal receiver with noise-aided one-bit analogue-to-digital converter2021

    • Author(s)
      Takuto Ohtaguro, Masato Saito, Takaya Yamazato
    • Organizer
      International Conference on Materials and Systems for Sustainability 2021 (ICMaSS2021)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 雑音と1bit ADCを用いた4PAM信号受信実験2021

    • Author(s)
      大田黒 拓斗,齋藤 将人,山里 敬也
    • Organizer
      電子情報通信学会技術研究報告,MIKA2021
  • [Presentation] 雑音と1bit ADCを用いた4PAM信号受信における雑音強度に対する受信信号点間距離の実験的測定2021

    • Author(s)
      大田黒 拓斗,齋藤 将人,山里 敬也
    • Organizer
      電気・情報関係学会九州支部第74回連合大会講演論文集
  • [Presentation] 雑音を用いた1bit ADCによる4値PAM信号の復調法に関する実験的検討2021

    • Author(s)
      大田黒 拓斗,齋藤 将人,山里 敬也
    • Organizer
      電子情報通信学会技術研究報告,Vol. 121,No. 72,pp.133-138

URL: 

Published: 2022-12-28  

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