2013 Fiscal Year Research-status Report
マイクロセル環境における高速移動体通信のための3次元構造マルチアンテナシステム
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25420401
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Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | Yokohama National University |
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Principal Investigator |
市毛 弘一 横浜国立大学, 工学研究院, 准教授 (10313470)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | アレーアンテナ / 到来方向推定 |
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| Research Abstract |
まず，複数の正四面体構造を組み合わせた3次元マルチアンテナアレー構造を提案し，このアレー構造が直方体アレーを含んだ拡張となっていることを示した．こうしたアレー構造により，特に天頂角方向の到来方向推定精度を改善できることを理論解析により示したうえで，その性能を評価した．シミュレーションの結果，理論解析の通り，方位角方向の推定精度を保持したまま，天頂角方向の推定精度を改善できることを確認した．
また，アンテナアレー受信器の低コスト化を目指し，スイッチングによりアンテナ素子と受信器の切り替えを行うシステムを提案し，そのスイッチング方法について検討した．一般に，限られた受信機数では推定性能に限界があるが，受信できないアンテナ素子の受信信号を合成することで仮想的に全素子受信と同様の信号を作成し，その相関解析により高精度な到来方向推定が可能であることを示した．シミュレーションの結果，受信器数による推定限界値を超えて，より高精度な推定が可能であることを確認した．
さらに，3次元アレーによる2次元到来方向推定問題において，複数の角度スペクトルを用意してそれらを合成することで，推定精度の改善，特にスプリアスピークの抑制が可能であることを示した．簡易なアプローチではあるがその効果は極めて高く，到来方向推定性能を飛躍的に高めることができるものとして期待できる．今後引き続き，推定手法の追加検討，および到来方向推定性能の検証を行っていく予定である．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の研究計画では，初年度はまずアンテナ構造とCRLBの解析を通して最適なマルチアンテナ構造を検討することを予定していたが，正四面体構造に着目することで良好な構造を見つけるに至った．今後もより良い構造を模索しつつ，検討を行っていきたい．
関連して，スイッチングを用いた低コストアレー受信器，および角度スペクトルの合成による高精度推定手法など，3次元マルチアンテナシステムに関連する様々な研究を推進することができた．こうした諸問題についても今後検討したい．
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| Strategy for Future Research Activity |
当初の計画の通り，より良いマルチアンテナ構造を模索しつつ，理論解析およびシミュレーション・実験による検討を進めたい．2年目以降の課題としていた，マルチパス波への対応が可能な推定手法についても検討する予定である．
初年度に関連して得られた様々な3次元アンテナシステムの成果についても，引き続き理論解析およびシミュレーションによる検討を進めたい．
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