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大規模MIMOシステムにおけるアンテナ選択によるビーム制御

研究課題

研究課題/領域番号 17K06413
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 通信・ネットワーク工学
研究機関北海道大学

研究代表者

西村 寿彦  北海道大学, 情報科学研究院, 准教授 (70301934)

研究分担者 大鐘 武雄  北海道大学, 情報科学研究院, 教授 (10271636)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2019年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2018年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2017年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
キーワード簡易ビーム形成 / 大規模MIMO / マルチユーザMIMO / 遺伝的アルゴリズム / 圧縮センシング / レイトレーシング / アンテナ選択 / ビーム制御
研究成果の概要

送信側受信側双方に複数のアンテナ素子を搭載するMIMOシステムを発展させた、大規模MIMOシステムの研究が進められている。本研究では、マルチユーザアクセスを低コストで実現するために、圧縮センシングと呼ばれる新しい信号処理手法を用いる。マルチユーザ分離を実現するためのアンテナ素子選択アルゴリズムの開発を進めつつ、アンテナ素子をサブアレー化して分散配置する方法について検討した。また、圧縮センシングを実装する電波の到来方向推定のための実験環境を整えた。さらに、電波の到来方向推定については、深層学習を導入する方法についても検討を始めた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

現在、無線通信の社会的な需要は非常に大きい。スマートフォンなどが一人平均一台以上所有するようになっただけでなく、IoTと呼ばれる無線通信機能を備えたものが急激に増加しているためである。この要求に応えるべく、大規模MIMOに代表される、新しい無線通信システムのコンセプトをいち早く実現することが必要である。本研究の成果は、低コストで大規模MIMOによるマルチユーザ分離することを実現するための基礎的検討であり、5G無線通信システム等、次世代のICT技術を支える技術の一つとなる可能性がある。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (33件)

すべて 2020 2019 2018 2017

すべて 学会発表 (33件) (うち国際学会 6件、 招待講演 1件)

  • [学会発表] 深層学習を用いた到来方向推定におけるDNN構成に関する検討2020

    • 著者名/発表者名
      加瀬裕也, 西村寿彦, 大鐘武雄, 小川恭孝, 来山大祐, 岸山祥久
    • 学会等名
      2020年電子情報通信学会総合大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Loose Beamforming by Antenna Selection in a Multiuser Massive MIMO System2019

    • 著者名/発表者名
      S. Nakamura, T. Nishimura, T. Ohgane, Y. Ogawa, J. Hagiwara,
    • 学会等名
      IEEE Asia Pacific Wireless Communications Symposium (IEEE APWCS 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Performance Analysis of DOA Estimation of Two Targets Using Deep Learning2019

    • 著者名/発表者名
      Y. Kase, T. Nishimura, T. Ohgane, Y. Ogawa, D. Kitayama, Y. Kishiyama,
    • 学会等名
      Wireless Personal Multimedia Communications(WPMC 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 屋内環境における大規模MIMO分散アンテナシステムのアンテナ選択に関する検討2019

    • 著者名/発表者名
      島屋早希, 西村寿彦, 大鐘武雄, 小川恭孝, 萩原淳一郎
    • 学会等名
      2019年電子情報通信学会ソサイエティ大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 深層学習を用いた到来方向推定法の検討2019

    • 著者名/発表者名
      加瀬裕也, 西村寿彦, 大鐘武雄, 小川恭孝, 来山大祐, 岸山祥久,
    • 学会等名
      電子情報通信学会無線通信システム研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 屋内環境での大規模MIMO分散アンテナシステムにおけるアンテナ選択に関するスループット評価2019

    • 著者名/発表者名
      島屋早希, 西村寿彦, 大鐘武雄, 小川恭孝, 萩原淳一郎
    • 学会等名
      電子情報通信学会無線通信システム研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 到来方向推定における圧縮センシングアルゴリズムの比較検討2019

    • 著者名/発表者名
      中都正義, 西村寿彦, 大鐘武雄, 小川恭孝, 萩原淳一郎
    • 学会等名
      電子情報通信学会無線通信システム研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 深層学習を用いた近接波の到来方向推定の検討2019

    • 著者名/発表者名
      加瀬裕也, 西村寿彦, 大鐘武雄, 小川恭孝, 来山大祐, 岸山祥久
    • 学会等名
      電子情報通信学会無線通信システム研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] スパースモデリングを用いた到来方向推定2019

    • 著者名/発表者名
      西村寿彦, 中都正義, 大鐘武雄, 小川恭孝
    • 学会等名
      革新的無線通信技術に関する横断型研究会 (MIKA)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 圧縮センシングを用いた2波の到来方向推定の基礎的検討2019

    • 著者名/発表者名
      中都正義, 西村寿彦, 大鐘武雄, 小川 恭孝, 萩原 淳一郎
    • 学会等名
      令和元年度電気・情報関係学会北海道支部連合大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] A Study on Layouts of Distributed Antenna Arrays in an Indoor Multi-User Massive MIMO System2019

    • 著者名/発表者名
      Y. Suzuki, T. Nishimura, T. Ohgane, Y. Ogawa, J. Hagiwara,
    • 学会等名
      International Conference on Computing, Networking and Communications (ICNC 2019)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 基地局アンテナアレーの分散化とプリコーディングの関係について2019

    • 著者名/発表者名
      鈴木裕也, 西村寿彦, 大鐘武雄, 小川恭孝, 萩原淳一郎,
    • 学会等名
      2019年電子情報通信学会総合大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 深層学習を用いた到来方向推定の検討2019

    • 著者名/発表者名
      加瀬裕也, 西村寿彦, 大鐘武雄, 小川恭孝, 来山大祐, 岸山祥久
    • 学会等名
      2019年電子情報通信学会総合大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Performance Comparison of Compressed Sensing Algorithms for DOA estimation of Multi-band Signals2018

    • 著者名/発表者名
      T. Hoshikawa, T. Nishimura, T. Ohgane, Y. Ogawa, J. Hagiwara,
    • 学会等名
      2018 IEEE Workshop on Positioning, Navigation and Communications (WPNC)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] DOA Estimation of Two Targets with Deep Learning2018

    • 著者名/発表者名
      Y. Kase, T. Nishimura, T. Ohgane, Y. Ogawa, D. Kitayama, Y. Kishiyama,
    • 学会等名
      2018 IEEE Workshop on Positioning, Navigation and Communications (WPNC)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 深層学習を用いた到来方向推定の基礎的検討2018

    • 著者名/発表者名
      加瀬裕也, 西村寿彦, 大鐘武雄, 小川恭孝,
    • 学会等名
      電子情報通信学会無線通信システム研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] アレー信号処理とその解法アルゴリズムの基礎2018

    • 著者名/発表者名
      西村寿彦, 大鐘武雄, 小川恭孝,
    • 学会等名
      電子情報通信学会アンテナ伝播研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 異なる振幅を有するマルチバンド信号に対する圧縮センシングを用いた到来方向推定に関する検討2018

    • 著者名/発表者名
      星川豊希, 西村寿彦, 大鐘武雄, 小川恭孝, 萩原淳一郎,
    • 学会等名
      2018年電子情報通信学会ソサイエティ大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 屋内環境のマルチユーザ大規模MIMOシステムにおける基地局アンテナサブアレーの配置および素子配列に関する検討2018

    • 著者名/発表者名
      鈴木裕也, 西村寿彦, 大鐘武雄, 小川恭孝, 萩原淳一郎,
    • 学会等名
      2018年電子情報通信学会ソサイエティ大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 大規模MU-MIMOシステムにおける簡易ビーム形成の特性改善に関する検討2018

    • 著者名/発表者名
      中村駿太, 西村寿彦, 大鐘武雄, 小川恭孝, 萩原淳一郎,
    • 学会等名
      2018年電子情報通信学会ソサイエティ大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] マルチユーザ大規模MIMOシステムにおける遺伝的アルゴリズムを用いた簡易ビーム形成の特性評価2018

    • 著者名/発表者名
      中村駿太, 西村寿彦, 大鐘武雄, 小川恭孝, 萩原淳一郎,
    • 学会等名
      電子情報通信学会無線通信システム研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] A Basic Study on Antenna Selection for Loose Beamforming in Massive MIMO System2018

    • 著者名/発表者名
      K.Inoue , T. Nishimura, T. Ohgane, Y. Ogawa,
    • 学会等名
      2018 IEEE International Workshop on Antenna Technology (iWAT)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 圧縮センシングを用いたマルチバンド信号の到来方向推定におけるバンド数に関する検討2018

    • 著者名/発表者名
      星川豊希, 西村寿彦, 大鐘武雄, 小川恭孝, 萩原淳一郎,
    • 学会等名
      2018年電子情報通信学会総合大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 遮蔽物のある屋内環境のマルチユーザ大規模 MIMO システムに おける基地局アンテナサブアレーの配置に関する検討2018

    • 著者名/発表者名
      鈴木裕也, 西村寿彦, 大鐘武雄, 小川恭孝, 萩原淳一郎,
    • 学会等名
      2018年電子情報通信学会総合大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] マルチユーザ大規模MIMOシステムにおける簡易ビーム形成のための最適なアンテナ選択方法に関する検討2018

    • 著者名/発表者名
      井上航一, 西村寿彦, 大鐘武雄, 小川恭孝,
    • 学会等名
      電子情報通信学会無線通信システム研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 屋内環境のマルチユーザ大規模MIMOシステムにおける基地局アンテナサブアレーの配置に関する検討2017

    • 著者名/発表者名
      鈴木裕也, 西村寿彦, 大鐘武雄, 小川恭孝,
    • 学会等名
      2017年電子情報通信学会ソサイエティ大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 大規模MIMOシステムの送信アンテナ選択による簡易ビーム形成に関する検討2017

    • 著者名/発表者名
      西村寿彦, 井上航一, 大鐘武雄, 小川恭孝,
    • 学会等名
      2017年電子情報通信学会ソサイエティ大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] マルチユーザ大規模MIMOシステムにおけるアンテナ選択による簡易ビーム形成に関する検討2017

    • 著者名/発表者名
      井上航一, 西村寿彦, 大鐘武雄, 小川恭孝,
    • 学会等名
      電子情報通信学会無線通信システム研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 屋内環境のマルチユーザ大規模MIMOシステムにおけるアンテナアレーの分散配置に関する検討2017

    • 著者名/発表者名
      鈴木裕也, 西村寿彦, 大鐘武雄, 小川恭孝,
    • 学会等名
      電子情報通信学会無線通信システム研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 簡易ビーム形成によるマルチユーザ大規模MIMOシステムの潜在性能評価2017

    • 著者名/発表者名
      井上航一, 西村寿彦, 大鐘武雄, 小川恭孝,
    • 学会等名
      電子情報通信学会無線通信システム研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] マルチバンド信号の到来方向推定における圧縮センシングアルゴリズムの精度評価2017

    • 著者名/発表者名
      星川豊希, 西村寿彦, 大鐘武雄, 小川恭孝,
    • 学会等名
      電子情報通信学会アンテナ・伝播研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] マルチバンド信号の到来方向推定における圧縮センシングアルゴリズムの比較検討2017

    • 著者名/発表者名
      星川豊希, 西村寿彦, 大鐘武雄, 小川恭孝,
    • 学会等名
      平成29年度電気・情報関係学会北海道支部連合大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 大規模MIMOにおけるGAを用いた簡易ビーム形成に関する一検討2017

    • 著者名/発表者名
      井上航一, 西村寿彦, 大鐘武雄, 小川恭孝,
    • 学会等名
      平成29年度電気・情報関係学会北海道支部連合大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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