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屋内マルチパス環境における高精度測角を実現する到来波方向推定アンテナの開発

研究課題

研究課題/領域番号 18K13755
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分21020:通信工学関連
研究機関富山大学

研究代表者

本田 和博  富山大学, 学術研究部工学系, 講師 (40721668)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2019年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2018年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード到来波方向推定 / 屋内マルチパス環境 / AOAアンテナ / FB位相回転法 / 平均IQ値判定法 / 位相反転重み付け法 / 3次元OTA評価装置
研究成果の概要

スマートハウスなど屋内IoT化応用に進化させることを目的に素子数が従来の半分であっても推定誤差を大幅に改善できる新たな測角アルゴリズムを開発した。さらにライス伝搬環境において到来波方向精度を向上させる手法(平均IQ値判定法)と新たな測角アルゴリズムを融合させ、小型化された到来波方向推定アンテナであっても過酷な屋内マルチパス環境において高精度な測角が可能であることを理論的かつ実験的に実証した。その結果、4素子AOAアンテナの到来波推定精度は+20~-10度となった。5素子AOAアンテナの推定精度は+30~-20度であったので、従来アンテナと比較して20度推定精度が改善することが明らかとなった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

高度な家電制御通信を実現するためには、電波の到来波方向を推定する技術が必要である。MUSIC法などの高分解能到来方向推定アルゴリズムを用いれば、理論的には十分な推定精度が得られるが、複雑な信号処理を必要とすること、実際にはアンテナ間の相互結合や多重伝搬などにより理論的な推定精度を得ることが難しいことが問題である。本研究課題では、簡便に到来波方向を推定できる手法として位相モノパルス測角法を用い、マルチパス環境において小型で高精度な到来波推定機能(AOA)を有したシステムについて検討する。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2021 2020 2019 2018

すべて 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件) 産業財産権 (1件)

  • [学会発表] Three-dimensional Estimation of Angle of Arrival using Newton-Raphson Method2021

    • 著者名/発表者名
      R. Medisetti, K. Honda
    • 学会等名
      International Symposium on Antennas and Propagation (ISAP2020)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 3次元到来波方向推定アンテナの設計指標2020

    • 著者名/発表者名
      本田和博
    • 学会等名
      電子情報通信学会2020年総合大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 高測角精度AOAアンテナの小形化2019

    • 著者名/発表者名
      大坪勇樹, 本田和博, 小川晃一
    • 学会等名
      電子情報通信学会2019年ソサイエティ大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Phase Reversal Weighting Angle Estimation with a Reduced Number of Elements in a Rician Channel2018

    • 著者名/発表者名
      Honda Kazuhiro、Otsubo Yuki、Iwamoto Daishi、Ogawa Koichi
    • 学会等名
      2018 IEEE Conference on Antenna Measurements & Applications
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 高測角精度小形AOAアンテナを実現するFB位相回転法2018

    • 著者名/発表者名
      大坪勇樹, 岩本大史, 本田和博, 小川晃一
    • 学会等名
      電子情報通信学会2018年ソサイエティ大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [産業財産権] 方向推定装置および方向推定方法2018

    • 発明者名
      本田和博, 小川晃一
    • 権利者名
      富山大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2018-157197
    • 出願年月日
      2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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