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Massive MIMOのハードウエア構成を厳密に評価する伝搬モデルの構築

研究課題

研究課題/領域番号 19J11904
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
審査区分 小区分21020:通信工学関連
研究機関新潟大学

研究代表者

谷口 諒太郎  新潟大学, 自然科学研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2019-04-25 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
2020年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2019年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
キーワード電波伝搬 / 無線通信 / 高SHF帯 / 伝搬モデル / Massive MIMO / 5G / ミリ波帯
研究開始時の研究の概要

無線通信機器の普及により通信量が著しく増加しており,現在の通信技術ではこの通信容量の増加への対応に限界がある.そこで基地局に数十~百のアンテナを配置したMassive MIMOと呼ばれるシステムが提案されている.
本研究は,そのMassive MIMOを厳密に評価できる伝搬モデルの実測に基づく構築と,そのモデルを用いたMassive MIMOシステムの総合的な評価と改善を目的とする.

研究実績の概要

Massive MIMO(Multi-Input Multi-Output)では従来の周波数に比べ比較的高い周波数帯(SHF帯)が利用される.SHF帯は従来用いられてきたUHF帯に比べ伝搬損失が大きく,その伝搬特性が異なるため,これまでのシステムの評価で用いられてきた伝搬モデルをそのまま流用することは適切ではない.
SHF帯の伝搬を解析し,新たな伝搬モデルを設計する必要がある.既に3GPP(3rd Generation Partnership Project)で提案されているSHF帯でも適用可能な伝搬モデルは存在するが,構成が非常に複雑で,その特性が従来の伝搬モデルであるレイリーフェージングに近いため,より簡易で実際の伝搬環境に近い伝搬モデルの構築は必須である.新たな伝搬モデルを提案するにあたり,申請者が着目したのは電波のパスのかたまり(クラスタ)の数である.
高SHF帯のように比較的高い周波数になるとクラスタ数が減少することをシミュレーションにより明らかにした.また,中心周波数27.8GHzのチャネルサウンダを用い,所属大学のキャンパス内で電波伝搬測定を行うことで,実際の伝搬環境で得られる遅延-到来方向特性を導出した.この測定結果から,クラスタ数やクラスタの角度広がり,クラスタ間の電力差などのパラメータを導出し,いくつかのクラスタからなる新たな伝搬モデルの提案と評価を行い有効性を示した.

現在までの達成度 (段落)

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 3件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Comparison of SNR and channel capacity with micro and milli-meter wave bands based on outdoor propagation measurement2020

    • 著者名/発表者名
      R. Taniguchi and K. Nishimori
    • 雑誌名

      IEICE Communications Express

      巻: 9 号: 6 ページ: 153-158

    • DOI

      10.1587/comex.2019SPL0002

    • NAID

      130007850805

    • ISSN
      2187-0136
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] [若手招待講演] Massive MIMOシステムの信号処理とチャネルモデルに関する研究2021

    • 著者名/発表者名
      谷口諒太郎
    • 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
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Analysis of cluster characteristics in SHF band using ISTA and K-means++ algorithms2021

    • 著者名/発表者名
      谷口諒太郎
    • 学会等名
      The 2020 International Symposium on Antennas and Propagation
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] SHF帯におけるISTAを用いたクラスタ数推定に関する考察2020

    • 著者名/発表者名
      谷口諒太郎
    • 学会等名
      2020年電子情報通信学会通信ソサイエティ大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Consideration on Estimation of Received Power and Number of Clusters Using ISTA in SHF Band2020

    • 著者名/発表者名
      谷口諒太郎
    • 学会等名
      2020 IEEE Shin-etsu Session
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Consideration Toward Relationship between Received Sensitivity and Number of Cluster in SHF Band2020

    • 著者名/発表者名
      谷口諒太郎
    • 学会等名
      2020 IEEE International Symposium on Antennas and Propagation and USNC-URSI Radio Science Meeting AP-S/URSI
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] SHF帯における受信感度とクラスタ数の関係に関する考察2020

    • 著者名/発表者名
      谷口諒太郎
    • 学会等名
      電子情報通信学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 複数周波数帯における伝搬損失の比較検討2019

    • 著者名/発表者名
      谷口諒太郎
    • 学会等名
      電子情報通信学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ディープラーニングの通信システムへの応用2019

    • 著者名/発表者名
      谷口諒太郎
    • 学会等名
      電子情報通信学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] マルチビームMassive MIMOにおける畳み込みニューラルネットワークを用いた変調方式推定2019

    • 著者名/発表者名
      谷口諒太郎
    • 学会等名
      電子情報通信学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 畳み込みニューラルネットワークを用いたマルチビームMassive MIMOにおける変調方式推定2019

    • 著者名/発表者名
      谷口諒太郎
    • 学会等名
      電子情報通信学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ディープラーニングを用いたマルチビームMassive MIMOにおける変調方式推定2019

    • 著者名/発表者名
      谷口諒太郎
    • 学会等名
      電子情報通信学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Modulation scheme estimation using convolutional neural network for multi-beam Massive MIMO2019

    • 著者名/発表者名
      Ryotaro Taniguchi
    • 学会等名
      International Symposium on Antennas and Propagation
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] マルチビームMassive MIOMにおける畳み込みニューラルネットワークを用いた変調方式推定2019

    • 著者名/発表者名
      谷口諒太郎
    • 学会等名
      電子情報通信学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

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公開日: 2019-05-29   更新日: 2024-03-26  

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