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帯域内全二重における送受信機の非理想性を考慮した干渉除去フィルタの研究

研究課題

研究課題/領域番号 19K14979
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
研究機関豊橋技術科学大学

研究代表者

宮路 祐一  豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (50712923)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2020年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2019年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
キーワード帯域内全二重 / 自己干渉除去 / 送受信機の非線形性 / 適応信号処理 / 送受信機の非理想性
研究開始時の研究の概要

電波資源を有効に利用する技術として,帯域内全二重の技術課題に取り組む.帯域内全二重を阻害する大きな問題に自己干渉がある.自己干渉は,受信したい信号に対して数十デシベルから百デシベルほど大きく,また送受信機の非理想性により歪んでいる.非理想性による歪を考慮した自己干渉除去フィルタは一般に,計算コストが高く,収束特性が悪い.本課題では,非理想性を解析的に分解・再構成し,高精度,低計算量,高速収束を同時に達成するフィルタを開発する.

研究成果の概要

帯域内全二重を実現するために,送受信機の非理想性を考慮したディジタル自己干渉除去フィルタを開発した。高精度な除去性能,低計算量,高速収束を実現するフィルタ,最も回路の非理想性を考慮したフィルタ,事前の非線形処理により回路の特性をより良く抽出するフィルタなどを開発した。併せて,数学的な妥当性を示す理論解析と,実用可能性を示すソフトウェア無線機を用いた実験を実施し,多面的に信頼性と有効性を評価した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究成果は,帯域内全二重を実現するための回路の非理想性を考慮したディジタルフィルタ設計に関するものであるが,回路の非理想性は一般の無線機にも生じる問題であり,広く応用可能である。また,無線機を理解するための学術的側面と無線機を製作するための社会的側面の両方で重要な成果を含んでいる。今後,無線機の低廉化や高周波化によって,回路の非理想性を理解することはますます重要になり,本研究成果の意義が高まると期待される。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (26件)

すべて 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (20件) (うち招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Improvement in bit error rate of in-band full-duplex transceiver using clipping and clip-noise compensation techniques2021

    • 著者名/発表者名
      Sato Eisaku、Komatsu Kazuki、Miyaji Yuichi、Uehara Hideyuki
    • 雑誌名

      IEICE Communications Express

      巻: 10 号: 12 ページ: 918-923

    • DOI

      10.1587/comex.2021COL0011

    • NAID

      130008123828

    • ISSN
      2187-0136
    • 年月日
      2021-12-01
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Theoretical Analysis of In-Band Full-Duplex Radios with Parallel Hammerstein Self-Interference Cancellers2021

    • 著者名/発表者名
      Komatsu Kazuki, Miyaji Yuichi, Uehara Hideyuki
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Wireless Communications

      巻: ー 号: 10 ページ: 6772-6786

    • DOI

      10.1109/twc.2021.3076496

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Iterative Nonlinear Self-Interference Cancellation for In-Band Full-Duplex Wireless Communications Under Mixer Imbalance and Amplifier Nonlinearity2020

    • 著者名/発表者名
      Komatsu Kazuki、Miyaji Yuichi、Uehara Hideyuki
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Wireless Communications

      巻: 19 号: 7 ページ: 4424-4438

    • DOI

      10.1109/twc.2020.2983407

    • NAID

      120006869274

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Analog Self-Interference Cancellation Using Auxiliary Transmitter Considering IQ Imbalance and Amplifier Nonlinearity2020

    • 著者名/発表者名
      Fukui Takahisa、Komatsu Kazuki、Miyaji Yuichi、Uehara Hideyuki
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Wireless Communications

      巻: 19 号: 11 ページ: 7439-7452

    • DOI

      10.1109/twc.2020.3011467

    • NAID

      120006941350

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Weighted Least Squares With Orthonormal Polynomials and Numerical Integration for Estimation of Memoryless Nonlinearity2020

    • 著者名/発表者名
      Komatsu Kazuki、Miyaji Yuichi、Uehara Hideyuki
    • 雑誌名

      IEEE Wireless Communications Letters

      巻: 9 号: 12 ページ: 2197-2201

    • DOI

      10.1109/lwc.2020.3017807

    • NAID

      120006941349

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 帯域内全二重における時間領域及び周波数領域キャンセラの実機実験による除去性能評価2022

    • 著者名/発表者名
      金丸紘基、宮路祐一、上原秀幸
    • 学会等名
      電子情報通信学会総合大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 帯域内全二重におけるFSK,PSKの実験による自己干渉除去性能の評価2022

    • 著者名/発表者名
      山本魁世、宮路祐一、上原秀幸
    • 学会等名
      電子情報通信学会総合大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 帯域内全二重のためのディジタルプリディストータとネルダーミード法を用いた送信機の非線形化2022

    • 著者名/発表者名
      佐藤栄作、小松和暉、宮路祐一、上原秀幸
    • 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
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 帯域内全二重におけるコンパンディング法のパラメータ最適化2021

    • 著者名/発表者名
      岡野公太、小松和暉、宮路祐一、上原秀幸
    • 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
      2021 実績報告書
  • [学会発表] [ポスター講演]帯域内全二重の無線実験系構築への取り組み2021

    • 著者名/発表者名
      宮路祐一、上原秀幸
    • 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
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 帯域内全二重無線のための非線形補償受信機を用いたビット誤り率の改善2021

    • 著者名/発表者名
      佐藤栄作、小松和暉、宮路祐一、上原秀幸
    • 学会等名
      電子情報通信学会総合大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] コンパンディング法を用いた帯域内全二重におけるビット誤り率の理論解析2021

    • 著者名/発表者名
      岡野公太、小松和暉、宮路祐一、上原秀幸
    • 学会等名
      電子情報通信学会総合大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] RadComにおけるRF不完全性を考慮した距離と速さの検知2020

    • 著者名/発表者名
      田齊広太郎、小松和暉、宮路祐一、上原秀幸
    • 学会等名
      電子情報通信学会ソサイエティ大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Improving In-Band Full-Duplex Capacity by Transmitter Nonlinearization using Digital Predistortion2020

    • 著者名/発表者名
      Chua Teong Zhe,小松和暉,宮路祐一,上原秀幸
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] ベースバンド無線における帯域内全二重のためのヒルベルト変換を組み合わせた自己干渉除去2020

    • 著者名/発表者名
      蛭川泰丞,小松和暉,宮路祐一,上原秀幸
    • 学会等名
      電子情報通信学会総合大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 無線チャネルの変動に対処した自己干渉キャンセラの再学習2020

    • 著者名/発表者名
      石井建至,小松和暉,宮路祐一,上原秀幸
    • 学会等名
      電子情報通信学会総合大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 非線形自己干渉キャンセラを用いる帯域内全二重のための送信機AM-AM特性の最適化2020

    • 著者名/発表者名
      小松和暉,宮路祐一,上原秀幸
    • 学会等名
      電子情報通信学会総合大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 帯域内全二重におけるPAPR低減手法によるィジタル自己干渉除去の性能改善2020

    • 著者名/発表者名
      岡野公太,小松和暉,宮路祐一,上原秀幸
    • 学会等名
      電子情報通信学会総合大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Radar and CommunicationにおけるRF不完全性の影響の評価2020

    • 著者名/発表者名
      田齊広太郎,小松和暉,宮路祐一,上原秀幸
    • 学会等名
      電子情報通信学会総合大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 補助送信機による自己干渉除去のためのWidely Linearフィルタ設計における適応アルゴリズムの評価2019

    • 著者名/発表者名
      福井崇久,小松和暉,宮路祐一,上原秀幸
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] 非線形自己干渉キャンセラのための二次元正規直交ラゲール多項式を用いた理論的性能解析2019

    • 著者名/発表者名
      小松和暉,宮路祐一,上原秀幸
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] [依頼講演]帯域内全二重における送受信機の非理想性2019

    • 著者名/発表者名
      宮路祐一,上原秀幸
    • 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 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 帯域内全二重におけるRappモデルによる電力増幅器の非線形歪みと自己干渉除去の性能向上に関する検討2019

    • 著者名/発表者名
      Chua Teong Zhe,小松和暉,宮路祐一,上原秀幸
    • 学会等名
      電子情報通信学会ソサイエティ大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 帯域内全二重における位相雑音を考慮した局部発振器の比較2019

    • 著者名/発表者名
      福井崇久,小松和暉,宮路祐一,上原秀幸
    • 学会等名
      電子情報通信学会ソサイエティ大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 増幅器の利得変動に対処した自己干渉キャンセラの部分的再学習2019

    • 著者名/発表者名
      石井建至,小松和暉,宮路祐一,上原秀幸
    • 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 実施状況報告書
  • [備考] ワイヤレス通信研究室

    • URL

      http://www.comm.ee.tut.ac.jp//wc/

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実施状況報告書 2019 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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