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雑音を利用した1ビットアナログ・デジタル変換器によるMIMO-OFDM受信機

研究課題

研究課題/領域番号 20H02149
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分21020:通信工学関連
研究機関名古屋大学

研究代表者

山里 敬也  名古屋大学, 教養教育院, 教授 (20252265)

研究分担者 齋藤 将人  琉球大学, 工学部, 准教授 (30335476)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円)
2023年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2022年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2021年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2020年度: 6,890千円 (直接経費: 5,300千円、間接経費: 1,590千円)
キーワード確率共鳴現象 / 1bitアナログ/デジタル変換器 / MIMO-OFDM / 1bitアナログ/デジタル変換器 / 1bit アナログ/デジタル変換器
研究開始時の研究の概要

本研究では,分解能が最も低い1 ビットアナログ・デジタル変換器(1bit ADC)であっても,雑音を利用して,低い分解能を超える信号を受信できることを実証する.具体的には,我々がこれまで行った確率共鳴現象の検討結果を発展させ,雑音を利用する1bit ADC を用いた信号受信の基礎理論を構築することを目的とする.対象とする信号として,第5 世代移動通信(5G) で採用されているMIMO-OFDM信号を取り上げる.そのような複雑な信号であっても,雑音を利用する1bit ADC を用いた受信機で復調できることを,受信機の開発と受信実験を通して実証する.

研究成果の概要

本研究では,分解能が最も低い1ビットアナログ・デジタル変換器(1-bit ADC)であっても,雑音を利用して,低い分解能を超える信号を受信できることを実証する.具体的には,我々がこれまで行った確率共鳴現象の検討結果を発展させ,雑音を利用する1-bit ADCを用いた信号受信の基礎理論を構築することを目的とする.対象とする信号として,第5世代移動通信(5G)で採用されているMIMO-OFDM信号を取り上げる.そのような複雑な信号であっても,雑音を利用する1-bit ADCを用いた受信機で復調できることを,受信機の開発と受信実験を通して実証する.

研究成果の学術的意義や社会的意義

これまで雑音は,工学的には邪魔なものとしてフィルタ処理等を駆使して積極的に取り除かれてきた.
これに対し,本研究では雑音を積極的に利用する.あえて雑音を利用する通信システムの検討を行うことで,これまでとはまったく異なる考え方に基づく,新しい通信システムの構築を目指している.ここに本研究の学術的独自性と創造性がある.

報告書

(5件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2024 2023 2022 2021 2020 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 3件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] 16 QAM-OFDM Receiver Using 1-bit ADC for Noise Utilization Characterization in Fading Channels with Large Amplitude Fluctuations2024

    • 著者名/発表者名
      Arata Isozaki, Takaya Yamazato, Masato Saito
    • 雑誌名

      IEICE Communication Express

      巻: X13-B

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 雑音と1-bit ADCを用いたIF 帯16-QAM/OFDM信号受信実験2024

    • 著者名/発表者名
      齋藤 将人, 山里 敬也
    • 学会等名
      2024年電子情報通信学会総合大会講演論文集 ( 電子情報通信学会 ) A-9-22 - A-9-22
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 16QAM-OFDM Receiver Using 1-bit ADC that Utilizes Noise and Performs Frequency Conversion in the Digital Domain Characterization in a Frequency Flat Rician Fading Channel2023

    • 著者名/発表者名
      Arata Isozaki, Takaya Yamazato, Masato Saito
    • 学会等名
      International Conference on Emerging Technologies for Communications (ICETC), O3-3
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] デジタル領域で搬送波を乗算する1bit ADCを用いた16QAM-OFDM受信機 ~2パスフェージングチャネルとAWGNチャネルにおける特性評価~2023

    • 著者名/発表者名
      磯崎新,山里敬也,齋藤将人
    • 学会等名
      電子情報通信学会技術研究報告,CS2023-26, pp.30-34
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 雑音と1bit ADCを用いた2x2 SFBC-MIMO-OFDMシステムのビット誤り率特性2023

    • 著者名/発表者名
      坂山 秀明, 齋藤 将人, 山里 敬也
    • 学会等名
      信学技法WBS2023-59,ITS2023-42,RCC2023-53
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 非線形増幅器が1bit-ADCの入出力解析に与える影響の評価2023

    • 著者名/発表者名
      磯崎新, 山里敬也, 齋藤将人, 羽多野裕之
    • 学会等名
      電子情報通信学会 総合大会, B-5-19, p.264
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 確率共鳴現象を利用したPD型可視光通信の通信性能の一検討2022

    • 著者名/発表者名
      藤井大智, 荒井伸太郎, 山里敬也, 羽多野裕之, 齋藤将人
    • 学会等名
      電子情報通信学会ソサイエティ大会,AS-2
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 1bit ADCとオーバサンプリングを用いたSFBC-MIMO-OFDM信号受信2022

    • 著者名/発表者名
      齋藤将人, 山里敬也
    • 学会等名
      電子情報通信学会ソサイエティ大会,A-9-8
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 3.35GHz帯移動環境における遅延プロファイルの多段推定手法による雑音電力の低減2022

    • 著者名/発表者名
      小鹿文也,山里敬也,齋藤将人,木村翔,田中翔馬,林合祐,佐藤彰弘,表英毅
    • 学会等名
      電子情報通信学会 総合大会, B-1-44, p.44
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Experimental verification of 4-ary Pulse Amplitude Modulated signal receiver with noise-aided one-bit analogue-to-digital converter2021

    • 著者名/発表者名
      Takuto Ohtaguro, Masato Saito, Takaya Yamazato
    • 学会等名
      International Conference on Materials and Systems for Sustainability 2021 (ICMaSS2021)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 雑音と1bit ADCを用いた4PAM信号受信実験2021

    • 著者名/発表者名
      大田黒 拓斗,齋藤 将人,山里 敬也
    • 学会等名
      電子情報通信学会技術研究報告,MIKA2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 雑音と1bit ADCを用いた4PAM信号受信における雑音強度に対する受信信号点間距離の実験的測定2021

    • 著者名/発表者名
      大田黒 拓斗,齋藤 将人,山里 敬也
    • 学会等名
      電気・情報関係学会九州支部第74回連合大会講演論文集
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 雑音を用いた1bit ADCによる4値PAM信号の復調法に関する実験的検討2021

    • 著者名/発表者名
      大田黒 拓斗,齋藤 将人,山里 敬也
    • 学会等名
      電子情報通信学会技術研究報告,Vol. 121,No. 72,pp.133-138
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 雑音と1bit ADCを用いたマルチアンテナ受信機におけるチャネル推定と信号復調2021

    • 著者名/発表者名
      中島康雄,山里敬也,荒井伸太郎,齋藤将人,羽多野裕之,田中宏哉,田所幸浩
    • 学会等名
      電子情報通信学会 総合大会, B-8-27, p.148
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] A Study on Required FFT Sizes for Demodulation of OFDM Signals by Intentionally Added Noise and 1bit ADC2020

    • 著者名/発表者名
      M. Saito, T. Ohtaguro, Y. Nakashima, T. Yamazato, S. Arai, H. Hatano, H. Tanaka, Y. Tadokoro
    • 学会等名
      International Symposium on Nonlinear Theory and its Application (NOLTA), pp.105-108
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] マルチアンテナ受信機における雑音を利用した1bitアナログ-ディジタル変換器の特性解析2020

    • 著者名/発表者名
      中島康雄,山里敬也,荒井伸太郎,齋藤将人,羽多野裕之,田中宏哉,田所幸浩
    • 学会等名
      電子情報通信学会技術研究報告, CS2020-20, pp.25-26
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] 確率共鳴

    • URL

      https://vimeo.com/manage/videos/499501573

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

URL: 

公開日: 2020-04-28   更新日: 2025-01-30  

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