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全二重無線通信の空間ダイバーシティと固有ビームフォーミングによる伝送路容量の向上

研究課題

研究課題/領域番号 21K04046
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分21020:通信工学関連
研究機関日本工業大学

研究代表者

竹村 暢康  日本工業大学, 基幹工学部, 教授 (90747023)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023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)
2023年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2021年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード全二重無線通信 / 空間ダイバーシティ / 固有ビームフォーミング / MIMO / 移動通信 / ミリ波 / アンテナ / 伝送路容量 / 端末間干渉
研究開始時の研究の概要

IoTの普及に伴い、移動通信システムにおける伝送路容量の向上を実現するため、MIMO技術や全二重無線通信技術などを高度化して組み合わせることにより、大容量高速化・低遅延化に向けた研究が進められている。本研究では、全二重無線通信における端末間干渉の抑圧および伝送路容量を向上する新たな手段として、端末の指向性や偏波を切り換える空間ダイバーシティ技術とMIMOチャネルに対する固有ビームフォーミング技術を適用したシステムを検討する。ミリ波帯において端末への実装を実現するとともに、電波伝搬環境におけるシステムの伝送路容量を評価し、端末間干渉の抑圧および伝送路容量の向上を検証する。

研究成果の概要

移動通信システムの全二重無線通信における端末間干渉の抑圧および伝送路容量を向上する新たな手段として、ミリ波帯における指向性および偏波を切り換える空間ダイバーシティを適用した小型な端末アンテナ構成を実現した。MIMO固有ビームフォーミングと融合することで、端末間干渉の抑圧効果が得られることを確認し、基地局と端末間のシステム全体の伝送路容量の向上を実現するとともに、その効果を明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究により、ミリ波帯における全二重無線通信技術を用いたSDD方式を適用した移動通信用の小型な端末アンテナ構成を実現し、システムにおける端末間干渉の抑圧と伝送路容量の向上の効果について明らかにしたことは学術的な意義が大きいものと考える。また、本技術によりミリ波帯において端末に適用する空間ダイバーシティ技術とMIMO固有ビームフォーミング技術の融合効果について検証できたことは、今後のIoTの普及において大きな効果をもたらすものと期待される。

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2023 2022

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 (6件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] A study on terminal-to-terminal interference suppression using space diversity for millimeter-wave full-duplex MIMO system2023

    • 著者名/発表者名
      Takemura Nobuyasu
    • 雑誌名

      IEICE Communications Express

      巻: 12 号: 6 ページ: 288-293

    • DOI

      10.1587/comex.2023SPL0010

    • ISSN
      2187-0136
    • 年月日
      2023-06-01
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 空間ダイバーシティを適用したミリ波帯全二重無線通信における周波数帯域特性に関する検討2023

    • 著者名/発表者名
      竹村暢康
    • 学会等名
      2023年電子情報通信学会ソサイエティ大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Investigating Channel Capacity Characteristics of Millimeter-Wave Full-Duplex MIMO System with Mobile Terminal Space Diversity2023

    • 著者名/発表者名
      Takemura Nobuyasu
    • 学会等名
      The 2023 International Symposium on Antennas and Propagation (ISAP2023)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 全二重無線通信における空間ダイバーシティを用いたミリ波帯での端末間干渉抑圧に関する検討2023

    • 著者名/発表者名
      竹村暢康
    • 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
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 全二重無線通信における空間ダイバーシティを用いたミリ波帯でのチャネル容量特性に関する検討2022

    • 著者名/発表者名
      竹村暢康
    • 学会等名
      2022年電子情報通信学会ソサイエティ大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] A Study on Interference Suppression Performance using Space Diversity of Mobile Terminal for Millimeter-Wave Full-Duplex MIMO System2022

    • 著者名/発表者名
      Takemura Nobuyasu
    • 学会等名
      The 2022 International Symposium on Antennas and Propagation (ISAP2022)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 全二重無線通信における空間ダイバーシティを用いたミリ波帯での端末間干渉抑圧に関する検討2022

    • 著者名/発表者名
      竹村暢康
    • 学会等名
      2022年電子情報通信学会総合大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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