| 研究課題/領域番号 |
21K11868
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分60060:情報ネットワーク関連
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| 研究機関 | 鳥取大学 |
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研究代表者 |
中川 匡夫 鳥取大学, 工学研究科, 教授 (50530804)
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| 研究分担者 |
笹岡 直人 鳥取大学, 工学研究科, 教授 (80432607)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2023年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2022年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2021年度: 130千円 (直接経費: 100千円、間接経費: 30千円)
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| キーワード | 直交誤差 / IQインバランス / シングルキャリア / MIMO / チャネル推定 / ブラインド推定 / ブラインド補償 / タグフィルタ / GFDM / シングルユーザ |
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| 研究開始時の研究の概要 |
申請者はブラインド推定が困難な周波数依存性のある直交誤差を有するシングルキャリア信号に対し、ブラインド推定・補償を行う技術を提案してきた。本研究の目的は、この技術を空間多重無線通信に拡張し、周波数依存性のある直交誤差を有するMIMO－シングルキャリア信号に対するブラインド推定・補償技術の確立することである。研究の方法としては、受信信号処理アルゴリズムと送信信号フォーマットをシミュレーションによって検討した上で、測定器と複数の送受信機を組み合わせたオフライン信号処理系を構築して検証実験を行い、アルゴリズムの確からしさと現実のハードウェアで考慮していない要因の有無を明らかにし、さらに改良を進める。
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| 研究実績の概要 |
申請者は直交誤差を有するシングルキャリア信号に対し，ブラインド推定・補償を行う技術を提案してきた．本研究の目的は，さらなる高速化が可能となるようこの技術を空間多重無線通信に拡張し，周波数依存性のある直交誤差を有するMIMO－シングルキャリア信号に対するブラインド推定・補償技術の確立することである．
令和5年度は最初に提案した判定指向型アルゴリズム，昨年度の判定信号をチャネル推定に使う方法に加え，この2つの方法で補償した信号を再度入力側に帰還させる大きなループを追加する構成を考案し，シミュレーションを行った．その結果，既知信号であるトレーニング信号を用いた場合と同等の性能を実現する大きな改善効果を得た．
また2×2MIMO－シングルキャリア信号に判定信号をチャネル推定に使う方法を適用し，昨年度よりも改善効果を得た．さらに判定信号をMIMO分離に使う構成を構築し，既知信号の長さを減らすことが可能となった．
また昨年度に考案したタグフィルタを用いることでパイロット信号なしでMIMO分離とIQインバランスのブラインド推定・補償する技術に関して，位相回転に強い手法を導入することによりBit Error Rate特性を改善することが可能となった．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
周波数依存性のある直交誤差を有するMIMO－シングルキャリア信号に対するブラインド推定補償技術として当初計画では，CSI（チャネル状態情報）をフィードバックし，プリコーディングを行って送信データを変更することによって1回目の初期判定の特性をよくする方法を計画していた．しかしながらシミュレーション系を構築しアルゴリズムの検討を進める中で，パイロット信号とその平均化方法を工夫することによって， 送信データの変更なしに16QAM・2×2MIMO信号の分離と直交誤差のブラインド補償の両立が可能であることを明らかにした．
昨年度，判定信号をチャネル推定に使う方法を提案し，補償効果の改善を得た．今年度はこの技術をさらに発展させ，最初に提案した判定指向型アルゴリズム，昨年度の判定信号をチャネル推定に使う方法に加え，この2つの方法で補償した信号を再度入力側に帰還させる大きなループを追加する構成を考案し，シミュレーションを行った．その結果，既知信号であるトレーニング信号を用いた場合と同等の性能を実現する大きな改善効果を得た．
また2×2MIMO－シングルキャリア信号に判定信号をチャネル推定に使う方法を適用し，昨年度よりも改善効果を得た．さらに判定信号をMIMO分離に使う構成を構築し検証を行った．その結果，既知信号の長さを減らすことは可能となったが，完全にゼロとすることはできなかった．従ってMIMO分離のところはブラインド推定ではなく短いトレーニング信号を用いた推定，周波数オフセットとIQインバランスはブラインド推定を行う構成となった．
また昨年度に考案したタグフィルタを用いることでパイロット信号なしでMIMO分離とIQインバランスのブラインド推定・補償する技術に関して，位相回転に強い手法を導入することによりBit Error Rate特性を改善することが可能となった．
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| 今後の研究の推進方策 |
ここまでに確立した信号処理技術を実験によって検証する．任意信号発生器で周波数依存性のある直交誤差を発生する広帯域なベースバンド信号を発生し，RFの直交変調器を変調して送信し，受信側ではRFの直交復調器を用いてベースバンド信号に戻してデジタル・ストレージ・オシロスコープに蓄積してPC上でオフライン信号処理を行う．信号処理技術を検証し，アルゴリズムの確からしさと現実のハードウェアで考慮していない要因の有無を明らかにし，必要に応じて信号処理アルゴリズムを再度ブラッシュアップする．
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