| 研究課題/領域番号 |
22K04101
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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21020:通信工学関連
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| 研究機関 | 東京理科大学 |
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研究代表者 |
丸田 一輝 東京理科大学, 工学部電気工学科, 准教授 (30801170)
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| 研究分担者 |
井田 悠太 山口大学, 大学院創成科学研究科, 准教授 (20711229)
宗 秀哉 湘南工科大学, 工学部, 講師 (70873868)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2024年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2023年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
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| キーワード | チャネル推定 / 補間 / 同時多接続 / 多次元信号処理 / OFDM / Massive MIMO |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では，無線通信を安定的に実現するための基盤的技術である伝搬路(チャネル)の推定を対象とする．チャネル推定には送受信局において互いに既知であるパイロット信号を用いるが，これは情報伝送に寄与しないことから通信効率の劣化につながる．本研究では，限られたパイロット信号で，同時に推定可能なチャネル数の物理的限界を超越する時間・周波数・空間・電力領域信号処理技術の確立を目指す．
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| 研究実績の概要 |
直交周波数分割多重(OFDM)伝送では、チャネル推定のために用いるパイロットシンボルを分散配置することにより、チャネル推定及びデータ伝送の効率を向上することが可能である。また、パイロットを配置しないヌルサブキャリアに異なる端末/アンテナに対するチャネル推定のためのパイロットを配置することで効率的なチャネル推定も可能となる。
このとき、ヌルサブキャリアにおけるチャネル推定情報(CSI)を補間する必要があり、その精度が伝送性能に影響する。本研究では、周波数領域における分散パイロット配置において、時間領域のゼロ置換及び周波数領域のパイロットサブキャリア置換を繰り返すことでヌルサブキャリアのCSI を高精度に補間可能な手法を提案している。そのさらなる補間精度向上を目的とし、周波数領域において間引かれたCSIをIFFT後、繰り返し生じるインパルス応答を合成することでCSI 補間を実現するHigh-Time Resolution Carrier Interferometry (HTRCI) を上記手法に適用した。計算機シミュレーションによりCSI 推定精度及びBER 性能ともに改善可能であることを明らかにした。
また、多端末を収容可能とする多素子アンテナを有する基地局により構成されるMassive MIMO システムにおいて、周辺セルからの同一チャネル干渉を抑圧しながらセル内の対象ユーザとのCSIを推定可能とするセミブラインド干渉除去方式をこれまでに提案している。本検討において、端末が複数アンテナを備え、接続先基地局に対してビームを形成することによるセル間干渉抑圧性能改善効果を明らかにした。これにより、自基地局－ユーザ端末間のCSIをより高精度に推定することが可能となる。
またシステムレベルで評価可能な無線ネットワークのシミュレーション環境を構築した。
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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
計画当初に、以下の検討課題を設定した。
① 空間・周波数領域信号処理、② 電力・時間領域信号処理、③ システムレベルシミュレーション
それぞれについて、以下のように一定の進捗を得ている。
①基地局及びユーザ端末の多素子化及びビームフォーミングによる干渉除去性能を確認した。②時間・周波数領域にまたがるパイロットデザインに基づく伝搬路推定法について性能改善を実現した。③システムレベル検証へと応用可能なシミュレーション環境を構築した。
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| 今後の研究の推進方策 |
論文化など成果としてまとめることも視野に入れ、計画当初の項目を推進するとともに発展的な検討にも着手する。
特に、多素子アンテナによるビームフォーミングによる空間的な分離によるチャネル推定精度の向上については大きな効果が期待できることから、Massive MIMOシステムを前提とした検討などに注力する。
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