高速デジタル移動体通信のための伝搬路モデル化と適応的時空間信号処理システムの構築

1998 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 09450150
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 荒木 純道 東京工業大学, 工学部, 教授 (90016668)
• 研究分担者: 真田 幸俊 東京工業大学, 工学部, 助手 (90293042) ; 高田 潤一 東京工業大学, 理工学国際交流センター, 助教授 (90222083) ; 安藤 真 東京工業大学, 工学部, 教授 (90159533) ; 鈴木 博 東京工業大学, 理工学国際交流センター, 教授 (00282864)
• キーワード: 高速移動体通信 / 伝搬路モデル / 時空間信号処理 / 適応信号処理 / 超解像法 / 遅延時間推定 / 到来方向推定 / DSP

研究概要

移動体通信の爆発的な進展につれて、周波数の枯渇や容量不足が問題になってきている。また、画像伝送を始めとしたマルチメデア移動体通信に対する要求も高まってきている。こうした高速デジタル移動体通信を実現していくためには正確な伝搬路特性を表現するモデルの構築が不可欠である。更にそのような伝搬路特性を測定するシステムを構成しなければならない。
本研究では、デジタル通信方式の観点から高速デジタル移動体通信にための伝搬路特性(時間及び空間領域における)を正確に測定するシステムの構築を行なった。オフラインの測定系を構築すると共に、オンライン処理を可能にするDSP中心のハードウエア実装も試みている。特に、超解像手法を駆使し、限られたアレイアンテナ数、周波数点数のもとで、到来方向、遅延時間、到来信号レベルの同時推定の手法を開発した。これに関連してニューラルネットワークや凸2次計画法に基づくアルゴリズムの精密化が行なわれた。
更にそれらの成果を基に、適応的な時空間信号処理システムを提案した。具体的にはマルチキャリアを用いたアレー信号処理方法、ダイバーシテイ技術とビーム整形技術との関係、到来方向及び遅延時間を考慮した新しいプリコーディング法、多次元ESPRIT法の開発等が主な成果である。時間領域と空間領域との複合アレイ信号処理は、伝送品質の向上(例えば、同期補足の向上、パケットスループットの改善など)に大きく貢献するものと期待される。

研究成果

• [文献書誌] K.Sakaguchi: "On Measuring the Delay Profile and the Direction of Arrival by Using Super Rcrolution Algorithm" 1998 IEEE Vehicular Technology Conference. 154-158 (1998)
• [文献書誌] J.Takada: "A Superrceolution Spntio-Tempornl Chnnnel Sounder for Future Microwave Mobile Communication System Development" 1998 IEEE Asia-Pacific Conference on Circuits and Systems. 101-104 (1998)
• [文献書誌] 阿部 徳生: "レイトレース法を用いた時空間チャンネルモデルの作成" 電子情報通信学会技術報告. AP97-197 RCS97-235 (1998)
• [文献書誌] 阪口 啓: "偏波平均化ESPRIT法を用いた多重波伝搬環境における遅延特性測定法" 1998年電子情報通信学会総合大会. B-1-15 (1998)
• [文献書誌] 岡田 貴宏: "ESPRIT法を用いた遅延プロファイル実測結果とレイトレースシミュレーションの比較検討" 1998年電子情報通信学会総合大会. B-1-16 (1998)
• [文献書誌] 阪口 啓: "3-D Unitary ESPRIT法を用いた多重波パラメタの測定法" 電子情報通信学会技術研究報告. AP98-35 (1998)
• [文献書誌] 関根 勇樹: "マイクロセルにおける時空間チャネルモデルの作成" 1998年電子情報通信学会通信ソサイエティ大会. B-1-24 (1998)
• [文献書誌] 阪口 啓: "高分解能時空間チャネルサウンディング" 1998年電子情報通信学会通信ソサイエティ大会. B-1-42 (1998)
• [文献書誌] 阪口 啓: "MUSIC法を用いた多重波伝搬環境における到来方向推定法" 1997年電子情報通信学会通信ソサイエティ大会. B-1-9 (1997)
• [文献書誌] 阪口 啓: "ESPRIT法を用いた多重波パラメータの推定法" 電子情報通信学会技術報告. AP97-151 (1997)