| 研究課題/領域番号 |
15K13987
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| 研究機関 | 豊橋技術科学大学 |
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研究代表者 |
竹内 啓悟 豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (30549697)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | 情報通信工学 / 情報理論 / 大規模MIMO / 通信路推定 / 圧縮センシング |
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| 研究実績の概要 |
大規模MIMOとは、ユーザ数に比べて多数のアンテナを基地局に備えることで高速通信を実現するシステムである。大規模MIMOの性能を劣化させる要因として、ユーザから基地局に情報を伝送する上り回線における通信路推定で、パイロット汚染問題が生じることが指摘されている。パイロット汚染問題とは、通信路推定用にユーザが送る直交パイロット系列の総数に限りがあるため、異なる基地局に属する二人のユーザに同一の系列が割り当てられてしまうことで、基地局で同ユーザに関する通信路を分離・推定することが困難になる問題である。
平成２７年度にパイロット汚染を解決する手法として、圧縮センシングの分野で開発された近似的メッセージ伝搬法(approximate message passing, 略してAMP)に基づいて、通信路とデータの同時反復推定法を構築した。平成２８年度は、この反復法の通信路推定精度を改善する目的で、計算の簡略化のためにシンボル事前分布としてガウス分布を仮定していた部分を真のシンボル事前分布に変更する改良を行った。その結果、通信路の推定精度は改善することが判明したが、依然として反復法の収束特性に不安定性が残ることがわかった。
この不安定性はダンピング等の既存の対処療法を施すことによって解消できる可能性はあるが、より根本的な解決策を講じるために、状態発展法を使って通信路とデータの反復推定法の収束特性を解析するための理論的な枠組みを構築した。具体的には、ユーザ数と基地局のアンテナ数との比を一定に保って両者を無限大とした大システム極限を仮定した上で、通信路行列のユニタリ不変性を仮定した場合のデータ推定の収束特性を理論的に解析することに成功した。
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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
AMPに基づく通信路とデータの同時反復推定法の収束特性は当初の予想以上に良好でないことが判明したものの、状態発展法に基づいて収束特性の理論解析をした結果、当初の想定以上の成果が得られ、反復法の更新順序を改良することで収束特性を改善できる可能性を見出した。以上の点を総合的に勘案して、研究はおおむね順調に進展していると判断する。
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| 今後の研究の推進方策 |
平成２８年度に実施した状態発展法に基づく通信路とデータの反復推定法の収束特性の解析手法を反復法の更新規則の設計手法に応用する。具体的には、収束特性が特に良好でない部分として、通信路推定で得られた結果を利用してデータ推定の精度を改善する部分に注目する。更新規則の設計指針は、状態発展法による解析結果の表現が簡潔になるように、反復法の更新規則を改良するというものである。この指針は、反復における現在の状態が二段階以上過去の反復時における状態に依存する場合に、状態発展法の解析結果は複雑になり、同時に反復法の収束特性も不安定になるという知見に基づくものである。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
平成２８年度に国際会議での成果発表を予定していたが、発表時期が平成２９年度にずれ込んだため、出張旅費を確保するために次年度使用額が生じた。
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| 次年度使用額の使用計画 |
次年度使用額は、成果発表することが確定している国際会議への旅費として使用する。
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