| 研究課題/領域番号 |
20K04492
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| 研究機関 | 愛知工業大学 |
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研究代表者 |
小西 たつ美 愛知工業大学, 工学部, 教授 (00340159)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | 無線通信方式 / MIMO / 符号化 / ミリ波帯 / 仲上・ライスフェージング |
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| 研究実績の概要 |
本研究は複数の送受信アンテナを利用するMIMO（multiple-input multiple-output）無線通信方式において、送信アンテナと受信アンテナが構成する信号空間や、時刻・周波数などの成分に対して、代数や幾何の性質を活用することで、通信システムの性能を向上させる、符号化技術の検討を目的としている。
当該年度は、時刻毎に独立した情報を複数のアンテナから送信する空間符号化についての検討を行った。MIMO位相空間に対し巡回群を適用し、ユークリッド距離を基準に用いて構築した符号化を提案し、それらがこれからのモバイルネットワークで中心的に利用される予定の、ミリ波帯と呼ばれる高い周波数帯において、特に有効であることを示した。
ミリ波帯でのモバイル通信では、通信路の変動（例えば携帯端末を手に持ったり、顔に近づけたり、ポケットに入れたりすること）で、受信電波強度が大きく変動することが知られている。またそれら受信信号が、見通し内通信・見通し外通信のいずれにおいても、レイリーフェージングよりも、仲上・ライスフェージングと呼ばれる分布に近いとみなせることが、実験等で明らかにされている。これらの性質を踏まえ本研究では、仲上・ライスフェージングにおける受信信号電力の変動に対し頑強（ロバスト）な性質を持つ、新たなMIMO通信方式の空間符号化を提案した。
そして提案方式が、仲上・ライスフェージングの変動に対しロバストな性質を持つ理由を理論式を用いて解析し、そこから誤り率の式を導出して、シミュレーションによる結果と一致することを示した。これらの結果は、論文として投稿中である。
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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
初年度に予定していた検討事項については、研究実績の概要に述べたように、おおむね順調に進展したと考えているが、まだ、MIMO符号空間が持つ数学的性質を十分活かした、MIMO符号化の新しい手法の提案までには至ってない。そのため現在グラスマン多様体等について、数学書等を紐解きながら学びつつ、MIMO符号化に活かす具体的な手法についての検討を重ねている。よって、当初の計画以上には進んではいないため、今回（２）のおおむね順調に進展している、を選択した。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後は主に当該年度の成果であるMIMO空間符号と、グラスマン多様体のシューベルト胞体分割を組み合わせた、ノンコヒーレントの通信路情報を必要としないMIMO符号化の検討を行っていく予定である。高速な通信の実現や、変動が大きな通信環境では、通信路情報を必要としない方式が望まれるためである。
具体的には、送信側でシューベルト多様体に基づくグラスマン符号化と、MIMO空間符号に基づくユニタリー符号化の２段階符号化を行うことで、伝送効率と信頼性の両方の向上について検討を行い、誤り訂正符号との組み合わせも検討する。また実用化を想定した際に必ず求められる、工学的な扱いやすさを備えた符号となるよう工夫を行う予定である。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
今年度は新型コロナのために学会等は全てオンラインで行われたため、出張が出来ず、旅費や宿泊費で使用予定だった金額が残っている。まだこの先も出張等は難しそうであるので、図書の購入費や論文の英文校閲等で使用する計画である。
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