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2012 年度 実績報告書

電波伝搬測定に基づくMIMO通信容量の評価とその改善に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 23360166
研究機関北海道大学

研究代表者

小川 恭孝  北海道大学, 情報科学研究科, 教授 (70125293)

研究分担者 大鐘 武雄  北海道大学, 情報科学研究科, 准教授 (10271636)
西村 寿彦  北海道大学, 情報科学研究科, 助教 (70301934)
研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2014-03-31
キーワードMIMOチャネル / OFDM / 散乱体 / 時変動チャネル / チャネル予測
研究概要

1.MIMO伝搬路の周波数領域測定を行うため、LTE規格のOFDM信号の伝搬路出力をシグナルアナライザで計測する測定系を構築した。伝搬路をフェージングシミュレータにより模擬して試験を行い、伝搬路測定が可能であることを明らかにした。
2.伝搬路の散乱体を検出するTime-Reversal MUSICアルゴリズムにおいて時間領域と空間領域の2次元のゲーティングにより、SN比を向上させるとともに、一度に検出しなければならない散乱体の数を減少させ、散乱体の検出性能を向上する方式の開発を行い、提案方式の有効性を確認した。
3.Time-Reversal技術を通信に応用することによって、広帯域マルチユーザ伝送法の特性改善を図る検討を行ったが、ユーザ間干渉を現実的なアンテナ数では抑圧できないことが分かったため、周波数領域でのブロック対角化と固有ビーム空間分割多重を行う方式を開発し、良好な特性を確認した。
4.無線伝搬路の周波数相関は、周波数ダイバーシチ効果の評価やOFDM信号のチャネル推定のためのパイロット信号挿入間隔の決定などに重要な役割を果たす。これまでの周波数相関は単一のアンテナについて定義されていた。本研究では、これを分散アンテナ系に拡張し、その定義を明らかにするとともに数値計算によって、その評価を行った。
5.時変動環境における下り回線のマルチユーザMIMOシステムにおいては、チャネル測定を行う時刻と実際の送信を行う時刻には遅延が生ずるため、ユーザ間干渉やストリーム間干渉が発生する.パイロット信号を用いた過去のチャネルの直線外挿により,実際の下り回線送信時刻におけるチャネルを予測する手法を屋内で測定されたチャネルに適用し、その評価を行った。その結果、HIPERLAN/2の規格において歩行速度程度の時変動環境であれば、上記の直線外挿で充分な改善効果が得られることが分かった.

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

実測されたMIMOチャネルを用いて、その特性改善を行うことは本研究の重要なポイントである。時変動環境におけるマルチユーザMIMOシステムをチャネルの直線外挿という、適用が容易な方式によって性能改善が可能であることを実測データにより明らかにできた。

今後の研究の推進方策

これまでに考察を行ったチャネルの予測精度を改善するため、AR法や更に高度な予測手法を検討し、実測されたMIMOチャネルを用いて評価する。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (5件)

  • [雑誌論文] Performance Evaluation of a Multi-User MIMO System with Prediction of Time-Varying Indoor Channels2013

    • 著者名/発表者名
      H. P. Bui, Y. Ogawa, T. Nishimura, T. Ohgane
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Antennas and Propagation

      巻: vol. 61, no. 1 ページ: 371-379

    • DOI

      10.1109/TAP.2012.2214995

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Time-Reversal MUSIC Imaging with Time-Domain Gating Technique2012

    • 著者名/発表者名
      崔喜童
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Communications

      巻: E95-B ページ: 2377-2385

    • DOI

      10.1587/transcom.E95.B.2377

    • 査読あり
  • [学会発表] MIMO伝搬チャネル測定法に関する基礎実験2013

    • 著者名/発表者名
      柳舘昌直
    • 学会等名
      平成24年度電子情報通信学会北海道支部学生会インターネットシンポジウム
    • 発表場所
      北海道大学(札幌市)
    • 年月日
      20130206-20130215
  • [学会発表] Selective Ultrawideband Time-Reversal MUSIC using a Time-Domain Gating Technique

    • 著者名/発表者名
      崔喜童
    • 学会等名
      2012 IEEE Antennas and Propagation Society International Symposium
    • 発表場所
      Sheraton Chicago Hotel and Towers (USA)
  • [学会発表] Angle-and-Time-Domain Gating Technique for Time-Reversal MUSIC Imaging

    • 著者名/発表者名
      崔喜童
    • 学会等名
      International Symposium on Antennas and Propagation 2012
    • 発表場所
      名古屋国際会議場(愛知県)
  • [学会発表] Considerations on a Frequency Correlation for Distributed Antenna Systems

    • 著者名/発表者名
      山口歌奈子
    • 学会等名
      International Symposium on Antennas and Propagation 2012
    • 発表場所
      名古屋国際会議場(愛知県)
  • [学会発表] 広帯域伝送系におけるマルチユーザE-SDM方式に関する検討

    • 著者名/発表者名
      原田佳太
    • 学会等名
      2013年電子情報通信学会総合大会
    • 発表場所
      岐阜大学(岐阜市)

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公開日: 2014-07-24  

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