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2012 年度 実績報告書

大容量かつ省エネルギーを実現する先進的通信システムの創出

研究課題

研究課題/領域番号 23686058
研究機関横浜国立大学

研究代表者

落合 秀樹  横浜国立大学, 工学研究院, 准教授 (20334576)

研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2015-03-31
キーワード無線通信システム / OFDM / 電力増幅器 / 低消費電力
研究概要

本研究の目的は、周波数帯域制限下でのディジタル変調信号のピーク電力の変動および伝送レートの限界を明らかにする基礎理論を構築し、それに基づき周波数利用とパワーアンプの双方の高効率化を実現する先進的な大容量・省エネルギー通信システムを創出することにある。
本年度は、研究計画に従い通信システムの瞬時電力分布と電力増幅器の効率および歪みの関係を理論的に解析し、ピーク電力低減を行わない各種の通信方式において、理想的なA級およびB級電力増幅器を用いた場合の効率の理論限界、および歪みとのトレードオフを定量的に示した。
また、第四世代の携帯無線システムの変調方式として採用されているシングルキャリアFDMA方式の瞬時電力分布およびピーク対平均電力比の理論解析を行った。
さらに、本研究者が提案しているトレリスシェイピング技術に基づくOFDM信号のピーク電力低減方式の実用性を検証するため、提案手法にビットインタリーブ符号化変調(BICM)を組み合わせたOFDMシステムを設計し、その周波数選択性伝搬路における有効性を計算機シミュレーションにより明らかにした。
これらの成果は、国際的に評価の高いIEEEの論文誌および国際会議において採択されるに至っている。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

計画通りに変調方式と電力増幅器の効率を明らかとしたのみでなく、トレリスシェイピングを施したOFDM方式と符号化変調方式との組み合わせを提案し、それらの有効性を示したことは当初の計画を超えた内容であり、想定以上に進展しているといえる。

今後の研究の推進方策

今後は、当初の研究計画に従い、ピーク電力低減手法の導入により達成可能な電力効率の理論限界の導出に挑戦するとともに、より現実的な無線通信環境でそれらの有効性を示す予定である。また、一連の研究成果をこれまでと同様に、国際的な評価の高いIEEE論文誌およびICC, GLOBECOM, ISITなどの国際会議で発表していく予定である。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2013 2012

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (5件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Statistical distributions of instantaneous power and peak-to-average power ratio for single-carrier FDMA systems2013

    • 著者名/発表者名
      Hideki Ochiai
    • 雑誌名

      Physical Communication

      巻: in press ページ: 9ページ

    • DOI

      10.1016/j.phycom.2012.10.003

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Power-reductive precoding for the transmission of correlated information sequences2013

    • 著者名/発表者名
      Makoto Tanahashi and Hideki Ochiai
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Communications

      巻: vol. 61, no. 4 ページ: 1393-1403

    • DOI

      10.1109/TCOMM.2013.012913.120356

    • 査読あり
  • [雑誌論文] An analysis of band-limited communication systems from amplifier efficiency and distortion perspective2013

    • 著者名/発表者名
      Hideki Ochiai
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Communications

      巻: vol. 61, no. 4 ページ: 1460-1472

    • DOI

      10.1109/TCOMM.2013.020413.120384

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Performance comparison of uncoded OFDM systems with trellis shaping over nonlinear channels2013

    • 著者名/発表者名
      Rryota Yoshizawa and Hideki Ochiai
    • 雑誌名

      Wireless Personal Communications

      巻: in press ページ: 15ページ

    • DOI

      10.1007/s11277-013-1123-y

    • 査読あり
  • [雑誌論文] On instantaneous power distributions of single-carrier FDMA signals2012

    • 著者名/発表者名
      Hideki Ochiai
    • 雑誌名

      IEEE Wireless Communications Letters

      巻: vol. 1, no. 2 ページ: 73-76

    • DOI

      10.1109/WCL.2012.012012.110254

    • 査読あり
  • [学会発表] Peak power reduction of SC-FDMA signals based on trellis shaping2012

    • 著者名/発表者名
      Taewoo Lee and Hideki Ochiai
    • 学会等名
      Proceedings of IEEE Global Communications Conference (GLOBECOM 2012)
    • 発表場所
      Anaheim, CA
    • 年月日
      20121203-20121207
  • [学会発表] Comparison of coded modulations for trellis-shaped single-carrier PSK with PAPR reduction2012

    • 著者名/発表者名
      Yuki Nishino and Hideki Ochiai
    • 学会等名
      2012 IEEE Vehicular Technology Conference Fall (VTC2012-Fall)
    • 発表場所
      Quebec City, Canada
    • 年月日
      20120903-20120906
  • [学会発表] A serial concatenation of coding and trellis shaping for OFDM systems with peak power reduction2012

    • 著者名/発表者名
      Ryota Yoshizawa and Hideki Ochiai
    • 学会等名
      2012 IEEE International Symposium on Information Theory (ISIT 2012)
    • 発表場所
      MIT, MA
    • 年月日
      20120701-20120706
  • [学会発表] Further complexity reduction of MIMO PSK signal detection based on symbol distribution approximation2012

    • 著者名/発表者名
      Shunsuke Tanaka and Hideki Ochiai
    • 学会等名
      2012 IEEE International Conference on Communications (ICC 2012)
    • 発表場所
      Ottawa, Canada
    • 年月日
      20120610-20120615
  • [学会発表] Peak-to-average power ratio distribution analysis of single-carrier FDMA signals2012

    • 著者名/発表者名
      Hideki Ochiai
    • 学会等名
      European Wireless Conference (EW 2012)
    • 発表場所
      Poznan, Poland
    • 年月日
      20120418-20120420
    • 招待講演

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公開日: 2014-07-24  

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