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2012 年度 実施状況報告書

MIMO-OFDM無線通信における低消費電力適応型MIMO検出器LSIの開発

研究課題

研究課題/領域番号 23700049
研究機関北見工業大学

研究代表者

吉澤 真吾  北見工業大学, 工学部, 准教授 (20447080)

キーワード無線通信 / VLSI設計 / MIMO検出 / 低消費電力 / ASIP
研究概要

無線通信システムにおけるモバイル無線端末では時々刻々変化する通信環境に追従する必要があり、MIMO検出処理の高速化は必要不可欠である。だたし、端末を移動しない時間帯では通信環境がさほど変動しないのでMIMO検出処理の回数を減らし、処理時間の遅延制約を緩和することで通信性能を犠牲にせずに低消費電力化することが可能である。当該年度は前年度に開発した適応型MIMO検出器アルゴリズムを動作するための専用命令を有するプロセッサ(ASIP)のLSI設計を実施した。
プロセッサ設計ではSVD-MIMO方式受信機におけるMIMO検出処理に特化した演算器構成及び専用命令を実装した。複素数のベクトル演算やCORDIC法による角度計算に対する演算サイクル数の削減、パイプライン処理によるスループット性能の向上、ドップラー周波数の推定結果に基づくプロセッサ動作周波数の自動制御の手法をプロセッサに導入した。また、演算処理効率化のため、浮動小数点平方根演算器と除算器を実装している。従来の専用演算器ではMIMO検出処理のみの実行であり、MIMOチャネル行列サイズも限られていたが、提案のプロセッサはチャネル行列のデータ圧縮やドップラー周波数推定などのMIMO受信機に必要な多くの処理を実行可能である。適応型MIMO検出器アルゴリズムをプロセッサ上で実行することにより固定型と比較して消費エネルギーを約1/3に削減することができた。

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

当初の計画通り、MIMO検出器LSI低消費電力化のためプロセッサ設計、消費電力評価を行うことができた。

今後の研究の推進方策

時間領域MIMO検出処理回数低減アルゴリズム開発は完了したが周波数領域MIMO検出処理回数低減アルゴリズムの開発はまだ検討段階であるので来年度中に開発及び評価を終わらせる。

次年度の研究費の使用計画

該当なし

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2013 2012

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] A High-speed and Low-energy-consumption Processor for SVD-MIMO-OFDM Systems2013

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Iwaizumi, Shingo Yoshizawa, Yoshikazu Miyanaga
    • 雑誌名

      Hindawi, VLSI Design

      巻: Volume 2013, Article ID 625019 ページ: 1-10

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Dynamically Reconfigurable FPGA-based Pattern Matching Hardware for Subclasses of Regular Expressions2012

    • 著者名/発表者名
      Yusaku Kaneta, Shingo Yoshizawa, Shin-ichi Minato, Hiroki Arimura, Yoshikazu Miyanaga
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Information and Systems

      巻: Vol.E95-D, No.7 ページ: 251-258

    • DOI

      10.1587/transinf.E95.D.1847

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Genetic Algorithm Parameter Requirements for Detection in MIMO Fading Channels2012

    • 著者名/発表者名
      Kazi Obaidullah, Constantin Siriteanu, Shingo Yoshizawa, Yoshikazu Miyanaga
    • 雑誌名

      RISP Journal of Signal Processing

      巻: Vol.16, No.3 ページ: 251-258

    • 査読あり
  • [学会発表] MIMO-OFDM無線通信システムにおけるLattice ReductionアルゴリズムのASIP実装2013

    • 著者名/発表者名
      横田裕司, 吉澤真吾, 尾知 博
    • 学会等名
      電子情報通信学会総合大会
    • 発表場所
      岐阜県岐阜市
    • 年月日
      20130319-20130322
  • [学会発表] 伝送距離に応じた低消費電力無線通信システム2012

    • 著者名/発表者名
      五十嵐康一,吉澤真吾, 宮永喜一
    • 学会等名
      電子情報通信学会 SIS研究会
    • 発表場所
      千葉県習志野市
    • 年月日
      20121213-20121214
  • [学会発表] SVD-MIMO-OFDMシステムにおける特異値分解プロセッサの高速・低消費電力化設計2012

    • 著者名/発表者名
      岩泉洋紀, 吉澤真吾, 宮永喜一
    • 学会等名
      電子情報通信学会 SIS研究会
    • 発表場所
      北海道帯広市
    • 年月日
      20120614-20120615

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公開日: 2014-07-24  

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