全無線自律分散ネットワークに向けた超大容量無線伝送方式と高度適応信号処理の研究

複数アンテナを用いるMIMO (Multiple-Input Multiple-Output)多重技術の登場により、無線通信においても有線通信並の高速性・安全性を有する情報伝送の可能性が拓けてきた。一方で無線機の小型化・省電力化の需要が拡大し、中継伝送を行うマルチホップ通信網の研究が進んでいる。ここに来てMIMO伝送とマルチホップ通信の利点を活かす一つの手段として、近傍の端末が協力して情報伝送を行う協力通信が注目され始めた。協力中継の有力な手法として時空符号化の研究が盛んであるがタイミング同期の困難性や符号割り当ての低い自由度が問題となる。本研究では複雑な中継処理を要しない協力遅延ダイバーシチ方式の有効性を示し、周波数領域繰り返し等化により統一的に遅延波の合成が可能であることを明らかにした。また、協力通信の問題点である搬送波周波数のオフセットを繰り返し処理により補償できることを示した。このときあらゆる伝搬環境において期待通りの特性を示すようにするため、伝搬路の時空間相関を利用した最適重みを持つ適応最小二乗伝搬路推定法を理論的に導出し、高い伝搬路推定精度が得られることを示した。さらに演算処理量を軽減する逐次アルゴリズムを提案している。同時に、伝搬路推定アルゴリズムを並列に用いるアルゴリズムダイバーシチの有効性も評価した。さらに相互情報量の伝達過程解析を行い、繰り返し等化において余分な繰り返し処理を省く効能を示した。また、高速伝送を実現するMIMO多重伝送にしばしば用いられる順序付け順次復号方式に関して、並列ハードウェア実装に適したシストリックアレイ構成を有する低演算量アルゴリズムを提案している。

複数アンテナを用いるMIMO (Multiple-Input Multiple-Output)多重技術の登場により、無線通信においても有線通信並の高速性・安全性を有する情報伝送の可能性が拓けてきた。一方で無線機の小型化・省電力化の需要が拡大し、中継伝送を行うマルチホップ通信網の研究が進んでいる。ここに来てMIMO伝送とマルチホップ通信の利点を活かす一つの手段として、近傍の端末が協力して情報伝送を行う協力通信が注目され始めた。協力中継の有力な手法として時空符号化の研究が盛んであるがタイミング同期の困難性や符号割り当ての低い自由度が問題となる。本研究では複雑な中継処理を要しない協力遅延ダイバーシチ方式の有効性を示し、周波数領域繰り返し等化により統一的に遅延波の合成が可能であることを明らかにした。また、協力通信の問題点である搬送波周波数のオフセットを繰り返し処理により補償できることを示した。このときあらゆる伝搬環境において期待通りの特性を示すようにするため、伝搬路の時空間相関を利用した最適重みを持つ適応最小二乗伝搬路推定法を理論的に導出し、高い伝搬路推定精度が得られることを示した。さらに演算処理量を軽減する逐次アルゴリズムを提案している。同時に、伝搬路推定アルゴリズムを並列に用いるアルゴリズムダイバーシチの有効性も評価した。さらに相互情報量の伝達過程解析を行い、繰り返し等化において余分な繰り返し処理を省く効能を示した。また、高速伝送を実現するMIMO多重伝送にしばしば用いられる順序付け順次復号方式に関して、並列ハードウェア実装に適したシストリックアレイ構成を有する低演算量アルゴリズムを提案している。