超広帯域無線のためのMIMO通信システムに関する研究

本研究では,無線ベースバンド伝送(WBT)を用いた超広帯域MIMO通信システムについて基礎的検討を行った。以下にその実績の概要を示す。第一に,実信号のみを扱うため従来型マルチキャリア方式が使えないWBT-MIMOシステムにも適用可能な,タップ付遅延線(TDL)を用いたシングルキャリア時空間処理型MIMO方式を提案した。この方法は従来型の広帯域システムにも有効であるため,まず既存のキャリアを使用する通信システムに本アルゴリズムを実装して伝送実験を行った。さらに後述のWBT-MIMOシステムによる測定で得られたチャネル実データを用いたシミュレーションを行い,その有効性を確認した。第二に,昨年度まででは基礎的伝送実験によりWBT方式により実際のデータ送信が可能であることを確認したが,本年度は電波暗室の中にマルチパス環境を構築して伝送実験を行い,反射波が存在する環境でのWBT方式の様々な特徴を明らかにした。また,キャリアレス通信用バイコニカルアンテナを用いたMIMO伝送実験により,同環境下では非常に遅延が長く,従来法以上に高い周波数等価能力を備えた送受信システムを必要とすることが明らかになった。その結果,キャリアレス通信によるMIMOシステムの時空間処理には多大な演算量が必要とされるため,システム負荷を軽減するための処演算量削減法についてもサブバンド方式と送受信ウエイトをグループ化して設計を小規模化する方法の2方式を提案し,その演算量軽減効果を確認した。また,将来のシステムの小型化を見据えて,偏波アンテナの利用についても検討を行い,その有用性を示した。

本研究では,無線ベースバンド伝送(WBT)を用いた超広帯域MIMO通信システムについて基礎的検討を行った。以下にその実績の概要を示す。第一に,実信号のみを扱うため従来型マルチキャリア方式が使えないWBT-MIMOシステムにも適用可能な,タップ付遅延線(TDL)を用いたシングルキャリア時空間処理型MIMO方式を提案した。この方法は従来型の広帯域システムにも有効であるため,まず既存のキャリアを使用する通信システムに本アルゴリズムを実装して伝送実験を行った。さらに後述のWBT-MIMOシステムによる測定で得られたチャネル実データを用いたシミュレーションを行い,その有効性を確認した。第二に,昨年度まででは基礎的伝送実験によりWBT方式により実際のデータ送信が可能であることを確認したが,本年度は電波暗室の中にマルチパス環境を構築して伝送実験を行い,反射波が存在する環境でのWBT方式の様々な特徴を明らかにした。また,キャリアレス通信用バイコニカルアンテナを用いたMIMO伝送実験により,同環境下では非常に遅延が長く,従来法以上に高い周波数等価能力を備えた送受信システムを必要とすることが明らかになった。その結果,キャリアレス通信によるMIMOシステムの時空間処理には多大な演算量が必要とされるため,システム負荷を軽減するための処演算量削減法についてもサブバンド方式と送受信ウエイトをグループ化して設計を小規模化する方法の2方式を提案し,その演算量軽減効果を確認した。また,将来のシステムの小型化を見据えて,偏波アンテナの利用についても検討を行い,その有用性を示した。