次世代移動通信の実現に向けた無線中継の制御理論的アプローチ

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今年度は前年度の結果に引き続き，詳細な単一周波数全二重無線中継局のモデルを構築し，より高性能な自己干渉波抑制器の設計法に取り組んだ．昨年度に実施した研究では，これまでモデル化していなかったベースバンド信号波形生成過程を陽に考慮し，入力信号空間の冗長性を排除した自己干渉波抑制器の設計法を提案した．これを踏まえ，本年度は当該提案手法を発展させる形で研究を進めた．一般的な設計理論であるサンプル値H無限大制御理論はノルム制約のもとでの全ての入力信号に対する最悪ケースの際の性能を最良にする手法であるが，設計の際に考慮する信号は実際の通信システムには入力されない．このことが原因となり，設計される制御器は保守性を持ち，特に中継局のゲインが大きい場合やチャネルのフェージングの影響が大きい場合には十分な制御性能が得られないという問題があった．この問題に対し，ベースバンド波形を陽に考慮した形でシステムを数理的に表現することによって，無線通信の自己干渉抑制に特化した設計理論を構築した．これによって中継局が高ゲインを持つ場合にも高性能な自己干渉波抑制器が設計可能であることを数値シミュレーションにより示した．さらに，これまでは通信チャネルモデルとして，最も基本的なフラットフェージングモデル、また時不変な周波数選択性フェージングモデルを想定していた．実際の移動通信システムでは周囲の環境は常に変化するため，時変な周波数選択性フェージングモデルとして取り扱う必要がある．本年度はこの問題に取り組み，むだ時間時変線形システムが結合した形でフェージング特性を表現し，時変フェージングに対応可能な自己干渉波抑制器の設計法を構築した．以上の提案法を数値シミュレーションにより検証し，その有効性を確認した．