非直交アクセス方式に基づく高信頼・低遅延制御通信システムの創生

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本研究では高速移動体のリアルタイム制御を実現すべく、低遅延かつ高信頼な無線通信システムの設計に取り組んだ。本年度の研究成果は以下のとおりである。1. 超直交畳み込み符号とGolay系列の融合による新たな低レート符号化OFDM方式を提案し、OFDM信号のPAPRを3dBに抑えることで電力増幅器の増幅効率を低下させることなく高い信頼性を達成できることを示した。さらに当手法を、サブキャリアホッピングを介した上りリンク非直交アクセス方式へと拡張し、ホッピングパターンの最適化によって低遅延・高信頼・高周波数効率・高電力効率化を実現した。またLTE-Aなどで採用されている直交アクセス方式であるOFDMAと提案システムを比較し、計算機シミュレーションおよび理論解析によって提案システムの優位性を明らかにした。本研究成果はIEEE Transactions on Communicationsに本年度採択され、掲載される予定である。2. 前項で提案したシステムを、受信機側である基地局に複数の受信アンテナが搭載されたいわゆるマルチユーザMIMO環境へと拡張し、演算量と信号分離性能の優れたトレードオフを達成する受信信号処理について検討した。またセルラネットワークの上りリンクにおいて非直交アクセス方式を用いる場合、ユーザごとに送信信号電力の減衰量が異なることに起因する遠近問題が特性を大きく劣化させる要因となる。本研究では超直交畳み込み符号の特性を活かして符号化率を適応的に変化させる手法を提案し、電力増幅効率の低下を招く従来の送信電力制御を行わずとも遠近問題を緩和することに成功した。本研究成果はIEEE Communications Society主催の国際会議IEEE International Conference on Communications 2018に採択され、発表される予定である。