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大鐘 武雄(オオガネ タケオ)
情報科学研究院 メディアネットワーク部門 情報通信システム学分野
教授

基本情報

所属

  • 情報科学研究院 メディアネットワーク部門 情報通信システム学分野

職名

  • 教授

学位

  • 博士(工学)(1994年12月 北海道大学)

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J-Global ID

研究キーワード

  • 移動通信   ルーティング   OFDM   チャネル割り当て   ESDM   ビット配分   選択性フェージング   チャネル誤差   ダイバーシチ利得   セクタ   フェージング変動   ネットワークコーディング   ARP   アダプティブアレー   分散ネットワーク   送信電力制御   同一チャネル干渉   SDMA   サブキャリア   低アンテナ高   指向性アンテナ   MIMOチャネル   固有ビーム   呼損率   電波伝搬   MIMO   空間スムーズィング   準光学アンテナミキサ   合成開口レーダ   フェーズドアレーアンテナ   

研究分野

  • ものづくり技術(機械・電気電子・化学工学) / 通信工学

職歴

  • 2019年04月 - 現在 北海道大学 大学院情報科学研究院 教授
  • 2015年10月 - 2019年03月 北海道大学 大学院情報科学研究科 教授
  • 2007年04月 - 2015年09月 北海道大学 大学院情報科学研究科 准教授
  • 1995年04月 - 2007年03月 北海道大学 大学院工学研究科 助教授
  • 2005年10月 - 2006年09月 英国ブリストル大学 客員研究員
  • 1992年07月 - 1995年03月 (株) ATR光電波通信研究所 研究員
  • 1986年04月 - 1992年06月 郵政省電波研究所 研究員

学歴

  • 1984年04月 - 1986年03月   北海道大学   大学院工学研究科   電子工学専攻
  • 1980年04月 - 1984年03月   北海道大学   工学部   電子工学科

所属学協会

  • IEEE   電子情報通信学会   

研究活動情報

論文

  • Accuracy Improvement in DOA Estimation with Deep Learning
    Yuya KASE, Toshihiko NISHIMURA, Takeo OHGANE, Yasutaka OGAWA, Takanori SATO, Yoshihisa KISHIYAMA
    IEICE Transactions on Communications E105-B 5 2022年05月 [査読有り][通常論文]
  • An Evaluation of 5G LDPC Decoder Using Min-Sum Irregular LDPC Decoder Design Framework Considering Its QC-LDPC Structure
    Jimpu Suzuki, Hiroshi Tsutsui, Takeo Ohgane
    Proc. SISA 2021 2021年09月 [査読有り]
  • Shiori Tosaka, Toshihiko Nishimura, Takeo Ohgane, Yasutaka Ogawa, Junichiro Hagiwara, Takanori Sato
    Proc. IEEE APWCS 2021 1 - 5 2021年08月 [査読有り]
  • 光の領域と融合する無線通信
    西村寿彦, 佐藤孝憲, 小川恭孝, 大鐘武雄
    電子情報通信学会誌 104 5 2021年05月 [査読有り]
  • Toshihiko NISHIMURA, Yasutaka OGAWA, Takeo OHGANE, Junichiro HAGIWARA
    IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences E104-A 3 2021年03月 [査読有り][招待有り]
  • An Evaluation of Design Framework for Min-Sum Irregular LDPC Decoders
    Jimpu Suzuki, Hiroshi Tsutsui, Takeo Ohgane
    Proc. APSIPA 2020 2020年12月 [査読有り]
  • An Evaluation of a CNN-Based Parking Detection System with Webcams
    Takuto Fukusaki, Hiroshi Tsutsui, Takeo Ohgane
    Proc. APSIPA 2020 2020年12月 [査読有り]
  • A Consideration on Accuracy Improvement in DOA Estimation of Two Targets with Deep Learning
    Yuya KASE, Toshihiko NISHIMURA, Takeo OHGANE, Yasutaka OGAWA, Takanori SATO, Daisuke KITAYAMA, Yoshihisa KISHIYAMA
    Proc. ICETC 2020 P1-3 2020年12月 [査読有り]
  • A Preliminary Study on Behavior of GaBP Messages in Massive MIMO Signal Detection
    Daniel Akira ANDO, Toshihiko NISHIMURA, Takeo OHGANE, Yasutaka OGAWA, Junichiro HAGIWARA, Takanori SATO
    Proc. ICETC 2020 K1-2 2020年12月 [査読有り]
  • Yuta Takano, Toshihiko Nishimura, Takeo Ohgane, Yasutaka Ogawa, Junichiro Hagiwara
    IEICE Communications Express 2020年12月 [査読有り]
  • Yuya KASE, Toshihiko NISHIMURA, Takeo OHGANE, Yasutaka OGAWA, Daisuke KITAYAMA, Yoshihisa KISHIYAMA
    IEICE Transactions on Communications E103.B 10 1127 - 1135 2020年10月01日 [査読有り]
  • Jumpei Yamamoto, Toshihiko Nishimura, Takeo Ohgane, Yasutaka Ogawa, Daiki Takeda, Yoshihisa Kishiyama
    IEICE TRANSACTIONS ON COMMUNICATIONS E103B 6 703 - 711 2020年06月 [査読有り]
     
    Massive MIMO is known as a promising technology for multiuser multiplexing in the fifth generation mobile communication system to accommodate the rapidly-increasing traffic. It has a large number of antenna elements and thus provides very sharp beams. As seen in hybrid beamforming, there have already been many papers on the concatenation of two precoders (beamformers). The inner precoder, i.e., a multi-beam former, performs a linear transformation between the element space and the beam space. The outer precoder forms nulls in the limited beam space spanned by selected beams to suppress the inter-user interference. In this two-step precoder, the beam shape is expected to determine the system performance. In this paper, we evaluate the achievable throughput performance for different beam-shaping schemes: a discrete Fourier transform (DFT) beam, Chebyshev weighted beams, and Taylor weighted beam. Simulations show that the DFT beam provides the best performance except the case of imperfect precoding and cell edge SNR of 30 dB.
  • Ayano Yamamoto, Toshihiko Nishimura, Takeo Ohgane, Tomoya Tandai, Daisuke Uchida
    2020 14TH EUROPEAN CONFERENCE ON ANTENNAS AND PROPAGATION (EUCAP 2020) 2020年03月 [査読有り]
     
    In recent years, a new spatial multiplexing transmission scheme using the orthogonality of orbital angular momentum (OAM) modes has attracted attention with growth of the millimeter wave technology and demands for further high-speed large capacity transmission. A uniform circular array (UCA) is one of the candidates for generating multiple OAM modes. However, each mode's quality changes with distance when a single UCA of fixed diameter is used due to a property of Laguerre-Gaussian beam. In this paper, we propose maximum ratio transmission method by using multiple UCAs at the transmitter side for improving the quality and stability of each mode. Adjusting the amplitude and phase for each mode of all UCA, we can increase the received power and reduce the fluctuation depending on the transmission distance. The simulation results assuming free-space propagation show that high throughput is maintained over a wide transmission range even if radii of UCAs at transmitting and receiving sides are fixed.
  • 包絡線変動量を抑圧する位相回転送信ダイバーシチを適用した狭帯域パイロットレス同期検波FSK方式
    山口 歌奈子, 東中 雅嗣, 佐野 裕康, 岡村 敦, 大鐘 武雄, 西村 寿彦
    電子情報通信学会論文誌B J103-B 2 100 - 109 2020年02月 [査読有り]
  • Yuta Takano, Yasutaka Ogawa, Toshihiko Nishimura, Takeo Ohgane, Junichiro Hagiwara
    2020 International Workshop on Antenna Technology (iWAT) 2020年02月 [査読有り]
  • Kentaro Fukuda, Toshihiko Nishimura, Takeo Ohgane, Yasutaka Ogawa, Junichiro Hagiwara
    2019 22nd International Symposium on Wireless Personal Multimedia Communications (WPMC) 2019年11月 [査読有り]
  • Wataru Kawabata, Toshihiko Nishimura, Takeo Ohgane, Yasutaka Ogawa
    2019 22nd International Symposium on Wireless Personal Multimedia Communications (WPMC) 2019年11月 [査読有り]
  • Yuya Kase, Toshihiko Nishimura, Takeo Ohgane, Yasutaka Ogawa, Daisuke Kitayama, Yoshihisa Kishiyama
    2019 22nd International Symposium on Wireless Personal Multimedia Communications (WPMC) 2019年11月 [査読有り]
  • Renjie Li, Toshihiko Nishimura, Takeo Ohgane, Yasutaka Ogawa, Junichiro Hagiwara
    2019 22nd International Symposium on Wireless Personal Multimedia Communications (WPMC) 2019年11月 [査読有り]
  • Kanako Yamaguchi, Masatsugu Higashinaka, Hiroyasu Sano, Atsushi Okamura, Takeo Ohgane, Toshihiko Nishimura
    2019 IEEE 90th Vehicular Technology Conference (VTC2019-Fall) 2019年09月 [査読有り]
  • Shunta Nakamura, Toshihiko Nishimura, Takeo Ohgane, Yasutaka Ogawa, Junichiro Hagiwara
    2019 IEEE VTS Asia Pacific Wireless Communications Symposium (APWCS) 2019年08月 [査読有り]
  • Yamamoto, Ayano, Nishimura, Toshihiko, Ohgane, Takeo, Tandai, Tomoya, Uchida, Daisuke
    2019 IEEE INTERNATIONAL CONFERENCE ON COMMUNICATIONS WORKSHOPS (ICC WORKSHOPS) 2019年05月 [査読有り][通常論文]
     
    Orbital angular momentum (OAM) is a physical quantity of an electromagnetic wave which is independent of polarization, and the electromagnetic wave having the OAM becomes a helical wave. A mode of the OAM can be defined according to the number of turns of helix per wavelength distance, and the different modes are mutually orthogonal. In recent years, with growth of the millimeter wave technology and demands for further high-speed large capacity transmission, a new spatial multiplexing transmission scheme using the orthogonality of OAM has attracted attention. In this paper, the impact of the ground reflected wave were evaluated by comparing the characteristics of OAM mode multiplexing and eigenbeam-space division multiplexing. As a result, it is found that the inter-mode interference due to the ground reflected wave is not so large and can be reduced with a small amount of degradation.
  • Yuya Suzuki, Toshihiko Nishimura, Takeo Ohgane, Yasutaka Ogawa, Junichiro Hagiwara
    2019 International Conference on Computing, Networking and Communications (ICNC) 2019年02月 [査読有り]
  • Kensei Saito, Yasutaka Ogawa, Toshihiko Nishimura, Takeo Ohgane, Junichiro Hagiwara
    2019 International Conference on Computing, Networking and Communications (ICNC) 2019年02月 [査読有り]
  • Uehashi, Shunsuke, Ogawa, Yasutaka, Nishimura, Toshihiko, Ohgane, Takeo
    IEEE TRANSACTIONS ON VEHICULAR TECHNOLOGY 68 1 565 - 577 2019年01月 [査読有り][通常論文]
     
    In multi-user multiple-input multiple-output (MIMO) systems, a base station requires downlink channel state information for each user to suppress interferences. In time-varying environments, however, channels at the actual transmission time differ from the estimated ones because we have delay. This causes interference and deteriorates the packet error rate performance. To overcome this problem, we previously proposed a channel prediction method based on direction of arrival (DOA) estimation of multipath components obtained with a compressed sensing technique. This method can predict channels with high accuracy when we can assume that user equipment alone moves and the surrounding scatterers are stationary. In real environments, however, this assumption does not hold, and this method cannot be applied. In this paper, we propose a prediction method using two-step compressed sensing without the above assumption. In the first step, we estimate the DOAs of multipath signals. In the second step, we estimate the Doppler frequencies and their complex amplitudes using the estimated DOA information. From these values, we predict the MIMO channels at the actual transmission time. We discuss the performance of this method in this paper.
  • 大鐘武雄, 西村寿彦, 小川恭孝
    電子情報通信学会誌 101 11 1117 - 1122 電子情報通信学会 2018年11月 [査読有り]
  • Watabe, Taisei, Nishimura, Toshihiko, Ohgane, Takeo, Ogawa, Yasutaka, Hagiwara, Junichiro
    2018 ASIA-PACIFIC SIGNAL AND INFORMATION PROCESSING ASSOCIATION ANNUAL SUMMIT AND CONFERENCE (APSIPA ASC) 1416 - 1420 2018年11月 [査読有り][通常論文]
     
    Gaussian belief propagation ( GaBP) has been proposed to detect a large number of signals. It is based on message passing of the second-order complexity. In general, the GaBP uses bit-wise reliability. Thus, it is not straightforward to apply the GaBP to the multi-level-modulated signals. In this paper, we propose to compose a 16-QAM symbol from two QPSK symbols using superposition modulation and evaluate the detection performance of the GaBP for superposed 16-QAM signals in a massive MIMO system. In the uncoded case, the uniform and Gray-mapped 16-QAM provides the best performance. However, in the coded case, the performance of superposed 16-QAM becomes much better and outperforms the uniform and Gray-mapped 16-QAM. Thus, the potential capability of superposition modulation in the GaBP detection has been confirmed.
  • Toyoki Hoshikawa, Toshihiko Nishimura, Takeo Ohgane, Yasutaka Ogawa, Junichiro Hagiwara
    2018 15th Workshop on Positioning, Navigation and Communications (WPNC) 2018年10月 [査読有り]
  • Yuya Kase, Toshihiko Nishimura, Takeo Ohgane, Yasutaka Ogawa, Daisuke Kitayama, Yoshihisa Kishiyama
    2018 15th Workshop on Positioning, Navigation and Communications (WPNC) 2018年10月 [査読有り]
  • 齋藤 剣聖, 小川 恭孝, 西村 寿彦, 大鐘 武雄
    電子情報通信学会論文誌B J101.B 7 2018年04月 [査読有り][通常論文]
  • Yamamoto, Jumpei, Nishimura, Toshihiko, Ohgane, Takeo, Ogawa, Yasutaka, Takeda, Daiki, Kishiyama, Yoshihisa
    2018 IEEE INTERNATIONAL WORKSHOP ON ANTENNA TECHNOLOGY (IWAT) 2018年03月 [査読有り][通常論文]
     
    The massive MIMO technology which generates many sharp beams is known as a promising technology to accommodate rapidly-increasing traffic in mobile radio. In massive MIMO systems, there have already been a number of papers on 2-step beamforming where precoding matrix is calculated in a limited beam space after beam selection. In such a case, it is very important to select proper beams. Then, the beam shape affects the system performance. In the paper, we evaluate the achievable throughput performance for different beam-shaping schemes: a discrete Fourier transform (DFT) beam and Chebyshev weighted beams. The simulation results show that the DFT beam is a good choice although the optimum beam depends on the channel situation.
  • Koichi Inoue, Toshihiko Nishimura, Takeo Ohgane, Yasutaka Ogawa
    2018 IEEE INTERNATIONAL WORKSHOP ON ANTENNA TECHNOLOGY (IWAT) 2018年03月 [査読有り][通常論文]
  • Kotaro Kihara, Toshihiko Nishimura, Takeo Ohgane, Yasutaka Ogawa
    2017 ASIA-PACIFIC SIGNAL AND INFORMATION PROCESSING ASSOCIATION ANNUAL SUMMIT AND CONFERENCE (APSIPA ASC 2017) 1790 - 1794 2017年12月 [査読有り][通常論文]
  • 移動通信における信号処理アンテナの進展
    小川恭孝, 西村寿彦, 大鐘武雄
    電子情報通信学会論文誌 B 100 9 658 - 672 2017年09月 [査読有り][招待有り]
  • Mitsuyoshi Hagiwara, Toshihiko Nishimura, Takeo Ohgane, Yasutaka Ogawa
    IEICE TRANSACTIONS ON COMMUNICATIONS E100B 8 1285 - 1292 2017年08月 [査読有り][通常論文]
     
    Recently, much progress has been made in the study of belief propagation (BP) based signal detection with large-scale factor graphs. When we apply the BP algorithm to equalization in a SISO multipath channel, the corresponding factor graph has many short loops and patterns in an edge connection/strength. Thus, proper convergence may not be achieved. In general, the log-likelihood ratio (LLR) oscillates in ill-converged cases. Therefore, LLR oscillation avoidance is important for BP-based equalization. In this paper, we propose applying node selection (NS) to prevent the LLR from oscillating. The NS extends the loop length virtually by a serial LLR update. Thus, some performance improvement is expected. Simulation results show that the error floor is significantly reduced by NS in the uncoded case and that the NS works very well in the coded case.
  • Shuhei Tanno, Toshihiko Nishimura, Takeo Ohgane, Yasutaka Ogawa
    IEICE TRANSACTIONS ON COMMUNICATIONS E100B 8 1277 - 1284 2017年08月 [査読有り][通常論文]
     
    Detecting signals in a very large multiple-input multiple output (MIMO) system requires high complexy of implementation. Thus, belief propagation based detection has been studied recently because of its low complexity. When the transmitted signal sequence is encoded using a channel code decodable by a factor-graph-based algorithm, MIMO signal detection and channel decoding can be combined in a single factor graph. In this paper, a low density parity check (LDPC) coded MIMO system is considered, and two types of factor graphs: bipartite and tripartite graphs are compared. The former updates the log-likelihood-ratio (LLR) values at MIMO detection and parity checking simultaneously. On the other hand, the latter performs the updates alternatively. Simulation results show that the tripartite graph achieves faster convergence and slightly better bit error rate performance. In addition, it is confirmed that the LLR damping in LDPC decoding is important for a stable convergence.
  • Daisuke Abe, Yasutaka Ogawa, Toshihiko Nishimura, Takeo Ohgane
    2017 INTERNATIONAL WORKSHOP ON ANTENNA TECHNOLOGY: SMALL ANTENNAS, INNOVATIVE STRUCTURES, AND APPLICATIONS (IWAT) 74 - 77 2017年03月 [査読有り][通常論文]
     
    A compressed sensing technique has been studied for accurate scatterer detection. It has many kinds of algorithms, and the features are different. In this paper, we evaluate the performance of compressed sensing algorithms for scatterer detection. We examine three algorithms, OMP, OIHT, and FISTA. We investigate the performance of the algorithms for a single-target and two-target scenarios. It is concluded that FISTA reveals the best performance among the three algorithms.
  • Shun Nishizaki, Toshihiko Nishimura, Takeo Ohgane, Yasutaka Ogawa
    2017 INTERNATIONAL WORKSHOP ON ANTENNA TECHNOLOGY: SMALL ANTENNAS, INNOVATIVE STRUCTURES, AND APPLICATIONS (IWAT) 335 - 338 2017年03月 [査読有り][通常論文]
     
    Studies on a massive Multiple-Input MultipleOutput (MIMO) system have been studied in recent years. In a massive MIMO system, antenna elements are arranged not in one dimension but in two dimensions because very large number of antenna elements are used, and the system is called a fulldimension MIMO. In this paper, we generate channel matrices between a transmitter at a base station and user equipments by using a ray tracing technique and evaluate the channel capacity with different places of a transmit antenna array in an indoor environment. In addition, we introduce block SNR maximization and compare the performance with that of block diagonalization. Sum capacity in the case when the BS is placed at the ceiling is larger than one in the case of placing at the wall.
  • Taiki Endo, Toshihiko Nishimura, Yasutaka Ogawa, Takeo Ohgane
    2016 IEEE INTERNATIONAL WORKSHOP ON ANTENNA TECHNOLOGY (IWAT) 192 - 195 2016年 [査読有り][通常論文]
     
    In recent years, much attention has been paid to direction of arrival (DOA) estimation using a compressed sensing technique. In our previous study, we have proposed a method to estimate DOAs of multi -band signals with frequency characteristics. However, we have assumed that all the arrival waves have the same amplitude. In this paper, we propose DOA estimation of signals with frequency characteristics and different powers among the arrived signals. Furthermore, we evaluate the method regardless of whether we know the frequency characteristics in advance.
  • Daisuke Abe, Yasutaka Ogawa, Toshihiko Nishimura, Takeo Ohgane
    2016 INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON ANTENNAS AND PROPAGATION (ISAP) 1008 - 1009 2016年 [査読有り][通常論文]
     
    A compressed sensing technique can be used for scatterer detection with less antenna elements. The detection accuracy, however, degrades when scatterers exist also in the outside of a search area. In this paper, we propose a preprocessing scheme for compressed sensing based scatterer detection. The scheme uses a gating technique in a cross range, and suppresses scattering waves from the outside of a search area. Also, we introduce a wide area detection scheme dealing with scatterers located very close to the search area that the gating technique cannot suppress. We show the performance of scatterer detection with the proposed method.
  • 大鐘 武雄, 西村 寿彦, 小川 恭孝
    映像情報メディア学会誌 70 1 17 - 22 一般社団法人 映像情報メディア学会 2016年 [査読有り][通常論文]
  • Mitsuyoshi Hagiwara, Toshihiko Nishimura, Takeo Ohgane, Yasutaka Ogawa
    PROCEEDINGS OF 2016 INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON INFORMATION THEORY AND ITS APPLICATIONS (ISITA 2016) 483 - 487 2016年 [査読有り][通常論文]
     
    In recent years, several progresses have been made in belief propagation (BP) based signal detection with large scale factor graphs. When we apply the BP algorithm to equalization in a SIMO multipath channel, the factor graph has many short loops where the edge strengths have a fixed pattern. Thus, the proper convergence is not always expected. In general, the LLR oscillates in ill-converged cases. Therefore, preventing the LLR oscillation becomes important for the BP-based equalization. In the paper, we propose applications of node selection (NS) and LLR damping to prevent the LLR from oscillating. The NS extends the loop length virtually by a serial LLR update whereas the LLR damping suppresses the oscillation directly. The simulation results show that the error floor is significantly reduced with the LLR damping and NS in the uncoded case and that the NS works very well in the coded case.
  • Shuhei Tanno, Toshihiko Nishimura, Takeo Ohgane, Yasutaka Ogawa
    PROCEEDINGS OF 2016 INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON INFORMATION THEORY AND ITS APPLICATIONS (ISITA 2016) 473 - 477 2016年 [査読有り][通常論文]
     
    Recently, very large multiple-input multiple-output (MIMO) systems have been actively studied for 5G mobile radios. Belief propagation based detection is known as a technique reducing the computational complexity for uplink signal detection. When we consider an LDPC coded MIMO system, it is possible to combine both factor graphs of MIMO detection and LDPC decoding. In the paper, two types: bipartite and tripartite graphs are compared. The former one updates the LLR values on MIMO detection and parity checking simultaneously. On the other hand, the latter one updates alternatively. The simulation results show that the tripartite graph provides faster convergence with the same BER performance.
  • Takumi Takahashi, Shinsuke Ibi, Takeo Ohgane, Seiichi Sampei
    PROCEEDINGS OF 2016 INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON INFORMATION THEORY AND ITS APPLICATIONS (ISITA 2016) 458 - 462 2016年 [査読有り][通常論文]
     
    This paper proposes a normalized belief with the aid of node selection (NS) method in Gaussian belief propagation (CaBP) detection especially for a large multiuser multiple-input multiple-output (MU-MIMO) configurations in bands below 6 GHz. CaBP is known as an efficient detector regarding low computational complexity as well as high detection capability only if the BS has hundreds of receive antennas and each antenna experiences uncorrelated fading. When the wavelength is long such as below 6 GHz, we face two inconvenient problems for the GaBP detection. The first one is a limitation that a base station (BS) has tens of antennas at most. Another one is impairments induced by spatial fading correlation in the BS side. As a result, GaBP is subject to ill convergence behavior of iterative detection due to lack of channel hardening effects obtained by a massive number of uncorrelated receive antennas. To improve the convergence property, we propose the novel normalized belief that is adaptively scaled according to the instantaneous channel state. Finally, we demonstrate the validity of the normalized belief with the aid of NS methods, in terms of suppression of bit error rate (BER) floor.
  • Usami, Tomoya, Nishimura, Toshihiko, Ohgane, Takeo, Ogawa, Yasutaka
    2016 INTERNATIONAL CONFERENCE ON COMPUTING, NETWORKING AND COMMUNICATIONS (ICNC) 1 - 5 2016年 [査読有り][通常論文]
     
    A massive multiple-input multiple-output (MIMO) system using a couple of hundred antenna elements has been arising as an important technology to keep the communication range in higher frequency bands. A further enhancement to increase the number of both transmit and receive antennas will be the next step. It requires the complexity proportional to at least the third power of the number of antenna elements to detect spatially-multiplexed signals in general. However, the belief propagation (BP)-based detector is implementable with lower complexity, i. e., the order of square of the number of elements, and achieves very good BER performance in a QPSK modulated massive MIMO system. In this paper, we apply the BP algorithm to a 16-QAM modulated massive MIMO system and propose a sequential reliability update to exploit a difference in error tolerance. The BER evaluation results have shown that the BP works well for a 16-QAM signal detection and that the sequential update is effective to the M-QAM modulated systems.
  • Uehashi, Shunsuke, Ogawa, Yasutaka, Nishimura, Toshihiko, Ohgane, Takeo
    2016 INTERNATIONAL CONFERENCE ON COMPUTING, NETWORKING AND COMMUNICATIONS (ICNC) 1 - 6 2016年 [査読有り][通常論文]
     
    In downlink multi-user multiple-input multiple-output (MIMO) systems, a base station needs downlink channel state information (CSI) for each user to eliminate inter-user interference and inter-stream interference. In wireless communication, however, signal propagation environments change over time, and CSI obtained at the base station is different from the channel at the actual transmission time because we have delay. This deteriorates communication quality, and the effect of outdated CSI is a critical issue. To overcome this problem, some channel prediction schemes have been developed. Among them, a sum-of-sinusoids (SOS) method can predict time-varying channels over a long range. The SOS method, however, needs to resolve an incident signal into individual multipath components. In this paper, we propose a compressed sensing technique for the resolution, and formulate the channel prediction scheme for multi-user MIMO systems. Also, we evaluate the performance of the proposed scheme using computer simulations.
  • Kosuke Suzuki, Toshihiko Nishimura, Takeo Ohgane, Yasutaka Ogawa
    2016 INTERNATIONAL CONFERENCE ON COMPUTING, NETWORKING AND COMMUNICATIONS (ICNC) 1 - 6 2016年 [査読有り][通常論文]
     
    In a wireless mesh network (WMN), the interference from active links in the vicinity of the node of interest is frequently not negligible and thus degrades the area spectral efficiency. An adaptive array is capable to control not only beams but also nulls. Thus, it is expected to help new link establishment. Moreover, the alternative routing boosts such spatial link multiplexing by decreasing the nodes in the stand-by state. In the paper, we evaluate the system throughput performance of the alternative routing in a WMN with an adaptive array of three elements. The evaluation results show that the alternative routing is very effective in the case of a gateway access model or when the average hop counts in the network is not so small.
  • Toshihiko Nishimura, Taiki Endo, Takeo Ohgane, Yasutaka Ogawa
    2016 ASIA-PACIFIC SIGNAL AND INFORMATION PROCESSING ASSOCIATION ANNUAL SUMMIT AND CONFERENCE (APSIPA) 1 - 6 2016年 [査読有り][通常論文]
     
    Much attention has been paid to precise direction of arrival (DOA) estimation techniques using compressed sensing. We have been investigating DOA estimation of multi-band signals using the half-quadratic regularization method, one of the compressed sensing techniques. Use of multi-band signals provides more precise estimation than that of single-band signals even if the multi-band signals have frequency characteristics. There are three parameters that must be determined appropriately in our proposed method. It is very important to determine the parameters adequately but it is difficult to do that analytically. In this paper, we evaluate impacts of parameter settings on the DOA estimation performance and find quasi optimum values for the parameters.
  • Yuki Nakanishi, Toshihiko Nishimura, Takeo Ohgane, Yasutaka Ogawa, Yusuke Ohwatari, Yoshihisa Kishiyama
    IEICE TRANSACTIONS ON COMMUNICATIONS E98B 8 1465 - 1473 2015年08月 [査読有り][通常論文]
     
    A distributed antenna system, where the antennas of a base station are spatially distributed throughout the cell, can achieve better throughput at the cell edge than a centralized antenna system. On the other hand, the peak throughput degrades in general because each remote antenna unit has only a few antennas. To achieve both high peak and cell-edge throughputs, we need to increase the total number of antennas. However, this is not easy due to the pilot resource limitation when we use frequency division duplexing. In this paper, we propose using more antennas than pilot resources. The number mismatch between antennas and signals is solved by using a connection matrix. Here, we test two types of connection matrix: signal-distributing and signal-switching. Simulation results show that the sum throughput is improved by increasing the number of antenna elements per remote antenna unit under a constraint on the same number of pilot resources.
  • Heedong Choi, Yasutaka Ogawa, Toshihiko Nishimura, Takeo Ohgane
    SIGNAL PROCESSING 111 39 - 49 2015年06月 [査読有り][通常論文]
     
    This study develops the preprocessing theory for time-reversal multiple signal classification (TR-MUSIC) imaging from the one-dimensional (time-domain) gating proposed in earlier papers to a two-dimensional one. Although the one-dimensional gating technique for TR-MUSIC mitigates the effect of noise as well as reduces the required number of antenna elements, the resulting image is subject to focusing errors when there are many targets in the gated region. In this paper, we propose a two-dimensional (angle-and-time-domain) gating technique based on the fast Fourier transform (FFT) and spatial FFT processing. By using these transforms and gating iteratively, we can reduce the number of targets to be detected at one time. The TR-MUSIC technique for the gated data provides more reliable images and precisely estimated coordinates compared with the previous work. (C) 2014 Elsevier B.V. All rights reserved.
  • Junichiro Hagiwara, Toshihiko Nishimura, Takeo Ohgane, Yasutaka Ogawa
    2015 21ST ASIA-PACIFIC CONFERENCE ON COMMUNICATIONS (APCC) 454 - 459 2015年 [査読有り][通常論文]
     
    Regarding linear estimation theory, the equivalence of the Wiener and Kalman filters is a well-known topic; however, the difference in a practical environment has not been thoroughly discussed. This paper compares the Kalman smoother to the Wiener smoother in terms of practical orthogonal frequency division multiplexing channel estimation on the receiver side. First, conditions for fair comparison are discussed. Under these conditions, the performance and complexity for both methods are numerically investigated. Comparison results show that the Wiener smoother slightly outperforms the Kalman smoother because it avoids cumulative error in sequential processing, while the complexity of the Kalman smoother is always lower than that for the Wiener smoother because there is no large matrix operation.
  • Hayato Fukuda, Toshihiko Nishimura, Yasutaka Ogawa, Takeo Ohgane
    2015 IEEE WIRELESS COMMUNICATIONS AND NETWORKING CONFERENCE (WCNC) 159 - 164 2015年 [査読有り][通常論文]
     
    A massive multiple-input multiple-output (MIMO) system, which has a very large number of antenna elements at the base station (BS), is a promising technology for future high-speed, high-capacity communication systems. However, it faces a serious issue of limited installation space. To cope with this limitation, a full-dimension MIMO (FD-MIMO) system has been proposed. This system can save installation space as well as control the azimuth and elevation beamforming because the antenna elements are arranged in a two-dimensional (2D) array. In this paper, we evaluate the performance of FD-MIMO in indoor line-of-sight environments by comparing it with a linearly arranged array, that is, a one-dimensional (1D) array. The channel matrices for the evaluations are obtained by using a ray-tracing technique. The results reveal that the FD-MIMO system with a small rectangular 2D array outperforms a 1D array when users are located near the BS.
  • Yamaguchi Kanako, Huu Phu Bui, Ogawa Yasutaka, Nishimura Toshihiko, Ohgane Takeo
    IEICE TRANSACTIONS ON COMMUNICATIONS E97B 12 2747 - 2755 2014年12月 [査読有り][通常論文]
  • Yamaguchi, Kanako, Huu Phu Bui, Ogawa, Yasutaka, Nishimura, Toshihiko, Ohgane, Takeo
    IEICE TRANSACTIONS ON COMMUNICATIONS E97B 12 2747 - 2755 2014年12月 [査読有り][通常論文]
     
    Although multi-user multiple-input multiple-output (MIMO) systems provide high data rate transmission, they may suffer from interference. Block diagonalization and eigenbeam-space division multi-plexing (E-SDM) can suppress interference. The transmitter needs to determine beamforming weights from channel state information (CSI) to use these techniques. However, MIMO channels change in time-varying environments during the time intervals between when transmission parameters are determined and actual MIMO transmission occurs. The outdated CSI causes interference and seriously degrades the quality of transmission. Channel prediction schemes have been developed to mitigate the effects of outdated CSI. We evaluated the accuracy of prediction of autoregressive (AR)-model-based prediction and Lagrange extrapolation in the presence of channel estimation error. We found that Lagrange extrapolation was easy to implement and that it provided performance comparable to that obtained with the AR-model-based technique.
  • Terada, Tsubasa, Nishimura, Toshihiko, Ogawa, Yasutaka, Ohgane, Takeo, Yamada, Hiroyoshi
    IEICE TRANSACTIONS ON COMMUNICATIONS E97B 10 2110 - 2117 2014年10月 [査読有り][通常論文]
     
    Much attention has recently been paid to direction of arrival (DOA) estimation using compressed sensing (CS) techniques, which are sparse signal reconstruction methods. In our previous study, we developed a method for estimating the DOAs of multi-band signals that uses CS processing and that is based on the assumption that incident signals have the same complex amplitudes in all the bands. That method has a higher probability of correct estimation than a single-band DOA estimation method using CS. In this paper, we propose novel DOA estimation methods for multi-band signals with frequency characteristics using the Khatri-Rao product. First, we formulate a method that can estimate DOAs of multiband signals whose phases alone have frequency dependence. Second, we extend the scheme in such a way that we can estimate DOAs of multi-band signals whose amplitudes and phases both depend on frequency. Finally, we evaluate the performance of the proposed methods through computer simulations and reveal the improvement in estimation performance.
  • 小川 恭孝, 西村 寿彦, 大鐘 武雄
    電子情報通信学会誌 97 4 285 - 289 一般社団法人電子情報通信学会 2014年04月 [査読有り][通常論文]
     
    マルチユーザMIMOシステムの下り回線においては,通常,ユーザ間の干渉,及び,同一ユーザの複数ストリーム間の干渉がなくなるように基地局は送信ウェイトを決定し,それを信号に乗算して伝送が行われる.一方,ユーザ端末や周囲の散乱体の移動により,一般に,チャネルは時間変動する.このような環境では,送信ウェイトを決定したときのチャネルと実際に送信を行うときのチャネルに変動があるため干渉が発生し,特性が劣化する.この問題はチャネルを予測することにより軽減が可能である.本稿では,時変動チャネルがマルチユーザMIMOシステムに与える影響とチャネル予測の効果を明らかにする.
  • Toshihiko Nishimura, Yasutaka Ogawa, Takeo Ohgane
    2014 IEEE INTERNATIONAL WORKSHOP ON ELECTROMAGNETICS (IEEE IWEM): APPLICATIONS AND STUDENT INNOVATION COMPETITION 121 - 122 2014年 [査読有り][通常論文]
     
    A novel estimation method for direction of arrival angle is introduced. A compressed sensing technique is applied to this application. The resolution of the proposed method is superior to conventional methods such as the MUSIC. Furthermore, we show that the performance can be enhanced when the source signal is multi-band.
  • Yamada, Hiroyoshi, Shirai, Satoshi, Nishimura, Toshihiko, Ogawa, Yasutaka, Ohgane, Takeo, Yamaguchi, Yoshio
    2014 USNC-URSI RADIO SCIENCE MEETING (JOINT WITH AP-S SYMPOSIUM) 205 - 205 2014年 [査読有り][通常論文]
  • Webber, Julian, Nishimura, Toshihiko, Ohgane, Takeo, Ogawa, Yasutaka
    2014 16TH INTERNATIONAL CONFERENCE ON ADVANCED COMMUNICATION TECHNOLOGY (ICACT) 206 - + 2014年 [査読有り][通常論文]
     
    The near Shannon capacity approaching low-density parity-check (LDPC) linear block codes are now in widespread use in modern systems including the long term evolution advanced (LTE-A) cellular, 802.11n Wi-Fi and DVB-S2 satellite communications standards. The decoders based on the iterative belief propagation algorithm provide near optimum performance but also have very high computational complexity. Therefore significant research has recently focused on reduced complexity architectures based on the group of so-called bit-flipping algorithms. In the basic bit-flipping algorithm the number of failed parity checks for each bit is computed and the bit with the maximum failed parity checks is inverted. Inverting bits above a certain threshold removes the complexity involved with a maximum-search and, adaptive thresholds on each bit can further reduce the computation overhead. The criterion for the threshold update affects the error and convergence performances. Here, we describe a low-complexity architecture that has two (or more) decoder branches each with a different threshold scaling factor and select the threshold and bits at each iteration from the branch with the lowest syndrome sum. We then investigate the effect of adding a random Uniform or Gaussian noise perturbation to the threshold in order to reduce the average iteration count further in order to provide the opportunity to escape from stuck decoding states.
  • Yuki Nakanishi, Toshihiko Nishimura, Takeo Ohgane, Yasutaka Ogawa, Yusuke Ohwatari, Yoshihisa Kishiyama
    2014 IEEE 25TH ANNUAL INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON PERSONAL, INDOOR, AND MOBILE RADIO COMMUNICATION (PIMRC) 193 - 197 2014年 [査読有り][通常論文]
     
    A distributed antenna system, where antennas at a base station are spatially distributed over the cell, can improve throughput at the cell edge compared to a centralized antenna system. However, the peak capacity degrades when a remote antenna unit has a few antenna elements due to rank deficiency. In general, the number of antennas at the base station is limited by the number of pilot sequences. Thus, it is difficult to increase the number of antennas. In this paper, we use antenna splitting to increase the number of antennas without increasing the number of pilot sequences and evaluate the impact of antenna splitting on the sum capacity in a multiuser MIMO system. From computer simulations, it is shown that we can obtain higher sum capacity by increasing the number of antennas even though the number of pilot sequences is limited.
  • Yasutaka Ogawa, Kanako Yamaguchi, Huu Phu Bui, Toshihiko Nishimura, Takeo Ohgane
    IEICE TRANSACTIONS ON COMMUNICATIONS E96B 10 2364 - 2371 2013年10月 [査読有り][招待有り]
     
    We evaluated the behavior of a multi-user multiple-input multiple-output (MIMO) system in time-varying channels using measured data. A base station for downlink or broadcast transmission requires downlink channel state information (CSI), which is outdated in time-varying environments and we encounter degraded performance due to interference. One of the countermeasures against time-variant environments is predicting channels with an autoregressive (AR) model-based method. We modified the AR prediction for a time division duplex system. We conducted measurement campaigns in indoor environments to verify the performance of the scheme of channel prediction in an actual environment and measured channel data. We obtained the bit-error rate (BER) using these data. The AR-model-based technique of prediction assuming the Jakes' model was found to reduce BER. Also, the optimum AR-model order was investigated by using the channel data we measured.
  • Huu Phu Bui, Yasutaka Ogawa, Toshihiko Nishimura, Takeo Ohgane
    IEEE TRANSACTIONS ON ANTENNAS AND PROPAGATION 61 1 371 - 379 2013年01月 [査読有り][通常論文]
     
    In this paper, the performance of a multi-user multiple-input multiple-output (MIMO) system in time-varying channels is evaluated using measurement data. We consider the multi-user MIMO system using a block diagonalization (BD) scheme and an eigenbeam-space division multiplexing (E-SDM) technique. In an ideal case, the BD scheme eliminates inter-user interference, and the E-SDM technique suppresses inter-stream interference. In actual radio environments, however, channels change over time. This causes interference in the multi-user MIMO system even though the BD scheme and the E-SDM technique are used. To overcome this problem, the authors have developed a simple channel prediction scheme on the basis of a linear extrapolation and have demonstrated its effectiveness by computer simulations assuming the Jakes' model. To verify the performance of the channel prediction scheme in actual environments, we conducted a measurement campaign in indoor environments and measured a large amount of channel data. Using these data, we examined the channel transition and channel tracking with the prediction method. Then we obtained the bit-error rate (BER) performance. The prediction technique was shown to track the channel and improve the BER performance almost to that in the ideal time invariant case.
  • Yamaguchi, Kanako, Huu Phu Bui, Ogawa, Yasutaka, Nishimura, Toshihiko, Ohgane, Takeo
    2013 IEEE ANTENNAS AND PROPAGATION SOCIETY INTERNATIONAL SYMPOSIUM (APSURSI) 550 - + 2013年 [査読有り][通常論文]
     
    We consider a multi-user multiple-input multiple-output (MIMO) system using block diagonalization and eigenbeam-space division multiplexing to suppress inter-user interference and inter-stream interference. In time-varying environments, the performance seriously degrades due to mistracking of beamforming. A channel prediction scheme can eliminate the effect of the time-varying environments. In this paper, using indoor measurement data, we evaluate the bit error rate (BER) performance of a multi-user MIMO system with channel prediction based on an autoregressive model. It is shown that the proposed channel prediction technique can improve the BER performance significantly.
  • Terada, Tsubasa, Nishimura, Toshihiko, Ogawa, Yasutaka, Ohgane, Takeo
    2013 IEEE ANTENNAS AND PROPAGATION SOCIETY INTERNATIONAL SYMPOSIUM (APSURSI) 866 - 867 2013年 [査読有り][通常論文]
     
    A method to estimate direction of arrival (DOA) of multi-band signals is proposed in this paper. The authors apply the compressed sensing theory which can reconstruct sparse data in a few measurements, to multi-band signals. Compared to various DOA estimation methods, this approach has produced a considerable improvement of DOA estimation accuracy. Moreover, this proposal can estimate more waves than the degrees of freedom of the array.
  • Wataru Fukuda, Takashi Abiko, Toshihiko Nishimura, Takeo Ohgane, Yasutaka Ogawa, Yusuke Ohwatari, Yoshihisa Kishiyama
    2013 IEEE 77TH VEHICULAR TECHNOLOGY CONFERENCE (VTC SPRING) 1 - 5 2013年 [査読有り][通常論文]
     
    A very large MIMO system has a potential to achieve extremely-high system throughput. In general, however, algorithms detecting spatially-multiplexed signals require the complexity proportional to the cubed number of antenna elements in the least case. Thus, the implementation of an antenna array with an order of 100 elements becomes very difficult. In this paper, we focus on the algorithm which is based on belief propagation and implementable with the second-order calculations. The simulation results show that the algorithm provides very good BER performance in MIMO spatial multiplexing when the number of antenna elements is 100 and reasonably low complexity in comparison to the MMSE spatial filtering.
  • Wataru Fukuda, Takashi Abiko, Toshihiko Nishimura, Takeo Ohgane, Yasutaka Ogawa, Yusuke Ohwatari, Yoshihisa Kishiyama
    2013 INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON INTELLIGENT SIGNAL PROCESSING AND COMMUNICATIONS SYSTEMS (ISPACS) 245 - 250 2013年 [査読有り][通常論文]
     
    The easiest way to improve the throughput performance of multiple-input multiple-output (MIMO) systems is to increase the number of both transmit and receive antennas. Thus, a massive MIMO concept has been proposed recently. In general, however, algorithms detecting spatially-multiplexed signals require the complexity to be proportional to the cubed power of the number of antenna elements at least. Several studies have shown that a detection based on belief propagation with a parallel interference canceller is implementable in the order of the second power of the number of elements and achieves very good BER performance. For further reduction of complexity, we apply layered belief propagation, forced convergence, and node selection methods to the belief propagation based detection. The results show that the layered belief propagation can halve the complexity without performance degradation.
  • Keita Harada, Yasutaka Ogawa, Toshihiko Nishimura, Takeo Ohgane
    2013 INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON INTELLIGENT SIGNAL PROCESSING AND COMMUNICATIONS SYSTEMS (ISPACS) 240 - 244 2013年 [査読有り][通常論文]
     
    Multi-user multiple-input multiple-output (MU-MIMO) systems in which signals are simultaneously transmitted from a base station to multiple users are well known as a method to improve the throughput performance. In MU-MIMO systems, the block diagonalization scheme is used to eliminate inter-user interference and the eigenbeam-space division multiplexing (E-SDM) technique is used for channel capacity maximization. In this paper, a multi-user single-carrier E-SDM scheme in wideband transmissions is formulated. The transmit and receive weights are obtained in the frequency domain. The receive weights are based on the zero-forcing method, which simultaneously operates on the spatial domain processing and frequency domain equalization. Then, the bit error rate performance is evaluated using computer simulations.
  • Takashi Abiko, Wataru Fukuda, Toshihiko Nishimura, Takeo Ohgane, Yasutaka Ogawa, Yusuke Ohwatari, Yoshihisa Kishiyama
    IEEE Vehicular Technology Conference 1 - 5 2013年 [査読有り][通常論文]
     
    Multiple-input multiple-output (MIMO) systems are well known as a method to improve the throughput performance. Recently, a concept of massive (or very large) MIMO using an antenna array with an order of 100 elements has been proposed. In a demand for low-complexity detection method, belief-propagation based algorithm, which is implementable in the order of the second power of the number of elements, has been developed. In the paper, the extrinsic information transfer (EXIT) analysis is applied to clarify the validity of iterative processing capability and evaluate the convergence performance. The results show that the EXIT chart expresses the BER convergence behavior well when the number of antenna elements is 100. © 2013 IEEE.
  • Yousuke Sano, Yusuke Ohwatari, Nobuhiko Miki, Yuta Sagae, Yukihiko Okumura, Yasutaka Ogawa, Takeo Ohgane, Toshihiko Nishimura
    IEICE TRANSACTIONS ON COMMUNICATIONS E95B 12 3728 - 3738 2012年12月 [査読有り][通常論文]
     
    This paper investigates the dominant impact on the interference rejection combining (IRC) receiver due to the downlink reference signal (RS) based covariance matrix estimation scheme. When the transmission modes using the cell-specific RS (CRS) in LTE/LTE-Advanced are assumed, the property of the non-precoded GRS is different from that of the data signals. This difference poses two problems to the IRC receiver. First, it results in different levels of accuracy for the RS based covariance matrix estimation. Second, assuming the case where the CRS from the interfering cell collides with the desired data signals of the serving cell, the IRC receiver cannot perfectly suppress this CRS interference. The results of simulations assuming two transmitter and receiver antenna branches show that the impact of the CRS-to-CRS collision among cells is greater than that for the CRS interference on the desired data signals especially in closed-loop multiple-input multiple-output (MIMO) systems, from the viewpoint of the output signal-to-interference-plus-noise power ratio (SINR). However, the IRC receiver improves the user throughput by more than 20% compared to the conventional maximal ratio combining (MRC) receiver under the simulation assumptions made in this paper even when the CRS-to-CRS collision is assumed. Furthermore, the results verify the observations made in regard to the impact of inter-cell interference of the CRS for various average received signal-to-noise power ratio (SNR) and signal-to-interference power ratio (SIR) environments.
  • Heedong Choi, Yasutaka Ogawa, Toshihiko Nishmura, Takeo Ohgane
    IEICE TRANSACTIONS ON COMMUNICATIONS E95B 7 2377 - 2385 2012年07月 [査読有り][通常論文]
     
    A time-reversal (TR) approach with multiple signal classification (MUSIC) provides super-resolution for detection and localization using multistatic data collected from an array antenna system. The theory of TR-MUSIC assumes that the number of antenna elements is greater than that of scatterers (targets). Furthermore, it requires many sets of frequency-domain data (snapshots) in seriously noisy environments. Unfortunately, these conditions are not practical for real environments due to the restriction of a reasonable antenna structure as well as limited measurement time. We propose an approach that treats both noise reduction and relaxation of the transceiver restriction by using a time-domain gating technique accompanied with the Fourier transform before applying the TR-MUSIC imaging algorithm. Instead of utilizing the conventional multistatic data matrix (MDM), we employ a modified MDM obtained from the gating technique. The resulting imaging functions yield more reliable images with only a few snapshots regardless of the limitation of the antenna arrays.
  • Webber, Julian, Nishimura, Toshihiko, Ohgane, Takeo, Ogawa, Yasutaka
    INTERNATIONAL JOURNAL OF ELECTRICAL ENGINEERING EDUCATION 49 3 232 - 242 2012年07月 [査読有り][通常論文]
     
    This paper describes the teaching and research of signal processing and communications systems that took place during the development of a real-time transceiver and radio channel testbed at Hokkaido University, Japan. Digital signal processing (DSP) concepts were taught and learnt during both the testbed system development and also the results gathering and analysis stages. The performance of a modern multiple antenna communications system is dependent on a number of key parameters, and the student interaction with such a real-time system can assist in the understanding of key but often abstract theoretical concepts. The communications algorithm and architecture overview on a signal processing board containing a Xilinx field programmable gate array (FPGA) and Analog Devices TigerSharc DSP is detailed. The lessons learned and potential uses of the testbed in both teaching and research are also described.
  • Considerations on a frequency correlation for distributed antenna systems
    Kanako Yamaguchi, Yasutaka Ogawa, Toshihiko Nishimura, Takeo Ohgane
    2012 International Symposium on Antennas and Propagation (ISAP) 1128 - 1131 2012年 [査読有り][通常論文]
  • Angle-and-time-domain gating technique for time-reversal MUSIC imaging
    Heedong Choi, Yasutaka Ogawa, Toshihiko Nishimura, Takeo Ohgane
    2012 International Symposium on Antennas and Propagation (ISAP) 86 - 89 2012年 [査読有り][通常論文]
  • Heedong Choi, Yasutaka Ogawa, Toshihiko Nishimura, Takeo Ohgane
    2012 IEEE ANTENNAS AND PROPAGATION SOCIETY INTERNATIONAL SYMPOSIUM (APSURSI) 2012年 [査読有り][通常論文]
     
    An ultrawideband (UWB) imaging technique with time-reversal (TR) MUSIC has been studied for a remote sensing system because of the super-resolution characteristics. Particularly, TR-MUSIC imaging with the time-domain gating technique offers dramatical noise reduction as well as relaxation of the transceiver restriction. In this paper, we introduce selective UWB-TR-MUSIC imaging with the time-domain gating technique by utilizing partial frequencies. Instead of utilizing a single-frequency or all the available frequencies, we combine images from partial frequencies. The resulting pseudo-spectra yield distinctive features such as super resolution and statistical stability.
  • Julian Webber, Toshihiko Nishimura, Takeo Ohgane, Yasutaka Ogawa
    2012 14th International Conference on Advanced Communication Technology (ICACT) 497 - 501 2012年 [査読有り][通常論文]
  • Naohito Kiyomi, Julian Webber, Toshihiko Nishimura, Takeo Ohgane, Yasutaka Ogawa
    2012 IEEE 75TH VEHICULAR TECHNOLOGY CONFERENCE (VTC SPRING) 1 - 5 2012年 [査読有り][通常論文]
     
    A cooperative relay has been studied as a method to improve transmission quality in wireless mesh networks and cellular systems. Multiple antenna elements at a source node enable adaptive beamforming and thus improve total performance of relay transmission. In this paper, we propose simple transmit beamforming at a source node when the source node has two or more antenna elements and knows all channel information in MISO-SISO/MIMO-MIMO amplify-and-forward relays with direct link and evaluate the packet error rate. The simulation results show that the proposed method achieves both low complexity and high performance.
  • Cristian Davidescu, Yasutaka Ogawa, Julian Webber, Toshihiko Nishimura, Takeo Ohgane
    2012 IEEE 75TH VEHICULAR TECHNOLOGY CONFERENCE (VTC SPRING) 1 - 5 2012年 [査読有り][通常論文]
     
    In the case of broadband wireless access systems operating over non-line-of-sight (NLOS) links, the multipath can be severe. This leads to frequency-selective fading channel which causes distortions of the received signal. The single-carrier (SC) modulation method combined with frequency-domain equalization (FDE) at the receiver has been proposed as an alternative to the orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) system due to its relative small peak-to-average power ratio (PAPR) achieved at a similar complexity. Furthermore, an eigenbeam-space division multiplexing (E-SDM) technique can be applied to the single-carrier system to improve the spectrum efficiency. This scheme makes use of both spatial and frequency diversity while maintaining a low PAPR. The computation load still remains a challenge for the uplink transmission where the power resources are limited, therefore, in this paper we propose some reduced-complexity techniques. The transmission performance of these techniques and the trade-off between complexity and bit error rate (BER) are evaluated in a frequency-selective Rayleigh channel by computer simulations.
  • Julian Webber, Toshihiko Nishimura, Takeo Ohgane, Yasutaka Ogawa
    APSIPA ASC 2011 - Asia-Pacific Signal and Information Processing Association Annual Summit and Conference 2011 492 - 495 2011年 
    This paper describes the hardware design of a wideband radio channel emulator for evaluating the bit error rate (BER) performances of two modern communications systems. The main system application described here is a multiple input multiple output - orthogonal frequency division multiplexing (MIMO-OFDM) system with beamforming. The performance of MIMO systems are dependent on the spatial correlation between channels and this is emulated using Cholesky factorization to compute real-time channels with a desired correlation. The emulator implements various contemporary radio channel models (e.g. Gaussian, Jakes, and Zheng). Up to sixteen independent channels are programmable for a 4 × 4 MIMO system. The second application is single-carrier frequency domain equalization. Single carrier frequency division multiple access (SC-FDMA) is deployed in the uplink of 3GPP long term evolution (LTE) systems and uses a single-input single-output (SISO) channel. The system development on a field programmable gate array (FPGA) is described.
  • Heedong Choi, Yasutaka Ogawa, Toshihiko Nishimura, Takeo Ohgane
    iWEM2011 - IEEE International Workshop on Electromagnetics: Applications and Student Innovation Competition 140 - 144 2011年 [査読有り][通常論文]
     
    This paper introduces a time-reversal MUSIC (TR-MUSIC) approach based on the gating technique for detection and localization. TR-MUSIC has been proposed to surpass the classical diffraction limit. The general TR-MUSIC imaging algorithm uses a single snapshot to obtain a data matrix, however many snapshots are needed in a heavy noise environment. It is not preferable to require many snapshots because it takes a long measurement time. In this paper, we propose to reduce the noise component by using the gating technique accompanied with the Fourier transform. The proposed technique needs fewer snapshots and also provides a better performance. © 2011 IEEE.
  • Kyouhei Maeda, Toshihiko Nishimura, Yasutaka Ogawa, Takeo Ohgane
    2011 IEEE INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON ANTENNAS AND PROPAGATION (APSURSI) 835 - 838 2011年 [査読有り][通常論文]
     
    The method to estimate direction of arrival (DOA) with multi-band signals is proposed in this paper. The MUSIC method, which is one of the conventional super-resolution DOA estimation methods, is applied to sets of snapshots filtered from the multi-band signal. In the beginning, a set of snapshots is extracted by the narrow-band filter (NBF) for the lowest frequency where the half wavelength of center frequency equals the array antenna spacing for a uniform linear array, and processed by the MUSIC method in order to avoid grating lobes. Next, using another set of snapshots in higher frequency, more precise DOA estimation is done in a narrower range with finer step angle. Therefore, this method can realize more accurate DOA estimation than the conventional method using a single set of snapshots. By examining RMSE and success probability of DOA detection, this method is compared with a conventional method.
  • Huu Phu Bui, Yasutaka Ogawa, Toshihiko Nishimura, Takeo Ohgane
    2011 IEEE INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON ANTENNAS AND PROPAGATION (APSURSI) 59 - 62 2011年 [査読有り][通常論文]
     
    The performance of a downlink multi-user MIMO system seriously degrades in time-varying environments because MIMO channels change during the time interval between transmission parameter determination and actual MIMO transmission. Channel prediction techniques have been proposed to improve the performance in dynamic environments. In this paper, based on indoor measurement data, we show the effect of the linear channel extrapolation, and evaluate the bit error rate performance of the multi-user MIMO system with the channel prediction technique.
  • Julian Webber, Toshihiko Nishimura, Takeo Ohgane, Yasutaka Ogawa
    14th International Symposium on Wireless Personal Multimedia Communications, WPMC 2011, Brest, France, October 3-7, 2011 1 - 5 IEEE 2011年 [査読有り][通常論文]
  • Daiki Takeda, Julian Webber, Toshihiko Nishimura, Takeo Ohgane, Yasutaka Ogawa
    14th International Symposium on Wireless Personal Multimedia Communications, WPMC 2011, Brest, France, October 3-7, 2011 1 - 5 IEEE 2011年 [査読有り][通常論文]
  • Julian Webber, Toshihiko Nishimura, Takeo Ohgane, Yasutaka Ogawa
    APSIPA ASC 2010 - Asia-Pacific Signal and Information Processing Association Annual Summit and Conference 757 - 760 2010年 
    In multiple-input multiple-output (MIMO) systems, eigenbeam-space division multiplexing (E-SDM) can achieve high performance using channel state information that is fedback to the transmitter. Orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) systems can efficiently operate in wideband fading channels using a simple 1-tap equalizer on each sub-carrier. Here, MIMO channels are generated with increasing correlation through Cholesky factorization of the channel covariance matrix. To maintain a given BER and hence compensate for the effects of correlation, an increase in the transmit power is required (e.g. 0.4 dB for ρ=0.25 at 10 BER for a reduced complexity pseudo E-SDM system), but this increases significantly as ρ increases. In this paper, a description of the E-SDM system implementation on an FPGA-DSP platform is also detailed. -5
  • Huu Phu Bui, Yasutaka Ogawa, Toshihiko Nishimura, Takeo Ohgane
    2010 IEEE 72ND VEHICULAR TECHNOLOGY CONFERENCE FALL 1 - 5 2010年 [査読有り][通常論文]
     
    In the paper, we examine Doppler spectrum and bit-error rate (BER) performance of multiuser MIMO systems in an indoor time-varying environment based on our measured data conducted in a meeting room. Simulation results show that both Doppler spectrum and the BER performance are much dependent on the array orientation and the direction of the receiver motion. In the non-line-of-sight environment, the actual Doppler spectrum is quite different from the theoretical U-shaped spectrum in the Jakes' model. In addition, it has been shown that the BER performance is much degraded due to a channel change.
  • Sakiko Matsuya, Julian Webber, Toshihiko Nishimura, Takeo Ohgane, Yasutaka Ogawa
    2010 IEEE 21ST INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON PERSONAL INDOOR AND MOBILE RADIO COMMUNICATIONS (PIMRC) 2093 - 2098 2010年 [査読有り][通常論文]
     
    Wireless relay is an essential technology to achieve a flexible network for ubiquitous communication. To improve throughput performance in the network, network coding (NC) has been proposed for a two-user relay node. NC is a concept encoding both users' data into one packet and multicasting it simultaneously. However, if the relay node has two or more antenna elements, antenna pattern control is additionally required to send the packet efficiently to both users. In this paper, we formulate several transmit-beamforming techniques in the interactive wireless relay system and compare the performance with each other and with non-NC systems. Numerical analysis has shown that the method maximizing the total capacity in NC provides the best performance.
  • Tomoki Sada, Julian Webber, Toshihiko Nishimura, Takeo Ohgane, Yasutaka Ogawa
    2010 IEEE 21ST INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON PERSONAL INDOOR AND MOBILE RADIO COMMUNICATIONS (PIMRC) 504 - 509 2010年 [査読有り][通常論文]
     
    In multiple input multiple output (MIMO) systems, multiuser enhancement is in the implementation phase. Block diagonalization (BD) is known as the safest technique for the multiuser MIMO downlink since it suppresses the inter-user interference (IUI) perfectly. However, BD consumes most of the transmit antenna resource to form many nulls. Thus, it is very difficult to obtain the transmit diversity gain. In the paper, the adaptive selection of the number of layers is considered. Such approaches have been limited to iterative beamforming. Here, we formulate deterministic transmit beamforming as a generalized approach to the BD (GBD), based on a concept of projecting the IUI to a limited vector space. Our proposal can efficiently utilize the extra degrees of freedom, which are obtained in exchange for reducing the number of layers, to provide the diversity gain in the transmit beamforming. The high capability of the GBD is confirmed by computer simulations.
  • Huu Phu Bui, Hiroshi Nishimoto, Yasutaka Ogawa, Toshihiko Nishimura, Takeo Ohgane
    EURASIP JOURNAL ON WIRELESS COMMUNICATIONS AND NETWORKING 2010 2010年 [査読有り][通常論文]
     
    Multiple-input multiple-output (MIMO) systems employ advanced signal processing techniques. However, the performance is affected by propagation environments and antenna characteristics. The main contributions of the paper are to investigate Doppler spectrum based on measured data in a typical meeting room and to evaluate the performance of MIMO systems based on an eigenbeam-space division multiplexing (E-SDM) technique in an indoor time-varying fading environment, which has various distributions of scatterers, line-of-sight wave existence, and mutual coupling effect among antennas. We confirm that due to the mutual coupling among antennas, patterns of antenna elements are changed and different from an omnidirectional one of a single antenna. Results based on the measured channel data in our measurement campaigns show that received power, channel autocorrelation, and Doppler spectrum are dependent not only on the direction of terminal motion but also on the antenna configuration. Even in the obstructed-line-of-sight environment, observed Doppler spectrum is quite different from the theoretical U-shaped Jakes one. In addition, it has been also shown that a channel change during the time interval between the transmit weight matrix determination and the actual data transmission can degrade the performance of MIMO E-SDM systems.
  • Masaki Takanashi, Toshihiko Nishimura, Yasutaka Ogawa, Takeo Ohgane
    IEICE TRANSACTIONS ON COMMUNICATIONS E92B 8 2698 - 2707 2009年08月 [査読有り][通常論文]
     
    Ultrawide-band impulse radio (UWB-IR) technology and multiple-input multiple-output (MIMO) systems have attracted interest regarding their use in next-generation high-speed radio communication. We have studied the use of MIMO ultrawide-band (MIMO-UWB) systems to enable higher-speed radio communication. We used frequency-domain equalization based on the minimum mean square error criterion (MMSE-FDE) to reduce intersymbol interference (ISI) and co-channel interference (CCI) in MIMO-UWB systems. Because UWB systems are expected to be used for short-range wireless communication, MIMO-UWB systems will usually operate in line-of-sight (LOS) environments and direct waves will be received at the receiver side. Direct waves have high power and cause high correlations between antennas in such environments. Thus, it is thought that direct waves will adversely affect the performance of spatial filtering and equalization techniques used to enhance signal detection. To examine the feasibility of MIMO-UWB systems, we conducted MIMO-UWB system propagation measurements in LOS environments. From the measurements, we found that the arrival time of direct waves from different transmitting antennas depends on the MIMO configuration. Because we can obtain high power from the direct waves, direct wave reception is critical for maximizing transmission performance. In this paper, we present our measurement results, and propose a way to improve performance using a method of transmit (Tx) and receive (Rx) timing control. We evaluate the bit error rate (BER) performance for this form of timing control using measured channel data.
  • Hun Phu Bui, Yasutaka Ogawa, Toshihiko Nishimura, Takeo Ohgane
    IEICE TRANSACTIONS ON COMMUNICATIONS E92B 7 2374 - 2388 2009年07月 [査読有り][通常論文]
     
    In this paper, the performance of multiuser MIMO E-SDM systems in downlink transmission is evaluated in both uncorrelated and correlated time-varying fading environments. In the ideal case, using the block diagonalization scheme, inter-user interference can be completely eliminated at each user; and using the E-SDM technique for each user, optimal resource allocation can be achieved, and spatially orthogonal substreams can be obtained. Therefore, a combination of the block diagonalization scheme and the E-SDM technique applied to multiuser MIMO systems gives very good results. In realistic environments, however, due to the dynamic nature of the channel and processing delay at both the transmitter and the receiver, the channel change during the delay may cause inter-user interference even if the BD scheme is used. In addition, the change may also result in large inter-substream interference and prevent optimal resource allocation from being achieved. As a result, system performance may be degraded seriously. To overcome the problem. we propose a method of channel extrapolation to compensate for the channel change. Applying our proposed method, simulation results show that much better system performance can be obtained than the conventional case. Moreover, it also shows that the system performance in the correlated fading environments is much dependent on the antenna configuration and the angle spread from the base station to scatterers.
  • 大鐘 武雄, 小川 恭孝, 西村 寿彦
    シミュレーション学会論文誌 28 2 86 - 90 日本シミュレーション学会 2009年06月 [査読有り][通常論文]
  • Keiichi Kambara, Hiroshi Nishimoto, Toshihiko Nishimura, Takeo Ohgane, Yasutaka Ogawa
    IEICE TRANSACTIONS ON COMMUNICATIONS E92B 5 1466 - 1474 2009年05月 [査読有り][通常論文]
     
    Frequency-domain equalization (FDE) has been studied for suppressing inter-symbol interference (ISI) due to frequency selective fading in single carrier systems. When a high-mobility terminal is assumed in the system, channel transition within an FIDE block cannot be ignored. The ISI reduction performance of FDE degrade, since the cyclicity of the channel matrix is lost. To solve this problem, a method of dividing the received data block into multiple subblocks has been proposed, where pseudo cyclic prefix (CP) processing is introduced to realize periodicity in each subblock. In this method, the performance is degraded by the inherently-inaccurate pseudo CP. In this paper, we study the application of frequency-domain turbo equalization (FDTE) to subblock processing for improving the accuracy of pseudo CP. The simulation results show that FDTE with subblock processing yields remarkable performance improvements.
  • 小川 恭孝, 大鐘 武雄, 西村 寿彦
    電子情報通信学会 通信ソサイエティマガジン 2009 11 11_32 - 11_38 一般社団法人 電子情報通信学会 2009年 [査読有り][通常論文]
     
    数十Gbit/s以上の超高速通信が必要になった場合,MIMO伝送が必須技術となることは容易に想像できる.しかし,実際に超高速伝送を実現できるかどうかは,アンテナ本数のみならず,周波数帯,伝搬環境,実装技術に大きく依存する.特に超高速伝送が使用されると考えられる見通しのある解放空間では,空間相関が高くなるため,MIMO伝送の効果が減少する.したがって,アンテナ配置や伝搬構造の能動的最適化など,改善手法について述べる.
  • 金 相佑, 西村 寿彦, 大鐘 武雄, 小川 恭孝
    電子情報通信学会論文誌. B, 通信 92 1 185 - 195 一般社団法人電子情報通信学会 2009年01月 [査読有り][通常論文]
     
    周波数有効利用やマルチパス対策においてOFDMは有効な伝送方式である.しかし,高速移動によるマルチパスフェージング環境下では,プリアンブルで推定したチャネルが時間とともに変動するため,それに続くデータ区間においてその変動を補償する必要がある.本論文では,その補償法として判定帰還を用いたチャネル更新法を検討し,帰還系列の精度を向上させる手法を新たに提案した.また,追従特性をより改善するため線形予測を導入し,予測係数を少ないデータから決定する二つの手法について検討した.シミュレーションによる特性評価から,これらの提案手法が有効であることが確認できた.
  • Julian Webber, Toshihiko Nishimura, Takeo Ohgane, Yasutaka Ogawa
    APSIPA ASC 2009 - Asia-Pacific Signal and Information Processing Association 2009 Annual Summit and Conference 684 - 687 2009年 
    When channel state information is fed-back to the transmitter, multiple-input multiple-output (MIMO) systems can realize eigenbeam-space division multiplexing (E-SDM) and system performance can be improved. Pseudo E-SDM offers both reduced computational complexity (the mean number of multiplications for 4×4 is reduced to about 1/10) and a reduction in the effective channel delay spread compared to E-SDM. This work describes the design of such a MIMO orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) system based on the IEEE802.11n standard. The paper describes the real-time processing on field programmable gate arrays (FPGA) capable of sustaining a maximum 260 Mbps service within a 20 MHz bandwidth and the MIMO signal processing computed on digital signal processors (DSP). The modified Jakes model permits the Rayleigh fading channel to be emulated in real-time with limited hardware complexity.
  • Takeo Ohgane, Takanori Shimura, Naoto Matsuzawa, Hideichi Sasaoka
    Adaptive Antennas for Wireless Communications 673 - 679 2009年01月01日 [査読有り][通常論文]
     
    The hardware implementation of an adaptive array as a technique for compensating multipatb fading in mobile communications is described. The number of the antenna elements is four. The target communication system is modulated by 256 kbps Gaussian-filtered minimum shift keying and has a timedivision multiplexing architecture with 24 time slots. Based on the digital beam forming concept, all of the signals and the array weights are digital-signal processed. The constant modulus algorithm (CMA) is employed for weight optimizing. In an additive white Gaussian noise channel, this system bas 5.6 dB gain in an energy-per-bit-to-noise-density ratio (Eb/N0), at a bit error rate (BER) of 1.0 x 10-3, compared with a single-antenna system. The result of the basic field test shows that the gain at a BER of 1.0 x 10-3 reaches 22.3 dB in a nonselective, slow Rayleigh fading channel given a 5 Hz maximum Doppler shift. These results certify our successful implementation.
  • Keisuke Saito, Julian Webber, Toshihiko Nishimura, Takeo Ohgane, Yasutaka Ogawa
    GLOBECOM 2009 - 2009 IEEE GLOBAL TELECOMMUNICATIONS CONFERENCE, VOLS 1-8 2688 - 2692 2009年 [査読有り][通常論文]
     
    Frequency-domain equalization (FDE) has been studied for suppressing inter-symbol interference (ISI) due to frequency selective fading in single carrier systems. When a high-mobility terminal is assumed in the system, channel transition within an FFT block cannot be ignored. Then, the ISI reduction performance of FDE degrades since cyclicity of the channel matrix is lost. To solve this problem, we extend the conventional diagonal matrix in FDE to a tri-diagonal matrix. In addition, a simple procedure without strict calculation in tri-diagonalization is proposed. The proposed technique is applied to FDE and frequency-domain turbo equalization (FDTE). The results of numerical analysis show a remarkable improvement by the tri-diagonalization. When the normalized Doppler frequency is 0.0015, the bit error rate (BER) floor is decreased to less than 0.01 in the FDE case; and about 2.8 dB gain at the BER of 0.001 is obtained in the FDTE case.
  • Toshihiko Nishimura, Ysutaka Ogawa, Takeo Ohgane
    2009 INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON INTELLIGENT SIGNAL PROCESSING AND COMMUNICATION SYSTEMS (ISPACS 2009) 240 - 243 2009年 [査読有り][通常論文]
     
    The method of separating two or more wideband signals that arrive from close angles is proposed. Its high-resolution capability of direction of arrival estimation is based on extracting narrowband components from the wideband signals in the frequency domain. Then, the resolution is stepwise improved by changing the target frequency band upward. By this process, we can avoid the effect of grating lobes. It was shown to be able to separate the signals that arrive from close angles by repeating the above routine even though the electric power spectrum density is low.
  • Yuta Saito, Yasutaka Ogawa, Takeo Ohgane, Toshihiko Nishimura
    2009 IEEE VEHICULAR TECHNOLOGY CONFERENCE, VOLS 1-5 1084 - 1088 2009年 [査読有り][通常論文]
     
    In future cellular radio such as IMT-advanced systems, we will encounter a difficulty in sending uplink signals. This is because transmit power is limited by a battery in a terminal and we need higher transmit power to accommodate a wider frequency bandwidth in a higher frequency band. Virtual MIMO-based cooperative communication is expected to be a key technology to solve this problem. Especially, if we have a feedback path from the basestation to send the transmit parameters, we can achieve much better performance. However, each terminal has an independent oscillator, and we have inevitably carrier frequency offsets. This causes performance degradation. This paper proposes a transmission scheme compensating for the frequency offsets and multi-stream transmission using eigenbeam space division multiplexing (E-SDM). Furthermore, this paper describes the reduction of feedback amount from a basestation. From computer simulation results, it will be shown that the proposed transmission technique has excellent performance.
  • Huu Phu Bui, Yasutaka Ogawa, Toshihiko Nishimura, Takeo Ohgane
    2009 IEEE 20TH INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON PERSONAL, INDOOR AND MOBILE RADIO COMMUNICATIONS 2459 - 2463 2009年 [査読有り][通常論文]
     
    In the paper, performance of multiple-input multiple-output (MIMO) orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) eigenbeam-space division multiplexing (E-SDM) systems using uniform circular antenna arrays is evaluated. We conducted a MIMO channel measurement campaign at a 5.2 GHz frequency band in an indoor fading environment. Simulation results based on the measured data have shown that differently from the linear array, the BER performance of the circular array is almost the same for the array orientation. It is also shown that the performance can be degraded due to a channel change during the time delay between the transmit weight matrix determination and the actual data transmission. To compensate for the channel change, we have proposed two methods of channel extrapolation. Applying the proposed methods, robust performance can be obtained.
  • Webber, Julian, Nishimura, Toshihiko, Ohgane, Takeo, Ogawa, Yasutaka
    2009 IEEE 20TH INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON PERSONAL, INDOOR AND MOBILE RADIO COMMUNICATIONS 1039 - 1043 2009年 [査読有り][通常論文]
     
    System performance can be improved when channel state information is fed-back to the transmitter, and multiple-input multiple-output (MIMO) systems can realize eigenbeam-space division multiplexing (E-SDM). Pseudo E-SDM offers both reduced complexity (the mean number of multiplications is reduced to about 1/10 for 4x4 MIMO) and a reduction in the effective channel delay spread compared to E-SDM. This work describes a real-time MIMO orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) system based on the IEEE802.11n standard. A channel emulator developed using the modified Jakes model provides the fading channels to appraise the algorithm.
  • Koji Shibata, Julian Webber, Toshihiko Nishimura, Takeo Ohgane, Yasutaka Ogawa
    GLOBECOM 2009 - 2009 IEEE GLOBAL TELECOMMUNICATIONS CONFERENCE, VOLS 1-8 2705 - 2710 2009年 [査読有り][通常論文]
     
    PAPR reduction is an important issue in wireless OFDM transmission. Partial transmit sequence (PTS) is one of the distortionless methods. However, PTS requires side information on the phase rotation. This impacts not only the transmit efficiency but also the standardization process. Thus, blind detection without side information is expected as a solution to implement PTS. In the paper, simple blind detection with very low complexity is proposed. The computer simulation results indicate that the proposal gives almost the same performance as one with perfect side information by selecting a proper set of phase rotation candidates.
  • Masaki Takanashi, Toshihiko Nishimura, Yasutaka Ogawa, Takeo Ohgane
    IEICE TRANSACTIONS ON COMMUNICATIONS E91B 11 3784 - 3787 2008年11月 [査読有り][通常論文]
     
    A uniform circular array (UCA) is a well-known array configuration which can accomplish estimation of 360 degrees field of view with identical accuracy. However, a UCA cannot estimate coherent signals because we cannot apply the SSP owing to the structure of UCA. Although a variety of studies on UCA in coherent multipath environments have been done, it is impossible to estimate the DOA of coherent signals with different incident polar angles. Then, we have proposed Root-MUSIC algorithm with a cylindrical array. However, the estimation performance is degraded when incident signals arrive with close polar angles. To solve this problem. in the letter, we propose to use SAGE algorithm with a cylindrical array. Here, we adopt a CLA Root-MUSIC for the initial estimation and decompose two-dimensional search to double one-dimensional search to reduce the calculation load. The results show that the proposal achieves high resolution with low complexity.
  • Masatsugu Higashinaka, Hiroshi Kubo, Akihiro Okazaki, Yasutaka Ogawa, Takeo Ohgane, Toshihiko Nishimura
    IEICE TRANSACTIONS ON FUNDAMENTALS OF ELECTRONICS COMMUNICATIONS AND COMPUTER SCIENCES E91A 10 2787 - 2797 2008年10月 [査読有り][通常論文]
     
    This paper proposes a novel channel estimation method for iterative equalization in MIMO systems. The proposed method incorporates co-channel interference (CCI) cancellation in the channel estimator and the channel estimation is successively performed with respect to each stream. Accuracy of Channel estimation holds the key to be successfully converged the iterative equalization and decoding process. Although the channel estimates can be re-estimated by means of LS (Least Square) channel estimation using tentative decisions obtained in the iterative process, its performance is severely limited in a MIMO system because of erroneous decisions and ill-conditioned channel estimation matrix. The proposed method can Suppress the above effects by means of CCI cancellation and successive channel estimation. Computer simulation confirms that the proposed channel estimation method can accurately estimate the channel, and the receiver with iterative equalization and the proposed method achieves excellent decoding performance in a MIMO-SM system.
  • 斉藤 裕大, 小川 恭孝, 大鐘 武雄, 西村 寿彦
    電子情報通信学会論文誌. B, 通信 91 9 940 - 947 一般社団法人電子情報通信学会 2008年09月 [査読有り][通常論文]
     
    将来の高速移動通信は現在よりも高い周波数帯を使用することが考えられる.この場合,端末の電源がバッテリーであるため,上り回線の送信電力が制限され,通信品質は劣化する.そこで,近傍の複数端末が送信データを共有して互いに協力し合う協調無線が注目されている.しかし,仮想的なアレーアンテナを形成してビームフォーミングを行う場合,各端末は異なる発振器で動作しているため,キャリヤ周波数のずれによる端末周波数オフセットの存在が通信特性に大きな影響を与えてしまう.そこで,本論文では過去のチャネル情報を用いた端末周波数オフセット推定法とそれを用いた送信側での補償法,及び,RLSアルゴリズムを用いた受信ウェイト制御との組合せについて検討し,計算機シミュレーションによりその特性について評価する.その結果,これらの制御を組み合わせることで,特性を大きく改善できることが確認された.
  • Huu Phu Bui, Hiroshi Nishimoto, Toshihiko Nishimura, Takeo Ohgane, Yasutaka Ogawa
    IEICE TRANSACTIONS ON COMMUNICATIONS E91B 6 1713 - 1723 2008年06月 [査読有り][通常論文]
     
    In time-varying fading environments, the performance of multiple-input multiple-output (MIMO) systems applying an eigenbeam-space division multiplexing (E-SDM) technique may be degraded due to a channel change during the time interval between the transmit weight matrix determination and the actual data transmission. To compensate for the channel change, we have proposed some channel prediction methods. Simulation results based on computer-generated channel data showed that better performance can be obtained when using the prediction methods in Rayleigh fading environments assuming the Jakes model with rich scatterers. However, actual MIMO systems may be used in line-of-sight (LOS) environments, and even in a non-LOS case, scatterers may not be uniformly distributed around a receiver and/or a transmitter. In addition, mutual coupling between antennas at both the transmitter and the receiver cannot be ignored as it affects the system performance in actual implementation. We conducted MIMO channel measurement campaigns at a 5.2 GHz frequency band to evaluate the channel prediction techniques. In this paper, we present the experiment and simulation results using the measured channel data. The results show that robust bit-error rate performance is obtained when using the channel prediction methods and that the methods can be used in both Rayleigh and Rician fading environments, and do not need to know the maximum Doppler frequency.
  • Hiroshi Nishimoto, Toshihiko Nishimura, Takeo Ohgane, Yasutaka Ogawa
    IEICE TRANSACTIONS ON COMMUNICATIONS E91B 5 1648 - 1652 2008年05月 [査読有り][通常論文]
     
    The MIMO system can meet the growing demand for higher capacity in wireless communication fields. So far, the authors have reported that, based on channel measurements, uncoded performance of narrowband MIMO spatial multiplexing in indoor line-of-sight (LOS) environments generally outperforms that in non-LOS (NLOS) ones under the same transmit power condition. In space-frequency coded MIMO-OFDM spatial multiplexing, however, we cannot expect high space-frequency diversity gain in LOS environments because of high fading correlations and low frequency selectivity of channels so that the performance may degrade unlike uncoded cases. In this letter, we present the practical performance of coded MIMO-OFDM spatial multiplexing based on indoor channel measurements. The results show that an LOS environment tends to provide lower space-frequency diversity effect whereas the MIMO-OFDM spatial multiplexing performance is still better in the environment compared with an NLOS environment.
  • Masaki Takanashi, Yasutaka Ogawa, Toshihiko Nishimura, Takeo Ohgane
    IEICE TRANSACTIONS ON COMMUNICATIONS E91B 4 1084 - 1094 2008年04月 [査読有り][通常論文]
     
    MIMO ((M) under bar ultiple-(I) under bar nput (M) under bar ultiple-(O) under bar utput) technologies have attracted much interest for high-rate and high-capacity wireless communications. MIMO technologies under frequency-selective fading environments (wideband MIMO technologies) have also been studied. A wideband MIMO system is affected by ISI ((I) under bar nter (S) under bar ymbol (I) under bar nterference) and CCI ((C) under baro-(C) under bar hannel (I) under bar nterference). Hence, we need a MIMO signal detection technique that simultaneously suppresses ISI and CCL The OFDM system and SC-FDE ((S) under bar ingle (C) under bar arrier-(F) under bar requency (D) under bar omain (E) under bar qualization) techniques are often used for suppressing ISL By employing these techniques with the ZF ((Z) under bar ero (F) under bar orcing) or the MMSE ((M) under bar inimum (M) under bar ean (S) under bar quare (E) under bar rror) spatial filtering technique, we can cancel both ISI and CCL To use ZF or MMSE, we need channel state information for calculating the receive weights. Although an LS ((L) under bar east (S) under bar quare) channel estimation technique has been proposed for MIMO-OFDM systems, it needs a large estimation matrix at the receiver side to obtain sufficient estimation performance in heavy multipath environments. However, the use of a large matrix increases computational complexity and the circuit size. We use frequency domain channel estimation to solve these problems and propose an iterative method for achieving better estimation performance. In this paper, we assume the use of a MIMO-UWB system that employs a UWB-IR ((U) under bar ltra-(W) under bar ideband (I) under bar mpulse Radio) scheme with the FDE technique as the wideband wireless transmission scheme for heavy multipath environments, and we evaluate the iterative frequency domain channel estimation through computer simulations and computational complexity calculations.
  • Keiichi Kambara, Hiroshi Nishimoto, Toshihiko Nishimura, Takeo Ohgane, Yasutaka Ogawa
    IEEE JOURNAL ON SELECTED AREAS IN COMMUNICATIONS 26 2 359 - 365 2008年02月 [査読有り][通常論文]
     
    Frequency domain equalization (FDE) has been studied for reducing inter-symbol interference (ISI) caused by frequency selective fading in single carrier systems. When a high-mobility terminal exists in the system, the channel state may change within a DFT block. Then, the ISI reduction performance of FDE degrades since cyclicity of the channel matrix is lost. We propose to divide a received data block into multiple subblocks to decrease the channel transition within the DFT block in fast fading environments. Also, to satisfy periodicity of the received signal in each subblock, we introduce a pseudo cyclic prefix technique. The results of numerical analysis show that the proposed method can effectively decrease the error floor in fast fading environments.
  • K. Kambara, H. Nishimoto, T. Nishimura, T. Ohgane, Y. Ogawa
    IEEE Vehicular Technology Conference 2008年 [査読有り][通常論文]
     
    Frequency-domain equalization (FDE) has been studied for suppressing inter-symbol interference (ISI) due to frequency selective fading in single carrier systems. When a high-mobility terminal is assumed in the system, channel transition within an FFT block cannot be ignored. Then, the ISI reduction performance of FDE degrades since cyclicity of the channel matrix is lost. To solve this problem, a method of dividing the received data block into multiple subblocks has been proposed. In the paper, the subblock processing is applied to frequency-domain turbo equalization (FDTE). The results of numerical analysis show a remarkable improvement by the proposed method. Specifically, the FDTE with two-subblock processing can decrease the block error rate floor to less than 0.001 when the maximum Doppler frequency normalized by the block length is 0.4. ©2008 IEEE.
  • Bui Huu Phu, Hiroshi Nishimoto, Toshihiko Nishimura, Takeo Ohgane, Yasutaka Ogawa
    2008 SECOND INTERNATIONAL CONFERENCE ON COMMUNICATIONS AND ELECTRONICS 356 - 361 2008年 [査読有り][通常論文]
     
    In this paper, we examine some channel characteristics of SISO and MIMO systems based on the measured channel data in our measurement campaigns. We confirm that due to the mutual coupling between antennas, patterns of antenna elements are changed and different from an omnidirectional one of a single antenna. Results also show that received power, channel auto-correlation, and Doppler spectrum are much dependent not only on the direction of the RX motion, but also on the array orientation. In the NLOS environment, observed Doppler spectrum is quite different from the theoretical U-shaped Jakes' one.
  • K. Kambara, H. Nishimoto, T. Nishimura, T. Ohgane, Y. Ogawa
    68TH IEEE VEHICULAR TECHNOLOGY CONFERENCE, FALL 2008 839 - 843 2008年 [査読有り][通常論文]
     
    Frequency-domain equalization (FDE) has been studied for suppressing inter-symbol interference (ISI) due to frequency selective fading in single carrier systems. When a high-mobility terminal is assumed in the system, channel transition within an FFT block cannot be ignored. Then, the ISI reduction performance of FDE degrades since cyclicity of the channel matrix is lost. To solve this problem, a method of dividing the received data block into multiple subblocks has been proposed. In the paper, the subblock processing is applied to frequency-domain turbo equalization (FDTE). The results of numerical analysis show a remarkable improvement by the proposed method. Specifically, the FDTE with two-subblock processing can decrease the block error rate floor to less than 0.001 when the maximum Doppler frequency normalized by the block length is 0.4.
  • Hiroshi Nishimoto, Shohei Kato, Yasutaka Ogawa, Takeo Ohgane, Toshihiko Nishimura
    2008 IEEE 19TH INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON PERSONAL, INDOOR AND MOBILE RADIO COMMUNICATIONS 1960 - 1964 2008年 [査読有り][通常論文]
     
    Recently, a multiuser MIMO system has attracted much attention. In the downlink of the multiuser MIMO system, since the base station simultaneously transmits signals to terminals, there is inter-user interference (IUI) at each terminal. Block diagonalization, which can achieve perfect IUI suppression, has been extensively studied to solve the issue. However, with the scheme we cannot obtain extra diversity gain due to the null steering at the base station. In this paper, we propose imperfect block diagonalization based on maximum eigenvectors of users and Gram-Schmidt orthonormalization, and its error rate performance is evaluated using computer simulations. The result shows that, despite its low complexity, the proposed scheme provides excellent performance, especially in many-user environments.
  • Huu Phu Bui, Yasutaka Ogawa, Toshihiko Nishimura, Takeo Ohgane
    GLOBECOM 2008 - 2008 IEEE GLOBAL TELECOMMUNICATIONS CONFERENCE 3303 - 3307 2008年 [査読有り][通常論文]
     
    In the paper, performance of multiuser multiple-input multiple-output eigenbeam-space division multiplexing (ESDM) systems in the downlink transmission is evaluated in both uncorrelated and correlated time-varying fading environments based on computer-generated data. In the ideal case, using the block diagonalization (BD) scheme, inter-user interference can be completely eliminated at each user; and using the E-SDM technique for each user, optimal resource can be allocated, and spatially orthogonal substreams can be obtained. In realistic environments, however, due to the dynamic nature of the channel and the processing delay at both the transmitter and the receiver, the channel change during the delay may cause existence of inter-user interference even if the BD scheme is used. In addition, the change may also result in large inter-substream interference and no longer lead the allocated data resource for each user to the optimal condition. As a result, system performance may be degraded seriously. To overcome the problem, we propose a method of channel extrapolation to compensate for the channel change. Applying our proposed method, simulation results show that much better system performance can be obtained than the conventional case.
  • Hiroshi Nishimoto, Yasutaka Ogawa, Toshihiko Nishimura, Takeo Ohgane
    IEEE TRANSACTIONS ON ANTENNAS AND PROPAGATION 55 12 3677 - 3689 2007年12月 [査読有り][通常論文]
     
    Multiple-input multiple-output (MIMO) spatial multiplexing that needs to separate and detect transmitted signal streams by using processing at the receiver end can increase the data rates of transmissions on independent and identically distributed (i.i.d.) channels. Such channels have been considered to exist in nonline-of-sight (NLOS) environments. However, actual communications may also be conducted in line-of-sight (LOS) environments. While an LOS component can increase the received power level, it may also cause correlated channels that make it difficult to detect the transmitted streams. In this paper, we describe the performance of 4 x 4 MIMO spatial multiplexing based on LOS and NLOS channel measurements in an indoor environment. For eight configurations of uniform linear arrays (four antenna spacings and two array orientations), we evaluated the cumulative distribution function (CDF) of the channel capacity and bit error rate performance versus transmit power, and we analyzed them in terms of antenna pattern, fading correlation, CDFs of MIMO channel elements, and CDFs of eigenvalues. Results show that, despite higher fading correlations and non i.i.d. channel characteristics, the performance of MIMO spatial multiplexing in the LOS environment is better than that in the NLOS one. However, the performance in the measured LOS environment largely depends on the MIMO configuration.
  • Hiroshi Nishimoto, Toshihiko Nishimura, Takeo Ohgane, Yasutaka Ogawa
    IEICE TRANSACTIONS ON COMMUNICATIONS E90B 11 3197 - 3207 2007年11月 [査読有り][通常論文]
     
    In a frequency-selective multiple-input multiple-output (MIMO) channel, the optimum transmission is achieved by beamforming with eigenvectors obtained at each discrete frequency point, i.e., an extension of eigenbeam-space division multiplexing (E-SDM). However, the calculation load of eigenvalue decomposition at the transmitter increases in proportion to the number of frequency points. In addition, frequency-independent eigenvectors increase the delay spread of the effective channel observed at the receiver. In this paper, we propose a pseudo eigenvector scheme for the purpose of mitigating the calculation load and maintaining frequency continuity (or decreasing the delay spread). First, we demonstrate that pseudo eigenvectors reduce the delay spread of the effective channels with low computational complexity. Next, the practical performance of the pseudo E-SDM (PE-SDM) transmission is evaluated. The simulation results show that PE-SDM provides almost the same or better performance compared with E-SDM when the receiver employs a time-windowing-based channel estimation available in the low delay spread cases.
  • Hiroshi Nishimoto, Toshihiko Nishimura, Takeo Ohgane, Yasutaka Ogawa
    IEICE TRANSACTIONS ON COMMUNICATIONS E90B 11 3311 - 3314 2007年11月 [査読有り][通常論文]
     
    For simulating i.i.d. time-varying MIMO channels using multiple Jakes' rings, it is desirable to generate channels having stable statistics with fewer scatterers. The statistical property of the conventional Jakes' model may depend on the initial phase set assigned to scattering points. In this letter, we present simple and effective conditions on arrangement of scattering points to achieve stable fading properties. The results show that the proposed arrangement provides higher statistical stability in generating time-varying channels.
  • 大渡 裕介, 小川 恭孝, 西村 寿彦, 大鐘 武雄
    電子情報通信学会論文誌. B, 通信 90 9 885 - 895 一般社団法人電子情報通信学会 2007年09月 [査読有り][通常論文]
     
    MIMO-OFDM空間分割多重において,送信側でチャネル情報(CSI)が既知,若しくは,受信側から用いるべき送信ウェートが報知される場合,固有ビーム空間分割多重(E-SDM)方式を用いることができ,MIMOチャネル最大の容量が得られる.筆者らはこれまで時間領域で最小二乗法を適用し,推定したCSIのうち,主要な成分のみをフィードバックすることにより,情報量が削減できることを報告してきた.本論文では,筆者らが提案しているCSIフィードバック手法及びコードブックを用いた送信ウェートフィードバック手法について比較検討を行った.その結果,各手法におけるフィードバック情報量をほぼ等しくした場合,情報量が少ない4×2MIMOにおいては送信ウェート行列をフィードバックする手法の特性が,情報量が多い4×2MIMO,及び4×4MIMOにおいてはCSIフィードバック手法の特性が良好であることが確認された.
  • Hiroshi Nishimoto, Yasutaka Ogawa, Toshihiko Nishimura, Takeo Ohgane
    IEICE TRANSACTIONS ON COMMUNICATIONS E90B 6 1474 - 1486 2007年06月 [査読有り][通常論文]
     
    MIMO systems using a space division multiplexing (SDM) technique in which each transmit antenna sends an independent signal substrearn have been studied as one of the successful applications to increase data rates in wireless communications. The throughput of a MIMO channel can be maximized by using an eigenbeam-SDM (E-SDM) technique, and this paper investigates the practical performance of 2x2 and 4 x 4 MIMO E-SDM based on indoor measurements. The channel capacity and bit error rate obtained in various uniform linear array configurations are evaluated and are compared with the corresponding values for conventional SDM. Analysis results show that the bit error rate performance of E-SDM is better than that of SDM and that E-SDM gives better performance in line-of-sight (LOS) conditions than in non-LOS ones. They also show that the performance of E-SDM in LOS conditions depends very much on the array configuration.
  • Bui Huu Phu, Toshihiko Nishimura, Hiroshi Nishimoto, Takeo Ohgane, Yasutaka Ogawa
    IEEE Vehicular Technology Conference 1322 - 1326 2007年 [査読有り][通常論文]
     
    The performance of MIMO-OFDM E-SDM systems may be seriously degraded in time-varying fading environments due to a channel transition. In the paper, we propose two methods of channel extrapolation to compensate for the channel change. Futhermore, we also consider a method to reduce the amount of header signal and the computational complexity for the systems. We conducted MIMO measurement campaigns at a 5.2 GHz frequency band to evaluate the system performance. Simulation results based on the measured channel data show that robust bit-error rate performance can be obtained by using our channel prediction methods in both line-of-sight (LOS) and non-LOS environments. It is also shown that the method of reducing the amount of header signal and the computational complexity may be used in the practical implementation point of view. © 2007 IEEE.
  • Hiroshi Nishimoto, Toshihiko Nishimura, Takeo Ohgane, Yasutaka Ogawa
    IEEE Vehicular Technology Conference 541 - 545 2007年 [査読有り][通常論文]
     
    In a frequency-selective MIMO channel, the optimum beamforming is achieved by using eigenvectors, i.e., eigenbeam-space division multiplexing (E-SDM), in the frequency domain. However, the calculation load of eigenvalue decomposition increases in proportion to the number of FFT points. In addition, eigenvectors without consideration of frequency continuity increase the delay spread of the effective channel observed at the receiver. To solve these issues, a pseudo eigenvector technique has been proposed. It has also been reported that a pseudo E-SDM (PE-SDM) technique can provide almost the same or better performance compared with the E-SDM when the receiver employs a simple channel estimator with time windowing. In this paper, focusing on the calculating process of pseudo eigenvectors, we propose a spatial windowing scheme improving the accuracy of the effective channel estimates. The simulation results show that the accuracy in the PE-SDM can be improved by combining the proposed scheme with the conventional time windowing scheme. © 2007 IEEE.
  • Y. Ogawa, H. P. Bui, H. Nishimoto, T. Nishimura, T. Ohgane
    IET Seminar Digest 2007 11961 1 - 11 2007年 [査読有り][通常論文]
     
    MIMO channel characteristics and spatial multiplexing are investigated from the viewpoint of antennas and propagation in this paper. We conducted 4x4 MIMO channel measurement campaigns in an indoor propagation environment. Using the measured data, we examined the detail of the MIMO channels. The MIMO channels and eigenvalues are largely different for MIMO array orientations in an LOS environment. This is due to the effect of mutual coupling between antenna elements. Then, the bit error rate (BER) of eigenbeam space division multiplexing (E-SDM) in a quasi-static environment is examined using the measured MIMO channel data. It is shown that the BER performance in an LOS environment is affected by the mutual coupling. Furthermore, we obtained time-varying MIMO channel data, and calculated the channel auto-correlation and Doppler spectrum. The BER performance is evaluated for different maximum Doppler frequencies and different (LOS/NLOS) environments.
  • Huu Phu Bui, Toshihiko Nishimura, Hiroshi Nishimoto, Yasutaka Ogawa, Takeo Ohgane
    2007 IEEE ANTENNAS AND PROPAGATION SOCIETY INTERNATIONAL SYMPOSIUM, VOLS 1-12 209 - 212 2007年 [査読有り][通常論文]
  • Huu Phu Bui, Hiroshi Nishimoto, Toshihiko Nishimura, Yasutaka Ogmata, Takeo Ohgane
    2007 IEEE ANTENNAS AND PROPAGATION SOCIETY INTERNATIONAL SYMPOSIUM, VOLS 1-12 1245 - 1248 2007年 [査読有り][通常論文]
  • Hiroshi Nishimoto, Tosbihiko Nishimura, Yasutaka Ogawa, Takeo Ohgane
    2007 IEEE ANTENNAS AND PROPAGATION SOCIETY INTERNATIONAL SYMPOSIUM, VOLS 1-12 3538 - 3541 2007年 [査読有り][通常論文]
  • Masaki Takanashi, Toshihiko Nishimura, Yasutaka Ogawa, Takeo Ohgane
    2007 IEEE WIRELESS COMMUNICATIONS & NETWORKING CONFERENCE, VOLS 1-9 1601 - 1605 2007年 [査読有り][通常論文]
     
    The UWB-IR ((U) under bar ltra (W) under bar ide (b) under bar and-(I) under bar mpulse (R) under bar adio) technology and MIMO system have attracted interest for next generation high rate radio communications. We have researched MIMO-UWB systems using the FDE (Frequency Domain Equalization) technique with the MMSE spatial filtering technique. The UWB system will be used in short range wireless transmissions. Then, we usually have line-of-sight (LOS) environments in the MIMO-UWB systems. We conducted propagation measurement and evaluated the transmission performance of MIMO-UWB systems in LOS environments. Then, we proposed a timing control scheme for performance improvement. SIC (Successive Interference Canceller) and PIC (Parallel Interference Canceller) are known as better signal separation techniques in MIMO systems. In these techniques, we can obtain diversity gain subtracting the data detected by a spatial filtering technique from the received signal. Therefore, we can achieve better signal separation performance by the diversity gain. We found that the timing control scheme is also needed for the SIC and PIC techniques in LOS MIMO-UWB environments by bit error rate (BER) evaluation. In this paper, we show the signal separation performance applying the SIC and PIC techniques with the timing control scheme in LOS environments.
  • K. Kambara, H. Nishimoto, T. Nishimura, Y. Ogawa, T. Ohgane
    2007 IEEE 65TH VEHICULAR TECHNOLOGY CONFERENCE, VOLS 1-6 2190 - 2194 2007年 [査読有り][通常論文]
     
    Frequency domain equalization (FDE) has been studied for suppressing inter-symbol interference (ISI) caused by frequency selective fading in single carrier systems. When a high-mobility terminal exists in the system, channel state changes within a DFT block. Then, the ISI reduction performance of FDE degrades since cyclicity of the channel matrix is lost. Here, we propose to divide received data block into multiple subblocks to decrease the channel transition within the DFT block in fast fading environments. Also, to satisfy periodicity of the received signal in each subblock, we introduce a pseudo cyclic prefix technique. The results of numerical analysis show that the proposed method provides 1.3-fold increase in tolerable Doppler frequency for FER of 0.01.
  • Hiroshi Nishimoto, Toshihiko Nishimura, Takeo Ohgane, Yasutaka Ogawa
    2007 IEEE 65TH VEHICULAR TECHNOLOGY CONFERENCE, VOLS 1-6 2068 - 2072 2007年 [査読有り][通常論文]
     
    In a frequency-selective MIMO channel, the optimum transmission is beamforming based on eigenvectors, i.e., eigenbeam-space division multiplexing (E-SDM), at each frequency point. However, the calculation load of eigenvalue decomposition at the transmitter increases in proportion to the number of frequency points. In addition, frequency-independent eigenvectors increase the delay spread of the effective channel observed at the receiver. In this paper, we propose pseudo eigenvectors for the purpose of reducing the calculation load at the transmitter and maintaining frequency continuity of the effective channel. First, we demonstrate that pseudo eigenvectors decrease the delay spread of the effective channels. Next, the practical performance of the pseudo E-SDM (PE-SDM) transmission in MIMO-OFDM systems is evaluated. The simulation results show that PE-SDM with an interference canceller provides better performance than E-SDM when an estimated effective channel is used to detect the substreams at the receiver.
  • Bui Huu Phu, Toshihiko Nishimura, Hiroshi Nishimoto, Yasutaka Ogawa, Takeo Ohgane
    2007 IEEE 65TH VEHICULAR TECHNOLOGY CONFERENCE, VOLS 1-6 1460 - 1464 2007年 [査読有り][通常論文]
     
    Performance of Multiple-Input Multiple-Output (MIMO) systems applying the Eigenbeam-Space Division Multiplexing (E-SDM) technique may be degraded in time-varying fading environments due to a channel change during the time interval between the transmit weight matrix determination and the actual data transmission. We have proposed some channel prediction methods to compensate for the channel change. Simulation results based on computer generated channels showed better performance when using the prediction methods in rich scatterer environments assuming the Jakes model. However, actual MIMO systems may be used in line-of-sight (LOS) environments, and even in a non-LOS (NLOS) case scatterers may not be uniformly distributed around a receiver and/or a transmitter. In addition, mutual coupling between antenna elements should be considered in actual implementation since it affects the system performance. We conducted MIMO measurement campaigns at a 5.2 GHz frequency band to evaluate the channel prediction techniques. In this paper, we present the experiment and simulation results using the measured channel data. It is shown that robust BER performance is obtained when using the channel prediction methods, and that the performance in LOS environments is better than that in NLOS ones.
  • Bui Huu Phu, Toshihiko Nishimura, Hiroshi Nishimoto, Takeo Ohgane, Yasutaka Ogawa
    2007 IEEE 66TH VEHICULAR TECHNOLOGY CONFERENCE, VOLS 1-5 1322 - 1326 2007年 [査読有り][通常論文]
     
    The performance of MIMO-OFDM E-SDM systems may be seriously degraded in time-varying fading environments due to a channel transition. In the paper, we propose two methods of channel extrapolation to compensate for the channel change. Futhermore, we also consider a method to reduce the amount of header signal and the computational complexity for the systems. We conducted MIMO measurement campaigns at a 5.2 GHz frequency band to evaluate the system performance. Simulation results based on the measured channel data show that robust bit-error rate performance can be obtained by using our channel prediction methods in both line-of-sight (LOS) and non-LOS environments. It is also shown that the method of reducing the amount of header signal and the computational complexity may be used in the practical implementation point of view.
  • Hiroshi Nishimoto, Toshihiko Nishimura, Takeo Ohgane, Yasutaka Ogawa
    2007 IEEE 66TH VEHICULAR TECHNOLOGY CONFERENCE, VOLS 1-5 541 - 545 2007年 [査読有り][通常論文]
     
    In a frequency-selective MIMO channel, the optimum beamforming is achieved by using eigenvectors, i.e., eigenbeam-space division multiplexing (E-SDM), in the frequency domain. However, the calculation load of eigenvalue decomposition increases in proportion to the number of FFT points. In addition, eigenvectors without consideration of frequency continuity increase the delay spread of the effective channel observed at the receiver. To solve these issues, a pseudo eigenvector technique has been proposed. It has also been reported that a pseudo E-SDM (PE-SDM) technique can provide almost the same or better performance compared with the E-SDM when the receiver employs a simple channel estimator with time windowing. In this paper, focusing on the calculating process of pseudo eigenvectors, we propose a spatial windowing scheme improving the accuracy of the effective channel estimates. The simulation results show that the accuracy in the PE-SDM can be improved by combining the proposed scheme with the conventional time windowing scheme.
  • Hiroshi Nishimoto, Toshihiko Nishimura, Takeo Ohgane, Yasutaka Ogawa
    2007 IEEE 18TH INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON PERSONAL, INDOOR AND MOBILE RADIO COMMUNICATIONS, VOLS 1-9 1852 - 1856 2007年 [査読有り][通常論文]
     
    In a frequency-selective MIMO channel, the optimum beam-forming is achieved by using eigenvectors, i.e., eigenbeam-space division multiplexing (E-SDM), in the frequency domain. However, the calculation load of eigenvalue decomposition increases in proportion to the number of FFT points. In addition, eigenvectors without consideration of frequency continuity increase the delay spread of the effective channel observed at the receiver. Addressing these issues, we have proposed a pseudo eigenvector scheme for the purpose of mitigating the calculation load and maintaining frequency continuity (or decreasing the delay spread). In this paper, we present the PE-SDM performance in a MIMO single-carrier system with MMSE-FDE. The simulation results show that PE-SDM single-carrier transmission provides almost the same or better throughput performance with less complexity in comparison to E-SDM.
  • Hun Phu Bui, Yasutaka Ogawa, Takeo Ohgane, Toshihiko Nishimura
    IEICE TRANSACTIONS ON COMMUNICATIONS E89B 11 3083 - 3092 2006年11月 [査読有り][通常論文]
     
    Multiple-input multiple-output (MIMO) systems using eigenbeam space division multiplexing (E-SDM) perform well and have increased capacities compared with those using conventional space division multiplexing (SDM). However, channel state information (CSI) is required at a transmitter, and the performance of E-SDM systems depends much on the accuracy of the CSI at a transmitter and a receiver. In time-varying fading environments, the channel change between the transmit weight determination time and the actual data transmission time causes the system performance to degrade. To compensate for the channel error, a linear extrapolation method has been proposed for a time division duplexing system. Unfortunately, the system performance still deteriorates as the maximum Doppler frequency increases. Here, two new techniques of channel extrapolation are proposed. One is second order extrapolation, and the other is exponential extrapolation. Also, we propose maximum Doppler frequency estimation methods for exponential extrapolation. Simulation results for 4tx 4rx MIMO systems showed that using the proposed techniques, E-SDM system performs better in a higher Doppler frequency region.
  • 大渡 裕介, 小川 恭孝, 西村 寿彦, 大鐘 武雄
    電子情報通信学会論文誌. B, 通信 89 9 1765 - 1775 一般社団法人電子情報通信学会 2006年09月 [査読有り][通常論文]
     
    送受信側に複数のアンテナを設置し,各送信アンテナごとに独立したOFDM信号を送信するMIMO-OFDM空間分割多重では,マルチパス環境においても符号問干渉なしに伝送速度の向上が期待できる.更に,送信側でチャネル情報(CSI)が既知の場合,MIMOチャネルにおける最大スループットを得る固有ビーム空間分割多重(E-SDM)方式を用いることができる.しかしながら,OFDMでは各サブキャリヤごとにCSIをフィードバックする必要があり,通信容量を圧迫してしまう.本論文では,筆者らが以前より提案している時間領域で最小二乗法を適用し,推定したCSIをフィードバックすることで情報量を削減でき,更に良好な特性が得られることを示している.
  • 田中 豊久, 西村 寿彦, 大鐘 武雄, 小川 恭孝
    電子情報通信学会論文誌. B, 通信 89 2 264 - 277 一般社団法人電子情報通信学会 2006年02月 [査読有り][通常論文]
     
    第3世代の移動通信方式として既にサービスが提供されているW-CDMAは,3rd Generation Partnership Project (3GPP)で引き続き性能向上のため仕様策定が行われている.下り回線に関しては最高データレート14.0Mbit/sのHigh Speed Downlink Packet Access (HSDPA)が規定され,更にMIMOの適用が検討されている.本論文では,W-CDMA方式の上り回線にMIMO伝送を適用した場合について,シングルユーザでの通信を対象として計算機シミュレーションにより検討した.3GPPのRelease99規格で仕様化されているチャネルコーディング,拡散方法を用いて,12.2kbit/s,384kbit/s,更に2,048kbit/sのデータレートについて評価した.特に遅延波の存在する周波数選択性フェージング環境下で,チャネルの状態に応じて送信電力を制御できるE-SDM (Eigen Space Division Multiplexing)アルゴリズムが有効であることが分かった.
  • Yusuke Ohwatari, Bui Huu Phu, Yasutaka Ogawa, Toshihiko Nishimura, Takeo Ohgane
    IEEE Vehicular Technology Conference 401 - 405 2006年 [査読有り][通常論文]
     
    MIMO space division multiplexing in an OFDM system (MIMO-OFDM) can achive high-data-rate transmission without additional frequency spectra. Furthermore, eigenbeam-space division multiplexing (E-SDM) which is also called the singular value decomposition (SVD) algorithm can provide maximum throughput in the MIMO channel when channel state information (CSI) is available at the transmitter. When the uplink and downlink channels are not reciprocal as in a FDD system, we need to feed back the CSI from the receiver to the transmitter. However, capacity is limited because CSI feedback is needed for each subcarrier in an OFDM system. This paper proposes the feedback of the time-domain channel estimated using the minimum mean square error method. The proposed method can reduce the amount of feedback information, and reveals better bit error rate performance than the other schemes. © 2006 IEEE.
  • Toshihiko Nishimura, Yasuo Hata, Takeo Ohgane, Yasutaka Ogawa
    2006 IEEE 63RD VEHICULAR TECHNOLOGY CONFERENCE, VOLS 1-6 2285 - 2289 2006年 [査読有り][通常論文]
     
    This paper deals with experimental considerations for an eigenbeam-space division multiplexing (E-SDM) system with time division duplex downlink in multiple-input multiple-output channels. Channel information in E-SDM is necessary for a transmitter. If the time difference between the transmit weight calculation from the channel information at a transmitter and the actual transmission is large, E-SDM performance degrades because channel orthogonality is not maintained. In this study, indoor experiments of the E-SDM were performed to evaluate channel error compensation using first order extrapolation. Furthermore, simplification of transmit resource control and reduction of calculation load were proposed. Experimental results showed that channel estimation error compensation by first order extrapolation was very effective and improved bit error rate performance.
  • Bui Huu Phu, Yasutaka Ogawa, Takeo Ohgane, Toshihiko Nishimura
    2006 IEEE 63RD VEHICULAR TECHNOLOGY CONFERENCE, VOLS 1-6 1748 - 1752 2006年 [査読有り][通常論文]
     
    Multiple-input multiple-output (MIMO) systems using eigenbeam space division multiplexing (E-SDM) perform well and have increased channel capacities. However, channel state information (CSI) is required at a transmitter, and the performance of the systems depends much on the accuracy of the CSI at a transmitter and a receiver. In time-varying fading environments, the channel change between the transmission weight matrix determination time and the actual data transmission time causes the system performance to degrade. To compensate for the channel error, a linear extrapolation method has been proposed for a time division duplexing system. Unfortunately, the performance still deteriorates as the maximum Doppler frequency increases. Here, two new techniques of channel extrapolation are proposed. One is second order extrapolation, and the other is exponential extrapolation. Simulation results for 4tx 4rx MIMO systems show that using the proposed methods, E-SDM system performs better in a higher Doppler frequency region.
  • Yusuke Ohwatari, Bui Huu Phu, Yasutaka Ogawa, Toshihiko Nishimura, Takeo Ohgane
    2006 IEEE 64TH VEHICULAR TECHNOLOGY CONFERENCE, VOLS 1-6 401 - 405 2006年 [査読有り][通常論文]
     
    MIMO space division multiplexing in an OFDM system (MIMO-OFDM) can achive high-data-rate transmission without additional frequency spectra. Furthermore, eigenbeam-space division multiplexing (E-SDM) which is also called the singular value decomposition (SVD) algorithm can provide maximum throughput in the MIMO channel when channel state information (CSI) is available at the transmitter. When the uplink and downlink channels are not reciprocal as in a FDD system, we need to feed back the CSI from the receiver to the transmitter. However, capacity, is limited because CSI feedback is needed for each subcarrier in an OFDM system. This paper proposes the feedback of the time-domain channel estimated using the minimum mean square error method. The proposed method can reduce the amount of feedback information, and reveals better bit error rate performance than the other schemes.
  • Toshihiko Nishimura, Yasuo Hata, Takeo Ohgane, Yasutaka Ogawa
    IEEE International Symposium on Personal, Indoor and Mobile Radio Communications, PIMRC 1 - 5 2006年 [査読有り][通常論文]
     
    Eigenbeam space division multiplexing systems in a multiple-input multiple-output channel require resource adaptation (a modulation scheme and transmit power allocation for each stream) optimized based on criteria such as throughput maximization. We propose a technique to simplify transmit resource control for the purpose of implementing the algorithm on an actual system. The proposed technique uses simple calculations with eigenvalues derived from the channel information and noise power of a receiver to achieve the most appropriate transmit resource control. By contrast, the conventional technique requires complex calculations of throughput for all possible combinations of modulation schemes. Additionally, our technique can accommodate any number of antenna elements. The results of computer simulation show that the performance of the proposed technique is almost the same as conventional performance throughout the signal-to-noise ratio (SNR) region, although the simplification is analytically valid only for high SNR. © 2006 IEEE.
  • Y Tanabe, A Hanaki, T Ohgane, Y Ogawa
    IEEE TRANSACTIONS ON WIRELESS COMMUNICATIONS 4 6 2716 - 2725 2005年11月 [査読有り][通常論文]
     
    This paper proposes a novel spatiotemporal equalizer using a cascaded connection of multibeam adaptive array and multi-input maximum likelihood sequence estimation (MLSE) based on single-user detection. The computational load for the proposed method is much lower than that of the optimal method, and computer simulations revealed that its bit-error-rate (BER) performance is identical to that of the optimal method. Theoretical analysis also supports equivalency between these methods.
  • Y Tanabe, A Hanaki, T Ohgane, Y Ogawa
    IEEE TRANSACTIONS ON WIRELESS COMMUNICATIONS 4 6 2716 - 2725 2005年11月 [査読有り][通常論文]
     
    This paper proposes a novel spatiotemporal equalizer using a cascaded connection of multibeam adaptive array and multi-input maximum likelihood sequence estimation (MLSE) based on single-user detection. The computational load for the proposed method is much lower than that of the optimal method, and computer simulations revealed that its bit-error-rate (BER) performance is identical to that of the optimal method. Theoretical analysis also supports equivalency between these methods.
  • 中村 雄一郎, 小川 恭孝, 西村 寿彦, 大鐘 武雄
    電子情報通信学会論文誌. B, 通信 88 9 1813 - 1820 一般社団法人電子情報通信学会 2005年09月 [査読有り][通常論文]
     
    マルチパス環境下で, 周波数選択性フェージングを受けにくいOFDM方式は, 無線LANに利用されている.また, 送受信側の双方に複数のアンテナを設置し, 各送信アンテナから独立なOFDM信号を送ることによって, 100Mbit/sを超える高速伝送を実現するMIMO-OFDM空間分割多重方式の研究が行われている.本論文では, MIMO-OFDM空間分割多重について, 筆者らが以前より提案している時間領域で最小二乗法を適用しチャネル推定を行う方法を, チャネルと送受信機間の周波数オフセット推定法に拡張し, IEEE802.11aと同じプリアンブルの長さで両者の推定が可能であることを示している.
  • TAKANASHI Masaki, NISHIMURA Toshihiko, OGAWA Yasutaka, OHGANE Takeo
    IEICE Trans Commun (Inst Electron Inf Commun Eng) E88-B 6 2588 - 2596 2005年06月 [査読有り][通常論文]
  • M Takanashi, T Nishimura, Y Ogawa, T Ohgane
    IEICE TRANSACTIONS ON COMMUNICATIONS E88B 6 2588 - 2596 2005年06月 [査読有り][通常論文]
     
    Mainly, a uniform linear array (ULA) has been used for DOA estimation of coherent signals because we can apply the spatial smoothing preprocessing (SSP) technique. However, estimation by a ULA has ambiguity due to the symmetry, and the estimation accuracy depends on the DOA. Although these problems can be solved by using a uniform circular array (UCA), we cannot estimate the DOA of coherent signals because the SSP technique cannot be applied directly to the UCA. In this paper, we propose to estimate 2-dimensional DOA (polar angles and azimuth angles) estimation of coherent signals using a cylindrical array which is composed of stacked UCAs.
  • T Ohgane, T Nishimura, Y Ogawa
    IEICE TRANSACTIONS ON COMMUNICATIONS E88B 5 1843 - 1851 2005年05月 [査読有り][通常論文]
     
    Currently, space division multiplexing (SDM), where individual data streams are transmitted from different antennas simultaneously, is expected to be a promising technology for achieving a high data rate within a limited frequency band in a multiple-input multiple-output channel. In this paper, transmitter and receiver architectures of SDM applications are described, and performance improvement with the increase of data streams is shown referring to results of computer simulations. In addition, channel coded systems are also evaluated.
  • Takeo Ohgane, Toshihiko Nishimura, Yasutaka Ogawa
    IEICE Transactions on Communications E88-B 5 1843 - 1851 2005年 [査読有り][通常論文]
     
    Currently, space division multiplexing (SDM), where individual data streams are transmitted from different antennas simultaneously, is expected to be a promising technology for achieving a high data rate within a limited frequency band in a multiple-input multiple-output channel. In this paper, transmitter and receiver architectures of SDM applications are described, and performance improvement with the increase of data streams is shown referring to results of computer simulations. In addition, channel coded systems are also evaluated. Copyright © 2005 The Institute of Electronics, Information and Communication Engineers.
  • Yasutaka Ogawa, Hiroshi Nishimoto, Toshihiko Nishimura, Takeo Ohgane
    IEEE Vehicular Technology Conference 4 2398 - 2402 2005年 [査読有り][通常論文]
     
    Spatial multiplexing in a MIMO system can achieve high speed transmission in i.i.d. Rayleigh channels. However, actual communications can be conducted in LOS environments where we have higher received signal power, whereas channels may be correlated. Although many MIMO measurement campaigns have been conducted so far, conventional investigations are not considered to be sufficient from wireless engineering viewpoint. In this paper, we examine bit error rate (BER) of spatial multiplexing as a function of total transmit power in indoor LOS environments. This consideration is done using 4 × 4 MIMO channel measurements. We compare the BER performance with the one in NLOS environments. Then, we investigate also the BER performance for a case where the channel state information is available also at a transmitter. It has been shown that the BER performance is generally better in the LOS environments than in the NLOS ones despite higher fading correlations, and that the performance in the LOS environments tends to change largely depending on a MIMO system configuration. We have also considered the effect of mutual coupling in antennas to the performance, and relations between eigenvalue distributions and the performance.
  • Y Ogawa, H Nishimoto, T Nishimura, T Ohgane
    VTC2005-FALL: 2005 IEEE 62ND VEHICULAR TECHNOLOGY CONFERENCE, 1-4, PROCEEDINGS 2398 - 2402 2005年 [査読有り][通常論文]
     
    Spatial multiplexing in a MIMO system can achieve high speed transmission in i.i.d. Rayleigh channels. However, actual communications can be conducted in LOS environments where we have higher received signal power, whereas channels may be correlated. Although many MIMO measurement campaigns have been conducted so far, conventional investigations are not considered to be sufficient from wireless engineering viewpoint. In this paper, we examine bit error rate (BER) of spatial multiplexing as a function of total transmit power in indoor LOS environments. This: consideration is done using 4 x 4 MIMO channel measurements. We compare the BER performance with the one in NLOS environments. Then, we investigate also the BER performance for a case where the channel state information is available also at a transmitter. It has been shown that the BER performance is generally better in the LOS environments than in the NLOS ones despite higher fading correlations, and that the performance in the LOS environments tends to change largely depending on a MIMO system configuration. We have also considered the effect of mutual coupling in antennas to the performance, and relations between eigenvalue distributions and the performance.
  • K Sumii, T Nishimura, T Ohgane, Y Ogawa
    VTC2005-SPRING: 2005 IEEE 61ST VEHICULAR TECHNOLOGY CONFERENCE, VOLS 1-5, PROCEEDINGS 882 - 886 2005年 [査読有り][通常論文]
     
    When we consider a large number of substreams and constellations in channel-coded space division multiplexing (SDM) in a MIMO channel, computational complexity of a soft MIMO decoder based on the maximum likelihood (ML) detection becomes enormous. Even in complexity-reduced processing such as sphere decoding, the MIMO detector must search several non-ML points to calculate a log-likelihood ratio (LLR) of each bit for a soft-input channel decoder. In the paper, we propose a simplified iterative processing method for the soft MIMO detector and soft-input/soft-output (SISO) channel decoder to decrease the number of Euclidean distance calculations of non-NIL points. To update the non-ML points to be searched, we monitor the LLR value of each bit returned from the SISO channel decoder. The computer simulation assuming 4tx-4rx turbo-coded SDM of 16-QAM shows that the proposed method provides the gain of 0.7 dB at FER of 0.01 against the non-iterative method using 65536 points, where the number of searched points per iteration at average E(b)/N(0) = 1 dB was 17.8 in average and 62.4 at most in the proposed method.
  • Y Ogawa, H Nishimoto, T Nishimura, T Ohgane
    2005 IEEE/ACES International Conference on Wireless Communications and Applied Computational Electromagnetics 486 - 489 2005年 [査読有り][通常論文]
  • T Nishimura, T Tsutsumi, T Ohgane, Y Ogawa
    2005 IEEE/ACES INTERNATIONAL CONFERENCE ON WIRELESS COMMUNICATIONS AND APPLIED COMPUTATIONAL ELECTROMAGNETICS 44 - 47 2005年 [査読有り][通常論文]
  • Y Ogawa, K Nishio, T Nishimura, T Ohgane
    IEICE TRANSACTIONS ON COMMUNICATIONS E88B 1 10 - 18 2005年01月 [査読有り][通常論文]
     
    We consider space division multiplexing in a MIMO-OFDM system for high data rate transmission. Channel estimation is very important for suppressing interference and demultiplexing signals. In a wireless LAN system such as IEEE 802.11a, only a few training symbols are inserted in each subcarrier. First, we propose a channel estimation method for a MIMO-OFDM system with two training symbols per subcarrier. The basic idea is to estimate the time-domain channel responses between the transmit and receive antennas. The array response vectors for each subcarrier are calculated by applying a fast Fourier transform to them. We then can obtain the adaptive weights to cancel the interference. We show that employing training symbols having a lower condition number of the matrix used for the channel estimation improves the estimation accuracy. Furthermore, we show the bit error rate for several signal detection schemes using the above estimated channel, it is shown that an ordered successive detection based on an MMSE criterion has excellent performance, that is, it can achieve higher-speed transmissions with a lower transmit power.
  • 堤 貴彦, 西村 寿彦, 大鐘 武雄, 小川 恭孝
    電子情報通信学会論文誌. B, 通信 87 9 1496 - 1504 一般社団法人電子情報通信学会 2004年09月 [査読有り][通常論文]
     
    各種空間分割多重方式について,チャネル情報に誤差がある場合の誤り率特性を比較検討した.また,固有ビーム空間分割多重(E-SDM)方式と重み付きSDM (W-SDM)においては,一次外挿法を用いることにより,特性の改善を図った.その結果,チャネルの時間変動が大きい場合には,送信側で処理を行わない結合推定を用いたSDM (JD)の特性より劣化することが明らかとなった.しかし,送信側で一次外挿法を用いることで,大きな改善効果が得られることが確認できた.
  • 西本 浩, 小川 恭孝, 西村 寿彦, 大鐘 武雄
    電子情報通信学会論文誌. B, 通信 87 9 1442 - 1453 一般社団法人電子情報通信学会 2004年09月 [査読有り][通常論文]
     
    従来,MIMOシステムに空間分割多重方式を適用させるMIMO-SDMの研究では,送受信アンテナ間のチャネルは独立なレイリーフェージング環境と仮定されることが多く,この仮定のもとでは,受信側での処理により信号ストリームの分離検出が可能となる.本論文では,チャネル間の独立性が崩れる可能性のある,見通し内伝搬路で行った5.2GHz帯での伝搬実験結果から,そのような環境における2×2MIMO-SDMの有効性を検証し,見通しとならない環境における特性との比較を行っている.また,同様の実験を電波暗室でも行い,極めてマルチパス波の少ない環境でのMIMO-SDMの挙動を紹介する.これらの実験の結果,見通し内伝搬環境においても散乱波が存在する場合にはSDM方式が有効であること,見通し外伝搬環境に比べてアンテナ素子の配置等により,特性が大きく変動する傾向にあることが分かった.
  • 大鐘 武雄, 西村 寿彦, 小川 恭孝
    電子情報通信学会論文誌. B, 通信 87 9 1162 - 1173 一般社団法人電子情報通信学会 2004年09月 [査読有り][通常論文]
     
    MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)チャネル伝送において,複数のアンテナから同時に異なる信号系列を伝送する空間分割多重方式は,限られた周波数帯域で高速伝送を可能とする手法として注目されている.本論文では,各種空間分割多重方式の送受信方式について解説するとともに,送受信アンテナ本数の増加による特性改善効果について計算機シミュレーションにより明らかにする.また,誤り訂正符号化時における特性評価も併せて行う.
  • Y Doi, S Nakao, Y Tanaka, T Ohgane, Y Ogawa
    IEICE TRANSACTIONS ON ELECTRONICS E87C 9 1449 - 1454 2004年09月 [査読有り][通常論文]
     
    Research in smart antenna technology has progressed over the past few years and is gradually reaching the phase of practical use. We have developed a smart antenna test bed for wireless local area network (LAN) that is based on the IEEE802.11b. The objective is to improve anti-multipath fading performance and expand communication distance. Using this test bed, we carried out field tests in two environment. One environment is an office in an non line of sight (NLOS), and another environment is an outdoor in a line of sight (LOS). In this paper, we explain the outline of the test bed, the measurement method, and present the results of the field tests. In the office environment, we measured the performance of each set with a different number of antenna elements. The results show that the dead-spots where communication becomes impossible disappear if the number of antenna elements is more than or equal to two. In addition, a greater number of elements indicates better performance. The total average throughput is 1.6 times as efficient when two elements are used, and 1.9 times when four elements are used. Cold spots where the throughput is slower than 1 Mbps are reduced by 80-90%. In the outdoor LOS environment field test, it is shown that by using four-element smart antenna for both transmitter and receiver, the communication distance reached 1 km with an average throughput of 4 Mbps. These results prove that the smart antenna drastically improves the performance of a wireless LAN system, i.e. the IEEE802.11b.
  • Y Ogawa, K Nishio, T Nishimura, T Ohgane
    VTC2004-FALL: 2004 IEEE 60TH VEHICULAR TECHNOLOGY CONFERENCE, VOLS 1-7 1523 - 1527 2004年 [査読有り][通常論文]
     
    An OFDM technique has been utilized for wireless local area networks (WLANs). Spatial division multiplexing using a multiple-input multiple-output (MIMO) technique has been studied to increase the transmission rate over 100 Mbps. Before we detect transmitted data, we need AGC adjustment, timing synchronization, frequency offset estimation, and channel estimation using a preamble. The current WLAN system with a single transmit antenna based on the IEEE 802.11a standard uses the four OFDM symbol duration preamble. However, the preamble period proposed so far for the MIMO-OFDM system grows linearly with the transmit antenna number. This results in an increased overhead, and the conventional technique is not efficient. In this paper, we present the channel and frequency offset estimation scheme using a preamble with four OFDM symbol duration for the MIMO-OFDM system in WLANs. This preamble has the same duration as that of the IEEE 802.11a standard. and does not increase the overhead. Computer simulation results are provided to demonstrate the performance of the proposed scheme.
  • Y Doi, J Kitakado, T Ito, T Miyata, S Nakao, T Ohgane, Y Ogawa
    IEICE TRANSACTIONS ON COMMUNICATIONS E86B 12 3433 - 3440 2003年12月 [査読有り][通常論文]
     
    Many carriers are introducing multi-media services to satisfy customer demands for these services. In order to provide such services, carrier must increase their system capacity. It is well known that space division multiple access (SDMA) improves system capacity and is compatible with existing access systems. In order to evaluate the performance of SDMA, we developed an SDMA test bed. The test bed maintains the personal handy phone systems (PHS). The PHS adopts time division multiple access (TDMA). Aiming to compare the performance of SDMA and TDMA using the same analog hardware, the SDMA test bed employs a software-defined radio (SDR) technique. This paper shows the outline and performance of the test bed. The results of laboratory tests indicate that the bit error rate (BER) of the test bed operated in the SDMA mode at under 10(-3) when the carrier-to-interference ratio (CIR) was larger than approximately -22 dB. Antenna patterns measured in an anechoic chamber show that the SDMA test bed produces correct antenna patterns when there are three desired signals and one interference signal. The results of the four field tests confirm that the test bed operated while two-multiplex SDMA mode doubled of the traffic and decreased the interference level as compared with the TDMA mode. Furthermore, the test bed operated while three-multiplex SDMA mode improves the traffic about 2.4 to 2.7 times. The SDMA test bed decreased the impact of the adjusted TDMA base station (BS). Therefore, we confirmed that the SDMA improves system capacity without any degradation.
  • M Hoshino, M Uesugi, T Ohgane, Y Ogawa, T Nishimura
    IEICE TRANSACTIONS ON COMMUNICATIONS E86B 12 3476 - 3482 2003年12月 [査読有り][通常論文]
     
    Space-Time Turbo code is an effective method for the enhancement of link capacity and maximizing the link-budget by balancing the coding gain obtained via Turbo codes and the diversity gain obtained through multiple antenna transmission. A study on an antenna selection scheme for Space-Time Turbo code for OFDM systems is presented in this paper. In the proposed method, the systematic bits and the punctured parity bits are sent from the selected antenna for each sub-carrier, while data transmission is suspended from the antenna experiencing poor channel conditions at the receiver. Simulation results show that the proposed method yields a 2.2dB gain in the required TxE(b)/N-0 relative to the conventional method, and makes the channel estimation accuracy more robust. Moreover, the proposed method reduces transmission power by about 4dB compared to the conventional method.
  • A Hanaki, T Ohgane, Y Ogawa
    IEICE TRANSACTIONS ON COMMUNICATIONS E86B 9 2592 - 2599 2003年09月 [査読有り][通常論文]
     
    Cochannel interference and multipath propagation reduce the performance of mobile communication systems. Multi-input MLSE with whitening processing can mitigate the influence of the interference and provide path diversity gain. In conventional considerations, however, the required complexity rapidly rises with the number of array elements. In this paper, we propose multi-input MLSE that whitens error signals in the signal space by using a multibeam adaptive array. This scheme can reduce the computational load of multi-input MLSE than the conventional type when using a large-element array. The results of an analysis show that the proposed type is equivalent to conventional one in the sense of the metric and provides less computational complexity.
  • T Suzuki, T Ohgane, Y Ogawa
    ELECTRONICS AND COMMUNICATIONS IN JAPAN PART I-COMMUNICATIONS 86 11 75 - 83 2003年 [査読有り][通常論文]
     
    Recently, in order to improve channel use efficiency, the SDMA (Space Division Multiple Access) system has been proposed. In this paper, an adaptive array is applied to a cellular system and the SDMA system with MMSE-based weight control performed for fixed channel assignment and dynamic channel assignment is discussed. In addition to the conventional blocking rate and the forced call termination rate, the ISR (Incomplete Service Rate) is defined as a new QoS (Quality of Service) and its characteristics are evaluated. Further, the occupation rate within the home cell by the SDMA system is studied with random assignment. It is found that the capacity increases by a factor of 2.08 with a blocking rate of 3% when the SDMA system is combined with a fixed channel assignment of nine cell repetition. (C) 2003 Wiley Periodicals, Inc. Electron Comm Jpn Pt 1, 86(11): 75-83, 2003; Published online in Wiley InterScience (www.interscience.wiley.com). DOI 10.1002/ecja.10069.
  • Y Kishiyama, T Nishimura, T Ohgane, Y Ogawa, Y Doi
    ELECTRONICS AND COMMUNICATIONS IN JAPAN PART I-COMMUNICATIONS 86 5 81 - 91 2003年 [査読有り][通常論文]
     
    Recently, the Space Division Multiple Access (SDMA) scheme has been proposed to improve channel utilization efficiency. SDMA requires separation and detection schemes in the base station because serious interference develops among all of the users accommodated by the same channel. In this paper, we propose the Channel Response Assisted Adaptive Array (CRA-AA) that estimates the channel response in the uplink and uses this result to indirectly control the directivity, and compare its performance to those of MMSE adaptive array and joint detection. We also study a scheme to compensate for the carrier frequency offsets generated at each user. We found that CRA-AA had superior performance in the presence of both fast fading and carrier frequency offsets. (C) 2003 Wiley Periodicals, Inc.
  • Y Doi, J Kitakado, T Ito, T Miyata, S Nakao, T Ohgane, Y Ogawa
    2003 IEEE TOPICAL CONFERENCE ON WIRELESS COMMUNICATION TECHNOLOGY 180 - 180 2003年 [査読有り][通常論文]
  • Y Ogawa, K Nishio, T Nishimura, T Ohgane
    2003 IEEE 58TH VEHICULAR TECHNOLOGY CONFERENCE, VOLS1-5, PROCEEDINGS 493 - 497 2003年 [査読有り][通常論文]
     
    We propose new signal detection for space division multiplexing in a MIMO-OFDM system for high data rate transmission. Channel estimation is very important for suppressing the interference and demultiplexing the signals. In a wireless LAN system such as IEEE 802.11a, only a few training symbols are inserted in each subcarrier. We propose a channel estimation method for the MIMO-OFDM system with two training symbols per subcarrier. The basic idea is to estimate the time-domain channel responses between the transmit and receive antennas. Applying the fast Fourier transform to them, the array response vectors for each subcarrier are calculated. Then, we can obtain the adaptive weights to cancel the interference. We show that employing training symbols having a lower condition number of a matrix used for the channel estimation improves the estimation accuracy.
  • M Hoshino, M Uesugi, T Ohgane, Y Ogawa
    PIMRC 2003: 14TH IEEE 2003 INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON PERSONAL, INDOOR AND MOBILE RADIO COMMUNICATIONS PROCEEDINGS, VOLS 1-3 2003 1973 - 1977 2003年 [査読有り][通常論文]
     
    Space-Time Turbo code is an effective method for enhancing link capacity and maximizing link-budget through a judicious balance between coding gain obtained via Turbo codes and diversity gain obtained with multiple antenna transmission. A study of an antenna selection scheme for Space-Time Turbo code is presented in this paper. In the proposed method, the systematic bits and the punctured parity bits are sent from the selected antennas while transmission from the antenna experiencing the poorest channel conditions is effectively suspended. Simulation results show that the proposed method can reduce average transmission power by 3.8dB compared to the conventional antenna selection method with 2 antennas.
  • 北原 美奈子, 宮谷 徹彦, 小川 恭孝, 大鐘 武雄
    電子情報通信学会論文誌. B, 通信 85 9 1665 - 1668 一般社団法人電子情報通信学会 2002年09月 [査読有り][通常論文]
     
    高速伝送時のW-CDMAでは干渉が重大な問題となる.下り回線には干渉キャンセラの適用は難しく,他の方式が必要となる.本論文では,下り回線にも適用可能なアダプティブアレーアンテナのウェイト制御法を提案し,干渉除去効果が向上することを報告する.
  • 鈴木 達, 大鐘 武雄, 小川 恭孝
    電子情報通信学会論文誌. B, 通信 85 3 346 - 353 一般社団法人電子情報通信学会 2002年03月 [査読有り][通常論文]
     
    近年,チャネルの利用効率を向上させるため,SDMA(Space Division Multiple Access)方式が提案されている.本論文ではアダプティブアレーをセルラシステムに適用し,固定チャネル割当てと動的チャネル割当てについてMMSE基準のウェイト制御を行った場合のSDMA方式の検討を行う.また,従来の呼損率と強制切断率に加え,新たにQoS(Quality of Service)としてISR(Incomplete Service Rate)を定義し特性評価を行っている.更に,SDMA方式による自セル内のユーザ多重度についてランダム割当てを用い考察した.9セル繰返しの固定チャネル割当てにSDMA方式を併用した場合,呼損率3%で2.08倍の容量増加となることがわかった.
  • K Ito, T Ohgane, Y Ogawa
    ELECTRONICS AND COMMUNICATIONS IN JAPAN PART I-COMMUNICATIONS 85 9 69 - 77 2002年 [査読有り][通常論文]
     
    Usually, in the slotted ALOHA system using a multibeam adaptive array, separate detection of colliding packets is carried out from the shift of PN code due to the difference in arrival time. In this paper, unlike the usual method, a method for separate detection of colliding packets is proposed in which each user randomly selects a PN code among several alternatives. As a result of the evaluation of the throughput by computer simulation, it is found that a high throughput can be obtained without consideration of arrival-time difference in the proposed method with only code selection as the separation condition, even though packet collision occurs due to identical PN code. Therefore, by restraining the increase of the preamble length, the transmission efficiency can be improved. In the case of 16 codes and 4 elements, the throughput is about 2.2, constituting significant improvement. (C) 2002 Wiley Periodicals, Inc.
  • T Nishimura, Y Takatori, T Ohgane, Y Ogawa, KZ Cho
    IEEE 56TH VEHICULAR TECHNOLOGY CONFERENCE, VTC FALL 2002, VOLS 1-4, PROCEEDINGS 190 - 194 2002年 [査読有り][通常論文]
     
    In this paper, we propose a novel downlink null-forming technique for space division multiple access (SDMA) in a multiple-input multiple-output (MIMO) channel where a base station and all terminal stations have multiple antennas. In the SDMA system, simple beamforming is not efficient to achieve good performance due to cochannel interference. Proposed method is based on nullforming and characterized by antenna element selection at each terminal where the selected antenna pair satisfies the lowest spatial correlation condition in all combinations. The results obtained by computer simulations show selective diversity gain of the proposed method and performance improvement due to joint detection at each terminal.
  • K Miyashita, T Nishimura, T Ohgane, Y Ogawa, Y Takatori, K Cho
    IEEE 56TH VEHICULAR TECHNOLOGY CONFERENCE, VTC FALL 2002, VOLS 1-4, PROCEEDINGS 1302 - 1306 2002年 [査読有り][通常論文]
     
    When channel state information is known at a transmitter in multiple-input multiple-output systems, the optimum capacity is given by eigenmode channel division with water-pouring power control. In this eigenbeam-space division multiplexing (ESDM), bit assignments to substreams based on the capacity is not optimum due to the fact that the-number of assigned bits is expressed by discrete quantity. In the paper, a method to assign both bit and transmit power to each substream based on the criterion minimizing total bit error rate (BER) is developed, and the BER performance is numerically analyzed in comparison to spatial division multiplexing (SDM). The simulation results assuming 5-transmit and 2-receive antennas show that the E-SDM provides about 10 dB gain compared to the conventional SDM at average BER of 10(-3).
  • Y Doi, T Ito, J Kitakado, T Miyata
    IEEE 55TH VEHICULAR TECHNOLOGY CONFERENCE, VTC SPRING 2002, VOLS 1-4, PROCEEDINGS 1074 - 1078 2002年 [査読有り][通常論文]
     
    Space division multiple access (SDMA) is a multiple access scheme for mobile communications that improves system capacity. We developed the SDMA base station (BS) and carried out several tests. In this paper, we describe the configuration of the SDMA BS and the results of the tests. The result of the indoor measurement indicates that the SDMA BS has sufficient interference suppression performance. The results of the field test indicate that the traffic capacity is several times greater than existing systems and interference emitted from the SDMA BS is decreased. Therefore, it is confirmed that the SDMA BS achieves substantial improvements in spectrum efficiency without any degradation.
  • T Nishimura, Y Tanabe, T Ohgane, Y Ogawa, Y Doi, J Kitakado
    IEICE TRANSACTIONS ON COMMUNICATIONS E84B 7 1735 - 1742 2001年07月 [査読有り][通常論文]
     
    In SDMA, a spatial domain interference canceller applying a multistage processing concept to the MMSE multibeam adaptive array has an attractive feature. Weak power signals strongly interfered can be detected in the succeeded stages after removing other strong power signals which are already detected. This idea can be enhanced to the reference timing estimation required in the MMSE algorithm. In this paper, the spatial domain interference canceller introducing multistage timing estimation is proposed and its performance is evaluated by computer simulations. The results show that the timing estimation performance highly improved.
  • Y Ogawa, T Ohgane
    IEICE TRANSACTIONS ON COMMUNICATIONS E84B 7 1704 - 1712 2001年07月 [査読有り][通常論文]
     
    The number of studies on adaptive antennas has greately increased in resent Sears ill Japan, Most of these studies have sought to enhance the capacity and suppress multipath signals in wireless mobile communications. Adaptive antennas are expected to play an important role in future mobile radio systems. In this paper, we review the history and trends of adaptive antenna studies in Japan. We describe typical adaptive processing algorithms and contributions by Japanese researchers. We then introduce some applications of adaptive antennas for mobile communications. Furthermore, we discuss multi-dimensional signal processing, which is an extended version of the adaptive antenna.
  • T Nishimura, T Ohgane, Y Ogawa, Y Doi, J Kitakado
    IEICE TRANSACTIONS ON COMMUNICATIONS E84B 3 377 - 382 2001年03月 [査読有り][通常論文]
     
    It is difficult for an adaptive array to reduce interference signals efficiently from received signals when the interference signals and desired signal are closely located. This is a problem for a spatial division multiple access (SDMA) system using the multibeam adaptive array as a multiuser detector. In this paper, we propose a space domain multistage interference canceller (SD-MIC) for the SDMA system. Its performance is evaluated by computer simulations, assuming Japanese personal handy phone system (PHS) uplink environments. The results show remarkable improvement in high spatial correlation situations.
  • 岸山 祥久, 西村 寿彦, 大鐘 武雄, 小川 恭孝, 土居 義晴
    電子情報通信学会論文誌. B, 通信 84 2 178 - 187 一般社団法人電子情報通信学会 2001年02月 [査読有り][通常論文]
     
    近年, チャネルの利用効率を向上させるためSDMA(Space Division Multiple Access)方式が提案されている.SDMA方式では, 同一チャネルに収容されたすべてのユーザ間で深刻な干渉が生じるため, 基地局でこれらを分離・検出する手法が必要となる.そこで, 本論文では, 上り回線においてチャネル応答推定を行い, その結果を用いて間接的に指向性制御を行うCRA-AA(Channel Response Assisted Adaptive Array)を提案し, MMSE基準のアダプティブアレー, 及び結合推定との特性比較を行った.また, 各ユーザにおいてそれぞれ発生するキャリヤ周波数オフセットを補償する手法についても検討を行った.その結果, CRA-AAが高速フェージングに対する特性, 及びキャリヤ周波数オフセットに対する特性がともに優れていることがわかった.
  • M Yamashita, T Ohgane, Y Ogawa
    ELECTRONICS LETTERS 37 3 184 - 185 2001年02月 [査読有り][通常論文]
     
    A new transmit diversity scheme implementing space division multiplexing (SDM) with turbo coding is described. The scheme is characterised by the space-time turbo-encoding method to ensure easy decoding at the receiver. The simulation result shows that the new scheme performs better than other space-time turbo coding schemes.
  • Toshihiko Nishimura, Takeo Ohgane, Yasutaka Ogawa, Yoshiharu Doi, Jun Kitakado
    IEEE Vehicular Technology Conference 3 54 1538 - 1542 2001年 [査読有り][通常論文]
     
    In this paper, we discuss downlink beamforming methods in consideration of a terminal having a joint detector function for space division multiple access (SDMA) in both a multi-input single-output (MISO) channel and a multi-input multi-output (MIMO) channel. We investigate two methods a general beamformer, which maximizes the desired signal's power at the receiver (at transmit MRC1 diversity) and a null steering concept, which avoids the interference signal reaching the receiver. The computer simulation results show that the null steering concept yields better performance compared to the beam steering even considering the joint detection at the receiver.
  • Masatsugu Higashinaka, Takeo Ohgane, Yasutaka Ogawa
    IEEE Vehicular Technology Conference 3 54 1329 - 1333 2001年 [査読有り][通常論文]
     
    A PRMA permitting multiple reservation with a multibeam adaptive array has been investigated considering uplink performance improvement. In this paper, a downlink multiplexing method for TDD packet radio networks with the multibeam adaptive array is investigated. The transmission weight is calculated using the array response vector obtained in uplink, and downlink SINR of each terminal is estimated from the obtained weights to decide multiplexing possibility. In downlink slots, the base station searches states of downlink slots in the previous frame for the number of multiplexing users. If it is not equal to the maximum, the base station selects terminals, additionally or newly, from limited terminals with long packet delay. The computer simulation results show the improvement in throughput and average packet delay without increasing processing load.
  • M Hoshino, T Ohgane, Y Ogawa
    ELECTRONICS AND COMMUNICATIONS IN JAPAN PART I-COMMUNICATIONS 84 1 99 - 108 2001年 [査読有り][通常論文]
     
    In order to implement high-speed, high-quality land-mobile digital communications, it is necessary to simultaneously satisfy both the trackability of the frequency-selectivity fading and the simplification of the algorithm. In this study, we propose the use of the differential LMS algorithm, which is applied to the decision feedback equalizer (DFE) as the adaptive algorithm. It can be expected that the introduction of the differential algorithm will make it possible to upgrade the tracking of propagation channels that can be approximated by the simplified Markov process. By using this algorithm, we designed an LMS-DFE having a simple configuration, and evaluation of the propagation characteristics by computer simulation has shown that, compared to the conventional LMS-DFE, it has better robustness to fluctuations and makes it possible to reduce the error floor by half. In addition, we also examined a diversity combined DFE and obtained similar results. (C) 2000 Scripta Technica, Electron Comm Jpn Pt 1, 84(1): 99-108, 2001.
  • T Nishimura, T Ohgane, Y Ogawa, Y Doi, J Kitakado
    IEEE 54TH VEHICULAR TECHNOLOGY CONFERENCE, VTC FALL 2001, VOLS 1-4, PROCEEDINGS 1538 - 1542 2001年 [査読有り][通常論文]
     
    In this paper, we discuss downlink beam-forming methods in consideration of a terminal having a joint detector function for space division multiple access (SDMA) in both a multi-input single-output (MISO) channel and a multi-input multi-output (MIMO) channel. We investigate two methods; a general beamformer, which maximizes the desired signal's power at the receiver (a transmit MRC(1) diversity) and a null steering concept, which avoids the interference signal reaching the receiver. The computer simulation results show that the null steering concept yields better performance compared to the beam steering even considering the joint detection at the receiver.
  • M Higashinaka, T Ohgane, Y Ogawa
    IEEE 54TH VEHICULAR TECHNOLOGY CONFERENCE, VTC FALL 2001, VOLS 1-4, PROCEEDINGS 1329 - 1333 2001年 [査読有り][通常論文]
     
    A PRMA permitting multiple reservation with a multibeam adaptive array has been investigated considering uplink performance improvement. In this paper, a downlink multiplexing method for TDD packet radio networks with the multibeam adaptive array is investigated. The transmission weight is calculated using the array response vector obtained in uplink, and downlink SINR of each terminal is estimated from the obtained weights to decide multiplexing possibility. In downlink slots, the base station searches states of downlink slots in the previous frame for the number of multiplexing users. If it is not equal to the maximum, the base station selects terminals, additionally or newly, from limited terminals with long packet delay. The computer simulation results show the improvement in throughput and average packet delay without increasing processing load.
  • Y Ogawa, Y Tanabe, T Nishimura, T Ohgane
    2001 IEEE INTERNATIONAL CONFERENCE ON COMMUNICATIONS, VOLS 1-10, CONFERENCE RECORD 2558 - 2562 2001年 [査読有り][通常論文]
     
    Multipath propagation causes serious performance degradation in a high-speed mobile TDMA system. We have proposed the adaptive antenna which copes with the multipath signals. These considerations have been limited to an uplink channel. In this paper, we propose the basestation adaptive antennas both for the uplink and downlink channels. We assume the FDD/TDMA system where the frequencies are different between the uplink and downlink channels. The weight vectors proposed in this paper are determined using DOA estimation. The problem of the frequency difference in FDD is removed by this scheme. For the uplink channel, we can realize the path-diversity using the adaptive antenna with several weight vectors. For the downlink channel, we propose a singlebeam adaptive antenna and two-beam one. It will be shown that the combination of the two-beam basestation adaptive antenna and the mobile terminal with two-input (two-antenna) MLSE equalizer shows better performance.
  • K Fujishima, Y Tanabe, T Nishimura, Y Ogawa, T Ohgane
    IEICE TRANSACTIONS ON COMMUNICATIONS E83B 12 2593 - 2599 2000年12月 [査読有り][通常論文]
     
    Frequency-selective fading duc to multipath propagation is serious hindrance in high-speed TDMA mobile communications. An adaptive antenna has been proposed to reduce the frequency-selective fading and realize path-diversity. This paper presents a criterion which selects multipath signals and weighting factors for combining them. First, we describe a selection criterion which chooses the multipath signals for the path-diversity, We propose a ratio of signal power to error power for the criterion. Furthermore, we propose weighting factors which realize approximately the maximal ratio combining. Computer simulation results show that the proposed selection criterion and weighting factors reveal excellent performance.
  • 荒木 祐, 小川 恭孝, 大鐘 武雄
    電子情報通信学会論文誌. B, 通信 83 11 1645 - 1647 一般社団法人電子情報通信学会 2000年11月 [査読有り][通常論文]
     
    本論文では, 高分解能多重波伝搬遅延時間推定法として多変量を同時に扱う検索に適しているといわれる遺伝的アルゴリズム(GA)を, アナログ量を直接処理できるよう改良した手法を提案する.次に, 計算機シミュレーションの結果から提案手法の有効性を示す.
  • Y Tanabe, K Fujishima, Y Ogawa, T Ohgane
    IEICE TRANSACTIONS ON COMMUNICATIONS E83B 8 1664 - 1670 2000年08月 [査読有り][通常論文]
     
    In high-speed TDMA mobile communications, frequency-selective fading is a serious problem because a delay time difference between multipath signals is large in comparison with symbol duration. We have proposed a spatial-domain RAKE receiver using a multibeam adaptive antenna to reduce frequency-selective fading and to realize path-diversity. The multibeam adaptive antenna resolves multipath signals in the spatial domain, and combines array outputs. In this paper, we propose the application of MUSIC algorithm to estimation of the time delays of multipath signals to make the incident signals coincide with a common reference signal. Because the MUSIC algorithm can estimate the time delays accurately, the BER performance of the proposed scheme is improved. Furthermore. we propose weighting factors which easily realize the maximal-ratio combining.
  • 村上 誉, 小川 恭孝, 大鐘 武雄
    電子情報通信学会論文誌. B, 通信 83 6 769 - 779 一般社団法人電子情報通信学会 2000年06月 [査読有り][通常論文]
     
    本論文では, 遺伝的アルゴリズム(GA)を用いた, 移動通信における固定チャネル割当法の提案を行っている.GAは確率的探索手法と呼ばれるものの一つであり, 確率的手法を用いることにより, 少ない計算量で準最適解(近似解)を得ようとする手法である.提案方式では, 通常のGAに対して, 染色体の構造を2次元に拡張している.それによって得られる, スキーマと呼ばれる遺伝子の部分集合に着目し, これらの有用な部分を壊さないように, 交叉(こうさ)及び突然変異と呼ばれる遺伝的操作法を改良して用いている.また, 割当チャネル数を固定化し, 突然変異率の可変最適化を適用し, 更に既知である7セルクラスタ条件により一定数のチャネルを全セルに対して先に分配することで, 更なる計算量の低減を図っている.そこで, これらを組み合わせた手法を, 複数の異なるトラヒックの環境に対して適用させ, 干渉を伴わない固定チャネル割当ての生成を行うことができることを示している.また提案方式がどのような条件に適用できるかを示す.
  • 伊藤 晋朗, 大鐘 武雄, 小川 恭孝
    電子情報通信学会論文誌. B, 通信 83 4 416 - 423 一般社団法人電子情報通信学会 2000年04月 [査読有り][通常論文]
     
    従来, マルチビームアダプティブアレーを用いたスロットアロハ方式では, 到着時間差によるPN符号のずれを用いて衝突パケットの分離検出を行っていた.そこで本論文では, 従来方式と異なり各ユーザが複数のPN符号からランダムに選択することによって, 各ユーザに固有の符号を割り当てなくても衝突パケットを分離検出できる方式を提案する.計算機シミュレーションによるスループット特性の評価を行った結果, 分離条件が符合選択のみの提案手法では, 同一PN符号によるパケットの衝突はあるものの, 到着時間差を設けなくても高いスループットが得られることがわかった.このため, プリアンブル長の増加を抑えることによって, 伝送効率を改善することができる.また, 符号数16, 素子数4の場合スループットが約2.2となり高い改善特性が得られることがわかった.
  • 田辺 康彦, 小川 恭孝, 大鐘 武雄
    電子情報通信学会論文誌. B, 通信 83 4 407 - 415 一般社団法人電子情報通信学会 2000年04月 [査読有り][通常論文]
     
    電磁波の伝搬環境を解明する手法として, MUSICアルゴリズムは高分解能な推定を実現する方式として知られている.本論文では, 送信側と受信側をケーブルでつなぐことなく伝搬環境を推定する手法として, 時間領域の信号にMUSICアルゴリズムを適用する方法を提案する.また, 受信の際にアレーアンテナを用いることにより, 到来方向と伝搬遅延時間を同時に推定する2次元MUSICアルゴリズムの定式化を行う.更に, 計算機シミュレーションにより本手法の分解能特性と推定精度について検討を行い, その結果, 本論文で提案する2次元MUSICアルゴリズムによる推定が, 1次元MUSICアルゴリズムよりも高分解能・高精度に実現できることがわかった.
  • Y Katoh, T Ohgane, Y Ogawa, K Itoh
    ELECTRONICS AND COMMUNICATIONS IN JAPAN PART I-COMMUNICATIONS 83 5 97 - 106 2000年 [査読有り][通常論文]
     
    The interference cancellation characteristics of an adaptive array are discussed when the fading at each element is uncorrelated assuming low height base station. In this paper, we focus on the case that the number of antennas and interference waves is large. From the investigation of SINR characteristics we have found that when the average SNR is large, no diversity gain is obtained, but when the average SNR is small, the diversity gain is increased. In the BER characteristics when the number of antennas is less than 7, an increase in the number of antennas increases the gain. However, when the number is greater than 10, diversity gain is obtained due to extra degrees of freedom. While studying the influence of fading variation (uplink, downlink), we have found that deterioration is small in the uplink when the normalized Doppler frequency is less than 1 x 10(-4) in the RLS and SMI interpolation method, and nearly complete tracking is possible. In case of the downlink, the floor error is less than 1 x 10(-2) when the normalized Doppler frequency is less than 1 x 10(-4) in both the SMI interpolation method and RLS interpolation method, and these methods can be applied practically. (C) 2000 Scripta Technica.
  • A Hanaki, T Ohgane, Y Ogawa
    IEEE VEHICULAR TECHNOLOGY CONFERENCE, FALL 2000, VOLS 1-6, PROCEEDINGS 406 - 411 2000年 [査読有り][通常論文]
     
    Cochannel interference and multipath propagation reduce the ability of mobile communication systems. Multi-input MLSE with whitening processing can mitigate the influence of the interference and provide the path diversity gain In conventional consideration, however, the number of required computations rapidly rises with that of array elements. In this paper we propose novel multi-input MLSE whitening error signals in the signal space by using a multibeam adaptive array. This scheme is intended to reduce the computational load than that of the conventional type in the care using a large-element array. An analytical result shows that the proposed type and conventional type are equivalent in the sense of the metric. Computer simulation also prove it and show less complexity of the proposed type.
  • T Nishimura, Y Tanabe, T Ohgane, Y Ogawa, Y Doi, J Kitakado
    IEEE VEHICULAR TECHNOLOGY CONFERENCE, FALL 2000, VOLS 1-6, PROCEEDINGS 719 - 724 2000年 [査読有り][通常論文]
     
    In SDMA, a spatial domain interference cancels applying a multistage processing concept to the MMSE multi-beam adaptive array has an attractive feature that weak power signals strongly interfered can be detected in the succeeded stages after removing other strong power signals which are already detected This idea can be enhanced to the reference timing estimation required in the MMSE algorithm. In this paper the spatial domain interference canceler introducing multistage timing estimation is proposed and its performance is evaluated by computer simulations. The results show that the timing estimation performance highly improved.
  • T Nishimura, T Ohgane, Y Ogawa, Y Doi, J Kitakado
    2000 IEEE 51ST VEHICULAR TECHNOLOGY CONFERENCE, PROCEEDINGS, VOLS 1-3 655 - 659 2000年 [査読有り][通常論文]
     
    It is difficult for the adaptive array to reduce interference signals efficiently from the received signals when the interference signals and desired signal are closely located. This is a serious problem for a spatial division multiple access (SDMA) system using the multibeam adaptive array as a multiuser detector. In this paper, we propose a space domain multistage interference canceler (SD-MIC) for the SDMA. Its performance is evaluated in frame error rate (FER) by computer simulations, considering uplink environment in the Japanese personal handy-phone system (PHS). The results show the remarkable improvement in high spatial correlation situations.
  • Y Tanabe, K Fujishima, T Nishimura, Y Ogawa, T Ohgane
    2000 IEEE 51ST VEHICULAR TECHNOLOGY CONFERENCE, PROCEEDINGS, VOLS 1-3 1 - 5 2000年 [査読有り][通常論文]
     
    In high-speed TDMA mobile communications, frequency-selective fading is a serious problem because a delay time difference between multipath signals is large in comparison with symbol duration. We have proposed a spatial-domain path-diversity system using a multibeam adaptive antenna to reduce frequency-selective fading and to realize path-diversity. The multibeam adaptive antenna resolves multipath signals in the spatial domain, and combines array outputs. In this paper, we propose the application of MUSIC algorithm to estimation of the time delays of multipath signals to make the incident signals coincide with a common reference signal. Because the MUSIC algorithm can estimate the time delays accurately, the BER performance of the proposed scheme is improved.
  • Y Kishiyama, T Nishimura, T Ohgane, Y Ogawa, Y Doi
    2000 IEEE 51ST VEHICULAR TECHNOLOGY CONFERENCE, PROCEEDINGS, VOLS 1-3 346 - 350 2000年 [査読有り][通常論文]
     
    In employing an adaptive array for TDD/SDMA at a base station, generally, the array pattern for downlink is calculated from that for uplink. Considering the angle spread in a Rayleigh fading channel, time difference between uplink and downlink causes null position change on the optimum array pattern. In this paper, we propose the weight estimation method for the downlink null steering. It is based on the indirect weight estimation using the channel response prediction. The computer simulations show that the proposed method improves the BER performance in the downlink, effectively.
  • M Kitahara, Y Ogawa, T Ohgane
    2000 IEEE 51ST VEHICULAR TECHNOLOGY CONFERENCE, PROCEEDINGS, VOLS 1-3 710 - 715 2000年 [査読有り][通常論文]
     
    Multi-rate services are flexibly available by a DS-CDMA technique. Since high-bit rate signals have high transmitted power, they cause large multiple access interference (MAI) to low-bit rate users. A base station adaptive antenna has been studied to suppress the large MAI from the high-speed users. In an uplink case, the adaptive antenna for the low-speed user needs to reduce received power of the high-speed signals. This is carried out by forming nulls toward the high-bit rate users. In the downlink case, however, the adaptive antenna for the highspeed user needs to reduce transmitted power toward many low-bit rate users. If there are many low-speed users, we have a shortage of the freedom of the array pattern. That is, the interference to the low-bit rate users cannot be rejected. In this paper, we propose a novel adaptive array structure to reduce the interference for many user environment.
  • 田中 大輔, 大鐘 武雄, 小川 恭孝
    電子情報通信学会論文誌. B, 通信 82 11 2133 - 2141 一般社団法人電子情報通信学会 1999年11月25日 [査読無し][通常論文]
     
    同一チャネル干渉除去技術として基地局にアダプティブアレーを用いたSDMA方式を検討した.SDMA方式においては,所要の誤り率特性を得られない場合も起こりうるので,チャネルの割当可否を事前に,かつ容易に判断する手法が必要となる.ユーザからの信号が特定の到来方向を有する場合には,アレーの応答ベクトルによって与えられる空間相関を用いる手法が考えられる.本論文では,2ユーザ及び3ユーザにおけるチャネル割当基準を検討した.このとき空間相関値はそれぞれ一つまたは三つ与えられるが,2ユーザの場合は各ユーザの平均SNRと相関値が割当基準となり,3ユーザの場合は各ユーザの平均SNRと三つの相関値の積と2乗和の関係が割当基準となることが明らかとなった.また,3ユーザの場合に孤立セルにおいて呼損率特性を評価した結果,SDMAを用いない場合と比較して収容トラヒックはおよそ3.5倍まで上昇することが明らかとなった.
  • 大鐘 武雄, 小川 恭孝
    電子情報通信学会誌 82 3 264 - 271 一般社団法人電子情報通信学会 1999年03月 [査読有り][通常論文]
  • 大鐘 武雄, 小川 恭孝
    電子情報通信学会誌 82 2 181 - 188 一般社団法人電子情報通信学会 1999年02月 [査読有り][通常論文]
  • 大鐘 武雄, 小川 恭孝
    電子情報通信学会誌 82 1 55 - 61 一般社団法人電子情報通信学会 1999年01月 [査読有り][通常論文]
  • Akihito Haaaki, Takeo Ohgane, Yasutaka Ogawa
    IEEE Vehicular Technology Conference 50 1 6 - 10 1999年 [査読有り][通常論文]
     
    Assuming single user detection, a cascaded connection of adaptive array and MLSE is expected as a simple and suboptimal receiver tolerant to interference and multipath fading. However, the conventional cascading scheme has the problem that it can not utilize the energy of delayed paths efficiently since the power of delayed paths is not considered in the cost function. In this paper, a novel cost function based on the idea maximizing the output SINR is proposed and the performance of both proposed and conventional type is evaluated by computer simulations. Simulation results show that the proposed type is superior to the conventional one in the BER performance and that the degradation compared to that of array processing MLSE is small. © 1999 IEEE.
  • Y Ogawa, K Fujishima, T Ohgane
    1999 IEEE 49TH VEHICULAR TECHNOLOGY CONFERENCE, VOLS 1-3 2184 - 2188 1999年 [査読有り][通常論文]
     
    Frequency-selective fading due to multipath propagation is serious hindrance in high-speed TDMA mobile communications. An adaptive antenna has been proposed to reduce the frequency-selective fading and realize path-diversity. This paper presents a criterion which selects multipath signals and weighting factors for combining them. First, we describe a selection criterion which chooses the multipath signals for the path-diversity. We propose a ratio of signal power to error power for the criterion. Furthermore, we propose weighting factors which realize approximately the maximum ratio combining. Computer simulation results show that the proposed selection criterion and weighting factors reveal excellent performance.
  • 大鐘 武雄, 小川 恭孝
    電子情報通信学会誌 81 12 1254 - 1260 一般社団法人電子情報通信学会 1998年12月 [査読有り][通常論文]
  • 山崎 健一郎, 大鐘 武雄, 小川 恭孝
    電子情報通信学会論文誌. B-II, 通信II-無線通信・無線応用 81 11 1021 - 1029 一般社団法人電子情報通信学会 1998年11月 [査読有り][通常論文]
     
    DS-CDMA用ブラインド型マルチユーザ検出器について検討する.本検出器は各ユーザ間の同期がほぼ保たれていると仮定した場合に, 逆拡散後の各ユーザの信号を平均的なシンボルタイミングで同時にサンプリングすることで受信機の構成が簡易なものとできる.最適ウエートは受信信号と各逆拡散符号の相互相関値のみで求められるため, 判定信号や参照信号を必要としないブラインドアルゴリズムが適用できる.また, 受信信号の相関行列が実対称行列となることを利用して, SMI, RLS両アルゴリズムにおいて演算量を約半分に削減できることがわかった.また, 計算機シミュレーションにより, 本方式が簡易かつ良好にマルチユーザ検出できることを明らかにした.
  • 星野 正幸, 大鐘 武雄, 小川 恭孝
    電子情報通信学会論文誌. B-II, 通信II-無線通信・無線応用 81 11 1013 - 1020 一般社団法人電子情報通信学会 1998年11月 [査読有り][通常論文]
     
    ディジタル陸上移動通信で高速・高品質伝送を実現するためには, アルゴリズムの簡略化と周波数選択性フェージングへの追従性能を同時に満足しなければならない.本論文では, 判定帰還型等化器を用いる適応アルゴリズムとして, 差分量を導入したLMSアルゴリズムを提案する.差分量の導入により単純マルコフプロセス近似の可能な伝搬路を追従する能力の向上が期待できる.このアルゴリズムを用いて, 簡易な構成となるLMS-DFEを設計し, 計算機シミュレーションにより伝送特性の評価を行った結果, 通常のLMS-DFEと比べて変動への耐久性向上とフロア誤りの半減を確認した.更に, ダイバーシチ合成DFEへの拡張についても検討し, 同様の結果を得た.
  • 佐々木 隆平, 小川 恭孝, 大鐘 武雄, 伊藤 精彦
    電子情報通信学会論文誌. B-II, 通信II-無線通信・無線応用 81 9 855 - 862 一般社団法人電子情報通信学会 1998年09月 [査読有り][通常論文]
     
    高速ディジタル移動通信においては, 遅延時間差の長い多重伝搬波のため特性が劣化する.この多重波信号電力の有効利用とひずみ補償をはかる手段として, 複数のウエートベクトルをもつアダプティブアレーを用いて, 到来する各多重伝搬波を分離し, 遅延時間を一致させた後合成する空間領域パスダイバーシチが提案されている.多重波のなかには近接して到来する伝搬波が含まれている場合もあるため, 特性が劣化することがある.本論文では, この改善方法として, 多重波信号電力とアダプティブアレーの誤差電力を考慮した荷重合成法を提案した.その結果, 劣化要因であった到来角度が非常に近接した伝搬環境において従来の等利得合成と比較して提案方式は, 大幅にBER特性を改善できることが明らかになった.
  • Y Doi, T Ohgane, Y Karasawa
    IEICE TRANSACTIONS ON COMMUNICATIONS E81B 3 674 - 682 1998年03月 [査読有り][通常論文]
     
    An adaptive array has been proposed as a canceller for both inter-symbol interference (ISI) and co-channel interference (CCI). However, it has no path-diversity gain since it selects just one signal correlated to the reference signal. In this paper, a novel interference canceller having sufficient path-diversity gain is proposed. The canceller is characterized by the combined configuration of an adaptive array and an equalizer. In the proposed system, a pre-selecting adaptive array is installed first. By employing a specific training sequence and sampling timing at the receiver during the training period, the perfect correlation between the "desired signal" and "short delayed ISI" is achieved. Therefore, the preselecting adaptive array can extract the desired and ISI signals simultaneously, and the cascaded adaptive equalizer can provide the path-diversity gain without degradation by interference. The proposed system achieves a simple configuration and robustness against both ISI and CCI with a sufficient path diversity gain. In computer simulations, average BER characteristics of the proposed system were evaluated in a quasi-static Rayleigh fading channel. The simulation results showed that the system can reduce both long-delayed ISI and CCI efficiently, and that the expected path diversity gain is obtained even with strong CCI. They also show ed that the degradation is not so serious when the number of antenna elements is less than that of incoming signals.
  • 加藤 喜久, 大鐘 武雄, 小川 恭孝, 伊藤 精彦
    電子情報通信学会論文誌. B-II, 通信II-無線通信・無線応用 81 1 1 - 9 一般社団法人電子情報通信学会 1998年01月 [査読有り][通常論文]
     
    低アンテナ高基地局, すなわち各アンテナ素子に生じるフェージングがそれぞれ無相関となる場合について, アダプティブアレーによる干渉除去特性を検討した。本論文では特にアンテナ本数, 干渉波数が多い場合について着目し, SINR特性, BER特性の評価を行った。SINR特性の検討により, 平均SNRが大きい場合には, ダイバーシチ利得がほとんど得られないのに対して, 平均SNRが小さい場合には, ダイバーシチ利得が大きくなることが明らかになった。BER特性においては, アンテナ本数が7本程度までは, ほぼアンテナ本数増加による利得のみとなった。しかし, 10本以上になると若干ながら余剰自由度によりダイバーシチ利得が得られることがわかった。フェージング変動(上り回線, 下り回線)による影響の検討では, 上り回線において, RLS法, SMI補間法では規格化ドップラー周波数が1×10<-4>以下では劣化が少なくほぼ追従できているという結果が得られた。下り回線においては, SMI1次外挿法, RLS1次外挿法, 双方とも規格化ドップラー周波数が1×10<-4>以下ではフロア誤りが1×10<-2>以下となり, ある程度適用可能であることがわかった。
  • Y Ogawa, R Sasaki, T Ohgane, K Itoh
    48TH IEEE VEHICULAR TECHNOLOGY CONFERENCE, VOLS 1-3 544 - 547 1998年 [査読有り][通常論文]
     
    High-speed TDMA mobile communications suffer from frequency-selective fading due to multipath propagation. Also, energy per bit is lower because symbol duration is short. We need a scheme which reduces the frequency-selective fading and utilizes transmitted power efficiently. This paper presents a new configuration of an adaptive antenna for path-diversity in highspeed mobile communications. The adaptive antenna has several weight vectors which resolve multipath signals in the spatial domain. The resolved multipath signals are combined equalizing the delay difference. Thus, the frequency-selective fading is supressed and we can utilize signal power efficiently. We carried out computer simulations under several scenarios. It is shown that the proposed adaptive antenna reveals good path-diversity performance.
  • T Ohgane, K Ito, Y Ogawa
    GLOBECOM 98: IEEE GLOBECOM 1998 - CONFERENCE RECORD, VOLS 1-6 3193 - 3198 1998年 [査読有り][通常論文]
     
    This paper proposes random code selection for slotted ALOHA radio network with a multibeam adaptive array, which can decompose and detect the packets from the collision ones. The multibeam adaptive array; requires the multiple references uncorrelated with each other. The aim of our proposal is to realize quasi-user-own preamble, which can be known by the communication server (CS) in advance. When packet transmission, each user selects a code from several available codes, randomly. Then, most of the packets have unique codes. In this paper, the throughput performance and code collision effect of proposed system are investigated. Computer simulations show that the obtained maximum throughput reaches almost 2.2 with 4-element adaptive array and 16-code selection even under the code collision condition.
  • Y Doi, T Ohgane, Y Karasawa
    48TH IEEE VEHICULAR TECHNOLOGY CONFERENCE, VOLS 1-3 2512 - 2516 1998年 [査読有り][通常論文]
     
    In order to improve the capacity and quality of high-speed mobile communication systems, we proposed an interference canceller that combines a path pre-selecting adaptive array and a cascaded equalizer [1]. The role of the adaptive array in the canceller is to reduce co-channel interference (CCI) and long-delayed inter-symbol interference (ISI). Thus, the cascaded equalizer needs less complexity. In this paper, we propose to apply the canceller to the base station (BS) of a TDMA/TDD system and to reuse the receiving beam pattern in transmission. Then, in the down-link, the BS emits only the desired signal and short-delayed ISI for a desired mobile station (MS). As a result, with a simple equalizer in the MS, we can get a sufficient path diversity gain also in the down-link. The average bit error rate (BER) performance of the system in a Rayleigh fading channel is calculated by computer simulation. The results show that a sufficient path diversity gain is obtained in the down-link as well as in the up-link.
  • Y Ogawa, R Sasaki, T Ohgane, K Itoh
    ICC 98 - 1998 IEEE INTERNATIONAL CONFERENCE ON COMMUNICATIONS VOLS 1-3 1345 - 1349 1998年 [査読有り][通常論文]
     
    A multipath propagation environment is inevitable in mobile radio. Frequency-selective fading is serious hindrance in high-speed TDMA transmission because a delay difference between multipath signals is large in comparison with symbol duration. This paper presents a novel adaptive antenna for the mobile radio. The adaptive antenna has several weight vectors which resolve the multipath signals in the spatial domain. The resolved multipath signals are combined equalizing the delay difference. We also consider the combining coefficients in detail. The proposed adaptive antenna performs path diversity in the spatial domain. Computer simulation results under several scenarios show that the adaptive antenna proposed in this paper reveals excellent performance. We emphasize importance of the combining coefficients.
  • T Ohgane, Y Ogawa, K Itoh
    1997 IEEE 47TH VEHICULAR TECHNOLOGY CONFERENCE PROCEEDINGS, VOLS 1-3 725 - 729 1997年 [査読有り][通常論文]
     
    This paper describes spatial division multiple access (SDMA) using an adaptive array. A spatial correlation coefficient [1] is proposed as a criterion to determine the possibility of duplicate channel allocation. When the average input SNR is more than 20 dB, the users satisfying a correlation coefficient of less than 0.9 can be accommodated in the same channel in a 2-user SDMA model with a 2-element adaptive array. The blocking rate performance shows that this 2-user SDMA can improve channel efficiency almost twice.
  • Y Ogawa, T Ohgane
    IEICE TRANSACTIONS ON FUNDAMENTALS OF ELECTRONICS COMMUNICATIONS AND COMPUTER SCIENCES E79A 7 961 - 967 1996年07月 [査読有り][通常論文]
     
    In future mobile radio, high-speed transmission and efficient spectrum utilization will be important. However, multipath propagation with large delay difference and cochannel interference are obstacles to the advanced mobile communication system. An adaptive antenna can suppress multipath signals and cochannel interference signals. This paper reviews basic performance of multipath fading reduction and cochannel interference suppression using the adaptive antenna. After a brief explanation of adaptive antenna concepts, we show simulation and experimental results of the fading reduction. It is pointed out that the adaptive antenna cancels multipath signals with large delay difference strongly. This feature is very important for high-speed TDMA systems. Moreover, it is shown from simulation results that the adaptive antenna improves the spectrum efficiency by suppressing the cochannel interference signals.
  • Y Doi, T Ohgane, E Ogawa
    1996 IEEE 46TH VEHICULAR TECHNOLOGY CONFERENCE, PROCEEDINGS, VOLS 1-3 81 - 85 1996年 [査読有り][通常論文]
  • Multipath time delay estimation by super-resolution PN correlation method
    Yoshiharu Doi, Takeo Ohgane
    ICAP 1995 249 - 252 1995年04月 [査読有り][通常論文]
  • T OHGANE
    IEICE TRANSACTIONS ON COMMUNICATIONS E77B 5 598 - 605 1994年05月 [査読有り][通常論文]
     
    This paper proposes using an adaptive array in a base station for signal reception and transmission in order to increase the spectral efficiency without decreasing the cell radius. The adaptive array controls the directivity pattern of the base station to reduce co-channel interference during reception; the same array pattern is applied during transmission to prevent unnecessary illumination. Computer simulation results show that the cluster size can be reduced to one with time division duplexing (TDD), indicating that we can reuse the same frequency group at all cells, Thus, the improvement in spectral efficiency is as much as 16 fold that of an omni-antenna. Moreover, load sharing, which is expected to improve the channel utilization for unbalanced load situations, is available by cell overlapping. Frequency division duplexing (FDD) requires a weight adjust function to be applied for transmission since the difference in frequency between signal reception and transmission causes null positioning error. However, simple LMS-adjusting can provide a cluster size of one as well as cell overlapping when the frequency deference is 5%.
  • M MIZUNO, T OHGANE
    ELECTRONICS AND COMMUNICATIONS IN JAPAN PART I-COMMUNICATIONS 77 2 48 - 59 1994年02月 [査読有り][通常論文]
     
    In the area of mobile communications, there has been increasing demand and development for new technologies and services such as digitalization and personalization. With this as background, this paper studies the use of adaptive antenna technology for mobile communication. In the area of mobile communications, the adaptive antenna technology has been studied with a view to reducing the fading for reception by the mobile station. In the case of microcells and indoor communication for which an expanded use is anticipated, arrivals of multiple waves from various directions are expected even for the base station so that the application of the adaptive antennas to the base stations is effective. In the case of high-speed data transmission such as wireless local wireless networks (LAN), further reduction of fading and interference is required. Also, the frequency sharing among different radio services is an area in which the adaptive antenna is useful. Introductions of dynamic control of the systems are expected for mobile communications in time, space, and frequency domains. The adaptive antenna is effective for control in space. The dynamic zone configuration will be a new application area in which, depending on the distributions of the users, the zone shape is varied.
  • T OHGANE
    VTC 1994 - 1994 IEEE 44TH VEHICULAR TECHNOLOGY CONFERENCE, VOLS 1-3 1470 - 1474 1994年 [査読有り][通常論文]
  • T OHGANE, N MATSUZAWA, T SHIMURA, M MIZUNO, H SASAOKA
    IEEE TRANSACTIONS ON VEHICULAR TECHNOLOGY 42 4 484 - 490 1993年11月 [査読有り][通常論文]
     
    This paper describes the performance of an adaptive array as a countermeasure to multipath fading for a 256 kbps Gaussian-filtered minimum shift keying (GMSK) mobile communication system operating in the 1.5 GHz band. An adaptive array having four antenna elements is implemented using the digital beam forming concept. The constant modulus algorithm (CMA) is employed for the adaptation process to ease the implementation. Measurements in central Tokyo of the bit error rate (BER) performance and an array pattern arising in the multipath environment are presented. Analysis of the array pattern confirms that the array succeeds in directing nulls to the delayed signals. BER performance shows an improvement in E(b)/N-o compared with that of a single antenna system, of 17.5 to 22 dB at a BER of 1.0 x 10(-2) in a frequency-selective fading channel.
  • T OHGANE, T SHIMURA, N MATSUZAWA, H SASAOKA
    IEEE TRANSACTIONS ON VEHICULAR TECHNOLOGY 42 3 282 - 288 1993年08月 [査読有り][通常論文]
     
    The hardware implementation of an adaptive array as a technique for compensating multipath fading in mobile communications is described. The number of the antenna elements is four. The target communication system is modulated by 256 kbps Gaussian-filtered minimum shift keying and has a time-division multiplexing architecture with 24 time slots. Based on the digital beam forming concept, all of the signals and the array weights are digital-signal processed. The constant modulus algorithm (CMA) is employed for weight optimizing. In an additive white Gaussian noise channel, this system has 5.6 dB gain in an energy-per-bit-to-noise-density ratio (E(b)/N0), at a bit error rate (BER) of 1.0 x 10(-3), compared with a single-antenna system. The result of the basic field test shows that the gain at a BER of 1.0 x 10(-3) reaches 22.3 dB in a nonselective, slow Rayleigh fading channel given a 5 Hz maximum Doppler shift. These results certify our successful implementation.
  • An adaptive antenna for spatial-domain path-diversity
    Y. Ogawa, R. Sasaki, T. Ohgane, K. Itoh
    IEEE VTC 1998 544 - 547 1993年05月 [査読有り][通常論文]
  • T OHGANE
    GLOBECOM '93 COMMUNICATIONS FOR A CHANGING WORLD, CONFERENCE RECORD 913 - 917 1993年 [査読有り][通常論文]
  • 大鐘 武雄, 笹岡 秀一, 松沢 直人, 志村 隆則
    電子情報通信学会論文誌. B-II, 通信II-無線通信・無線応用 = The transactions of the Institute of Electronics, Information and Communication Engineers 75 11 797 - 805 電子情報通信学会通信ソサイエティ 1992年11月 [査読有り][通常論文]
  • 水野 光彦, 大鐘 武雄
    電子情報通信学会論文誌. B-II, 通信II-無線通信・無線応用 = The transactions of the Institute of Electronics, Information and Communication Engineers 75 11 733 - 741 電子情報通信学会通信ソサイエティ 1992年11月 [査読有り][通常論文]
  • HJ THOMAS, T OHGANE, M MIZUNO
    VEHICULAR TECHNOLOGY SOCIETY 42ND VTS CONFERENCE - FRONTIERS OF TECHNOLOGY : FROM PIONEERS TO THE 21ST CENTURY, VOLS 1 AND 2 546 - 549 1992年 [査読有り][通常論文]
  • E MORIYAMA, M MIZUNO, T IWAMA, T OHGANE, H RYUKO, S SEKIZAWA
    VEHICULAR TECHNOLOGY SOCIETY 42ND VTS CONFERENCE - FRONTIERS OF TECHNOLOGY : FROM PIONEERS TO THE 21ST CENTURY, VOLS 1 AND 2 536 - 539 1992年 [査読有り][通常論文]
  • T OHGANE, H SASAOKA, N MATSUZAWA, T SHIMURA
    VEHICULAR TECHNOLOGY SOCIETY 42ND VTS CONFERENCE - FRONTIERS OF TECHNOLOGY : FROM PIONEERS TO THE 21ST CENTURY, VOLS 1 AND 2 1012 - 1017 1992年 [査読有り][通常論文]
  • Takeo Ohgane
    Electronics and Communications in Japan (Part I: Communications) 74 9 43 - 53 1991年 [査読有り][通常論文]
     
    This paper considers CMA adaptive array for the high‐speed TDMA transmission system using GMSK, which is the most ordinary constant‐envelope modulation system in the digital mobile land communication. A computer simulation is executed for the case where a four‐element adaptive array is applied to cope with the selective fading. CMA is employed as the array control algorithm, which is suited to the compensation of the constant‐envelope modulated signal. Assuming a model with two arriving waves, the convergence and the BER performances of CMA are evaluated. It is shown that the BER is improved greatly up to the limit that no more error can be reduced, compared to the case without an adaptive array. It is seen also that the error rate is improved better when the delay difference between the two arriving waves is large. Thus, the proposed method is shown to be an effective technique to cope with selective fading. Copyright © 1991 Wiley Periodicals, Inc., A Wiley Company
  • T OHGANE, H SASAOKA, N MATSUZAWA, K TAKEDA, T SHIMURA
    41ST IEEE VEHICULAR TECHNOLOGY CONFERENCE 172 - 177 1991年 [査読有り][通常論文]
  • 大鐘 武雄
    電子情報通信学会論文誌 B-II 通信II 73 10 p489 - 497 電子情報通信学会通信ソサイエティ 1990年10月 [査読有り][通常論文]
  • 大鐘 武雄
    電子情報通信学会論文誌 B-II 通信II 72 2 p63 - 71 電子情報通信学会通信ソサイエティ 1989年02月 [査読有り][通常論文]
  • K ITOH, T OHGANE, Y OGAWA
    SPACE POWER 6 3 193 - 198 1986年 [査読有り][通常論文]
  • K ITOH, Y AKIBA, T OHGANE, Y OGAWA
    SPACE SOLAR POWER REVIEW 5 2 149 - 162 1985年 [査読有り][通常論文]

書籍

  • わかりやすいMIMOシステム技術
    大鐘武雄, 小川恭孝 (担当:共著)
    オーム社 2009年06月
  • WiMAX教科書
    庄納崇編著 (担当:分担執筆範囲:6.2)
    インプレスR&D 2008年07月
  • 適応フィルタ理論
    鈴木博翻訳主幹 (担当:共訳範囲:第6章)
    科学技術出版 2000年11月
  • 移動通信
    笹岡秀一編著 (担当:分担執筆範囲:第12章)
    オーム社 1998年05月

その他活動・業績

  • 宇津野太一, 西村寿彦, 大鐘武雄, 小川恭孝, 萩原淳一郎, 佐藤孝憲 電子情報通信学会技術研究報告(Web) 121 (327(IT2021 28-82)) 2022年
  • 櫻谷信彦, 西村寿彦, 大鐘武雄, 旦代智哉, 内田大輔 電子情報通信学会技術研究報告(Web) 121 (327(IT2021 28-82)) 2022年
  • 深層学習を用いた近接波の到来方向推定における精度向上に関する検討
    加瀬裕也, 西村寿彦, 大鐘武雄, 小川恭孝, 佐藤孝憲, 岸山祥久 電子情報通信学会 技術研究報告 121 (103) 98 -103 2021年07月
  • 有相関通信路での多数信号検出における制振付きGaBPのLLR挙動に関する一検討
    安藤ダニエル明, 西村寿彦, 大鐘武雄, 小川恭孝, 萩原淳一郎, 佐藤孝憲 電子情報通信学会技術研究報告 121 (72) 97 -102 2021年06月
  • 学習型AMPを用いた信号検出に関する基礎的検討
    三好茉莉, 辻本若葉, 西村寿彦, 大鐘武雄, 小川恭孝, 萩原淳一郎, 佐藤孝憲 電子情報通信学会技術研究報告 121 (72) 13 -18 2021年06月
  • 大規模MIMO信号検出における変分ベイズ法と期待値伝播法の比較
    阿隅大輝, 萩原淳一郎, 西村寿彦, 大鐘武雄, 小川恭孝, 佐藤孝憲 電子情報通信学会技術研究報告 121 (72) 7 -12 2021年06月
  • マルチパス分離に基づくチャネル予測の演算負荷軽減に関する検討
    望月大瑚, 西村寿彦, 大鐘武雄, 小川恭孝, 萩原淳一郎, 佐藤孝憲 電子情報通信学会技術研究報告 121 (72) 1 -6 2021年06月
  • 西村 寿彦, 佐藤 孝憲, 小川 恭孝, 大鐘 武雄 電子情報通信学会誌 = The journal of the Institute of Electronics, Information and Communication Engineers 104 (5) 485 -489 2021年05月
  • マルチパス分離に基づく広帯域FDDシステムの下り回線チャネル推定に関する研究 (Encouragement Talk)
    登坂紫織, 西村寿彦, 大鐘武雄, 小川恭孝, 萩原淳一郎, 佐藤孝憲 電子情報通信学会技術研究報告 120 (404) 267 -272 2021年03月
  • OAMビーム制御によるUCA軸ずれ補償の検討
    櫻谷信彦, 西村寿彦, 大鐘武雄, 旦代智哉, 内田大輔 電子情報通信学会技術研究報告 120 (404) 261 -266 2021年03月
  • 西村健斗, 大鐘武雄, 西村寿彦, 萩原淳一郎, 佐藤孝憲, 小川恭孝 電子情報通信学会大会講演論文集(CD-ROM) 2021 2021年
  • 辻本若葉, 西村寿彦, 大鐘武雄, 小川恭孝, 萩原淳一郎, 佐藤孝憲 電子情報通信学会大会講演論文集(CD-ROM) 2021 2021年
  • 宇津野太一, 西村寿彦, 大鐘武雄, 小川恭孝, 萩原淳一郎, 佐藤孝憲 電子情報通信学会大会講演論文集(CD-ROM) 2021 2021年
  • 簡易ビーム形成において受信ユーザ数を変化させた場合の特性評価
    大塚達樹, 西村寿彦, 大鐘武雄, 佐藤孝憲, 萩原淳一郎, 小川恭孝 電子情報通信学会技術研究報告 120 (322) 75 -80 2021年01月
  • 大規模MIMOにおけるハミルトニアンモンテカルロ法を用いた信号検出特性の改善
    松村和士, 萩原淳一郎, 西村寿彦, 大鐘武雄, 小川恭孝, 佐藤孝憲 電子情報通信学会技術研究報告 120 (298) 7 -12 2020年12月
  • 深層学習を用いた到来方向推定における精度向上に関する検討
    加瀬裕也, 佐藤孝憲, 西村寿彦, 大鐘武雄, 小川恭孝, 来山大祐, 岸山祥久 電子情報通信学会技術研究報告 120 (89) 61 -66 2020年07月
  • ガウス確率伝搬法におけるLLRの挙動に関する検討
    安藤ダニエル明, 西村寿彦, 大鐘武雄, 小川恭孝, 萩原淳一郎, 佐藤孝憲 電子情報通信学会技術研究報告 120 (74) 97 -102 2020年06月
  • Massive MIMOにおけるマルコフ連鎖モンテカルロ法を用いた信号検出に関する研究
    松村和士, 萩原淳一郎, 西村寿彦, 大鐘武雄, 小川恭孝, 佐藤孝憲 電子情報通信学会技術研究報告 120 (74) 91 -95 2020年06月
  • 差分進化を用いた簡易ビーム形成に関する検討
    大塚達樹, 西村寿彦, 大鐘武雄, 小川恭孝, 萩原淳一郎, 佐藤孝憲 電子情報通信学会技術研究報告 120 (74) 67 -72 2020年06月
  • OAM多重伝送におけるアレーの設置誤差による特性劣化の改善
    櫻谷信彦, 西村寿彦, 大鐘武雄, 旦代智哉, 内田大輔 電子情報通信学会技術研究報告 120 (74) 61 -66 2020年06月
  • LoRaWAN端末を用いた900MHz帯距離減衰特性の測定試験
    董 博文, 辻本若葉, 西村寿彦, 大鐘武雄, 小川恭孝, 萩原淳一郎, 佐藤孝憲 電子情報通信学会技術研究報告 120 (74) 175 -179 2020年06月
  • 近似メッセージ伝搬法による大規模MIMO信号検出に関する検討
    辻本若葉, 西村寿彦, 大鐘武雄, 小川恭孝, 萩原淳一郎, 佐藤孝憲 電子情報通信学会技術研究報告 120 (74) 181 -186 2020年06月
  • 宇津野太一, 西村寿彦, 大鐘武雄, 小川恭孝, 萩原淳一郎, 佐藤孝憲 電子情報通信学会大会講演論文集(CD-ROM) 2020 2020年
  • OAMモード多重伝送における多重UCAを用いた特性改善に関する検討
    山本綾乃, 西村寿彦, 大鐘武雄, 旦代智哉, 内田大輔 電子情報通信学会技術研究報告 119 (296) 55 -60 2019年11月
  • 大規模MIMOにおけるノード選択付き近似メッセージ伝搬法による信号検出
    辻本若葉, 西村寿彦, 大鐘武雄, 小川恭孝, 萩原淳一郎 電子情報通信学会技術研究報告 119 (296) 43 -47 2019年11月
  • スパースモデリングを用いた到来方向推定 (Invited Lecture)
    西村寿彦, 中都正義, 大鐘武雄, 小川恭孝 革新的無線通信技術に関する横断型研究会 (MIKA) 2019年10月 [招待有り]
  • 大規模SCMAシステムにおけるCRCによる特性改善に関する一検討
    李仁杰, 西村寿彦, 大鐘武雄, 小川恭孝, 萩原淳一郎 電子情報通信学会技術研究報告 119 (176) 7 -12 2019年08月
  • 送信ダイバーシチを適用したFSK用狭帯域パイロットレス同期検波方式
    山口歌奈子, 東中雅嗣, 佐野裕康, 岡村敦, 大鐘武雄, 西村寿彦 電子情報通信学会技術研究報告 119 (108) 211 -216 2019年07月
  • 深層学習を用いた近接波の到来方向推定の検討
    加瀬裕也, 西村寿彦, 大鐘武雄, 小川恭孝, 来山大祐, 岸山祥久 電子情報通信学会技術研究報告 119 (108) 155 -160 2019年07月
  • IDMAにおけるガウス確率伝搬法とCRCを利用した信号検出の検討
    河端航, 西村寿彦, 大鐘武雄, 小川恭孝 電子情報通信学会技術研究報告 119 (90) 339 -345 2019年06月
  • ガウス確率伝搬法等繰り返し手法を用いた多数信号検出特性 (Invited Talk)
    大鐘武雄 電子情報通信学会技術研究報告 119 (90) 259 -259 2019年06月 [招待有り]
  • 深層学習を用いたチャネル推定に関する基礎的研究
    中島亮太, 西村寿彦, 大鐘武雄, 小川恭孝, 萩原淳一郎 電子情報通信学会技術研究報告 119 (90) 37 -42 2019年06月
  • 到来方向推定における圧縮センシングアルゴリズムの比較検討
    中都正義, 西村寿彦, 大鐘武雄, 小川恭孝, 萩原淳一郎 電子情報通信学会技術研究報告 119 (90) 31 -35 2019年06月
  • 屋内環境での大規模MIMO分散アンテナシステムにおけるアンテナ選択に関するスループット評価
    島屋早希, 西村寿彦, 大鐘武雄, 小川恭孝, 萩原淳一郎 電子情報通信学会技術研究報告 119 (90) 25 -29 2019年06月
  • インパルス応答推定に基づくFDDシステムの下り回線チャネル推定に関する基礎的検討
    登坂紫織, 小川恭孝, 西村寿彦, 大鐘武雄, 萩原淳一郎 電子情報通信学会技術研究報告 119 (90) 19 -24 2019年06月
  • LoRaWAN端末を用いた900MHz帯室内距離減衰特性の測定
    辻本若葉, 西村寿彦, 大鐘武雄, 小川恭孝, 萩原淳一郎 電子情報通信学会技術研究報告 119 (90) 13 -18 2019年06月
  • 深層学習を用いた到来方向推定法の検討
    加瀬裕也, 西村寿彦, 大鐘武雄, 小川恭孝, 来山大祐, 岸山祥久 電子情報通信学会技術研究報告 119 (8) 79 -84 2019年04月
  • 遅延時間推定に基づくマルチパス分離によるチャネル予測に関する検討
    高野裕太, 小川恭孝, 西村寿彦, 大鐘武雄, 萩原淳一郎 電子情報通信学会技術研究報告 118 (435) 13 -18 2019年01月
  • インタリーブ分割多元接続におけるガウス確率伝搬法を用いた大規模信号検出に関する検討
    河端航, 西村寿彦, 大鐘武雄, 小川恭孝 電子情報通信学会技術研究報告 118 (372) 113 -118 2018年12月
  • MIMO SC-FDEにおける受信ウェイト行列の演算量削減に関する検討
    齋藤剣聖, 小川恭孝, 西村寿彦, 大鐘武雄, 萩原淳一郎 電子情報通信学会技術研究報告 118 (372) 25 -30 2018年12月
  • アレー信号処理とその解法アルゴリズムの基礎 (Tutorial Lecture)
    西村寿彦, 大鐘武雄, 小川恭孝 電子情報通信学会技術研究報告 118 (217) 31 -36 2018年09月 [招待有り]
  • 加瀬 裕也, 西村 寿彦, 大鐘 武雄, 小川 恭孝 電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報 118 (125) 51 -55 2018年07月11日 [査読無し][通常論文]
  • GaBPを用いた大規模SCMA信号分離に関する基礎的検討
    李仁杰, 西村寿彦, 大鐘武雄, 小川恭孝, 萩原淳一郎 電子情報通信学会技術研究報告 118 (125) 237 -242 2018年07月
  • Massive MIMO SC-FDEにおける受信ウェイト行列の演算量削減に関する検討
    齋藤剣聖, 小川恭孝, 西村寿彦, 大鐘武雄, 萩原淳一郎 電子情報通信学会技術研究報告 118 (101) 261 -266 2018年06月
  • 大規模MIMOにおけるGaBPを用いた重畳型16QAM信号検出に関する検討
    渡部泰成, 西村寿彦, 大鐘武雄, 小川恭孝, 萩原淳一郎 電子情報通信学会技術研究報告 118 (101) 255 -260 2018年06月
  • 異なる伝搬環境におけるOAMモード多重伝送の特性比較
    山本綾乃, 西村寿彦, 大鐘武雄, 旦代智哉, 内田大輔 電子情報通信学会技術研究報告 118 (101) 201 -206 2018年06月
  • マルチユーザ大規模MIMOシステムにおける遺伝的アルゴリズムを用いた簡易ビーム形成の特性評価
    中村駿太, 西村寿彦, 大鐘武雄, 小川恭孝, 萩原淳一郎 電子情報通信学会技術研究報告 118 (101) 101 -106 2018年06月
  • インターリーブ分割多元接続における確率伝搬法を用いた信号検出に関する検討
    河端航, 西村寿彦, 大鐘武雄, 小川恭孝 電子情報通信学会技術研究報告 118 (101) 89 -94 2018年06月
  • 確率伝搬法を用いた重畳変調信号検出に関する基礎的検討
    福田健太郎, 西村寿彦, 大鐘武雄, 小川恭孝, 萩原淳一郎 電子情報通信学会技術研究報告 118 (101) 85 -88 2018年06月
  • 木原 光太郎, 西村 寿彦, 大鐘 武雄, 小川 恭孝 電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報 117 (456) 25 -29 2018年02月28日 [査読無し][通常論文]
  • 奥村 香菜子, 小川 恭孝, 西村 寿彦, 大鐘 武雄 電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報 117 (456) 179 -184 2018年02月28日 [査読無し][通常論文]
  • マルチユーザ大規模MIMOシステムにおける簡易ビーム形成のための最適なアンテナ選択方法に関する検討
    井上航一, 西村寿彦, 大鐘武雄, 小川恭孝 電子情報通信学会技術研究報告 117 (456) 31 -36 2018年02月
  • 山本 順平, 西村 寿彦, 大鐘 武雄, 小川 恭孝, 岸山 祥久, 武田 大樹 電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報 117 (396) 125 -130 2018年01月22日 [査読無し][通常論文]
  • 確率伝搬法による多次元信号検出 (Invited Talk)
    大鐘武雄, 西村寿彦, 小川恭孝 電子情報通信学会技術研究報告 117 (395) 175 -175 2018年01月 [招待有り]
  • 齋藤 剣聖, 小川 恭孝, 西村 寿彦, 大鐘 武雄 電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報 117 (352) 101 -106 2017年12月14日 [査読無し][通常論文]
  • 星川 豊希, 西村 寿彦, 大鐘 武雄, 小川 恭孝 電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報 117 (283) 161 -165 2017年11月08日 [査読無し][通常論文]
  • 井上 航一, 西村 寿彦, 大鐘 武雄, 小川 恭孝 電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報 117 (284) 117 -122 2017年11月08日 [査読無し][通常論文]
  • 渡部 泰成, 西村 寿彦, 大鐘 武雄, 小川 恭孝 電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報 117 (246) 19 -24 2017年10月19日 [査読無し][通常論文]
  • 奥村 香菜子, 小川 恭孝, 西村 寿彦, 大鐘 武雄 電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報 117 (132) 61 -66 2017年07月19日 [査読無し][通常論文]
  • 山本 順平, 西村 寿彦, 大鐘 武雄, 小川 恭孝, 武田 大樹, 岸山 祥久 電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報 117 (103) 31 -36 2017年06月21日 [査読無し][通常論文]
  • 齋藤 剣聖, 小川 恭孝, 西村 寿彦, 大鐘 武雄 電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報 117 (103) 121 -126 2017年06月21日 [査読無し][通常論文]
  • 鈴木 裕也, 西村 寿彦, 大鐘 武雄, 小川 恭孝 電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報 117 (103) 127 -132 2017年06月21日 [査読無し][通常論文]
  • 井上 航一, 西村 寿彦, 大鐘 武雄, 小川 恭孝 電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報 117 (11) 155 -159 2017年04月24日 [査読無し][通常論文]
  • 山本 順平, 西村 寿彦, 大鐘 武雄, 小川 恭孝, 武田 大樹, 岸山 祥久 電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報 116 (383) 147 -152 2016年12月21日 [査読無し][通常論文]
  • 西崎 隼, 西村 寿彦, 大鐘 武雄, 小川 恭孝 電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報 116 (318) 79 -84 2016年11月24日 [査読無し][通常論文]
  • 西村 寿彦, 西崎 隼, 小川 恭孝, 大鐘 武雄 映像情報メディア学会技術報告 = ITE technical report 40 (23) 51 -54 2016年07月 [査読無し][通常論文]
  • 高橋拓海, 衣斐信介, 大鐘武雄, 三瓶政一 信学技報 116 (110) 53 -58 2016年06月23日 [査読無し][通常論文]
  • 木原 光太郎, 西村 寿彦, 大鐘 武雄, 小川 恭孝 電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報 116 (110) 47 -52 2016年06月22日 [査読無し][通常論文]
  • 奥村 香菜子, 小川 恭孝, 西村 寿彦, 大鐘 武雄 電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報 116 (110) 81 -86 2016年06月22日 [査読無し][通常論文]
  • 阿部 大輔, 小川 恭孝, 西村 寿彦, 大鐘 武雄 電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報 115 (506) 69 -74 2016年03月10日 [査読無し][通常論文]
  • 上橋 俊介, 小川 恭孝, 西村 寿彦, 大鐘 武雄 電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報 115 (472) 357 -362 2016年03月02日 [査読無し][通常論文]
  • 遠藤 大樹, 西村 寿彦, 小川 恭孝, 大鐘 武雄 電子情報通信学会総合大会講演論文集 2016 (1) 194 -194 2016年03月01日 [査読無し][通常論文]
  • 結城 嵩仁, 小川 恭孝, 西村 寿彦, 大鐘 武雄 電子情報通信学会総合大会講演論文集 2016 (1) 436 -436 2016年03月01日 [査読無し][通常論文]
  • 萩原 光義, 西村 寿彦, 大鐘 武雄, 小川 恭孝 電子情報通信学会総合大会講演論文集 2016 (1) 495 -495 2016年03月01日 [査読無し][通常論文]
  • 丹野 柊平, 西村 寿彦, 大鐘 武雄, 小川 恭孝 電子情報通信学会総合大会講演論文集 2016 (1) 496 -496 2016年03月01日 [査読無し][通常論文]
  • 上橋 俊介, 小川 恭孝, 西村 寿彦, 大鐘 武雄 電子情報通信学会総合大会講演論文集 2016 (1) 512 -512 2016年03月01日 [査読無し][通常論文]
  • 鈴木 宏典, 西村 寿彦, 大鐘 武雄, 小川 恭孝 電子情報通信学会総合大会講演論文集 2016 (1) 546 -546 2016年03月01日 [査読無し][通常論文]
  • 萩原 光義, 西村 寿彦, 大鐘 武雄 電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報 115 (288) 7 -12 2015年11月04日 [査読無し][通常論文]
  • 丹野 柊平, 西村 寿彦, 大鐘 武雄 電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報 115 (288) 37 -42 2015年11月04日 [査読無し][通常論文]
  • 宇佐美 友也, 西村 寿彦, 大鐘 武雄 電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報 115 (288) 43 -48 2015年11月04日 [査読無し][通常論文]
  • 西崎 隼, 西村 寿彦, 大鐘 武雄 電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報 115 (288) 127 -132 2015年11月04日 [査読無し][通常論文]
  • 丹野 柊平, 西村 寿彦, 大鐘 武雄, 小川 恭孝 電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集 2015 (1) 344 -344 2015年08月25日 [査読無し][通常論文]
  • 萩原 光義, 西村 寿彦, 大鐘 武雄, 小川 恭孝 電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集 2015 (1) 345 -345 2015年08月25日 [査読無し][通常論文]
  • 西村 寿彦, 西崎 隼, 大鐘 武雄, 小川 恭孝 電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集 2015 (1) "S -39"-"S-40" 2015年08月25日 [査読無し][通常論文]
  • 阿部 大輔, 小川 恭孝, 西村 寿彦, 大鐘 武雄 電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集 2015 (1) 142 -142 2015年08月25日 [査読無し][通常論文]
  • 上橋 俊介, 小川 恭孝, 西村 寿彦, 大鐘 武雄 電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集 2015 (1) 272 -272 2015年08月25日 [査読無し][通常論文]
  • 結城 嵩仁, 小川 恭孝, 西村 寿彦, 大鐘 武雄 電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集 2015 (1) 288 -288 2015年08月25日 [査読無し][通常論文]
  • 西崎 隼, 西村 寿彦, 大鐘 武雄, 小川 恭孝 電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集 2015 (1) 343 -343 2015年08月25日 [査読無し][通常論文]
  • 遠藤 大樹, 西村 寿彦, 大鐘 武雄 電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報 115 (164) 107 -112 2015年07月30日 [査読無し][通常論文]
  • 西崎 隼, 西村 寿彦, 大鐘 武雄 電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報 115 (113) 241 -246 2015年06月24日 [査読無し][通常論文]
  • 丹野 柊平, 西村 寿彦, 大鐘 武雄 電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報 115 (113) 257 -261 2015年06月24日 [査読無し][通常論文]
  • 萩原 光義, 西村 寿彦, 大鐘 武雄 電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報 115 (113) 263 -267 2015年06月24日 [査読無し][通常論文]
  • 上橋 俊介, 小川 恭孝, 西村 寿彦, 大鐘 武雄 電子情報通信学会総合大会講演論文集 2015 (1) 374 -374 2015年02月24日
  • 鈴木 宏典, 西村 寿彦, 大鐘 武雄, 小川 恭孝 電子情報通信学会総合大会講演論文集 2015 (1) 408 -408 2015年02月24日
  • 草野 薫, 小川 恭孝, 西村 寿彦, 大鐘 武雄 電子情報通信学会総合大会講演論文集 2015 (1) 193 -193 2015年02月24日 [査読無し][通常論文]
  • 宇佐美 友也, 西村 寿彦, 大鐘 武雄, 小川 恭孝 電子情報通信学会総合大会講演論文集 2015 (1) 466 -466 2015年02月24日 [査読無し][通常論文]
  • 杉田 大智, 西村 寿彦, 大鐘 武雄, 小川 恭孝 電子情報通信学会総合大会講演論文集 2015 (1) 522 -522 2015年02月24日 [査読無し][通常論文]
  • 遠藤 大樹, 西村 寿彦, 小川 恭孝, 大鐘 武雄 電子情報通信学会総合大会講演論文集 2015 (1) "S -1"-"S-2" 2015年02月24日 [査読無し][通常論文]
  • 大鐘 武雄, 小川 恭孝, 西村 寿彦 電子情報通信学会総合大会講演論文集 2015 (1) "SS -9"-"SS-10" 2015年02月24日 [査読無し][通常論文]
  • 上橋 俊介, 小川 恭孝, 西村 寿彦, 大鐘 武雄 電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報 114 (395) 55 -60 2015年01月22日 [査読無し][通常論文]
     
    マルチユーザMIMOシステムでは,ユーザ間干渉やストリーム間干渉を抑圧するため,基地局側で各ユーザへの下り回線のチャネル情報を必要とする.しかし,無線通信では,信号が伝搬する環境は時間とともに変動するため,基地局側で得たチャネル情報は信号を送信する時刻においては,真のチャネルとは異なった値となり,干渉抑圧効果が低減する.そこで,過去に得られたチャネル情報から未来のチャネルの値を予測することで,この問題を解決する手法がいくつか提案されている.筆者らはこれまで,圧縮センシング技術を用いたチャネル予測手法を提案し,端末に多数の素波が到来する環境においても高精度な予測が可能であることを示した.本稿では,時変動マルチユーザMIMOシステムに提案手法を適用したときの効果について報告を行う.
  • 中西 裕基, 西村 寿彦, 大鐘 武雄, 小川 恭孝, 大渡 裕介, 岸山 祥久 電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報 114 (395) 61 -66 2015年01月22日 [査読無し][通常論文]
     
    大規模MIMOのように多数の送信アンテナを基地局に用いたシステムでは,フィードバックによってチャネル情報を取得する際に必要となるパイロット信号数が膨大なものになってしまい,伝送効率の低下が問題となる.筆者らはこれまで,多数の素子を使用したシステムにおいて少数のパイロット信号リソースを用いて伝送を行う方法について検討を行い,分散アンテナシステムに適用することでピークスループットを改善可能であることを示してきた.しかし,これまでの検討はフィードバック遅延等の制御遅延の影響を無視したものであるため,これらの影響でユーザ間干渉が生じる場合には特性が大きく劣化してしまう恐れがある.本稿では,制御遅延によるチャネル変動の影響が存在する場合について,これまでに検討した分配送信と今回新たに提案する選択送信の2つを適用した際の特性を評価した.その結果,分配送信では特性改善効果を示す範囲が狭まり,選択送信ではチャネル変動の有無によらず同傾向の改善効果を得られることがわかった.
  • 宇佐美 友也, 西村 寿彦, 大鐘 武雄, 小川 恭孝 電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報 114 (395) 163 -168 2015年01月22日 [査読無し][通常論文]
     
    近年の急速なトラフィックの増大に伴い,送受信アンテナ本数を100素子程度に拡張させた大規模MIMOシステムの検討が始まっている.一般にアンテナ本数を増大させることで高速かつ大容量の伝送を行うことができるが,空間多重における信号分離技術の場合,その計算量は素子数の3乗オーダーで増大するため大規模MIMOシステムへの適用は非常に困難である.この問題を解決するために確率伝搬アルゴリズムを用いた信号分離手法が提案,検討されている.この手法により,素子数の2乗オーダーの計算量とQPSK変調環境において良好な誤り率特性が実現されることが報告されている.しかし多値QAM変調環境においても良好な特性が得られなければトラフィックの増大への対応が実現されたとは言い難い.そこで本稿では,16QAM変調における確率伝搬法の適用方法について検討し,誤り率特性を評価した.その結果,誤り耐性の高いビットから先に処理をすることで特性が改善することを明らかにした.
  • 鈴木 宏典, 西村 寿彦, 大鐘 武雄, 小川 恭孝 電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報 114 (372) 135 -140 2014年12月18日 [査読無し][通常論文]
     
    無線メッシュネットワークにおいては,近隣ノードとの相互干渉が無視できず,空間的な周波数利用効率の低下が懸念される.このため,目的ノードに対し狭ビームの生成を行うことのできる指向性アンテナの適用が検討されている.中でも,ビームだけでなくヌルを適応的に制御することのできるアダプティブアレーは干渉低減効果が高く,他ノードが通信中に新たなリンクを確立できる可能性がより高くなる.また,迂回経路を設定し,第二経路として選択できるようにすると,リソース競合の回避を行うことができ,並列リンクを確立する可能性が高くなることも期待できる.本稿では,アダプティブアレーを用いたメッシュネットワークにおいて,迂回経路を設定することによる特性改善効果について考察する.
  • 杉田 大智, 西村 寿彦, 大鐘 武雄, 小川 恭孝 電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報 114 (295) 37 -42 2014年11月12日 [査読無し][通常論文]
     
    シングルキャリア伝送方式における符号間干渉対策として,その計算量の少なさから周波数領域等化がよく知られている.さらに高精度な等化処理として,繰り返し処理を利用した周波数領域ターボ等化もよく知られている.本稿では,同じく繰り返し処理を利用するため高精度な検出が期待できる,確率伝搬アルゴリズムを適用した適応等化について着目した.実際にMIMO(Multiple-Input Multiple-Output)マルチパス環境において,すぐれた特性を持つことが報告されている.しかし,SISO(Single-Input Single-Output)マルチパス環境においては,そのままでは機能しない.そこで,SISOマルチパス環境における等化に,このアルゴリズムを適用した場合の問題点とその解決法を示し,その特性について検討を行う.
  • 上橋 俊介, 小川 恭孝, 西村 寿彦, 大鐘 武雄 電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報 114 (245) 1 -6 2014年10月15日 
    無線通信においてはパイロットシンボルを用いたチャネル推定が必須である.時変動環境においては,パイロットシンボルを頻繁に送信しなければならず,伝送効率が低下する.また,そうして得られたチャネル情報も,実際に通信を行う際には真のチャネルとは異なるため,マルチユーザMIMOシステムにおいては干渉が発生し,通信の品質が劣化してしまうといった問題が発生する.これらの問題を解決するため,過去のチャネル情報を用いて,未来の時刻におけるチャネルの値を予測する手法がいくつか提案されている.本稿では,マルチパス環境において端末で受信される各素波の未来の時刻における値を合成してチャネルを予測するSOS(sum-of-sinusoids)法と,素波の到来方向とその複素振幅を推定する手段として用いられる圧縮センシングを組み合わせることによりチャネルを予測する手法を提案し,これにより高精度な予測が可能となることを明らかにする.
  • 遠藤 大樹, 西村 寿彦, 小川 恭孝, 大鐘 武雄 電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報 114 (245) 7 -12 2014年10月15日 [査読無し][通常論文]
     
    近年,高精度な電波の到来方向推定技術として,圧縮センシングを利用した到来方向推定手法が注目されている.筆者らは,受信アレーアンテナにおいて,バンドごとの複素振幅が異なる位相と振幅を持つような周波数特性を有するマルチバンド信号について推定を行ってきた.マルチバンド信号を利用して推定を行うことによって,シングルバンド信号の場合よりも推定成功率が向上するとともに,アレーのアンテナ素子数を超えた到来波の推定を行うことができる.この際,圧縮センシングの線形計画問題を解くための方法としてhalf-quadratic regularization法という手法を用いている.本稿ではこの手法における3つのパラメータを変化させることで,到来方向推定の成功率にどのような影響があるかについて考察する.
  • 遠藤 大樹, 西村 寿彦, 小川 恭孝, 大鐘 武雄 電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集 2014 (1) 172 -172 2014年09月09日 [査読無し][通常論文]
  • 上橋 俊介, 小川 恭孝, 西村 寿彦, 大鐘 武雄 電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集 2014 (1) 321 -321 2014年09月09日 [査読無し][通常論文]
  • 福田 隼斗, 西村 寿彦, 小川 恭孝, 大鐘 武雄 電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集 2014 (1) 322 -322 2014年09月09日 [査読無し][通常論文]
  • 西村 寿彦, 遠藤 大樹, 小川 恭孝, 大鐘 武雄 電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報 114 (194) 65 -70 2014年08月28日 [査読無し][通常論文]
     
    電波の到来方向推定を行う際に圧縮センシング法を用いる方法が提案している.この方法によれば,MUSIC法等の従来より用いられている手法に対して比較的容易に角度分解能を高めることが可能である.特に,到来波が広帯域にわたるマルチバンド信号である場合は,その性能を向上させることができる.さらに,到来波の複素振幅が周波数特性を持つ場合でも,カトリ・ラオ積を用いて電力推定を行うように変換し,バンド毎の電力を規格化することで,さらなる精度向上が期待できる.電波の到来方向推定に圧縮センシング法をどのように適用するかを説明し,上記の手法を導入する.いくつかの計算機シミュレーション結果を示して,提案手法の効果を確認する.
  • 西村 寿彦, 遠藤 大樹, 小川 恭孝, 大鐘 武雄 電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報 114 (193) 79 -84 2014年08月28日 [査読無し][通常論文]
     
    電波の到来方向推定を行う際に圧縮センシング法を用いる方法が提案している.この方法によれば,MUSIC法等の従来より用いられている手法に対して比較的容易に角度分解能を高めることが可能である.特に,到来波が広帯域にわたるマルチバンド信号である場合は,その性能を向上させることができる.さらに,到来波の複素振幅が周波数特性を持つ場合でも,カトリ・ラオ積を用いて電力推定を行うように変換し,バンド毎の電力を規格化することで,さらなる精度向上が期待できる.電波の到来方向推定に圧縮センシング法をどのように適用するかを説明し,上記の手法を導入する.いくつかの計算機シミュレーション結果を示して,提案手法の効果を確認する.
  • 福田 隼斗, 西村 寿彦, 小川 恭孝, 大鐘 武雄 電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報 114 (180) 1 -6 2014年08月19日 [査読無し][通常論文]
     
    基地局に非常に多くのアンテナを用いる大規模MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)システムは,高速大容量な通信を実現する手法として将来の移動体通信システムでの実用化が検討されている.しかし現実的には,基地局やアクセスポイントにおけるアンテナ設置スペースには制限があり,設置スペースの大規模化が問題となる.そこで,基地局アンテナを水平及び垂直方向の2次元に配置してMIMO通信を行う,FD-MIMO(Full-Dimension MIMO)システムが提案されている.アンテナを2次元に配置することで省スペース化が図れるとともに,水平方向だけでなく垂直方向の指向性制御が可能となる.本稿では,レイトレーシング法を用いて送受信間のチャネル行列を生成し,1次元に配置した場合と比較して,FD-MIMOシステムの屋内LoS(Line-of-Sight)環境における特性を評価する.基地局近傍にユーザが存在する場合,比較的小規模な長方形配置で1次元配置よりも良好な特性が得られることがわかった.
  • 中西 裕基, 西村 寿彦, 大鐘 武雄, 小川 恭孝, 大渡 裕介, 岸山 祥久 電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報 114 (180) 7 -12 2014年08月19日 [査読無し][通常論文]
     
    アンテナを無線セル内に分散して配置する分散アンテナシステムは,集中アンテナシステムに比べてセル端でのスループットを改善することができる一方で,高いスループットを得られる領域は小さくなる.そこで,各Remote Antenna Unit内の送信アンテナ数を増加させることでシステムスループットを改善できると考えられる.しかし,チャネル推定時に必要なパイロット信号数も同時に増加するため,伝送効率の低下が問題となる.本稿では,パイロット信号を増加させることなく多数の送信アンテナを配置して伝送を行う方法として,複数のアンテナに同じ信号を分配して送信することを試みる.分配送信を適用することでスループットを改善可能なことを明らかにし,信号の分配方法を調整した場合についても検討を行う.
  • 大鐘武雄, 宇佐美友也, 福田航, 小川恭孝, 西村寿彦 電子情報通信学会大会講演論文集(CD-ROM) 2014 ROMBUNNO.ABS-1-1 2014年03月04日 [査読無し][通常論文]
  • 田中友基, 小川恭孝, 西村寿彦, 大鐘武雄 電子情報通信学会大会講演論文集(CD-ROM) 2014 ROMBUNNO.B-5-21 2014年03月04日 [査読無し][通常論文]
  • 山口歌奈子, 小川恭孝, 西村寿彦, 大鐘武雄 電子情報通信学会大会講演論文集(CD-ROM) 2014 ROMBUNNO.B-1-216 2014年03月04日 [査読無し][通常論文]
  • 中西裕基, 西村寿彦, 大鐘武雄, 小川恭孝 電子情報通信学会大会講演論文集(CD-ROM) 2014 ROMBUNNO.B-5-80 2014年03月04日 [査読無し][通常論文]
  • 福田航, 安孫子卓史, 西村寿彦, 大鐘武雄, 小川恭孝, 大渡裕介, 川村輝雄, 岸山祥久 電子情報通信学会大会講演論文集(CD-ROM) 2014 ROMBUNNO.B-5-33 2014年03月04日 [査読無し][通常論文]
  • 白井智士, 山田寛喜, 西村寿彦, 小川恭孝, 大鐘武雄, 山口芳雄 電子情報通信学会大会講演論文集(CD-ROM) 2014 ROMBUNNO.B-1-228 2014年03月04日 [査読無し][通常論文]
  • 寺田翼, 西村寿彦, 小川恭孝, 大鐘武雄, 山田寛喜 電子情報通信学会大会講演論文集(CD-ROM) 2014 ROMBUNNO.B-1-231 2014年03月04日 [査読無し][通常論文]
  • 安孫子卓史, 福田航, 西村寿彦, 大鐘武雄, 小川恭孝, 大渡裕介, 川村輝雄, 岸山祥久 電子情報通信学会大会講演論文集(CD-ROM) 2014 ROMBUNNO.B-5-35 2014年03月04日 [査読無し][通常論文]
  • 出雲恭輔, 西村寿彦, 大鐘武雄, 小川恭孝 電子情報通信学会大会講演論文集(CD-ROM) 2014 ROMBUNNO.B-5-158 2014年03月04日 [査読無し][通常論文]
  • 杉田大智, 福田航, 西村寿彦, 大鐘武雄, 小川恭孝 電子情報通信学会大会講演論文集(CD-ROM) 2014 ROMBUNNO.B-5-100 2014年03月04日 [査読無し][通常論文]
  • 原田佳太, 小川恭孝, 西村寿彦, 大鐘武雄 電子情報通信学会大会講演論文集(CD-ROM) 2014 ROMBUNNO.B-5-78 2014年03月04日 [査読無し][通常論文]
  • 蔡晟尉, 土居義晴, 西村寿彦, 大鐘武雄, 小川恭孝 電子情報通信学会技術研究報告 113 (456(RCS2013 306-396)) 169 -174 2014年02月24日 [査読無し][通常論文]
  • 寺田翼, 西村寿彦, 小川恭孝, 大鐘武雄, 山田寛喜 電子情報通信学会技術研究報告 113 (300(AP2013 100-123)) 93 -98 2013年11月13日 [査読無し][通常論文]
  • 山口歌奈子, 小川恭孝, 西村寿彦, 大鐘武雄 電子情報通信学会技術研究報告 113 (300(AP2013 100-123)) 43 -48 2013年11月13日 [査読無し][通常論文]
  • 福田航, 安孫子卓史, 西村寿彦, 大鐘武雄, 小川恭孝, 大渡裕介, 川村輝雄, 岸山祥久 電子情報通信学会技術研究報告 113 (301(RCS2013 174-205)) 55 -60 2013年11月13日 [査読無し][通常論文]
  • 草野 薫, 小川 恭孝, 西村 寿彦, 大鐘 武雄 電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集 2013 (1) 209 -209 2013年09月03日 [査読無し][通常論文]
  • 中西 裕基, 西村 寿彦, 大鐘 武雄, 小川 恭孝 電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集 2013 (1) 396 -396 2013年09月03日 [査読無し][通常論文]
  • 草野薫, 小川恭孝, 西村寿彦, 大鐘武雄 電子情報通信学会技術研究報告 113 (151(AP2013 46-61)) 43 -48 2013年07月16日 [査読無し][通常論文]
  • 大鐘 武雄 電子情報通信学会技術研究報告. RCS, 無線通信システム 113 (93) 211 -211 2013年06月13日 [査読無し][通常論文]
  • 山口歌奈子, 西本浩, 岡崎彰浩, 佐野裕康, 石津文雄, 西村寿彦, 大鐘武雄, 小川恭孝 電子情報通信学会技術研究報告 113 (93(RCS2013 37-77)) 193 -198 2013年06月13日 [査読無し][通常論文]
  • 中西裕基, 西村寿彦, 大鐘武雄, 小川恭孝 電子情報通信学会技術研究報告 113 (93(RCS2013 37-77)) 55 -60 2013年06月13日 [査読無し][通常論文]
  • 原田佳太, 小川恭孝, 西村寿彦, 大鐘武雄 電子情報通信学会技術研究報告 113 (93(RCS2013 37-77)) 49 -54 2013年06月13日 [査読無し][通常論文]
  • 寺田翼, 西村寿彦, 小川恭孝, 大鐘武雄 電子情報通信学会大会講演論文集 2013 198 2013年03月05日 [査読無し][通常論文]
  • 山口歌奈子, BUI Huu Phu, 小川恭孝, 西村寿彦, 大鐘武雄 電子情報通信学会大会講演論文集 2013 217 2013年03月05日 [査読無し][通常論文]
  • 小林拓也, 小川恭孝, 西村寿彦, 大鐘武雄 電子情報通信学会大会講演論文集 2013 440 2013年03月05日 [査読無し][通常論文]
  • 原田佳太, 小川恭孝, 西村寿彦, 大鐘武雄 電子情報通信学会大会講演論文集 2013 414 2013年03月05日 [査読無し][通常論文]
  • 清見直史, 西村寿彦, 大鐘武雄, 小川恭孝 電子情報通信学会大会講演論文集 2013 580 2013年03月05日 [査読無し][通常論文]
  • 安孫子卓史, 福田航, 西村寿彦, 大鐘武雄, 小川恭孝, 大渡裕介, 岸山祥久 電子情報通信学会大会講演論文集 2013 422 2013年03月05日 [査読無し][通常論文]
  • 森谷健太郎, 西村寿彦, 大鐘武雄, 小川恭孝 電子情報通信学会大会講演論文集 2013 420 2013年03月05日 [査読無し][通常論文]
  • 福田航, 安孫子卓史, 西村寿彦, 大鐘武雄, 小川恭孝, 大渡裕介, 岸山祥久 電子情報通信学会大会講演論文集 2013 421 2013年03月05日 [査読無し][通常論文]
  • 福田航, 安孫子卓史, 西村寿彦, 大鐘武雄, 小川恭孝, 大渡裕介, 岸山祥久 電子情報通信学会技術研究報告 112 (424(RCS2012 238-283)) 225 -230 2013年01月24日 [査読無し][通常論文]
  • 安孫子卓史, 福田航, 西村寿彦, 大鐘武雄, 小川恭孝, 大渡裕介, 岸山祥久 電子情報通信学会技術研究報告 112 (424(RCS2012 238-283)) 231 -236 2013年01月24日 [査読無し][通常論文]
  • 森谷健太郎, 西村寿彦, 大鐘武雄, 小川恭孝 電子情報通信学会技術研究報告 112 (351(RCS2012 184-237)) 257 -262 2012年12月06日 [査読無し][通常論文]
  • 清見直史, 西村寿彦, 大鐘武雄, 小川恭孝 電子情報通信学会技術研究報告 112 (351(RCS2012 184-237)) 203 -208 2012年12月06日 [査読無し][通常論文]
  • 小林拓也, 小川恭孝, 西村寿彦, 大鐘武雄 電子情報通信学会技術研究報告 112 (351(RCS2012 184-237)) 197 -202 2012年12月06日 [査読無し][通常論文]
  • 出雲恭輔, 西村寿彦, 大鐘武雄, 小川恭孝 電気・情報関係学会北海道支部連合大会講演論文集(CD−ROM) 2012 ROMBUNNO.118 2012年10月20日 [査読無し][通常論文]
  • 田中友基, 小川恭孝, 西村寿彦, 大鐘武雄 電気・情報関係学会北海道支部連合大会講演論文集(CD−ROM) 2012 ROMBUNNO.119 2012年10月20日 [査読無し][通常論文]
  • 原田佳太, 小川恭孝, 西村寿彦, 大鐘武雄 電気・情報関係学会北海道支部連合大会講演論文集(CD−ROM) 2012 ROMBUNNO.117 2012年10月20日 [査読無し][通常論文]
  • 福田 航, 安孫子 卓史, 西村 寿彦, 大鐘 武雄, 小川 恭孝, 大渡 裕介, 岸山 祥久 電子情報通信学会技術研究報告. RCS, 無線通信システム 112 (239) 7 -12 2012年10月10日 [査読無し][通常論文]
     
    送受信機の双方に複数のアンテナを設置し,信号を空間的に多重するMIMO(Multiple-Input Multiple-Output)システムにおいて,さらに伝送速度を向上させる最も簡易な手法は,送受信アンテナ数を増加させることである.しかし,一般に用いられる信号分離技術の処理量を考えると,最低でも素子数の3乗に比例するため,100素子程度の大規模MIMOへの適用は非常に困難である.本稿では,並列干渉キャンセラと確率伝搬アルゴリズムを用いた信号検出手法に着目し,その特性を評価する.本手法は素子数の2乗に比例した処理量であり,また,素子数が100素子程度あれば,無符号化時でも非常によい誤り率特性を示すことがわかった.
  • 安孫子 卓史, 福田 航, 西村 寿彦, 大鐘 武雄, 小川 恭孝, 大渡 裕介, 岸山 祥久 電子情報通信学会技術研究報告. RCS, 無線通信システム 112 (239) 13 -18 2012年10月10日 [査読無し][通常論文]
     
    無線通信システムにおける伝送速度の向上のための手法として,MIMO(multiple-input multiple-output)システムがある.近年,MIMOの素子数を100素子規模に拡大する検討が行われている.しかし,一般の信号検出手法では,最小でも素子数の3乗オーダーの処理が必要になるため,演算量を削減した手法が検討されている.筆者らは,並列干渉キャンセラを用いた確率伝搬アルゴリズムに基づく検出手法に着目し,素子数の2乗オーダーで処理が可能であることを示した.本稿では,繰り返し処理における収束特性をEXIT(EXtrinsic Information Transfer)解析を用いて評価する.
  • 寺田翼, 西村寿彦, 小川恭孝, 大鐘武雄 電子情報通信学会大会講演論文集 2012 203 2012年08月28日 [査読無し][通常論文]
  • 崔 喜童, 小川 恭孝, 西村 寿彦, 大鐘 武雄 電子情報通信学会技術研究報告. A・P, アンテナ・伝播 112 (149) 17 -22 2012年07月18日 [査読無し][通常論文]
     
    MUSICアルゴリズムを用いたTime-Reversal法(TR-MUSIC)は,高分解能イメージングが可能であることからリモートセンシングシステムとして鋭意研究が行われている.特に,角度領域と時間領域でのゲーティング(フィルタリング)を用いたTR-MUSICイメージングは,雑音を抑圧することと,散乱体がアンテナ数より多く存在するときの限界を除くことにより,格段の特性改善を可能とすることが知られている.本報告では,その定式化とイメージング特性の詳細を明らかにする.
  • 前田 恭平, 西村 寿彦, 小川 恭孝, 大鐘 武雄 電子情報通信学会技術研究報告. A・P, アンテナ・伝播 111 (487) 25 -30 2012年03月08日 [査読無し][通常論文]
     
    無線通信の普及に伴い,伝搬環境の把握や端末の位置推定に用いられる高精度な電波到来方向推定技術は重要性を増している.筆者らは広帯域信号を用いた高精度到来方向推定法について検討している.広帯域信号を複数の周波数に分割し,まず低い周波数でおおよその到来方向を推定し,推定された角度の周辺のみを高い周波数の信号で推定を行うことで,グレーティングローブによる影響を回避しながら高精度な推定が可能となる.本稿では新たにマルチパス環境での推定精度向上のため,送信側に複数素子を配置し,各素子から同時に無相関の信号を送信して相関を抑圧する送信側空間平滑法の効果について検討している.送信側で空間平滑を行うことで,受信側のアレー開口長をそのままに相関を抑圧できる.計算機シミュレーションを行い,相関を抑圧し,高精度な推定が可能なことを確かめた.
  • 山口 歌奈子, 小川 恭孝, 西村 寿彦, 大鐘 武雄 電子情報通信学会総合大会講演論文集 2012 (1) 224 -224 2012年03月06日
  • 前田 恭平, 西村 寿彦, 小川 恭孝, 大鐘 武雄 電子情報通信学会総合大会講演論文集 2012 (1) 186 -186 2012年03月06日 [査読無し][通常論文]
  • 小林 拓也, 小川 恭孝, 西村 寿彦, 大鐘 武雄 電子情報通信学会総合大会講演論文集 2012 (1) 453 -453 2012年03月06日 [査読無し][通常論文]
  • 森谷 健太郎, 西村 寿彦, 大鐘 武雄, 小川 恭孝 電子情報通信学会総合大会講演論文集 2012 (1) 479 -479 2012年03月06日 [査読無し][通常論文]
  • 武田 大樹, 西村 寿彦, 大鐘 武雄, 小川 恭孝 電子情報通信学会総合大会講演論文集 2012 (1) 565 -565 2012年03月06日 [査読無し][通常論文]
  • 大鐘武雄, 小川恭孝, 西村寿彦 電子情報通信学会大会講演論文集 2012 SS.7-SS.8 2012年03月06日 [査読無し][通常論文]
  • ダビデスク クリスティアン, 小川 恭孝, 西村 寿彦, 大鐘 武雄 電子情報通信学会技術研究報告. RCS, 無線通信システム 111 (451) 55 -60 2012年02月29日 [査読無し][通常論文]
     
    周波数選択性フェージングが厳しいMIMO上り回線では,受信側での周波数領域等化と組み合わせたシングルキャリア変調がOFDMシステムの代替として提案されている.さらに周波数スペクトルを効率よく使用するために,固有ビーム空間分割多重方式(E-SDM)が用いられる.送信側での演算負荷を軽減するため特異値分解の回数を減らす手法がこれまでに提案されている.本稿では,誤り率特性を改善する新しい演算量削減法の提案を行う.計算機シミュレーションにより提案手法の特性評価を行い,その有効性,および,誤り率と計算量がトレードオフの関係にあることを確認した.
  • 小林 拓也, 小川 恭孝, 西村 寿彦, 大鐘 武雄 電子情報通信学会技術研究報告. RCS, 無線通信システム 111 (451) 61 -66 2012年02月29日 [査読無し][通常論文]
     
    高速伝送を行うためには広い周波数帯域幅を確保する必要があるため,将来の移動通信では高周波数帯を利用することが考えられる.しかし,高周波数帯では伝搬損失が大きく,通信品質が劣化する.特に上り回線では端末の電源がバッテリーであるために送信電力に制限があり,高品質な通信が困難となる.そこで,通信端末とその近傍の端末が協力し,基地局との間に仮想MIMOシステムを構成することで,通信品質の改善を図る手法が提案されている.しかし,仮想MIMOシステムでは,各端末で異なる周波数オフセットによる,異なる位相回転が問題となる.本報告では,この周波数オフセットの推定とその補償法について述べ,OFDMを用いた上り回線仮想MIMOシステムの特性評価結果を明らかにしている.
  • 山口 歌奈子, 小川 恭孝, 西村 寿彦, 大鐘 武雄 電子情報通信学会技術研究報告. RCS, 無線通信システム 111 (451) 67 -72 2012年02月29日 [査読無し][通常論文]
     
    無線通信の伝搬路である空間では,多数の反射波や散乱波などから多重波伝搬環境となり,各パス間の遅延時間差が無視できない程大きい場合には,周波数選択性フェージングが生起する.この周波数選択性を評価する周波数相関は従来,単一アンテナについて定義されてきた.しかし,ダイバーシチ受信や空間フィルタリングなどを実現するために用いられるマルチアンテナシステムについては,従来の周波数相関では厳密な評価はできない.本稿では,従来の周波数相関をマルチアンテナシステムへ拡張し,各種の伝搬環境について,従来の周波数相関,および,信号識別の劣化係数との比較を行った.
  • ウェバー ジュリアン, 西村 寿彦, 大鐘 武雄, 小川 恭孝 電子情報通信学会技術研究報告. RCS, 無線通信システム 111 (345) 1 -6 2011年12月08日 [査読無し][通常論文]
     
    LDPC符号は非常に高い誤り訂正能力を有し,LTE-Advancedなど種々の標準で採用されている.確率伝搬法に基づく復号手法は優れた特性を達成できるものの,処理量は非常に大きい.そのため,より簡易な復号法として,ビット反転復号法が検討されている.その中で,近年,ビット反転の有無に応じて反転しきい値を変化させる手法が注目されている.本検討では,この適応しきい値手法について,誤り率特性と繰り返し回数の関係などを検討する.特に,シンドロームに応じて2段階の縮小係数を用いることを提案し,単一縮小係数の場合と同等な誤り率特性を非常に少ない繰り返し回数で達成できることを明らかにする.さらに,繰り返し過程で局所解(誤りのある系列)に収束してしまった場合には,外部から微小な摂動を加えることで最適解に到達する可能性が生じることも実験的に示す
  • 前田 恭平, 西村 寿彦, 小川 恭孝, 大鐘 武雄 電子情報通信学会技術研究報告 : 信学技報 111 (288) 1 -6 2011年11月16日 [査読無し][通常論文]
     
    無線通信の普及に伴い,伝搬環境の把握や端末の位置推定に用いられる高精度な電波到来方向推定技術は重要性を増している.MUSIC法など一般的な到来方向推定法では,受信側でアレーアンテナが用いられる.このような手法を用いる際,受信アレーアンテナの素子間隔が固定される場合には,高い周波数の信号を用いた方がより分解能の高い推定が可能であるが,ピークの鋭さに合わせて探索のステップ幅を小さくする必要があるために生じる計算量の増大や,素子間隔が半波長以下にできない場合,グレーティングローブの発生が問題となる.筆者らは,これらの問題に対応するため広帯域信号を用いた到来方向推定法について検討している.広帯域信号から複数の狭帯域信号を取り出し,始めにグレーティングローブが発生しない低い周波数でおよその到来方向を推定し,その結果からグレーティングローブを探索範囲外に回避できるような狭い範囲で高周波数の信号を用いて精密な推定を行うことで,グレーティングローブの影響や計算量の増大を防ぐことができる.本稿ではグレーティングローブを回避しながら高い周波数の信号を用いて推定を行うために使用周波数や探索範囲,ステップ幅のパラメータの最適化を行い,より高精度な推定ができることを確認した.
  • 小林 拓也, 小川 恭孝, 西村 寿彦, 大鐘 武雄 電子情報通信学会技術研究報告. RCS, 無線通信システム 111 (289) 185 -190 2011年11月09日 [査読無し][通常論文]
     
    高速伝送が可能な広い周波数帯域を確保するため,将来の移動通信においては,高周波数帯を使用することが考えられる.しかし,高周波数帯では伝搬損失が大きいため,通信品質の劣化が生ずる.特に上り回線においては,端末の電源がバッテリーであるために送信電力が制限され,高品質な通信が困難となる.その問題解決として,通信端末が周囲の端末と仮想MIMOシステムを構築することによる通信品質の改善が提案されている.これまで,狭帯域チャネルにおけるシングルキャリアによる検討がなされてきたが,OFDMにおける研究はなされていない.本報告では,OFDMを用いた仮想MIMOシステムの送信電力低減効果についての検討結果を報告する.
  • 清見 直史, 西村 寿彦, 大鐘 武雄, 小川 恭孝 電子情報通信学会技術研究報告. RCS, 無線通信システム 111 (289) 203 -208 2011年11月09日 [査読無し][通常論文]
     
    無線メッシュネットワークやセル端ユーザの伝送品質向上の方法としてリレー局を介したデータ伝送が研究されている.始点が複数のアンテナ素子を布するリレー伝送では指向性制御により,特性を改善させることができる.本稿では,Amplify-and-Forwardリレー伝送において,始点が複数のアンテナ素子を有し,また,始点,終点,リレー局間のチャネル情報が得られる場合に,始点での送信ビーム生成手法を検討し,その特性を評価した.
  • ウェバー ジュリアン, 西村 寿彦, 大鐘 武雄, 小川 恭孝 電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集 2011 (1) 2011年08月30日 [査読無し][通常論文]
  • 清美 直史, 西村 寿彦, 大鐘 武雄, 小川 恭孝 電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集 2011 (1) 508 -508 2011年08月30日 [査読無し][通常論文]
  • 武田 大樹, 西村 寿彦, 大鐘 武雄, 小川 恭孝 電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集 2011 (1) 509 -509 2011年08月30日 [査読無し][通常論文]
  • 崔 喜童, 小川 恭孝, 西村 寿彦, 大鐘 武雄 電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集 2011 (1) "S -27"-"S-28" 2011年08月30日 [査読無し][通常論文]
  • 武田 大樹, 西村 寿彦, 大鐘 武雄, 小川 恭孝 電子情報通信学会技術研究報告. RCS, 無線通信システム 111 (68) 1 -6 2011年05月19日 [査読無し][通常論文]
     
    無線マルチホップネットワークでは,近隣ノードとの干渉が空間的な周波数利用効率を低下させる原因となる.このため,鋭いビームを持つ指向性アンテナや,ヌルを制御可能なアダプティブアレーの適用が検討されている.アダプティブアレーの利点は,干渉回避により,近傍のリンクと同時に送信可能なリンクを生成できることにある.しかし,その利点を有効に活用するためには,経路の割当に注意しなければならない.本稿では,無線マルチホップネットワークにおいて経路選択/割当を理想的に行うことで,アダプティブアレーによる改善効果が高くなることを明らかにした.
  • 前田 恭平, 西村 寿彦, 小川 恭孝, 大鐘 武雄 電子情報通信学会技術研究報告. A・P, アンテナ・伝播 111 (29) 65 -70 2011年05月05日 [査読無し][通常論文]
     
    近年の携帯電話や無線LANの普及に伴い,伝搬環境の把握や端末の位置推定のための高精度な電波到来方向推定技術は重要性を増している.一般に,MUSIC法に代表される到来方向推定法では,アレーアンテナが用いられる.この種の手法を用いる際,受信アレーアンテナの素子間隔が等しい場合,高い周波数の信号を用いた方が高分解能の推定が可能であるが,探索のステップ幅を小さくすることに起因する計算量の増大や,グレーティングローブの発生が問題となる.筆者らは,これらの問題に対応するため広帯域信号を用いた到来方向推定法について検討している.広帯域信号から幾つかの狭帯域信号を取り出し,始めにグレーティングローブが発生しない低い周波数でおよその到来方向を推定し,その周辺の範囲のみを高い周波数を用いて精密な推定を行うことでグレーティングローブの発生や計算量の増大を防ぐことができる.本稿では二回目以降の探索に用いる周波数を適宜変更し,グレーティングローブの影響を更に低減する手法を提案し,その推定精度の評価を行った.更に,計算機シミュレーションの結果より高精度な推定が可能であることを示した.
  • 定 知生, 西村 寿彦, 大鐘 武雄, 小川 恭孝 電子情報通信学会総合大会講演論文集 2011 (1) 477 -477 2011年02月28日 [査読無し][通常論文]
  • 下田 悠介, 岸山 祥久, 西村 寿彦, 大鐘 武雄, 小川 恭孝 電子情報通信学会技術研究報告. RCS, 無線通信システム 110 (433) 319 -323 2011年02月23日 [査読無し][通常論文]
     
    LTE (Long Term Evolution)のシステム容量を増加させる手法として,マルチユーザMIMO (MU-MIMO)の適用が考えられている.MU-MIMOではユーザ間干渉を低減するために,送信側でプリコーディングが必要となる.LTEでは,コードブックに基づくプリコーディングが定義されており,端末からの情報でビームを生成する.本稿ではフェージング変動が存在する場合を考慮し,制御遅延による劣化を軽減するための予測手法について検討する.
  • 定 知生, 西村 寿彦, 大鐘 武雄, 小川 恭孝 電子情報通信学会技術研究報告. RCS, 無線通信システム 110 (369) 7 -12 2011年01月13日 [査読無し][通常論文]
     
    マルチユーザMIMO下り回線において良質な通信を実現するためには,ユーザ間の干渉(IUI)を低減するプリコーディング処理が必要である.そのようなプリコーディング手法として,IUIを完全に抑圧するブロック対角化法(BD)や,MMSE基準に基づいたプリコーディング手法が知られている.また,筆者らはBD法を拡張し,受信側でIUIの生じる空間を制御する一般ブロック対角化法(GBD)を提案した.本稿では,送受信側でチャネル推定を行い,誤り率特性の視点から,GBD法における推定誤差の影響を計算機シミュレーションによって評価する.
  • 松谷 早希子, 西村 寿彦, 大鐘 武雄, 小川 恭孝 電子情報通信学会技術研究報告. RCS, 無線通信システム 110 (369) 173 -178 2011年01月13日 [査読無し][通常論文]
     
    近年,次世代通信システムとして柔軟性の高い通信を実現できる無線中継システムの研究が進められている.また,中継ノードにおいてパケットを符号化するネットワークコーディングは,ネットワーク内の送信パケット数の軽減やスループット向上技術として注目されている.筆者らは以前,端末が一素子のアンテナを備えた双方向無線中継システムにおける送信ビーム生成に関する検討を行ってきた.本稿では,端末のアンテナ数を複数に拡張した双方向MIMO中継システムにおける検討を行い,その特性を評価した.
  • 前田恭平, 西村 寿彦, 小川 恭孝, 大鐘 武雄 2011年電子情報通信学会総合大会, March 195 -195 2011年
  • Webber, Julian, Nishimura, Toshihiko, Ohgane, Takeo, Ogawa, Yasutaka APSIPA ASC 2011 - Asia-Pacific Signal and Information Processing Association Annual Summit and Conference 2011 2011年
  • 伊藤 達也, 小川 恭孝, 西村 寿彦, 大鐘 武雄 電子情報通信学会技術研究報告. RCS, 無線通信システム 110 (340) 43 -48 2010年12月09日 [査読無し][通常論文]
     
    将来の移動通信においては,高速伝送が可能な広い周波数帯域幅を確保するため,高い周波数帯を使用することが考えられる.しかし,高周波数帯では伝搬損失が増大し,通信品質が劣化する可能性がある.特に上り回線は電源がバッテリーのため送信電力の制限により重大な問題となると懸念される.この問題解決のため,筆者らは周囲の複数端末がデータを共有し,分散アンテナシステムとして送信ビームを形成する仮想MIMOシステムの提案を行っている.本稿では,さまざまなシミュレーション環境を想定し,仮想MIMOシステムと従来の非協調SIMOシステムの送信電力に対する誤り率の評価を行い,仮想MIMOシステムの送信電力低減効果について検討した.
  • ブイ フーフー, 小川 恭孝, 西村 寿彦, 大鐘 武雄 電子情報通信学会技術研究報告. A・P, アンテナ・伝播 110 (267) 47 -52 2010年11月03日 [査読無し][通常論文]
     
    複数の端末と同時に通信を行う下り回線マルチユーザMIMOシステムはユーザ間の干渉を除くためにブロック対角化法を用いる.更に,固有ビーム空間分割多重を用いることによって高効率伝送が可能となる.しかし,時変動環境においては送信ウエイトなどの送信パラメータを決定する時刻のチャネルと実際の送信時刻におけるチャネルには変化があるため,干渉が残留し,ビット誤り率特性には劣化が生ずる.一方,チャネル予測を用いることによってその特性を改善することが提案されている.本報告では,室内で測定された時変動伝搬データを基に,直線外挿と二次外挿によるチャネル予測を用いた下り回線マルチユーザMIMOシステムの誤り率特性を評価している.
  • 定 知生, 西村 寿彦, 大鐘 武雄, 小川 恭孝 電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集 2010 (1) 367 -367 2010年08月31日 [査読無し][通常論文]
  • 下田 悠介, 岸山 祥久, 西村 寿彦, 大鐘 武雄, 小川 恭孝 電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集 2010 (1) 371 -371 2010年08月31日 [査読無し][通常論文]
  • 伊藤 達也, 小川 恭孝, 西村 寿彦, 大鐘 武雄 電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集 2010 (1) "S -9"-"S-10" 2010年08月31日 [査読無し][通常論文]
  • ブイ フーフー, 小川 恭孝, 西村 寿彦, 大鐘 武雄 電子情報通信学会技術研究報告. A・P, アンテナ・伝播 110 (135) 7 -12 2010年07月14日 [査読無し][通常論文]
     
    複数の端末と同時に通信を行うマルチユーザMIMOシステムはユーザ間の干渉を除くためにブロック対角化法とともに,固有ビーム空間分割多重(E-SDM)を用いることによって高効率伝送が可能となる.しかし,時変動環境においては送信パラメータを決定する時刻と実際の送信時刻におけるチャネルには変化が生じているため,特性が劣化する.本報告では室内で測定された伝搬データを基にチャネルのドップラスペクトルを求めるとともに誤り率の評価を行い,マルチユーザMIMOシステムにおいてはチャネルの時間変化の影響が顕著であることを明らかにしている.
  • 伊藤 達也, 小川 恭孝, 西村 寿彦, 大鐘 武雄 電子情報通信学会技術研究報告. RCS, 無線通信システム 110 (127) 125 -130 2010年07月08日 [査読無し][通常論文]
     
    将来の移動通信では,現在用いられているよりも高い周波数帯による広帯域伝送を行うことが考えられるが,高周波数帯では伝搬損失が増大する.この場合,上り回線においては,端末の電源がバッテリーであるため,送信電力が制限され重大な問題となる.これを解決するため,筆者らは周囲の複数端末が連携し,分散アンテナシステムとして送信ビームを形成する仮想MIMOシステムの提案を行っている.本稿では,より現実的な電波伝搬環境についてシミュレーションを行い,仮想MIMOシステムと従来の非協調SIMOシステムの送信電力に対する誤り率の評価を行った.その結果,仮想MIMOシステムの送信電力低減効果が確認された.
  • 定 知生, 西村 寿彦, 大鐘 武雄, 小川 恭孝 電子情報通信学会技術研究報告. RCS, 無線通信システム 110 (127) 161 -166 2010年07月08日 [査読無し][通常論文]
     
    マルチユーザMIMO下り回線では,ユーザ間の干渉による通信品質の劣化が問題となる.この問題を解決する手法として,ユーザ間の干渉(IUI)を完全に抑圧するブロック対角化法や,干渉の低減と所望ユーザへの良好な送信ビーム形成を両立する不完全ブロック対角化法が提案されている.本稿では,IUI抑圧に関する議論を一般化し,上述の両手法を内包する一般化ブロック対角化法について述べ,計算機シミュレーションによってその誤り率特性を評価する.
  • 野場 敏裕, 小川 恭孝, 西村 寿彦, 大鐘 武雄 電子情報通信学会技術研究報告. A・P, アンテナ・伝播 110 (1) 47 -51 2010年04月02日 [査読無し][通常論文]
     
    近年,高度道路交通システム(ITS)の一環として自動車の歩行者に対する事故を未然に防ぐ技術が注目されている.筆者らは歩行者の持つ電子タグから発信される電波を車載アンテナにより検出し,運転手に歩行者位置を知らせることで事故を防止する研究を進めている.直接波の到来方向が歩行者の方向ではあるが,多重波によるフェージングのため,その方向を推定する際に誤差が生ずる.そこで,車の移動によって得られる異なったフェージングを受けた共通のデータについてアレーアンテナによるビームフォーミングを行い,水平偏波の平均電力が最大となる方位方向を推定する方式により,アンテナ素子数3,素子間隔が1.5波長の直線アレーを用いることで,ほぼ良好な推定が可能であることが分かっている.しかし,素子間隔が半波長より広いため,グレーティングローブによる誤検出の可能性がある.そこで本稿では,グレーティングローブについての対策手法を提案し,評価を行った.
  • 定 知生, 西村 寿彦, 大鐘 武雄, 小川 恭孝 電子情報通信学会総合大会講演論文集 2010 (1) 491 -491 2010年03月02日
  • 松谷 早希子, 西村 寿彦, 大鐘 武雄, 小川 恭孝 電子情報通信学会総合大会講演論文集 2010 (1) 466 -466 2010年03月02日 [査読無し][通常論文]
  • 西本 浩, 平井 博昭, 平 明徳, 久保 博嗣, 西村 寿彦, 大鐘 武雄, 小川 恭孝 電子情報通信学会総合大会講演論文集 2010 (1) 501 -501 2010年03月02日 [査読無し][通常論文]
  • 野場 敏裕, 小川 恭孝, 西村 寿彦, 大鐘 武雄 電子情報通信学会技術研究報告. RCS, 無線通信システム 109 (440) 29 -34 2010年02月24日 [査読無し][通常論文]
     
    工場のような環境では,機器の制御などのために無線LANを用いた通信システムが利用されることが考えられる.しかし,同じ方式を用いた他の送受信系が存在する場合,同一の周波数帯・時間帯で通信を行うため,干渉が発生することによって通信が妨げられることがある.筆者らはアクセスポイントに設置した複数のアンテナのビーム制御により,干渉の低減を図ることを目的として研究を進めている.本稿では,受信側のアクセスポイントに4素子の円アレーアンテナを設置し,MMSE基準スマートアンテナとして用いることを提案し,干渉の低減効果を述べている.1つの希望端末と3つの干渉端末を送信側としたシミュレーションの結果から,アンテナの自由度と等しい3つの干渉の低減が可能であることを確認した.また,2つのウエイト決定法を導入し,それぞれの手法を用いた結果の比較・検討を行った.
  • 柴田 浩司, 西村 寿彦, 大鐘 武雄, 小川 恭孝 電子情報通信学会技術研究報告. RCS, 無線通信システム 109 (440) 427 -432 2010年02月24日 [査読無し][通常論文]
     
    OFDM方式は,その送信信号のピーク対平均電力比(PAPR)が高いという問題がある.対策として,サブキャリアを複数ブロックに分割し,PAPRが小さくなるような位相回転を各ブロックに与えるPTS(Partial Transmit Sequence)が提案されている.しかし,PTSではその位相回転に関する副情報を受信側へ報知する必要がある.そこで,副情報伝送を回避し,受信側において少ない処理量でブラインドにより信号系列を検出する手法を提案し,これまで評価を行ってきた.その結果,あらかじめ用意する位相回転候補がブラインド検出法の特性に影響を及ぼすことがわかった.本検討では,ブラインド検出に適した位相回転候補の探索法を提案し,評価を行う.また,求められた最適位相回転候補を用い,チャネル推定時の推定誤差,ならびに増幅器による非線形歪み発生時のブラインド検出法への影響評価を行う.
  • 齊藤 敬佑, 西村 寿彦, 大鐘 武雄, 小川 恭孝 電子情報通信学会技術研究報告. RCS, 無線通信システム 109 (440) 443 -448 2010年02月24日 [査読無し][通常論文]
     
    シングルキャリア伝送における周波数選択性フェージング対策として,周波数領域等化(FDE),繰り返し復号を応用した周波数領域ターボ等化(FDTE)が知られている.しかし,高速フェージング環境下では伝送ブロック内の周期性が崩れるためにその等化性能が劣化してしまう,このため,筆者らは等化性能の劣化軽減を目的に,チャネル近似と3重対角化を用いた手法を提案し,その有効性を確認した.本検討では,より現実的な環境を想定し,受信側においてチャネル推定を行った場合の提案手法の有効性について評価を行う.
  • Webber, Julian, Nishimura, Toshihiko, Ohgane, Takeo, Ogawa, Yasutaka APSIPA ASC 2010 - Asia-Pacific Signal and Information Processing Association Annual Summit and Conference 2010年
  • 松谷 早希子, 西村 寿彦, 大鐘 武雄, 小川 恭孝 電子情報通信学会技術研究報告. RCS, 無線通信システム 109 (305) 25 -30 2009年11月19日 [査読無し][通常論文]
     
    近年,次世代通信システムとして柔軟性の高い通信を実現できる無線中継システムの研究が進められている.また,中継ノードにおいてパケットを符号化するネットワークコーディングは,ネットワーク内の送信パケット数の軽減やスループット向上技術として注目されている.本稿では,双方向無線中継システムにおいて,中継ノードが複数のアンテナ素子を有する場合の送信ビーム生成手法について検討し,その特性を評価した.
  • 伊藤 達也, 小川 恭孝, 西村 寿彦, 大鐘 武雄 電子情報通信学会技術研究報告. RCS, 無線通信システム 109 (305) 73 -78 2009年11月19日 [査読無し][通常論文]
     
    将来の移動通信では,広帯域伝送のために現在よりも高い周波数帯を使用することが考えられるが,高周波数帯では伝搬損失が増大する.このことは上り回線においては,端末の電源がバッテリーのため深刻な問題となる.この問題を解決するため,協調無線と呼ばれる通信技術が注目されている.筆者らは周囲の複数端末が連携し,分散アンテナシステムとして送信ビームを形成する仮想MIMOシステムの提案を行っている.本稿では,動的フェージング環境での仮想MIMOシステムの周波数オフセット推定精度,及び,端末間のデータ共有に必要な電力も含めた送信電力と誤り率の評価を行った.その結果,動的フェージング環境においては仮想MIMOシステムの効果が低下することが明らかになった.その理由は送信時のチャネル推定が正しく行われないことにより,送信パラメータが適切に決定できないためと推測された.
  • 定 知生, 西村 寿彦, 大鐘 武雄, 小川 恭孝 電子情報通信学会技術研究報告. RCS, 無線通信システム 109 (229) 37 -42 2009年10月08日 [査読無し][通常論文]
     
    基地局から複数の端末へ信号を送信するマルチユーザMIMO下り回線では,端末間でのユーザ間干渉が問題となる.端末側ではアンテナ数が制限されるため,複雑な信号分離処理を行うことは困難である.したがって,基地局側で信号に重み付けすることでユーザ間干渉を抑圧することが望ましい.その手法の一つとして,不完全ブロック対角化法が提案されている.本稿では,従来はシングルストリーム伝送に限定されていたIBD法をマルチストリーム伝送が可能になるよう拡張する方法について述べ,計算機シミュレーションによってその誤り率特性を評価する.
  • Webber Julian, Nishimura Toshihiko, Ohgane Takeo, Ogawa Yasutaka Proceedings : APSIPA ASC 2009 : Asia-Pacific Signal and Information Processing Association, 2009 Annual Summit and Conference 684 -687 2009年10月04日 
    APSIPA ASC 2009: Asia-Pacific Signal and Information Processing Association, 2009 Annual Summit and Conference. 4-7 October 2009. Sapporo, Japan. Poster session: Signal Processing and Implementations in Communications (6 October 2009).
  • 定 知生, 西村 寿彦, 大鐘 武雄, 小川 恭孝 電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集 2009 (1) 398 -398 2009年09月01日 [査読無し][通常論文]
  • 伊藤 達也, 小川 恭孝, 西村 寿彦, 大鐘 武雄 電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集 2009 (1) 399 -399 2009年09月01日 [査読無し][通常論文]
  • 松谷 早希子, 西村 寿彦, 大鐘 武雄, 小川 恭孝 電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集 2009 (1) 404 -404 2009年09月01日 [査読無し][通常論文]
  • 柴田 浩司, 西村 寿彦, 大鐘 武雄, 小川 恭孝 電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集 2009 (1) 411 -411 2009年09月01日 [査読無し][通常論文]
  • 齊藤 敬佑, 西村 寿彦, 大鐘 武雄, 小川 恭孝 電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集 2009 (1) 437 -437 2009年09月01日 [査読無し][通常論文]
  • 柴田 浩司, 西村 寿彦, 大鐘 武雄, 小川 恭孝 電子情報通信学会技術研究報告. RCS, 無線通信システム 109 (130) 125 -130 2009年07月09日 [査読無し][通常論文]
     
    OFDM方式は,周波数選択性フェージング環境に強いという利点を持つが,その送信信号のピーク対平均電力比(PAPR)が高いという問題がある.対策として,サブキャリアを複数ブロックに分割し,PAPRが小さくなるような位相回転を各ブロックに与えるPTS(Partial Transmit Sequence)が提案されている.しかし,PTSではその位相回転に関する副情報を受信側へ報知する必要がある.これまで,副情報伝送を回避し,少ない処理量で受信側でブラインドによって信号系列を検出する手法を提案し評価を行ってきた.ブラインド検出法は,チャネル符号化を想定し,受信側では位相回転候補数の並列復号を行うことで,正しい信号系列を検出するものである.本稿ではブラインド検出法において,畳込み符号の拘束長が長い場合での検出特性の改善を目指し,新たな手法を提案し,その特性を評価する.
  • 齊藤 敬佑, 西村 寿彦, 大鐘 武雄, 小川 恭孝 電子情報通信学会技術研究報告. RCS, 無線通信システム 109 (130) 119 -124 2009年07月09日 [査読無し][通常論文]
     
    シングルキャリア伝送における周波数選択性フェージング対策として,周波数領域等化(FDE),繰り返し復号を応用した周波数領域ターボ等化(FDTE)が知られている.しかし,端末が高速に移動する場合などの高速フェージング環境下では,伝送ブロック内のチャネル行列の巡回性が失われるために,その等化性能が劣化する.本検討では,高速フェージング環境下で発生するFDE,FDTEの等化性能の劣化を,演算量を増大させることなく簡易に軽減することを目的に,チャネル近似と3重対角化を導入した手法を提案するとともに,その有効性について計算機シミュレーションを用いた検証を行う.
  • 野場 敏裕, 小川 恭孝, 西村 寿彦, 大鐘 武雄, 田中 誠, 佐々木 邦彦 電子情報通信学会技術研究報告. A・P, アンテナ・伝播 109 (117) 177 -182 2009年07月01日 [査読無し][通常論文]
     
    近年,高度道路交通システム(ITS)の一環として自動車の歩行者に対する事故を未然に防ぐ技術が注目されている.筆者らは歩行者の持つ電子タグから発信される電波を車載アンテナにより検出し,ドライバーに歩行者位置を知らせることで事故を防止することを目的に研究を進めている.本稿では,歩行者の方位方向を推定する方式の検討を行っている.直接波の到来方向が歩行者の方向ではあるが,多重波によるフェージングのため,その方向を推定する際に誤差が生ずる.ここでは,車の移動によって得られる異なったフェージングを受けた共通のデータについてアレーアンテナによるビームフォーミングを行い,その平均電力が最大となる方位方向を推定する方式を提案し,シミュレーションを用いてその特性の評価を行った.その結果,アンテナ素子数3,素子間隔を1.5波長の直線アレーを用いることにより,ほぼ良好な推定が可能であることが分かった.
  • 大鐘 武雄, 田岡 秀和, 星野 正幸, 関 宏之, 鹿倉 義一 電子情報通信学会総合大会講演論文集 2009 (1) "SS -29"-"SS-30" 2009年03月04日 [査読無し][通常論文]
  • 大鐘 武雄 電子情報通信学会総合大会講演論文集 2009 (1) "SS -117"-"SS-118" 2009年03月04日 [査読無し][通常論文]
  • 柴田 浩司, 西村 寿彦, 大鐘 武雄, 小川 恭孝 電子情報通信学会総合大会講演論文集 2009 (1) 503 -503 2009年03月04日 [査読無し][通常論文]
  • 西本 浩, 曽我部 靖志, 渋谷 昭宏, 西村 寿彦, 大鐘 武雄, 小川 恭孝 電子情報通信学会総合大会講演論文集 2009 (1) 489 -489 2009年03月04日 [査読無し][通常論文]
  • 齊藤 敬佑, 西村 寿彦, 大鐘 武雄, 小川 恭孝 電子情報通信学会総合大会講演論文集 2009 (1) 484 -484 2009年03月04日 [査読無し][通常論文]
  • 斉藤 裕大, 小川 恭孝, 大鐘 武雄, 西村 寿彦 電子情報通信学会技術研究報告. RCS, 無線通信システム 108 (445) 65 -70 2009年02月25日 [査読無し][通常論文]
     
    将来の高速移動通信は,現在よりも高い周波数を使用することが考えられ,無線伝搬の減衰は深刻な問題となる.上り回線においては,端末の電源がバッテリーであるため,送信電力が制限され,通信品質は劣化する.筆者らは,近傍の複数端末がキャリア同期をとり仮想的なアレーアンテナを形成し,MRC伝送やE-SDM伝送によるビームフォーミングを行うことで,通信品質が大きく改善できることを報告してきた.しかし,これまでの検討では端末間の送信データ共有は完全に行われていると仮定し,かつ,共有に必要な送信電力を考慮してこなかったため,非協調時との公平な比較がなされているとは言えなかった.そこで本稿では,データ共有に必要な送信電力,及び,本システムを動作させるために必要な送信電力を考慮し,様々な伝搬環境において,非協調時との特性比較を行った.
  • 秦 飛, 西村 寿彦, 大鐘 武雄, 小川 恭孝 電子情報通信学会技術研究報告. RCS, 無線通信システム 108 (391) 201 -205 2009年01月15日 [査読無し][通常論文]
     
    周波数領域SCターボ等化はシングルキャリア伝送方式において周波数選択性フェージングによる符号間干渉を除去する有効かつ簡易な方法である.周波数領域SCターボ等化をType-I HARQシステムに適用した時,複数の受信パケットを利用し並列ターボ等化を行うChase Combining手法は,著しい特性改善が得られる.しかし,計算量が増大するため,その削減が必要となる.本報告では,これまで提案した計算量削減手法について分析し,その特性劣化の原因を検討した.また,改善策を提案し,シミュレーションでその有効性を確認した.
  • Webber, Julian, Nishimura, Toshihiko, Ohgane, Takeo, Ogawa, Yasutaka APSIPA ASC 2009 - Asia-Pacific Signal and Information Processing Association 2009 Annual Summit and Conference 2009年
  • 野場敏裕, 小川 恭孝, 西村 寿彦, 大鐘 武雄, 田中 誠, 佐々木 邦彦 2009年電子情報通信学会総合大会, Mar. 228 -228 2009年 [査読無し][通常論文]
  • 森川泰成, 西村 寿彦, 小川 恭孝, 大鐘 武雄 2009年電子情報通信学会総合大会, March 209 -209 2009年 [査読無し][通常論文]
  • 柴田 浩司, 西村 寿彦, 大鐘 武雄, 小川 恭孝 電子情報通信学会技術研究報告. RCS, 無線通信システム 108 (249) 7 -12 2008年10月15日 [査読無し][通常論文]
     
    OFDM方式は,周波数選択性フェージング環境に強いという利点を持つ一方,ピーク対平均電力比(PAPR)が高いという問題がある.対策として,サブキャリアを複数のブロックに分割し,PAPRが小さくなるよう位相回転を与えるPTS (Partial Transmit Sequence)を用いた手法が提案されている。しかし,PTS方式において受信側で元の信号を得るためには,送信時に与えられた位相回転の逆位相の回転を受信信号に与える必要があり,その位相回転に関する副情報を送信時に同時に伝送しなくてはならない.本稿では,畳込み符号による誤り訂正を用い,その復号に位相回転候補数のトレリスを並列にビタビ復号することにより,位相回転に関する副情報を伝送することなく,受信側でブラインドで位相回転を推定する手法を提案し,その特性を評価する.
  • 斉藤 裕大, 小川 恭孝, 西村 寿彦, 大鐘 武雄 電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集 2008 (1) "S -3"-"S-4" 2008年09月02日 [査読無し][通常論文]
  • 秦 飛, 西村 寿彦, 大鐘 武雄, 小川 恭孝 電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集 2008 (1) 371 -371 2008年09月02日 [査読無し][通常論文]
  • ブイ フー フー, 小川 恭孝, 西村 寿彦, 大鐘 武雄 電子情報通信学会技術研究報告. RCS, 無線通信システム 108 (188) 19 -24 2008年08月27日 [査読無し][通常論文]
     
    本稿では,マルチユーザMIMOチャネル特性を求めるため,会議室における伝搬測定について述べている.測定データに基づき,ブロック対角化法と固有ビーム空間分割法を用いた下り回線マルチユーザMIMOシステムの特性を時変動実フェージング環境で評価している.シミュレーションの結果,送信ウエイト行列の決定と実際の下り回線送信の間にチャネルが変動するため,ユーザ間干渉とストリーム間干渉が生じ,特性が大きく劣化することが示された.そこで,チャネル変動を補償するため,直線外挿と2次外挿の二つのチャネル外挿法を提案した.シミュレーションの結果,提案手法を適用することにより,特性が大きく改善されることが明らかになった.
  • 斉藤 裕大, 小川 恭孝, 西村 寿彦, 大鐘 武雄 電子情報通信学会技術研究報告. RCS, 無線通信システム 108 (188) 25 -30 2008年08月27日 [査読無し][通常論文]
     
    将来の高速移動通信は,現在よりも高い周波数を使用することが考えられる.この場合,端末の電源がバッテリーであるため,上り回線の送信電力が制限され,通信品質は劣化する.筆者らはこれまで,近傍の複数端末がキャリア同期をとり仮想的なアレーアンテナを形成し,MRC伝送やE-SDM伝送によるビームフォーミングを行うことで,通信品質が大きく改善できることを報告してきた.本システムでは,基地局から各端末へ,送信に用いる各種情報をフィードバックする必要があるが,フィードバック量の増加は下り回線の通信を圧迫してしまう.そこで,本稿ではこれらのフィードバック量を削減するため,コードブックを用いた送信ウエイトのフィードバック,及び,周波数オフセット,電力配分の量子化を行い,このことが通信特性に与える影響について検討を行った.
  • 秦 飛, 西村 寿彦, 大鐘 武雄, 小川 恭孝 電子情報通信学会技術研究報告. RCS, 無線通信システム 108 (188) 151 -156 2008年08月27日 [査読無し][通常論文]
     
    周波数領域SCターボ等化はシングルキャリア伝送方式において周波数選択性フェージングによる符号間干渉を除去する有効かつ簡易な方法である.本稿は,周波数領域SCターボ等化をHARQシステムヘ適用する方法について検討し,そのスループット特性を確認した.また,複数受信パケットを利用することで,スループット特性を向上させるChase Combining手法を用いる場合において計算量を削減する手法を提案し,シミュレーションでその有効性を確認した.
  • ブイ フー フー, 西村 寿彦, 大鐘 武雄, 小川 恭孝 電子情報通信学会技術研究報告. A・P, アンテナ・伝播 108 (148) 129 -134 2008年07月16日 [査読無し][通常論文]
     
    本稿の目的は,典型的な会議室における測定データを基にチャネル特性を解析すること,および,固有ビーム空間分割多重(E-SDM)技術を用いたMIMOシステムの時変動フェージング環境での性能を評価することである.チャネルデータの測定値からチャネルの自己相関関数とドップラスペクトルは端末の移動方向だけでなく,アンテナアレーの構造にも強く依存することが示された.また,見通し外環境においても,測定されたドップラスペクトルは理論値であるU字型をしたJakesモデルのスペクトルとはかなり異なっていることが分かった.更には,送信ウエイトを決定する時刻と実際の送信時刻の間でのチャネル変動はMIMO E-SDMシステムの性能を劣化させることも明らかになった.
  • 西本 浩, 西村 寿彦, 大鐘 武雄, 小川 恭孝 電子情報通信学会技術研究報告. RCS, 無線通信システム 107 (518) 193 -198 2008年03月05日 [査読無し][通常論文]
     
    送信機においてビットインタリーブされた符号化系列にDPSK変調を適用する場合,差動符号化を内符号とみなすことで,受信側でターボ復号が可能となる.本研究では,畳込み符号とDPSK変調をビットインタリーバを介して直列連接させたBICM-DPSK伝送におけるブラインド繰り返し復号法を検討する.その場合に必要となるチャネル推定として,判定帰還に基づくブラインド型チャネル推定法を提案し,その特性を評価する.結果から,BICM-DPSK繰り返し復号により同期検波PSKの特性を大きく上回ることを明らかにした.また,提案するチャネル推定法により,BLER=10^<-2>において,チャネル既知時の復号特性に対して非フェージング環境で0.1dB,動的フェージング環境で0.9dBの特性差まで改善可能であることを確認した.
  • 加藤 翔平, 西本 浩, 小川 恭孝, 大鐘 武雄, 西村 寿彦 電子情報通信学会技術研究報告. RCS, 無線通信システム 107 (518) 329 -334 2008年03月05日 [査読無し][通常論文]
     
    近年,基地局と各端末が複数のアンテナを持つマルチユーザMIMOが大きな注目を集めている.マルチユーザMIMOの下り回線では,各端末に向けて基地局から同時に信号を送信するため,端末でのユーザ間干渉が問題となる.完全な干渉抑圧を実現するブロック対角化法が鋭意検討されているが,基地局でのヌルステアリングにより余剰のブランチダイバーシチを得られないという問題がある.本稿では,各ユーザの最大固有ベクトルとGram-Schmidt正規直交化に基づいて送信ウエイトを簡易に算出する不完全ブロック対角化法を提案し,計算機シミュレーションにより誤り率特性を評価した.その結果,特に多ユーザ環境において,不完全ブロック対角化法により良好な特性が得られることを確認した.
  • 金 相佑, 西村 寿彦, 大鐘 武雄, 小川 恭孝 電子情報通信学会技術研究報告. RCS, 無線通信システム 107 (440) 85 -90 2008年01月17日 [査読無し][通常論文]
     
    周波数有効利用やマルチパス対策においてOFDMは有効な伝送方式である.しかし,高速移動によるマルチパスフェージング環境下では,プリアンブルで推定したチャネルが時間とともに変動するため,それに続くデータ区間においてその変動を補償する必要がある.本稿では,その補償法として判定帰還を用いたチャネル更新法を検討し,帰還系列の精度を向上させる手法を新たに提案した.また,追従特性をより改善するため線形予測を導入し,予測係数を少ないデータから決定する二つの手法について検討した.シミュレーションによる特性評価から,これらの提案手法が有効であることが確認できた.
  • Webber Julian, Ohgane Takeo, Nishimura Toshihiko 光電技報 (24) 8 -14 2008年
  • WEBBER Julian, OHGANE Takeo, NISHIMURA Toshihiko, OGAWA Yasutaka 光電技報 (24) 2008年
  • 神原 恵一, 西本 浩, 西村 寿彦, 大鐘 武雄, 小川 恭孝 電子情報通信学会技術研究報告. RCS, 無線通信システム 107 (402) 37 -42 2007年12月13日 [査読無し][通常論文]
     
    シングルキャリア伝送方式における周波数選択性フェージング対策として,周波数領域等化(FDE)が検討されている.しかし,高速フェージング環境下では等化ブロック内の周期性が崩れることから,FDEの等化性能が劣化する.このため筆者らは受信ブロック分割手法を提案し,その有効性を示してきた.ここで,分割後のサブブロック内の周期性を満足させるため疑似CP生成法を導入したが,生成された疑似CPの精度に特性が大きく影響を受けることが明らかになった.そこで,疑似CP処理の際に必要な仮判定信号の精度の向上を目的としてターボ等化を導入し,受信ブロック分割手法に対し周波数領域ターボ等化を適用した場合の検討を行った.計算機シミュレーションを用いた解析の結果,著しい特性の改善を確認することができた.
  • 斉藤 裕大, 小川 恭孝, 大鐘 武雄, 西村 寿彦 電子情報通信学会技術研究報告. A・P, アンテナ・伝播 107 (305) 31 -36 2007年11月01日 [査読無し][通常論文]
     
    将来の高速移動通信は現在よりも高い周波数帯を使用すると考えられる.この場合,端末の電源がバッテリーであるため,上り回線の送信電力が制限され,通信品質は劣化する.そこで,近傍の複数端末が送信データを共有して互いに協力し合う協調無線が注目されている.しかし,仮想的なアレーアンテナを形成してビームフォーミングを行う場合,各端末は異なる発振器で動作しているため,キャリア周波数のずれによる端末周波数オフセットの存在が通信特性に大きな影響を与えてしまう.そこで,本稿では過去のチャネル情報を用いた端末周波数オフセット推定法とそれを用いた送信側での補償法,及び,RLSアルゴリズムを用いた受信ウエイトの制御について述べ,計算機シミュレーションによりその特性を評価した.その結果,これらの制御を組み合わせることで,特性を大きく改善できることが確認された.
  • 東中 雅嗣, 久保 博嗣, 渋谷 昭宏, 岡崎 彰浩, 小川 恭孝, 大鐘 武雄, 西村 寿彦 電子情報通信学会技術研究報告. RCS, 無線通信システム 107 (262) 1 -6 2007年10月11日 [査読無し][通常論文]
     
    本稿では,受信機に繰り返し等化を用いるMIMOシステムにおける伝送路推定法に関する検討を行う.繰り返し等化を適用する場合,復号器からフィードバックされる符号化ビットの信頼度を用いてシンボル期待値を計算し,シンボル期待値を既知データと見なした繰り返し伝送路推定を実行することで推定精度を向上することができる.しかし,MIMOシステムにおいては,複数のストリームが同時に送信されるため,データシンボルの組み合わせによっては,必ずしも伝送路推定に適した系列になっているとは限らず,十分な伝送路推定精度改善効果が得られない可能性がある.本稿では,復号器出力を参照しながら干渉キャンセルを行う伝送路推定法を提案し,その有効性を示す.
  • 内藤 智, 西村 寿彦, 大鐘 武雄, 小川 恭孝 電子情報通信学会技術研究報告. RCS, 無線通信システム 107 (262) 19 -24 2007年10月11日 [査読無し][通常論文]
     
    MIMO通信は,送受信機双方に複数のアンテナを設置して空間的に信号を多重化させることで,高速な通信を実現するシステムである.このMIMO通信において,チャネルの状態に応じて通信速度を変化させる適応変調制御を行うE-SDM方式を,TDD下り回線に適用する.この際,パケット通信を想定して,スループット最大基準で送信リソース制御を行う.本研究の目的は,適応変調制御を行うE-SDM方式について,室内テストベッドを構築して検証実験を行うことである.従来の適応変調制御では実装する際に計算負荷が問題となるが,簡略化手法を導入して負荷を軽減することで実装を可能とした.また,動的フェージング環境下におけるチャネル変動誤差を補償するために一次外挿によるチャネル予測を用い,特性の改善効果について確認した.本稿では,フェージングシミュレータを用いた室内テストベッドを構築し,適応変調制御E-SDM通信の動的フェージング環境下における検証実験を行った結果について報告する.
  • 西本 浩, 西村 寿彦, 大鐘 武雄, 小川 恭孝 電子情報通信学会総合大会講演論文集 2007 (1) 439 -439 2007年03月07日 [査読無し][通常論文]
  • 小川 健太, 小川 恭孝, 大鐘 武雄, 西村 寿彦 電子情報通信学会技術研究報告. RCS, 無線通信システム 106 (555) 65 -68 2007年02月28日 [査読無し][通常論文]
     
    高い周波数帯を使用する無線通信では,バッテリー等により上り回線の送信電力が制限される.そこで,異なる複数の端末が互いに協力し,仮想的な1組のアンテナアレーを構成することで通信容量の向上を図る仮想アンテナアレーによる協調無線が近年注目を浴びている.しかし,仮想アンテナアレーにおいて送信ビーム形成を行う場令,各端末では正確なキャリア周波数の同期をとることが困難であるため,位相オフセット,及び,周波数オフセットの影響を無視することができない可能性がある.本稿では計算機シミュレーションにより各端末で生じるオフセット,及び,チャネル推定誤差が通信特性に及ぼす影響について評価した.結果から,オフセットを含む等価的なチャネルを用いて受信処理を行うことにより伝送特性の劣化を抑えることができること,また,シングルビーム伝送に比べて,マルチビーム伝送はオフセットに対する耐性が低いことが明らかとなった.
  • 神原 恵一, 西本 浩, 西村 寿彦, 小川 恭孝, 大鐘 武雄 電子情報通信学会技術研究報告. RCS, 無線通信システム 106 (480) 7 -12 2007年01月26日 [査読無し][通常論文]
     
    シングルキャリア伝送方式における周波数選択性フェージング対策として周波数領域等化(FDE)が検討されている.FDEは高速フェージング時に等化ブロック内の周期性が崩れ特性が劣化する.このため,筆者らは受信側でブロック分割を行う手法を提案し,CP (Cyclic Prefix)を含まないサブブロックの周期性を満足させるため,疑似CP生成による補償法を導入した.しかし,高速フェージング時にはチャネル推定精度の影響から疑似CP精度が劣化し,改善効果が少ないことが確認されている.本報告ではチャネル推定精度を向上させるため,三次補間を用いるとともに,サブブロック区間をオーバーラップさせることで疑似CP精度の劣化を軽減できるオーバーラップ分割を検討した.その結果,両者とも受信ブロック分割手法の改善に非常に有効であることが明らかになった.
  • 西本 浩, 西村 寿彦, 大鐘 武雄, 小川 恭孝 電子情報通信学会技術研究報告 106 (480) 67 -72 2007年01月26日 [査読無し][通常論文]
     
    各周波数で送信ビーム形成を行うMIMOシステムにおいて,送信機における演算量の削減,及び,受信側で観測される等価的なチャネルの周波数連続性を実現する疑似固有ベクトル手法が提案されている.疑似固有ビーム空間分割多重(PE-SDM)では,その周波数連続性を活用したチャネル推定精度の改善法を用いることで,通常の固有ビーム空間分割多重と同等,またはそれ以上の良好な特性が得られることが報告されている.本稿では,疑似固有ベクトルの算出法に着目し,その性質を利用した簡易な推定精度の改善法を新たに提案する.シミュレーション結果から,従来手法に提案手法を組み合わせることで,PE-SDMのチャネル推定精度を更に向上できることを確認した.
  • 大渡 裕介, 小川 恭孝, 西村 寿彦, 大鐘 武雄 電子情報通信学会技術研究報告 106 (480) 73 -78 2007年01月26日 [査読無し][通常論文]
     
    MIMO-OFDM空間分割多重において,送信側でチャネル情報(CSI)が既知,もしくは,受信側から用いるべき送信ウェイトが報知される場合,固有ビーム空間分割多重(E-SDM)方式を用いることができ,MIMOチャネル最大の容量が得られる.筆者らはこれまで時間領域で最小二乗法を適用し,推定したCSIの内,主要な成分のみをフィードバックすることにより,情報量が削減できることを報告してきた.本稿では,筆者らが提案しているCSIフィードバック手法及びコードブックを用いた送信ウェイトフィードバック手法について比較検討を行う.
  • 神原恵一, 西本 浩, 西村 寿彦, 大鐘 武雄, 小川 恭孝 信学総大, March 2007 523 -523 2007年
  • 斉藤裕大, 小川 恭孝, 大鐘 武雄, 西村 寿彦 2007信学ソ大 (通信), Sept. 201 -201 2007年 [査読無し][通常論文]
  • 加藤翔平, 西本 浩, 西村 寿彦, 大鐘 武雄, 小川 恭孝 2007年信学ソ大, Sept. 202 -202 2007年 [査読無し][通常論文]
  • 金相佑, 西村 寿彦, 大鐘 武雄, 小川 恭孝 信学ソ大, Sept. 2007 337 -337 2007年 [査読無し][通常論文]
  • ブイ フー フー, 西村 寿彦, 西本 浩, 小川 恭孝, 大鐘 武雄 電子情報通信学会技術研究報告. SR, ソフトウェア無線 106 (395) 97 -104 2006年11月22日 [査読無し][通常論文]
     
    受信側だけでなく,送信側でもチャネル情報が得られているMIMOシステムでは,固有ビーム空間分割多重(E-SDM)が最適伝送となる.しかし,時間変動する伝搬環境においては,チャネル推定時刻と実際の信号送信時刻の間に生じるチャネル変動のため,サブストリーム間干渉が発生するとともに送信リソース制御が最適な状態から変化し,伝送特性が劣化する.筆者らは,これまで実際の送信時刻におけるチャネルを外挿により予測する手法を提案し,シミュレーションによりその効果を確認してきた.本稿では,見通し内(LOS),および,見通し外(NLOS)の室内伝搬測定実験を行い,動的実フェージング環境におけるMIMO E-SDMシステムの伝送特性を評価した.その結果,実環境においても提案するチャネル予測法が有効であること,また,本実験においてはLOS環境の方がNLOS環境より良好な特性が得られることが明らかになった.
  • 神原 恵一, 西本 浩, 西村 寿彦, 小川 恭孝, 大鐘 武雄 電子情報通信学会技術研究報告. RCS, 無線通信システム 106 (305) 95 -100 2006年10月12日 [査読無し][通常論文]
     
    シングルキャリア伝送において,周波数選択性フェージングによる符号間干渉を軽減する手法として,周波数領域等化が検討されている.しかし,高速に移動する端末等を考えた場合,伝送ブロック内のフェージング変動が無視できなくなると,ブロック内のチャネル行列の巡回性が失われるため,周波数領域等化の符号間干渉除去特性が劣化してしまう.本稿では高速フェージング環境においても周波数領域等化を有効的に適用するため,受信ブロックを分割し,ブロック内のフェージング変動の影響を軽減する手法を提案するとともに,分割ブロック内の周期性を保つための疑似CP生成手法についても提案する.
  • 西本 浩, 西村 寿彦, 大鐘 武雄, 小川 恭孝 電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集 2006 (1) 217 -217 2006年09月07日 [査読無し][通常論文]
     
    周波数選択性フェージング環境下のMIMOシステムでは,各周波数において固有ビーム形成を行うことで最適伝送を実現できるが[1],周波数毎の固有ウェイトの算出は大きな計算負荷となり,周波数連続性のない送信ウェイトは受信側で観測される実効チャネルのインパルス応答に大きな遅延広がりを生じさせる.これらの問題を解決するため,筆者らは文献[2]において疑似固有ベクトル手法を提案し,これにより演算量削減,及び,実効チャネルの周波数連続性を実現できることを示した.本稿では.文献[3]の屋内伝搬実験に基づき,疑似固有ベクトルを用いるPE-SDM (Pseudo Eigenbeam-Space Division Multiplexing)について,実環境におけるMIMO-OFDM伝送特性を評価する.
  • 石田 貴大, 西本 浩, 西村 寿彦, 大鐘 武雄, 小川 恭孝 電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集 2006 (1) 368 -368 2006年09月07日 [査読無し][通常論文]
  • 岩崎 浄人, 西村 寿彦, 大鐘 武雄, 小川 恭孝 電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集 2006 (1) 400 -400 2006年09月07日 [査読無し][通常論文]
  • 西本 浩, 西村 寿彦, 大鐘 武雄, 小川 恭孝 電子情報通信学会技術研究報告. RCS, 無線通信システム 106 (223) 1 -6 2006年08月24日 [査読無し][通常論文]
     
    各周波数で送信ビーム形成を行う周波数選択性フェージング環境下のMIMOシステムにおいて,送信機における演算量の削減,及び,受信側で観測される等価的なチャネルの周波数連続性を実現する疑似固有ベクトル手法が提案されている.疑似固有ビーム空間分割多重(PE-SDM)では,その特性を活用した簡易なチャネル推定精度の改善法を用いることで,通常の固有ビーム空間分割多重(E-SDM)と同等,またはそれ以上の良好な特性が得られることが報告されている.本稿では,PE-SDMをMIMO-OFDM方式に適用し,遅延環境の違い,及び,干渉キャンセラ導入の効果について特性評価を行い,併せて通常のE-SDM特性との比較を行う.シミュレーション結果から,PE-SDMでは伝搬遅延が短いときにはチャネル推定精度を更に向上できること,また,並列干渉キャンセラを導入することにより完全な固有ビームを形成するE-SDMよりも良好な特性を得ることを確認した.
  • 石田 貴大, 西本 浩, 西村 寿彦, 大鐘 武雄, 小川 恭孝 電子情報通信学会技術研究報告. RCS, 無線通信システム 106 (223) 7 -12 2006年08月24日 [査読無し][通常論文]
     
    周波数選択性フェージング環境において送信側で周波数フラットな送信ウェイトを用いるFFE-SDMでは,受信側でMMSE-FDEを用いる場合,等化後の残留符号間干渉,及び,ストリーム間干渉を考慮したストリーム品質基準を用いて送信リソース制御を行うことで特性を改善できることが報告されている.本稿では,受信機に並列干渉キャンセラ(PIC)を導入してストリーム間干渉を低減する場合について,提案されている品質基準を用いたFFE-SDM,及び,通常のSDMとの特性比較を行った.その結果,SDMに比べてFFE-SDMはフェージング相関に対してロバストであり,PIC適用時には簡易に算出可能なストリーム品質基準が実用的であることが確認された.
  • 大渡 裕介, 西本 浩, 小川 恭孝, 西村 寿彦, 大鐘 武雄 電子情報通信学会技術研究報告. RCS, 無線通信システム 106 (168) 31 -36 2006年07月12日 [査読無し][通常論文]
     
    送受信機の双方に複数のアンテナを設置したMIMOシステムを用いてOFDM信号を送信するMIMO-OFDM空間分割多重において,送信側でチャネル情報(CSI)が既知の場合,固有ビーム空間分割多重(E-SDM)方式を用いることができ,MIMOチャネル最大の容量が得られる.筆者らは時間領域で最小二乗法を適用し,推定したCSIをフィードバックすることにより,情報量が削減でき,かつ良好な特性が得られることを報告してきた.本研究では,時間領域で推定したCSIの内,先頭から主要な成分だけをフィードバックする手法を提案し,更なる情報量削減を図った.
  • 西本 浩, 西村 寿彦, 大鐘 武雄, 小川 恭孝 電子情報通信学会技術研究報告. RCS, 無線通信システム 106 (168) 61 -66 2006年07月12日 [査読無し][通常論文]
     
    各周波数で送信ビーム形成を行う周波数選択性フェージング環境下のMIMOシステムにおいて,送信機における演算量の削減,及び,受信側で観測される等価的なチャネルの周波数連続性を実現する疑似固有ベクトル手法が提案されている.本稿では,疑似固有ベクトルを用いるPE-SDMを,MMSE周波数領域等化を行うシングルキャリア方式に適用した場合について,リソース制御で必要となるサブストリーム品質基準の違い,及び,符号化手法の違いによる特性比較を行う.結果から,各周波数でビーム形成を行う場合には,送受信素子数の増加に伴い品質基準の違いによる特性差が小さくなることが認められた.また,ブロック内全体で符号化を行う場合には更に特性差が縮まり,簡易なリソース制御基準が実用的であることが確認された.
  • 岩崎 浄人, 西村 寿彦, 大鐘 武雄, 小川 恭孝 電子情報通信学会技術研究報告. RCS, 無線通信システム 106 (168) 73 -78 2006年07月12日 [査読無し][通常論文]
     
    直接拡散符号分割多重(DS-CDM)では,多数の遅延パスが存在する周波数選択性フェージング環境下において,コード間干渉による拡散符号の直交性が崩れ,ビット誤り率特性が劣化してしまう.ただし,このコード間干渉は周波数領域等化(FDE)を行うことで,劣化を軽減できる.一方,マルチコードCDM伝送では多重化することでシングルコード伝送よりもPAPRが増加してしまう.PAPR低減手法として,拡散前のデータの位相等をピーク電力が少なくなるよう変化させる手法がある.このとき,位相変化量などを副情報として伝送しなければならない.本研究では,その副情報を符号の冗長性として考え,伝送路符号との繰り返し復号を行うことで特性改善を図る手法を提案する.ここでは,その簡単な検証として偶パリティを用いた繰り返し復号について,その誤り率特性を評価した.その結果,周波数選択性フェージング時にMMSE-FDEを適用した場合において,簡単な偶パリティによる繰り返し復号でも,フレーム誤り率10^<-3>で約3dBの利得が得られることがわかった.
  • 西本 浩, 西村 寿彦, 大鐘 武雄, 小川 恭孝 電子情報通信学会技術研究報告. RCS, 無線通信システム 106 (119) 125 -130 2006年06月15日 [査読無し][通常論文]
     
    周波数選択性フェージング環境下におけるMIMOシステムでは,各周波数において固有ベクトルによる送信ビームを形成することで最適伝送となる.しかし,周波数ポイント数が多い場合には各周波数での固有値演算は大きな計算負荷となる.また,周波数毎の固有値演算から得られる固有ベクトルは一般に周波数連続性を持たない.このとき,受信側で観測される等価的なチャネルは大きな遅延広がりを生じてしまう.本稿では,周波数連続である疑似固有ベクトルを簡易に求める手法を提案し,それにより観測されるチャネルの遅延広がりを抑制できることを示す.更に,MIMO-OFDMにおいて疑似固有ベクトルを用いたPE-SDMと通常のE-SDMの特性比較を行い,チャネル推定時にはPE-SDMはE-SDMと同等,またはそれ以上の良好な伝送特性を与えることを報告する.
  • 大渡 裕介, 小川 恭孝, 西村 寿彦, 大鐘 武雄 電子情報通信学会技術研究報告. RCS, 無線通信システム 106 (25) 37 -42 2006年04月14日 [査読無し][通常論文]
     
    送受信側に複数のアンテナを設置し,各送信アンテナごとに独立したOFDM信号を送信するMIMO-OFDM空間分割多重では,マルチパス環境においても符号間干渉なしに伝送速度の向上が期待できる.さらに,送信側でチャネル情報(CSI)が既知の場合,MIMOチャネルにおける最大スループットを得る固有ビーム空間分割多重(E-SDM)方式を用いることができる.しかしながら,FDD方式のOFDMでは各サブキャリア毎にCSIをフィードバックする必要があり,通信容量を圧迫してしまう.本論文では,筆者らが以前より提案している時間領域で最小二乗法を適用し,推定したCSIをフィードバックすることで情報量を削減でき,さらに良好な特性が得られることを示している.
  • 石田 貴大, 西本 浩, 西村 寿彦, 大鐘 武雄, 小川 恭孝 電子情報通信学会技術研究報告. RCS, 無線通信システム 106 (25) 55 -60 2006年04月14日 [査読無し][通常論文]
     
    周波数選択性フェージング環境下において固有ビーム空間分割多重方式をシングルキャリア伝送に適用する場合,遅延パスにより生じる符号間干渉に対して等化処理が必要になる.受信側でMMSE周波数領域等化を行った場合,遅延パスも考慮した拡張チャネル応答行列に基づく従来の送信リソース制御では信号検出特性が劣化する.本研究では,MMSE周波数領域等化を想定したリソース制御基準を新たに提案し,従来のリソース制御法,及び,通常のSDM伝送との特性比較を行った.その結果,ストリーム間干渉,及び,符号間干渉を考慮した提案方式が良好な特性を与えることが分かった.
  • BUI Huu-Phu, OGAWA Yasutaka, OHGANE Takeo, NISHIMURA Toshihiko 電子情報通信学会総合大会講演論文集 2006 (1) 428 -429 2006年03月08日
  • 大渡 裕介, 小川 恭孝, 西村 寿彦, 大鐘 武雄 電子情報通信学会総合大会講演論文集 2006 (1) 420 -420 2006年03月08日 [査読無し][通常論文]
  • 宮沢 允, 小川 恭孝, 西村 寿彦, 大鐘 武雄 電子情報通信学会総合大会講演論文集 2006 (1) 450 -450 2006年03月08日 [査読無し][通常論文]
  • 高梨 昌樹, 小川 恭孝, 西村 寿彦, 大鐘 武雄 電子情報通信学会総合大会講演論文集 2006 141 -141 2006年03月08日 [査読無し][通常論文]
  • 大河原 純哉, 西村 寿彦, 大鐘 武雄, 小川 恭孝 電子情報通信学会技術研究報告. RCS, 無線通信システム 105 (559) 65 -70 2006年01月19日 [査読無し][通常論文]
     
    複数のアンテナを持つ基地局の同一チャネル内に, 複数のアンテナを持つ端末が複数存在するマルチユーザMIMO環境における上りリンクについて検討を行う.このとき, 基地局での信号検出品質は, 基地局の持つ受信自由度と各ユーザの送信アンテナ数に依存する.信号検出品質を改善する手法として, 各ユーザにおいて複数存在する送信アンテナから使用するアンテナを選択することで, 選択ダイバーシチ効果を得ることが挙げられる.本稿では, 良好なダイバーシチ効果を得る送信アンテナ選択方法について検討を行った.計算機シミュレーションの結果, フィルタ出力後のキャパシティを用いて送信アンテナを選択することで, 良好なダイバーシチ効果を得ることが可能となった.また, 送信アンテナ数も考慮して選択することで, 誤り率特性はさらに改善できることを明らかにした.
  • 西本 浩, 小川 恭孝, 西村 寿彦, 大鐘 武雄 電子情報通信学会技術研究報告. A・P, アンテナ・伝播 105 (355) 127 -132 2005年10月13日 [査読無し][通常論文]
     
    複数のアンテナを搭載したMIMOシステムにおいて, 各送信アンテナから独立な信号ストリームを送信する通常の空間分割多重(SDM)に対し, MIMOチャネルにおける最大スループットを得る固有ビーム空間分割多重(E-SDM)は, 更なる高速伝送を可能にする有効な伝送方式であると考えられる.本研究では, 屋内伝搬測定に基づき, 2×2, 及び, 4×4 MIMOシステムについて, 屋内見通し(LOS), 及び, 見通し外(NLOS)環境におけるE-SDM伝送の特性を比較した.その結果, 実環境においてE-SDMはSDMよりも良好な誤り率特性を示し, NLOS環境よりもLOS環境において優れた特性となることが分かった.しかしながら, LOS環境におけるE-SDM特性はアレー構成によって特性が大きく変動することが認められた.
  • 大渡 裕介, 西村 寿彦, 大鐘 武雄, 小川 恭孝 電子情報通信学会技術研究報告. RCS, 無線通信システム 105 (356) 61 -66 2005年10月13日 [査読無し][通常論文]
     
    送受信側に複数のアンテナを設置し, 各送信アンテナから独立したOFDM信号を送信するMIMO-OFDM空間分割多重では, マルチパス環境においても符号間干渉なしに伝送速度の向上が期待できる.ただし, 受信側では, マルチパス遅延波を含む全ての信号が同時に観測されるため, 空間フィルタリング等を用いて各信号を分離・検出する必要がある.このMIMO-OFDM空間分割多重通信システムを実験的に検証するために構築した評価システムにおいて, 高精度のチャネル推定, およびMMSE基準に基づく順序付け逐次復号による特性改善が実験的に確認されている.本研究では, この評価システムに誤り訂正符号及びViterbi復号アルゴリズムを適用し, 誤り率特性の改善を図った.
  • Phu Bui Huu, Ogawa Yasutaka, Ohgane Takeo, Nishimura Toshihiko 電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集 2005 (1) 424 -424 2005年09月07日
  • 田中 豊久, 西村 寿彦, 大鐘 武雄, 小川 恭孝 電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集 2005 (1) 431 -431 2005年09月07日 [査読無し][通常論文]
  • 西本 浩, 小川 恭孝, 西村 寿彦, 大鐘 武雄 電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集 2005 (1) "S -7"-"S-8" 2005年09月07日 [査読無し][通常論文]
  • 高梨 昌樹, 小川 恭孝, 西村 寿彦, 大鐘 武雄 電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集 2005 "S -19"-"S-20" 2005年09月07日 [査読無し][通常論文]
  • 大河原 純哉, 西村 寿彦, 大鐘 武雄, 小川 恭孝 電子情報通信学会技術研究報告. RCS, 無線通信システム 105 (121) 53 -58 2005年06月10日 [査読無し][通常論文]
     
    複数のアンテナを持つ基地局の同一チャネル内に複数のアンテナを持つ端末が複数存在するマルチユーザMIMO環境における上り回線について検討を行う.このとき, 基地局での信号検出品質は基地局の持つ受信自由度と各端末の送信アンテナ数に依存する.本稿では, 各端末において複数存在する送信アンテナの使用数を減らすことで受信自由度の効率利用を考え, さらに信号検出精度の高いアンテナを選択することによる改善効果について検討を行った.その結果, マルチユーザMIMO環境において送信アンテナを選択することで, 信号検出品質が向上することが明らかになった.
  • 秦 保雄, 西村 寿彦, 大鐘 武雄, 小川 恭孝 電子情報通信学会技術研究報告. RCS, 無線通信システム 105 (121) 65 -70 2005年06月10日 [査読無し][通常論文]
     
    送受信アンテナが複数存在するMIMOチャネル通信において, TDD下り回線へのE-SDM方式の適用を検討する.送信側で取得したチャネル情報より送信ウエイトを計算してから, 実際にデータを送信するまでの時間差が大きいと, 直交チャネルが形成できずに特性劣化の要因となる.本研究では, 既に提案されているチャネルの一次外挿を用いたチャネル変動誤差補償法を検証するため, フェージングシミュレータを用いたE-SDM方式の室内実験を行った.また, E-SDMの送信リソース制御の簡略化を行い, 装置化するうえで重要な計算負荷の軽減についても検討する.実験の結果, 一次外挿によるチャネル変動誤差補償法は非常に効果的で, 優れた特性を示すことが確認できた.
  • 西本 浩, 西村 寿彦, 小川 恭孝, 大鐘 武雄 電子情報通信学会技術研究報告. RCS, 無線通信システム 105 (121) 71 -76 2005年06月10日 [査読無し][通常論文]
     
    近年, 無線通信では大容量伝送を可能にするMIMOシステムが注目を集めている.マルチパスリッチな環境では, 送信アンテナの偏波方向と異なる偏波成分も強く受信側に到来するものと考えられる.本稿では, 3つの偏波に等しい送受信利得を持たせるため, 3本のオムニアンテナを互いに直交させたトライポールアンテナを用いて3×3 MIMO-SDMシステムを構築し, 屋内伝搬実験結果から伝送特性を評価した.その結果, トライポールアンテナは低い相関を与えるが, 本実験で使用した伝搬環境では直線アレーと比べてあまり大きな特性の違いは認められなかった.
  • 西本 浩, 小川 恭孝, 西村 寿彦, 大鐘 武雄 電子情報通信学会総合大会講演論文集 2005 (1) 244 -244 2005年03月07日 [査読無し][通常論文]
  • 星野 正幸, 高草木 恵二, 大鐘 武雄, 小川 恭孝, 西村 寿彦 電子情報通信学会総合大会講演論文集 2005 (1) 533 -533 2005年03月07日 [査読無し][通常論文]
  • 高梨 昌樹, 小川 恭孝, 西村 寿彦, 大鐘 武雄 電子情報通信学会総合大会講演論文集 2005 121 -121 2005年03月07日 [査読無し][通常論文]
  • 西本 浩, 小川 恭孝, 西村 寿彦, 大鐘 武雄 電子情報通信学会技術研究報告. A・P, アンテナ・伝播 104 (676) 123 -128 2005年02月24日 [査読無し][通常論文]
     
    本稿では, 室内マルチパス環境において行ったアンテナ素子間相互結合の影響を含むMIMO伝搬実験結果から, 見通し内, 及び, 見通し外について多数の異なるアンテナ配置における2×2, 4×4 MIMO-SDM伝送のビット誤り率を求め, チャネル相関, 固有値分布を含めて特性を評価した.その結果, 見通し外に比べ, 見通し内環境は概して良好な特性を持つが, アンテナ配置の違いにより特性の変動が大きい傾向にあることが確認された.
  • 松野下 昌弘, 西村 寿彦, 大鐘 武雄, 小川 恭孝 電子情報通信学会技術研究報告. RCS, 無線通信システム 104 (679) 81 -86 2005年02月24日 [査読無し][通常論文]
     
    送受信側に複数のアンテナを設置し, 各送信アンテナから独立したOFDM信号を送信するMIMO-OFDM空間分割多重では, マルチパス環境においても符号間干渉なしに伝送速度の向上が期待できる.ただし, 受信側では, マルチパス遅延波を含む全ての信号が同時に観測されるため, 空間フィルタリング等を用いて各信号を分離・検出する必要がある.筆者らは, MIMO-OFDM空間分割多重通信システムを実験的に検証するために, MMSE基準の空間フィルタリングを行う受信機やフェージングシミュレータを用いた評価システムを構築し検討を行ってきた.本研究では, 本評価システムのハードウェアおよびソフトウェア上の性能向上について検討した結果について報告する.
  • 高梨 昌樹, 小川 恭孝, 西村 寿彦, 大鐘 武雄 電子情報通信学会技術研究報告. A・P, アンテナ・伝播 104 (675) 207 -212 2005年02月23日 [査読無し][通常論文]
  • 柴原 孝治, 西村 寿彦, 大鐘 武雄, 小川 恭孝 電子情報通信学会技術研究報告. RCS, 無線通信システム 104 (678) 37 -42 2005年02月23日 [査読無し][通常論文]
     
    符号化MIMO-OFDM方式における, 並列干渉キャンセラ(PIC)の適用について検討を行った.構成が簡単なハードキャンセラは, 信頼度の低いレプリカによる誤り伝搬の影響を低減するため, 干渉キャンセル係数を導入するのが一般的である.ここでは, 従来とは異なり, 空間フィルタに干渉除去係数を設けたハードキャンセラを提案する.さらに, 干渉キャンセルの復号遅延を低減するため, OFDMシンボル毎に繰り返し処理を行うシンボル毎PICも適用した.その結果, 計算負荷・処理遅延が小さい構成が実現でき, ソフトキャンセルによるPICとの劣化も低く抑えられることがわかった.
  • 墨井 健二, 西村 寿彦, 大鐘 武雄, 小川 恭孝 電子情報通信学会技術研究報告. RCS, 無線通信システム 104 (678) 43 -48 2005年02月23日 [査読無し][通常論文]
     
    ターボ符号化MIMO-SDMでは, 軟出力の信号分離技術が必要となる.軟出力MAP復号を用いた信号検出は最適な受信方式であるが, 変調多値数, 送信素子数の増加に伴い, 計算量が指数関数的に増大し, 処理の複雑さが大きな問題となる.これに対し, Sphere Decodingは計算量削減に有効な手法として知られている.しかし, その際, 計算量の削減に伴い軟入力ターボ復号に必要な尤度まで削減されてしまう場合がある.本稿では, このような場合の尤度の算出方法について提案, 検討を行った.その結果, 本手法が計算量削減に有効であることがわかった.
  • 田中 豊久, 大鐘 武雄, 西村 寿彦, 小川 恭孝 電子情報通信学会技術研究報告. RCS, 無線通信システム 104 (599) 37 -42 2005年01月21日 [査読無し][通常論文]
     
    第3世代の移動通信方式として既にサービスが提供されているW-CDMAは, 引き続き性能向上のため仕様策定が行われている.下り回線に関しては最高14.4MbpsのHigh Speed Downlink Packet Access(HSDPA)が規定され, 引き続いてMIMOの適用が検討されている.ここでは, W-CDMA方式の上り回線にMIMOを適用した場合について計算機シミュレーションにより検討した.
  • 西村寿彦, 西本 浩, 小川 恭孝, 大鐘 武雄 信学総大, March. 2005 241 -241 2005年 [査読無し][通常論文]
  • 秦保雄, 西村 寿彦, 大鐘 武雄, 小川 恭孝 信学ソ大, Sep. 2005 423 -423 2005年 [査読無し][通常論文]
  • 西本 浩, 小川 恭孝, 西村 寿彦, 大鐘 武雄 電子情報通信学会技術研究報告. A・P, アンテナ・伝播 104 (396) 53 -58 2004年10月29日 [査読無し][通常論文]
     
    本稿では,多数の散乱波が存在すると考えられる屋内見通し内伝搬環境,及び,見通し外伝搬環境において行った伝搬実験結果から,アンテナ素子間相互結合の有無によるMIMO-SDM伝送特性への影響を考察した.その結果,見通し内伝搬環境は見通し外伝搬環境に比べ概して良好な特性を示すが,アンテナの素子間隔や配列方向の違いにより,特性の変動が大きい傾向にあること,また,素子間相互結合の影響も大きい傾向にあることが分かった.
  • 中村 雄一郎, 小川 恭孝, 西村 寿彦, 大鐘 武雄 電子情報通信学会技術研究報告. RCS, 無線通信システム 104 (258) 79 -84 2004年08月20日 [査読無し][通常論文]
     
    マルチパス環境下で,波形歪を受けにくいOFDM方式は,無線LANにも利用されている.送受信側の双方に複数のアンテナを設置して,各送信アンテナから独立な信けを送ることによって,100Mbpsを超える高速伝送を実現するMIMO-OFDM空間分割多重方式の研究が行われている.本橋では,少ないトレーニングシンボルでのチャネル推定を行う3通りの方法の比較検討を行っている.その結果,筆者らが以前より提案している時間領域での最小自乗法に基づく手法が優れたチャネル推定を可能にすることが分かった.次に,この手法をチャネルと送受信機関の周波数オフセット推定法に拡張し,IEEE802.ilaと同じブリアンブルの長さで両者の推定が可能であることを示している.
  • 松野下 昌弘, 西村 寿彦, 大鐘 武雄, 小川 恭孝 電子情報通信学会技術研究報告. RCS, 無線通信システム 104 (258) 103 -107 2004年08月20日 [査読無し][通常論文]
     
    送受信側に複数のアンテナを設置し,各送信アンテナから独立なOFDM信号を送信するMIMO-OFDM空間分割多重では,マルチパス環境においても符号間干渉の影響なしに伝送速度の向上が期待できる.このMIMO-OFDMにおいては,各送信アンテナからの信号を受信側で分離・検出することが必要となる.そのために必要な高いチャネル推定精度は,0FDM通信系の少ないトレーニングシンボルにおいても,それに依存する条件数を小さくすることで実現できることが報告されている.本稿では,実際にMIMO-OFDM実験系を構成し,条件数の大小がチャネル推定精度,およびBER特性にどのように依存するのかを実験的に検証した.
  • 西本 浩, 小川 恭孝, 西村 寿彦, 大鐘 武雄 電子情報通信学会技術研究報告. A・P, アンテナ・伝播 104 (202) 25 -30 2004年07月15日 [査読無し][通常論文]
     
    本報告では,MIMOシステムにおいて各チャネル間の独立性が崩れる可能性のある,見通し内伝搬路で行った5.2GHz帯での伝搬実験結果から,そのような環境における2×2MIMO-SDMの有効性を検証し,見通しとならない環境における特性との比較を行っている.また,複数のアンテナ素子を設置したときに生じる素子間相互結合の有無による特性への影響も検討している.その結果,見通し内伝搬環境においても多数の散乱波が存在する場合にはSDM方式が有効であり,見通し外伝搬環境に比べ概して良好な特性を示すが,アンテナの素子間隔や配列方向の違いにより,見通し内伝搬環境は特性の変動が大きい傾向にあること,また,素子間相互結合の影響も大きい傾向にあることがわかった.
  • 柴原 孝治, 西村 寿彦, 大鐘 武雄, 小川 恭孝 電子情報通信学会技術研究報告. RCS, 無線通信システム 104 (123) 31 -35 2004年06月11日 [査読無し][通常論文]
     
    送信側、受信側共に複数のアンテナを用いたMIMOシステムの各送信アンテナから独立なOFDM信号を送信するMIMO-OFDM方式は通信容量の増加の期待できる手法である.本稿では,IEEE802.11aの規格に準じた変調方式や符号化器を想定し,誤り訂正符号化MIMO-OFDMの受信側の処理に並列干渉キャンセラ(PIC)を用いた構成の特性評価を行い,さらにそのシステムにおける処理遅延を低減する検討も行った.結果から,並列干渉キャンセラによる改善が見られ,パケット伝送に適していることがわかった.処理遅延を低減したシンボル毎PICに大きな特性劣化がないことも示した.
  • 墨井 健二, 西村 寿彦, 大鐘 武雄, 小川 恭孝 電子情報通信学会技術研究報告. RCS, 無線通信システム 104 (123) 37 -42 2004年06月11日 [査読無し][通常論文]
     
    ターボ符号化MIMO-SDMでは,軟出力の信号分離技術が必要となる.軟出力MLDは最適な受信方法であるが,ターボ復号と軟出力MLDを繰り返して復号する手法を用いる場合,処理の複雑さが大きな問題点となる.そこで,軟出力MLDの繰り返し処理の簡略化について提案し,また,簡略化MLDへの適用も検討した.その結果,本手法が計算量削減に有効であることがわかった.
  • 柴原 孝治, 西村 寿彦, 大鐘 武雄, 小川 恭孝 電子情報通信学会総合大会講演論文集 2004 (1) 519 -519 2004年03月08日 [査読無し][通常論文]
  • 西尾 啓介, 小川 恭孝, 西村 寿彦, 大鐘 武雄 電子情報通信学会総合大会講演論文集 2004 (1) "S -27"-"S-28" 2004年03月08日 [査読無し][通常論文]
  • 西本 浩, 小川 恭孝, 西村 寿彦, 大鐘 武雄 電子情報通信学会総合大会講演論文集 2004 (1) "S -33"-"S-34" 2004年03月08日 [査読無し][通常論文]
  • 古田 敬幸, 西村 寿彦, 大鐘 武雄, 小川 恭孝 電子情報通信学会技術研究報告. RCS, 無線通信システム 103 (680) 49 -54 2004年02月25日 [査読無し][通常論文]
     
    周波数選択性フェージングをうけるMIMOチャネル環境において,遅延波を取り込み結合推定,系列推定を行う手法は,最適な復号方法であるが遅延波数や送信ストリーム数増加に伴う計算量の増加が問題となる.そこで,誤り訂正符号を用いた周波数選択性フェージング環境下MIMOシステムにおいて,Sphere DecodingやM-Algorithimを適用しメトリック計算量削減を図る.本稿では,周波数選択性フェージングのSDMとE-SDMおいて,各種計算量削減アルゴリズムを適用し,メトリック計算量の削減効果と特性劣化の関係について検討した.
  • 大鐘武雄 信学論 (B) 87 (9) 1162 -1171 2004年
  • 墨井健二, 西村 寿彦, 大鐘 武雄, 小川 恭孝 2004年電子情報通信学会総合大会 516 -516 2004年 [査読無し][通常論文]
  • 西本 浩, 小川 恭孝, 西村 寿彦, 大鐘 武雄 電子情報通信学会技術研究報告. RCS, 無線通信システム 103 (460) 139 -144 2003年11月21日 [査読無し][通常論文]
     
    MIMOシステムに空間分割多重方式を適用するMIMO-SDMの評価では,送受信アンテナ間の各チャネルは独立で同一のレイリーフェージング環境と仮定されることが多く,この仮定の下では,受信側での処理により良好な信号ストリームの分離検出が可能となる.本報告では,伝搬路の実測結果をもとに,チャネル間の独立性が崩れる可能性のある,見通し内伝搬路でのMIMO-SDMの有効性を示している.また,極めて散乱波の少ない電波暗室内における見通し内環境についても評価を行なっている.
  • 西本 浩, 西村 寿彦, 小川 恭孝, 大鐘 武雄 電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集 2003 (1) 236 -236 2003年09月10日 [査読無し][通常論文]
  • 大島 功三, 小川 恭孝, 大鐘 武雄 電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集 2003 (1) 383 -383 2003年09月10日 [査読無し][通常論文]
  • 星野 正幸, 上杉 充, 大鐘 武雄, 小川 恭孝, 西村 寿彦 電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集 2003 (1) 390 -390 2003年09月10日 [査読無し][通常論文]
  • 西村 寿彦, 大鐘 武雄, 小川 恭孝, 鷹取 泰司, 長 敬三 電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集 2003 (1) 408 -408 2003年09月10日 [査読無し][通常論文]
  • 大鐘 武雄, 小川 恭孝, 西村 寿彦 電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集 2003 (1) "SS -34"-"SS-35" 2003年09月10日 [査読無し][通常論文]
  • 古田 敬幸, 西村 寿彦, 大鐘 武雄, 小川 泰孝 電子情報通信学会技術研究報告. RCS, 無線通信システム 103 (253) 7 -12 2003年08月21日 [査読無し][通常論文]
     
    周波数選択性フェージングをうけるMIMOチャネル環境において,遅延波を取り込み結合推定,系列推定を行う手法は,最適な復号方法であるが遅延波や送信ストリーム数増加に伴う計算量の増加が問題となる.そこで,Sphere Decoding (SD)を適用する.SDは受信ポイントの周りに範囲を設けその範囲に含まれる情報ポイントのみ判定するものである.本稿では,周波数選択性フェージングがSDに与える影響を調べ, SDMとE-SDMにSDを適用しメトリック計算量の削減効果と特性劣化の関係について検討した.
  • 堤 貴彦, 西村 寿彦, 大鐘 武雄, 小川 恭孝 電子情報通信学会技術研究報告. RCS, 無線通信システム 103 (204) 13 -18 2003年07月18日 [査読無し][通常論文]
     
    各種空間分割多重方式について,チャネル情報に誤差がある場合の誤り率特性を比較検討した.また,固有ビーム空間分割多重(E-SDM)方式と重み付きSDM(w-SDM)においては,一次外挿法を用いることにより,特性の改善を図った.その結果,ハチャネルの時間変動が大きい場合には,送信側で処理を行わない結合推定を用いたSDM(JD)の特性より劣化することが明らかとなった.しかし,送信側で一次外挿法を用いることで,大きな改善効果が得られることが確認できた.
  • 西尾 敬介, 小川 恭孝, 西村 寿彦, 大鐘 武雄 電子情報通信学会技術研究報告. RCS, 無線通信システム 103 (66) 83 -90 2003年05月23日 [査読無し][通常論文]
     
    送受信側の双方に複数のアンテナを用いるMIMOシステムにおいて各送信アンテナから独立なOFDM信号を送信するMIMO-OFDM空間分割多重では,符号間干渉の問題を解消するとともに送信アンテナの数だけ伝送速度を高めることができる.本橋では,MIMO-OFDM空間分割多重の構成を示し,その必須技術である,少ないトレーニングシンボルでのチャネル推定法の検討を行い,推定精度劣化原因を明らかにしている.この考察に基づき,送信アンテナ数が2および4の場合について推定精度を改善するトレーニングシンボルの選択法を提案している.更に各種のMIMO受信方式の比較を行っている.
  • 古田 敬幸, 大鐘 武雄, 西村 寿彦, 小川 恭孝, 冨里 繁 電子情報通信学会総合大会講演論文集 2003 (1) 775 -775 2003年03月03日 [査読無し][通常論文]
  • 堤 貴彦, 西村 寿彦, 大鐘 武雄, 小川 恭孝 電子情報通信学会総合大会講演論文集 2003 (1) 776 -776 2003年03月03日 [査読無し][通常論文]
  • 西村 寿彦, 大鐘 武雄, 小川 恭孝, 鷹取 泰司, 長 敬三 電子情報通信学会総合大会講演論文集 2003 (1) "S -55"-"S-56" 2003年03月03日 [査読無し][通常論文]
  • 木村 広志, 西村 寿彦, 大鐘 武雄, 小川 恭孝 電子情報通信学会技術研究報告. RCS, 無線通信システム 102 (675) 1 -5 2003年02月27日 [査読無し][通常論文]
     
    MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)チャネルにおいて送信側でチャネル情報が既知の場合は,E-SDM(Eigenbeam-Space Division Multiplexing:固有ビーム空間分割多重方式)方式を用いることにより通常のSDM方式と比較してチャネル容量が改善される.E-SDM方式においてFECを導入し,その効果を考察する.ここでは,FECとして特にターボ符号を用いた.計算機シミュレーションを行った結果,FECを導入したE-SDMの特性がSDM方式を上回ったが,無符号化の時ほどの改善はみられないことがわかった.
  • 西尾 敬介, 小川 恭孝, 西村 寿彦, 大鐘 武雄 電子情報通信学会技術研究報告. RCS, 無線通信システム 102 (551) 121 -126 2003年01月10日 [査読無し][通常論文]
     
    OFDM方式はマルチパス伝搬環境において符号間干渉の影響をほぼ除くことができるため荷速伝送に適している.また,送受信の双方に複数のアンテナを用いるMIMOシステムでは異なる送信アンテナから独立な信号を送る空間分割多重が可能となるため伝送速度を高めることができる.本論文では,まず,OFDM伝送率に適したアダプティブアンテナの構成法とウェイト決定法を述べている.次に,これを要素技術とするMIMO-OFDM空間分割多重方式の提案を行い,シミュレーションによって,良好な特性が得られることを示している.
  • 西村 寿彦, 大鐘 武雄, 小川 恭孝, 鷹取 泰司, 長 敬三 電子情報通信学会技術研究報告. RCS, 無線通信システム 102 (551) 127 -132 2003年01月10日 [査読無し][通常論文]
     
    送受信アンテナが複数存在するMIM0チャネル通信において,送信側でチャネル応答行列が既知の場合に通信容量を大きく改善できる2つの手法,重み付きBLASTとE-SDMについて考察した.はじめに,送信側のそれぞれの制御法について,送信電力・伝送レート制御を考慮して検討した.次に,受信側の制御法,特に重み付きBLAST送信に対する受信方式について計算機シミュレーションを行って評価した.最後に,重み付きBLASTとE-SDMのビット誤り率を計算し,その特性について比較した.その結果,重み付きBLASTはE-SDMに比較して高い誤り率を示すものの,Zero-forcing法やV-BLAST受信を行う場合,フィードバックのデータ量が少なく,端末の負荷も比較的少ないのでアプリケーションによっては有望な手法であることがわかった.
  • 土居義晴, 伊藤 忠芳, 岩見 昌志, 中尾 正悟, 宮田 健雄, 北門 順, 大鐘 武雄, 小川 恭孝 2003信学総大, March "S -43"-"S-44" 2003年 [査読無し][通常論文]
  • 大島 功三, 小川 恭孝, 大鐘 武雄 電子情報通信学会技術研究報告. NS, ネットワークシステム 102 (201) 31 -36 2002年07月17日 [査読無し][通常論文]
     
    高速伝送ユーザーが存在する時のW-CDMA方式では干渉の影響が大きな問題となるため,アダプティブアレーアンテナを用いることが提案されている.下り回線においては上り回線の信号を用いて各ユーザからの信号の到来方向を推定し,そのウェイトを決定する方式が有効と期待される.到来方向推定法には,一般にMUSIC法やESPRIT法といった高分解能推定法が知られているが,できる限り演算負荷を軽減するために高分解能推定法を避け,干渉を抑えた上で2つの素子間の位相差を測る方式について,逆拡散前のSIRと推定精度の関係などを計算機シミュレーションにより検討する.
  • 高梨 昌樹, 西村 寿彦, 小川 恭孝, 大鐘 武雄 電子情報通信学会技術研究報告. A・P, アンテナ・伝播 102 (230) 77 -82 2002年07月17日 [査読無し][通常論文]
     
    信号の到来方向推定を行う際の受信アンテナとして等間隔リニアアレーが用いられることが多い.これはコヒーレントな複数の信号が到来する場合でも,SSPを適用することによって推定可能になるため等による.しかし,対称性による方向の曖昧さや推定精度が方向に依存するという問題点がある,円アレーを用いたときこれらの問題点は解消されるが,SSPを適用することができないためコヒーレント波の推定は不可能になる.本稿ではまずCUBAを用いたコヒーレント波の到来方向推定について示す.しかし,この手法では通常の円アレー同様,信号の到来天頂角が異なった場合には推定できないという問題点がある.そこで,円アレーを積み重ねた円柱アレーを用いることで方位角,天頂角の二次元の到来方向推定が可能になることを示す.
  • 木村 広志, 西村 寿彦, 大鐘 武雄, 小川 恭孝 電子情報通信学会技術研究報告. RCS, 無線通信システム 102 (204) 19 -24 2002年07月10日 [査読無し][通常論文]
     
    MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)チャネルにおいて送信側でチャネル情報が未知の場合と既知の場合についてそれぞれターボ符号を適用した.送信側でチャネル情報が未知の場合では,SDM(Space Division Multiplexing:空間分割多重)を用いたターボ符号を提案し,STBC(Space-Time Block Codes)とターボ符号を組み合わせた方式との比較を行った.送信側でチャネル情報が既知の場合においては,送信MRC(Maximal Ratio Combining)を用いたターボ符号とE-SDM(Eigenbeam-Space Division Multiplexing:固有ビーム空間分割多重)方式を用いたターボ符号について計算機シミュレーションにより比較を行った.結果として,送信素子数4,受信素子数2の場合においては,送信側でチャネル情報が未知の場合にSDM方式を用いたターボ符号が優れた特性を示し,送信側でチャネル情報が既知の場合は送信MRCを用いたターボ符号がE-SDMを用いたターボ符号よりも良い特性を示した.
  • 西村 寿彦, 大鐘 武雄, 小川 恭孝, 鷹取 泰司, 長 敬三 電子情報通信学会技術研究報告. RCS, 無線通信システム 102 (204) 25 -30 2002年07月10日 [査読無し][通常論文]
     
    固有ビーム空間分割多重(E-SDM)方式は,MIMOチャネル通信で受信側の素子数が少ない場合に有効とされている.ここでは,E-SDM方式において,送信ウエイトを決定する際に用いるチャネル応答行列が実際の伝搬時のチャネル応答と異なる場合の特性評価を行う.この場合,完全に直交した固有ビーム空間を形成することはできないため,受信側で最大比合成を行っても平均誤り率特性にはフロアが観測される.しがって,Zero-Forcing法や結合推定が必要になる.受信側で結合推定を行った計算機シミュレーションの結果,チャネル変動の相関が0.8程度でも通常のSDMよりも特性が優れていることが分かった.
  • 宮下 和巳, 西村 寿彦, 大鐘 武雄, 小川 恭孝, 鷹取 泰司, 長 敬三 電子情報通信学会技術研究報告. RCS, 無線通信システム 102 (86) 13 -18 2002年05月17日 [査読無し][通常論文]
     
    MIMOチャネル情報が送信側で既知の場合,固有ベクトルを用いたマルチビーム形成により直交チャネルを形成し,注水定理による送信電力制御を行うことで,チャネル容量を最大とすることができる.ここでは,この概念に基づき,固有ビーム空間分割多重(E-SDM)方式を提案し,計算機シミュレーションにより従来のSDM方式との比較を行った.その結果,送信素子数5,受信素子数2の場合において,平均誤り率10^-3で約10[dB]の利得が得られることが明らかとなった.
  • 土居 義晴, 伊藤 忠芳, 北門 順, 宮田 健雄, 中尾 正悟, 大鐘 武雄, 小川 恭孝 電子情報通信学会技術研究報告. RCS, 無線通信システム 102 (22) 171 -176 2002年04月12日 [査読無し][通常論文]
     
    SDMA(Space Division Multiple Access)移動通信方式は、同一エリアで同一時刻に同一周波数を複数ユーザが共用して通信を行う方式である。また、空間分離ができれば、どのような無線プロトコルにも対応できる。よって、従来の方式と互換を保ちながら数倍のユーザを収容することが可能である。本稿では、開発した4素子のSDMA方式のPHS基地局を用いて3端末が同時に空間分割多元接続で通話中の特性を評価するために、屋内性能評価・暗室での指向性パターンの測定。フィールドでのトラフィックと干渉量の測定試験を実施した。これらの試験結果から、開発した4素子SDMA基地局は、3多重時においても十分な干渉抑圧性能を持ち、約2.4倍のトラフィックの向上が見込めることが確認できた。
  • 西村 寿彦, 鷹取 泰司, 大鐘 武雄, 小川 恭孝, 長 敬三 電子情報通信学会技術研究報告. MoMuC, モバイルマルチメディア通信 101 (686) 17 -22 2002年03月07日 [査読無し][通常論文]
     
    SDMA(space division multiple access)方式おいて,基地局及び各端末が複数のアンテナを持つ場合の下り回線用送信ウエイトについて検討する.この場合,基地局・端末間はMIMO(multi-input multi-output)チャネルとなり,更に,SDMA方式では同一チャネル干渉が存在するため単純なビーム形成では良好な受信特性は得られない.提案する手法は,基地局で各端末の受信アンテナそれぞれの組について空間相関を求め,それが最も低くなる素子を1組選択して,それらの素子に対してヌルを形成することによって同一チャネル干渉を低減させるものである.計算機シミュレーションにより提案手法の特性を評価した結果,選択ダイバシーチ効果が観測された.また,端末側で結合推定を行うことによって更に特性が改善されることを明らかにした.
  • 田辺 康彦, 大鐘 武雄, 西村 寿彦, 小川 恭孝, 浅井 孝浩, 冨里 繁 電子情報通信学会技術研究報告. MoMuC, モバイルマルチメディア通信 101 (686) 23 -30 2002年03月07日 [査読無し][通常論文]
     
    本報告ではアダプティブアレーアンテナ(AAA)とMLSEの縦続接続型時空等化器のAAA部にフィードフォワードフィルタ(FFF)を組み込む方式について検討を行った.FFFを用いることにより雑音の時間相関が高まり,最小二乗法でウェイトを最適化する方式では特性が劣化してしまう.このような状況でウェイトを決定する手法の提案を行った.提案方式では伝搬路の遅延広がりが大きい場合,FFFのタップ数が少ない場合に特性が改善されることがわかった.また,AAAをマルチビーム化することによって多入力のViterbiアルゴリズムを適用する手法の提案も行い,遅延広がりが大きい場合に良好な特性が得られることがわかった.
  • SUZUKI Tohru, OHGANE Takeo, OGAWA Yasutaka IEICE transactions on communications 85 (3) 702 -702 2002年03月01日 
    Recently, space division multiple access (SDMA) has been proposed to improve channel efficiency. In this paper, assuming an MMSE adaptive array at a base station, we examine the performance of the system with and without SDMA for both fixed channel assignment (FCA) and dynamic channel assignment (DCA). The performance is evaluated using incomplete service rate as quality of service in addition to the blocking rate and forced call termination rate. The results show that the SDMA achieves 2.08-fold and 1.2-fold capacity improvement at the blocking rate of 3% in FCA on 9 cells per cluster and in DCA, respectively.
  • 土居 義晴, 伊藤 忠芳, 北門 順, 宮田 健雄, 中尾 正悟, 大鐘 武雄, 小川 恭孝 電子情報通信学会技術研究報告. A・P, アンテナ・伝播 101 (489) 9 -14 2001年12月13日 [査読無し][通常論文]
     
    SDMA(Space Division Multiple Access)移動通信方式は、同一エリアで同一時刻に同一周波数を複数ユーザが共有して通信を行う方式である。また、空間分離ができれば、どのような無線プロトコルにも対応できる。よって、従来の方式と互換を保ちながら数倍のユーザを収容できる。今回我々は、SDMA方式のPHS基地局を開発し、性能を確認するために種々の評価実験を実施した。屋内性能評価試験では十分な干渉抑圧能力を持つことを明らかにし、フィールド試験により従来の基地局と比較して、数倍のトラフィック容量を持ち、かつ、与干渉が減少することを確かめた。これらの試験結果から、開発したSDMA基地局は、周波数利用効率の向上に非常に優れた基地局であることを確認できた。
  • 宮野 太樹, 小川 恭孝, 北原 美奈子, 大鐘 武雄, 宮谷 徹彦 電子情報通信学会技術研究報告. RCS, 無線通信システム 101 (436) 19 -24 2001年11月12日 [査読無し][通常論文]
     
    W-CDMAの下り回線においてはマルチパス伝搬に伴う干渉がシステム容量を低下させる。特に高速通信を行うユーザは大電力で送信するため他ユーザに大きな干渉を与える。この干渉の低減にアダプティブアレーアンテナを用いることが有効であり、これまでにも検討結果が報告されている。本稿では上り回線の信号から各パスの到来方向を推定し、下り回線周波数において必要な高速ユーザパス方向にヌルスティアリングを実現するウエイトの決定法を提案している。次に、計算機シミュレーションによってその特性を明らかにする。この方式は上下非対称の回線にも適用できる有効な手法である。
  • 今井 友裕, 小川 恭孝, 大鐘 武雄 電子情報通信学会技術研究報告. A・P, アンテナ・伝播 101 (368) 15 -21 2001年10月20日 [査読無し][通常論文]
     
    本報告では、OFDM通信系におけるアダプティブアレーの提案を行っている。このアレーはFFT後の各搬送波毎にウェイトの乗算を行っており、ガードインターバル内の干渉波のマルチパス波全てを一つのアレー自由度で抑圧し、希望波のマルチパスのエネルギーを取り込むように動作する。希望波と干渉波それぞれのトレーニング区間の信号が既知である条件のもとで、受信側でスライディング相関器を用いて自己相関系列を求め、それぞれのマルチパス波の遅延時間推定を行う。更に、その複素振幅をMMSE基準に従って精度良く推定する。その結果にFFT処理を行い、希望波と干渉波の各搬送波毎にアレー応答ベクトルを求める。それらを用いてウェイトの決定を行う。計算機シミュレーションの結果、従来のウェイト制御アルゴリズムに比べて、出力SINR、ビット誤り率ともに優れた特性を示すことが分かった。
  • 北原 美奈子, 宮谷 徹彦, 小川 恭孝, 大鐘 武雄 電子情報通信学会技術研究報告. A・P, アンテナ・伝播 101 (368) 31 -38 2001年10月20日 [査読無し][通常論文]
     
    W-CDMAで高速データ伝送通信は低拡散率となるためマルチパス干渉で特性が劣化する。このような高速データ伝送通信は下りリンクで多くなると考えられ、下り回線の干渉除去が重要となる。この下り回線の干渉除去を行うのに、アダプティブアレーアンテナを用いることが有効である。これまでに筆者らの提案するアダプティブアレーアンテナ制御法によって干渉除去効果が向上することを報告した。しかし送信方向(送信パス)を変えるとアダプティブアレーアンテナの干渉除去効果が変わり、それに伴って通信特性も変化する。本稿では、送信パスの選択法を比較し、確率的に多くのユーザを収容できるパス選択法を検討したので報告する。
  • 西村 寿彦, 大鐘 武雄, 小川 恭孝 電子情報通信学会技術研究報告. RCS, 無線通信システム 101 (371) 23 -30 2001年10月13日 [査読無し][通常論文]
     
    SDMA 方式の下り回線ビーム形成において, MISO(Multi-Input-Single-Output)およびMIMO(Multi-Input Multi-Output)チャンネルを想定した場合に, 結合推定機能をもつ端末での受信特性について考察する.希望信号の電力がそれぞれの端末で最大となる送信最大比合成ダイバーシチと, 干渉信号電力を最小とするヌル制御の概念から導出した下り回線でのビーム形成法について評価する.計算機シミュレーションから, 結合推定機能を持つ端末を用いた場合, ヌル制御によるビーム形成法は送信最大比合成ダイバーシチとなるビーム形成法より特性が優れているという結果が得られた.
  • 宮田 健雄, 土居 義晴, 伊藤 忠芳, 飯沼 敏範, 大鐘 武雄, 小川 恭孝 電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集 2001 (1) 371 -371 2001年08月29日 [査読無し][通常論文]
  • 嶋田 実, 北門 順, 土居 義晴, 伊藤 忠芳, 飯沼 敏範, 大鐘 武雄, 小川 恭孝 電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集 2001 (1) 373 -373 2001年08月29日 [査読無し][通常論文]
  • 中尾 正悟, 北門 順, 土居 義晴, 西村 寿彦, 大鐘 武雄, 小川 恭孝 電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集 2001 (1) 374 -374 2001年08月29日 [査読無し][通常論文]
  • 大島 功三, 田辺 康彦, 小川 恭孝, 大鐘 武雄 電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集 2001 (1) 539 -540 2001年08月29日 [査読無し][通常論文]
  • 大島 功三, 田辺 康彦, 小川 恭孝, 大鐘 武雄 電子情報通信学会技術研究報告. A・P, アンテナ・伝播 101 (231) 25 -30 2001年07月27日 [査読無し][通常論文]
     
    都市部での移動体通信において, 端末は基地局から見通し外となることが多い.その場合, 信号は端末周辺の多数の散乱体から基地局に, ある広がりをもって入射することになる.この角度広がりを有する信号の分布範囲を推定することは重要なことである.これまで高分解能角度推定法として用いられてきたMUSIC法やESPRIT法は, 点波源を推定する手法であり, 角度広がりを有する波源はこの手法の適用条件を逸脱している.本報告では, 角度広がりを有する波源に対して空間スムーズィング前処理(SSP)を用いたMUSIC法と遺伝的アルゴリズムを併用することにより角度広がりを有する波源を推定することを試みる.
  • 頭川 裕紀, 大鐘 武雄, 小川 恭孝 電子情報通信学会技術研究報告. NS, ネットワークシステム 101 (195) 55 -60 2001年07月19日 [査読無し][通常論文]
     
    次世代の高速ディジタル移動通信に用いる伝送方式としてOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)方式が注目を集めている.マルチパス環境においてOFDM方式を適用する場合, 周波数選択性フェージングにより各サブキャリアは異なる減衰を受ける.そこで, 伝搬路の状態に応じてサブキャリア毎の送信電力を変化させる方式が検討されている.本研究では, OFDM方式において瞬時の伝搬路状態が推定可能な場合, 各サブキャリアに効率的に送信電力を分配することにより誤り率特性の改善を図る.
  • 宮下 和巳, 大鐘 武雄, 西村 寿彦, 小川 恭孝, 土居 義晴 電子情報通信学会技術研究報告. RCS, 無線通信システム 101 (197) 31 -36 2001年07月12日 [査読無し][通常論文]
     
    近年, チャネルの利用効率を向上させるためSDMA(Space Division Multiple Access)方式が提案されている.基地局にアダプティブアレーを用いたTDD/SDMA方式において, 応答ベクトルの時間変動を一次外挿で推定することによって間接的にウェイトを推定する手法が提案されており, その特性が良好であることが報告されている.しかし, より高速な移動通信環境において一次外挿法では推定誤差が大きくなり特性が劣化してしまう.本報告では, 上り回線でのチャネル応答の推定結果を指数関数系で近似し, 下り回線のチャネル応答を推定する手法を提案する.また, 計算機シミュレーションにより従来手法との特性比較を行った.
  • 若林 大輔, 鈴木 達, 大鐘 武雄, 小川 恭孝 電子情報通信学会技術研究報告. RCS, 無線通信システム 100 (663) 43 -49 2001年03月08日 [査読無し][通常論文]
     
    本報告では, 角度広がりを持つ伝搬路におけるSDMA方式チャネル割り当て基準について空間相関を用いる手法を検討した. 角度広がりがある場合, 平均空間相関がチャネル割り当て基準となることがわかったが, 一度の発呼要求時に平均空間相関を求めることはできない. そこで, 瞬時空間相関を用いてチャネル割り当ての可否を判断する手法を提案し, 呼損率と強制切断率とを考慮したQoS (Quality of Service) として, ICR (Incomplete Call Ratio) を定義し, 特性評価を行った. また, ハンドオーバーの要求の割合 HRR (Handover Request Ratio) についても特性評価を行い, 提案手法の有効性を明らかにした.
  • 東中 雅嗣, 大鐘 武雄, 小川 恭孝 電子情報通信学会技術研究報告. RCS, 無線通信システム 100 (663) 87 -93 2001年03月08日 [査読無し][通常論文]
     
    これまで, PRMA方式にマルチビームアダプティブアレーを用いて, 1スロット当たり複数の予約を行う多重予約方式を提案し, その有効性を示してきた. 本研究では, 上りスロットに同方式を用いたTDD無線パケット通信における下りスロットの多重化制御法を提案する. 提案方式では, 送信端末選択時に遅延時間の大きな端末に限定して端末選択を行い, 処理量の低減を図る. また, 上り回線で得られたアレー応答ベクトルを用いて送信ウェイトを決定し, 各端末における推定SINRをもとに多重化の可否を判断する. 計算機シミュレ一ションを用いて評価した結果, 提案方式は, 処理量を低く抑えながら, スループット特性, 及び, 平均パケット遅延時間特性が改善できることが示された.
  • 山下 盛史, 大鐘 武雄, 小川 恭孝 電子情報通信学会技術研究報告. RCS, 無線通信システム 100 (663) 121 -126 2001年03月08日 [査読無し][通常論文]
     
    本研究では, フェージング通信路における受信特性の向上のための技術として, ターボ符号を用いた送信ダイバーシチ方式について検討を行う. 著者らはこれまでに空間分割多重とターボ符号を用いた送信ダイバーシチ方式を提案しており, 優れた特性を持つことを確認しているが, 今回は多値変調方式への適用として, QPSK変調における送受信方式を検討する. 他の送信ダイバーシチ方式とターボ符号の組み合わせにおける誤り率特性との比較を計算機シミュレーションにより行った. その結果, 提案方式は他の方式に比べて優れた誤り率特性を持つことを確認した.
  • 西村 寿彦, 大鐘 武雄, 小川 恭孝 電子情報通信学会総合大会講演論文集 2001 (1) 400 -400 2001年03月07日 [査読無し][通常論文]
  • 大島功三, 田辺 康彦, 小川 恭孝, 大鐘 武雄 電子情報通信学会2001年総合大会, March 58 -58 2001年
  • 北原美奈子, 宮谷 徹彦, 小川 恭孝, 大鐘 武雄 電子情報通信学会総合大会, 2001 413 -413 2001年 [査読無し][通常論文]
  • 頭川裕紀, 大鐘 武雄, 小川 恭孝 信学総大, Mar., 2001 480 -480 2001年 [査読無し][通常論文]
  • 伊藤忠芳, 土居 義晴, 飯沼 敏範, 大鐘 武雄, 小川 恭孝, 野町 真規 信学通信ソサイエティ大会, Sept. 2001 369 -369 2001年 [査読無し][通常論文]
  • 土居, 伊藤 忠芳, 飯沼 敏範, 大鐘 武雄, 小川 恭孝 信学ソ大, 2001 370 -370 2001年 [査読無し][通常論文]
  • 北門順, 土居 義晴, 伊藤 忠芳, 飯沼 敏範, 大鐘 武雄, 小川 恭孝, 嶋田 実 2001信学ソサ大, Sep. 372 -372 2001年 [査読無し][通常論文]
  • 田辺 康彦, 小川 恭孝, 大鐘 武雄 電子情報通信学会技術研究報告. A・P, アンテナ・伝播 100 (341) 37 -42 2000年10月14日 [査読無し][通常論文]
     
    今後, 移動体通信はより高速なシステムを実現することが要求されるが, 周波数選択性フェージングが発生するような環境において到来波の伝搬遅延時間を推定することは極めて重要な技術となる.筆者らはこれまで受信した変調波に直接MUSICアルゴリズムを適用するTD-MUSICアルゴリズムを提案してきたが, その際, キャリア再生が正確に行われることを仮定していた.そこで, 本論文ではキャリア周波数オフセットが存在する際のTD-MUSICアルゴリズムの特性を計算機シミュレーションにより検証した.その結果, TD-MUSICアルゴリズムにおいてはキャリア周波数オフセットの影響が極めて小さいことがわかった.
  • 米澤 伯明, 小川 恭孝, 西村 寿彦, 大鐘 武雄, 土居 義晴 電子情報通信学会技術研究報告. RCS, 無線通信システム 100 (347) 29 -35 2000年10月07日 [査読無し][通常論文]
     
    アダプティブアンテナのウェイト制御をMMSE(Minimum Mean Square Error)基準で行う場合, 所望波と参照信号のタイミングが性格に合わなければ, 両者の相関は低下し, 所望波と干渉波の区別がつかなくなることから, 干渉抑圧が十分に行われないと共に, 所望波抑圧も発生する.そこで, 本研究では従来のルートナイキストフィルタよりも狭い通過帯域幅を有する狭帯域フィルタを用いることにより, 相関低下を軽減させることで第1段階のウェイト制御を行い干渉波を相当抑圧する.そして, 再度アレー出力で同期推定を行い, それに基づく参照信号を用いて改めてウェイトを決定する.計算機シミュレーションの結果, 同期精度が向上し, 出力SINR, BER特性, 共に優れた特性を示すことが分かった.
  • 木村 昌俊, 田辺 康彦, 西村 寿彦, 小川 恭孝, 大鐘 武雄 電子情報通信学会技術研究報告. A・P, アンテナ・伝播 100 (218) 23 -28 2000年07月27日 [査読無し][通常論文]
     
    ネットワークアナライザにより測定された周波数領域データに逆フーリエ変換を行い信号の遅延時間を求める時間領域推定が広く用いられている.また, 逆フーリエ変換では分離ができないような近接した信号に対して, 高分解能な推定が可能なMUSIC法が提案されている.しかし, MUSIC法には多入力信号到来時に特性が劣化するという問題点がある.その問題点の改善のための技術として, Beamspace MUSIC法について検討を行い, 推定結果を計算機シミュレーションにより評価した.また, Beamspace MUSIC法とゲーティング法との推定値の誤差に関して比較検討を行い, Beamspace MUSIC法はゲーティング法よりも誤差が小さい傾向にあることを確認した.
  • 東中 雅嗣, 大鐘 武雄, 小川 恭孝 電子情報通信学会技術研究報告. SSE, 交換システム 100 (193) 69 -74 2000年07月19日 [査読無し][通常論文]
     
    PRMA方式にマルチビームアダプティブアレーを用いて1スロットに複数の予約を許容する方式が提案され、音声端末のみを扱うモデルで既にその有効性が示されている.本研究では, 同方式について音声とデータの統合伝送を行う場合の特性について明らかにし, 各端末の送信許可確率を空きスロットに対して高く, 一部予約スロットに対して低く設定する手法を提案する.これによって, 送信許可が下りないことによるパケット遅延の抑制と一部予約スロットにおける既予約端末の受信失敗の低減を図る.計算機シミュレーションによって特性評価を行った結果, 提案方式は音声パケット破棄確率及び平均データパケット遅延時間特性の改善が実現できることが確認された.
  • 山下 盛史, 大鐘 武雄, 小川 恭孝 電子情報通信学会技術研究報告. SSE, 交換システム 100 (192) 83 -88 2000年07月18日 [査読無し][通常論文]
     
    本研究では, フェージング通信路における受信特性の向上のための技術として, ターボ符号と送信ダイバーシチ技術を組み合わせる送受信方式について検討を行い, 数種の組み合わせ方式について誤り率特性を計算機シミュレーションにより評価した.また, ターボ符号と送信ダイバーシチ技術の組み合わせ方式において, 送信側では, 空間分割多重の概念を用いたターボ符号化を行い, 送信側では, 空間多重化された受信信号を分離せずにターボ復号を行う方式を提案した.評価の結果, 提案方式は他の方式に比べて優れた誤り率特性を持つことを確認した.
  • 荒木 祐, 小川 恭孝, 大鐘 武雄 電子情報通信学会総合大会講演論文集 2000 (1) 41 -41 2000年03月07日
  • 西村 寿彦, 千葉 恒彦, 田辺 康彦, 大鐘 武雄, 小川 恭孝, 北門 順, 土居 義晴 電子情報通信学会総合大会講演論文集 2000 (1) 412 -412 2000年03月07日 [査読無し][通常論文]
  • 田辺 康彦, 西村 寿彦, 小川 恭孝, 大鐘 武雄 電子情報通信学会総合大会講演論文集 2000 (1) 492 -492 2000年03月07日 [査読無し][通常論文]
  • 若林 大輔, 大鐘 武雄, 小川 恭孝 電子情報通信学会総合大会講演論文集 2000 (1) 524 -524 2000年03月07日 [査読無し][通常論文]
  • 花木 明人, 大鐘 武雄, 小川 恭孝 電子情報通信学会総合大会講演論文集 2000 (1) 527 -527 2000年03月07日 [査読無し][通常論文]
  • 北原 美奈子, 小川 恭孝, 大鐘 武雄 電子情報通信学会技術研究報告. RCS, 無線通信システム 99 (638) 1 -8 2000年02月18日 [査読無し][通常論文]
     
    DS-CDMAでマルチレートサービスを行うとき、高速信号は拡散率を下げて大電力で送信する。低速ユーザにとって大電力で送信される高速信号は大きな干渉となるので、アダプティブアレーを用いて干渉除去を行うという提案がなされている。上りリンクでは低速ユーザ受信パタンが高速ユーザ方向にヌルを形成することで大電力干渉除去を実現できる。一方、下りリンクでは高速ユーザの送信パタンが低速ユーザ端末方向への利得を低減しなければならない。しかし、従来の方法をそのまま下りリンクに適用しても干渉抑圧が十分には行われない。本稿ではアレーの自由度が圧倒的に不足している状況下で低速ユーザ端末方向の利得を低減するアダプティブアレーの制御法を提案する。この手法は上り回線が低速伝送で下り回線が高速伝送であるような上下非対称な状況でも有効である。
  • 田辺 康彦, 藤嶋 堅三郎, 西村 寿彦, 小川 恭孝, 大鐘 武雄 電子情報通信学会技術研究報告. RCS, 無線通信システム 99 (638) 15 -20 2000年02月18日 [査読無し][通常論文]
     
    高速ディジタル移動体通信において深刻な問題となる周波数選択性フェージングによる波形歪みを補償し, ダイバーシチを実現する方式の一つとして空間領域パスダイバーシチ受信が挙げられる.空間領域パスダイバーシチ受信においては各到来波に正確にシンボルタイミングを合わせることにより特性が改善されることから, MUSIC法を適用する方式が提案されている.しかし, MUSIC法は固有値解析を含むため, 演算量が増大してしまう問題点があった.本研究ではベクトル直交化法を用いてシンボルタイミングを推定することにより, 演算量の削減を計る.この結果, MUSIC法よりも少ない演算量で同程度の特性が得られることがわかった.
  • 鈴木 達, 大鐘 武雄, 小川 恭孝 電子情報通信学会技術研究報告 99 (638) 9 -14 2000年02月18日 [査読無し][通常論文]
  • 花木 明人, 大鐘 武雄, 小川 恭孝 電子情報通信学会技術研究報告 99 (638) 21 -26 2000年02月18日 [査読無し][通常論文]
  • 岸山 祥久, 大鐘 武雄, 西村 寿彦 電子情報通信学会技術研究報告 99 (565) 17 -24 2000年01月21日 [査読無し][通常論文]
  • 東中雅嗣, 大鐘 武雄, 小川 恭孝 電子情報通信学会総合大会, Mar. 2000 533 -533 2000年 [査読無し][通常論文]
  • 山下, 大鐘 武雄, 小川 恭孝 電子情報通信学会通信ソサイエティ大会, Sept. 2000 289 -289 2000年 [査読無し][通常論文]
  • 西村 寿彦, 土居 義晴, 大鐘 武雄, 小川 恭孝, 北門 順 電子情報通信学会技術研究報告. RCS, 無線通信システム 99 (357) 103 -108 1999年10月15日 [査読無し][通常論文]
     
    アダプティブアレーを空間領域の干渉キャンセラとして用いるSDMA方式では、干渉信号が近接している場合に十分に干渉除去が行えないという問題がある。本研究では、SDMA方式にマルチステージ処理を導入して特性の向上を図る。提案する手法では、フレーム誤りによりレプリカの生成を判断することで、誤りを含むレプリカを受信信号から除去することを防止し、フレーム誤り率の改善を目指す。PHSの上り回線通信環境を想定したシミュレーションを行い、干渉信号の到来角、E_b/N1_oおよびCIRの変化によるFER特性について評価した結果、空間相関の高い範囲において大きな改善効果が得られることがわかった。
  • 田辺 康彦, 藤嶋 堅三郎, 西村 寿彦, 小川 恭孝, 大鐘 武雄 電子情報通信学会技術研究報告. RCS, 無線通信システム 99 (356) 89 -95 1999年10月14日 [査読無し][通常論文]
     
    高速TDMA移動通信において,遅延時間差の長い多重波による周波数選択性フェージングは波形歪みの原因となり,深刻な問題となる.これに対してアダプティブアレーを用いて空間領域で各多重波を分離し,遅延時間を揃えて合成する空間領域パスダイバーシチ受信が提案されている.本報告では遅延時間の推定にMUSICアルゴリズムを用いることにより,各多重波の伝搬遅延時間をより正確に推定し,誤り率特性を大幅に改善する手法を提案している.また,簡易に最大比合成を近似する荷重係数の提案を行い,誤り率特性において,最適化された荷重係数とほぼ同程度の特性が得られていることを明らかにした.
  • 北原 美奈子, 小川 恭孝, 大鐘 武雄 電子情報通信学会技術研究報告 99 (356) 81 -88 1999年10月14日 [査読無し][通常論文]
  • 田辺 康彦, 藤嶋 堅三郎, 小川 恭孝, 大鐘 武雄 電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集 1999 (1) 275 -275 1999年08月16日 [査読無し][通常論文]
  • 西村 寿彦, 田辺 康彦, 大鐘 武雄, 小川 恭孝 電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集 1999 (1) 314 -314 1999年08月16日 [査読無し][通常論文]
  • 北原 美奈子, 小川 恭孝, 大鐘 武雄 電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集 1999 (1) 399 -400 1999年08月16日 [査読無し][通常論文]
  • 西村 寿彦, 田邉 康彦, 大鐘 武雄, 小川 恭孝, 土居 義晴 電子情報通信学会技術研究報告. RCS, 無線通信システム 99 (141) 61 -66 1999年06月24日 [査読無し][通常論文]
     
    PHSにSDMAを適用する場合、プリアンブル信号が各ユーザで同一であるため、複数のユーザが同一タイミングで通信を行うとユーザの識別ができず、アダプティブアレーによる干渉除去を行うことができない。この対策として、送信タイミングに時間差を設けユーザを分離することが考えられる。このとき、先に収容されているユーザは単独使用時にタイミング検出を行えるのに対し、後続のユーザは既存ユーザの信号の影響を受けるため、同期タイミングを正確に推定することが難しい。本研究では、2ユーザSDMAを仮定し、相関法、チャネル推定法ならびに簡易なべクトル直交化法により後続ユーザの参照信号の同期タイミング推定を行った結果について示す。
  • 岸山 祥久, 大鐘 武雄, 西村 寿彦, 小川 恭孝, 土居 義晴 電子情報通信学会技術研究報告. RCS, 無線通信システム 99 (141) 67 -72 1999年06月24日 [査読無し][通常論文]
     
    近年、チャネルの利用効率を向上させるため、SDMA (Space Division Multiple Access)方式が提案されている。しかし、基地局にアダプティブアレーを用いたTDD/SDMA方式では、上り回線で得られたアレーパターンを下り回線で使用する際、角度広がりのある動的なレイリー伝搬路を想定した場合には、上下回線間の時間差により下り回線で誤り率が劣化する場合があることが報告されている。本報告では、アダプティブアレーのウエイトが各アンテナ素子における応答ベクトルにより一意に表せることに着目し、応答ベクトルの時間変動を推定することによって間接的にウエイトを推定する手法を提案する。また、計算機シミュレーションによって従来手法との比較、特性の評価を行う。
  • 藤嶋 堅三郎, 小川 恭孝, 大鐘 武雄 電子情報通信学会技術研究報告. RCS, 無線通信システム 99 (19) 19 -24 1999年04月22日 [査読無し][通常論文]
     
    高速ディジタル移動通信においては、遅延時間差の長い多重伝搬波による波形歪みのため特性が劣化する。これに対して、波形歪み抑圧と伝搬するエネルギーの有効利用のため、多重波をアダプティブアレーによって空間領域で分離して遅延時間を一致させた後合成する空間領域パスダイバーシチが提案ざれている。多重波に対して最大比合成を実現すると合成後のSINRが最大となることから誤り率特性は最適となるが、厳密には実現不可能である。本報告では、受信した多重波に対し最大比合成を近似的に実現する手法を提案し、その誤り率特性が厳密な最大比合成に近いことと、等利得合成と比較してBER特性が大幅に改善されていることを明らかにしている。また、受信する多重波のうち一部を用いる場合は近似的にSINRの高い順に選択する手法を述べ、良好な特性が得られることも明らかにした。
  • 西村 寿彦, 大鐘 武雄, 小川 恭孝 電子情報通信学会総合大会講演論文集 1999 (1) 399 -399 1999年03月08日 [査読無し][通常論文]
  • 鈴木 達, 大鐘 武雄, 小川 恭孝 電子情報通信学会総合大会講演論文集 1999 (1) 400 -400 1999年03月08日 [査読無し][通常論文]
  • 伊藤 晋朗, 大鐘 武雄, 小川 恭孝 電子情報通信学会技術研究報告. RCS, 無線通信システム 98 (601) 117 -122 1999年02月18日 [査読無し][通常論文]
     
    無線パケット伝送方式はパケットの衝突によるスループットの低下が問題となる。解決手法としてマルチビームアダプティブアレー(MBAA)をパケット伝送に応用することにより衝突したパケットから同時に複数のパケットを取り出せることが知られている。この技術をPRMA方式に適用できれば多重予約を行うことができる。本報告では多重予約を実現する手法として、予約されたスロットに追加予約を行う端末を優先する方式1と既予約端末を優先する方式2を提案した。破棄確率及びスループット特性を評価した結果。提案方式2が優れていること、また、通常のPRMA方式と比較すると2素子MBAAで収容端末数を2倍程度まで改善できることがわかった。
  • 田邉康彦, 小川 恭孝, 大鐘 武雄 1999信学総大 59 -59 1999年 [査読無し][通常論文]
  • 田中 大輔, 大鐘 武雄, 小川 恭孝 電子情報通信学会技術研究報告. RCS, 無線通信システム 98 (358) 103 -108 1998年10月22日 [査読無し][通常論文]
     
    近年, チャネルの利用効率を向上させるため, SDMA(Space Division Multiple Access)という手法が提案されている.本報告ではアダプティブアレーを3ユーザのSDMAに適用した場合について検討する.チャネル割り当て可否の判断には, 空間相関を用いることとする.3ユーザが存在するとき3つの空間相関値が与えられる.信号が特定の方向から入射するものと仮定すると, すでに提案した3ユーザの割り当て基準は, 空間相関値の最大値を判定するものであった.しかし, この割り当て基準の設定手法は不適切であり, 3つの空間相関値の自乗和と積の関係によって割り当て可否を判断する手法が適切な割り当て基準であることがわかった.
  • 田辺 康彦, 小川 恭孝, 大鐘 武雄 電子情報通信学会技術研究報告. RCS, 無線通信システム 98 (358) 109 -114 1998年10月22日 [査読無し][通常論文]
     
    ディジタル無線通信において, 多重波による波形歪みは高速伝送の大きな妨げとなる.従って, 各多重波の遅延時間の推定が重要である.本稿では信号の到来方向の違いを利用して信号相関を抑圧し, 時間領域で測定されたデータにMUSIC法を適用する手法を提案するとともに, その分解能特性を示した.その結果, SNRが30dB以上では高精度な推定が可能である事が分かった.また, PN符号を送信し, そのスライディング相関出力にMUSIC法を適用する事によりSNRを向上させ, 推定制度を改善できる事を示した.さらに, この手法を応用し, 遅延時間と到来方向を同時に推定する二次元MUSIC法の定式化を行い, 高分解能性を示した.
  • 岸山 祥久, 大鐘 武雄, 小川 恭孝 電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集 1998 (1) 272 -272 1998年09月07日 [査読無し][通常論文]
  • 杉原 史朗, 小川 恭孝, 大鐘 武雄 電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集 1998 (1) 509 -510 1998年09月07日 [査読無し][通常論文]
  • 藤嶋 堅三郎, 小川 恭孝, 大鐘 武雄 電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集 1998 (1) 517 -518 1998年09月07日 [査読無し][通常論文]
  • 花木 明人, 大鐘 武雄, 小川 恭孝 電子情報通信学会技術研究報告. RCS, 無線通信システム 98 (159) 39 -45 1998年06月29日 [査読無し][通常論文]
     
    従来のMMSEアダプティブアレーとMLSEの縦続接続構成法ではインパルス応答の一部を固定する拘束条件が必要となるため, 拘束した信号成分に対応するパスと干渉波が近接した場合に出力SINRが低下し, 遅延波電力を有効利用できないという問題が生じていた.本稿では, 従来方式の問題点を改善し, 遅延波電力が有効に利用できるパラメータ推定法を提案する.指向性パターンから出力SINRを評価した結果, 提案方式は出力SINRが低下する頻度を減少させることがわかった.また, 準静的フェージング環境における平均誤り率特性を比較した結果, 平均誤り率1.0×10^-2において提案方式は従来方式に対して2dB, 平均誤り率1.0×10^-3では3dBの利得があり, 提案方式が従来方式より遅延波電力を有効に利用できることが明らかになった.
  • 村上 誉, 小川 恭孝, 大鐘 武雄 電子情報通信学会技術研究報告. RCS, 無線通信システム 98 (159) 87 -94 1998年06月29日 [査読無し][通常論文]
     
    本稿では、遺伝的アルゴリズム(GA)を用いた、移動通信における固定チャネル割り当て法の提案を行っている。まず、GAの概要を述べ、次に干渉を伴わない割り当てを形成する手法を提案している。49セル、80セル、101セルの3つの環境に対して、トーナメント選択、エリート保存選択、チャネルに着目した多点交叉を適用し、さらに干渉の発生を監視することで、有効な割り当てを実現できることを示している。また、シミュレーションを用いることにより、本提案手法において効率の良い収束を可能とする各種のパラメータの設定に関して考察を行った。
  • 菊地 亨, 小川 恭孝, 大鐘 武雄 電子情報通信学会総合大会講演論文集 1998 (1) 125 -125 1998年03月06日 [査読無し][通常論文]
  • 花木 明人, 大鐘 武雄, 小川 恭孝 電子情報通信学会総合大会講演論文集 1998 (1) 534 -534 1998年03月06日 [査読無し][通常論文]
  • 田中 大輔, 大鐘 武雄, 小川 恭孝 電子情報通信学会総合大会講演論文集 1998 (1) 535 -535 1998年03月06日 [査読無し][通常論文]
  • 田中 大輔, 大鐘 武雄, 小川 恭孝 電子情報通信学会技術研究報告. RCS, 無線通信システム 97 (549) 95 -100 1998年02月20日 [査読無し][通常論文]
     
    近年、チャネルの利用効率を向上させるため、SDMA(Space Division Multiple Access)という手法が提案されている。本報告では3素子のアダプティブアレーをSDMAに適用した場合について検討する。チャネル割り当て可否の判断には、空間相関を用いることとする。3ユーザが存在するとき、信号が特定の方向から入射するものと仮定すると、各信号の平均SNRが20dB以上であり空間相関値が全て0.89以下であれば、同一セル内で同一チャネルを割り当てることが可能となる。このしきい値のもとで、計算機シミュレーションによって呼損率特性を検討した結果、呼損率の著しい改善効果が明らかとなった。
  • 大鐘, 小川 恭孝 1998信学総大, 3 759 -760 1998年
  • 村上, 小川 恭孝, 大鐘 武雄 1998信学総大 558 -558 1998年 [査読無し][通常論文]
  • 小川 恭孝, 佐々木 隆平, 大鐘 武雄, 伊藤 精彦 電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集 1997 (1) 68 -68 1997年08月13日 [査読無し][通常論文]
     
    複数のウエイトベクトルを持つアダプティブアレーを用いて到来する各多重伝搬波を分離し、遅延時間を一致させた後合成する空間領域パスダイバーシチは伝送されるエネルギーを有効利用する方法である。多重波の中に近接して到来する伝搬波が含まれている場合、アダプティブアレーによるそれらの分離が良好に行なわれないため、等しい重みで合成した場合には、特性が劣化することがある。本報告では、多重波信号電力とアダプテイブアレーの誤差電力を考慮した荷重合成法を空間領域パスダイバーシチに適用することを提案する。
  • 大鐘 武雄, 小川 恭孝, 伊藤 精彦 電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集 1997 (1) 69 -69 1997年08月13日 [査読無し][通常論文]
     
    チャネルの利用効率を向上させるため, 同一セル内で同一チャネルを複数のユーザに割り当てるPDMA(Path Division Multiple Access)あるいはSDMA(Space Division Multiple Access)という概念が提案されている. 筆者らはアダプティブアレーを用いたPDMA方式において, チャネル割り当て基準を示し, 呼損率特性の検討を行った. ここでは, 本方式と通常の指向性アンテナを用いた場合の比較を行う.
  • 山崎 健一郎, 大鐘 武雄, 小川 恭孝 電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集 1997 (1) 295 -295 1997年08月13日 [査読無し][通常論文]
     
    DS/CDMA方式では、逆拡散時の符号を直交化することにより、簡易なブラインドアルゴリズムで実現した干渉キャンセラであるOMFが検討されている。筆者らは緩やかな同期が保たれていると仮定し、マルチユーザ検出を容易に行なうことができるブラインド干渉キャンセラを提案したが、本稿ではこのブラインド干渉キャンセラにRLSアルゴリズムを用いた場合に演算量を削減できることを示し、時変フェージング時の特性を計算機シミュレーションを用いて評価する。
  • 伊藤 晋朗, 大鐘 武雄, 小川 恭孝 電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集 1997 (1) 307 -307 1997年08月13日 [査読無し][通常論文]
     
    スロットアロハ方式において、基地局にマルチビームアダプティブアレーを用いてバケットの衝突を回避し、スループットを高める方式が提案されている。しかし、マルチビーム形成はスロットの到着時間差を利用しているため、長いプリアンブルを必要とする。そこで、本稿では、各ユーザが複数のPN符号をランダムに使用することにより、伝送効率の劣化を低減する手法を検討し、そのスループット特性を示す。
  • 土居 義晴, 大鐘 武雄, 唐沢 好男 電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集 1997 (1) 311 -311 1997年08月13日 [査読無し][通常論文]
     
    移動通信システムの高速化、大容量化を実現するためには、符号間干渉(Inter-Symbol Interference: ISI)と同一チャネル干渉(Co-Channel Interference: CCI)を克服しなけれげならない。筆者らはパス選択型アダプティブアレーとMLSE(Maximum Likelihood Sequence Estimation)を組み合わせてパスダイバーシチ利得が得られる干渉キャンセラを提案してきた。本稿では、提案した干渉キャンセラをTDMA/TDDセルラーシステムの基地局に適用すると共に、移動局には1シンボル遅延波までを等化できる等化器を搭載し、送信アダプティブアレーと受信等化器による下り回線の特性改善に関する検討・評価を行なったので報告する。
  • 星野 正幸, 大鐘 武雄, 小川 恭孝 電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集 1997 (1) 404 -404 1997年08月13日 [査読無し][通常論文]
     
    陸上移動通信における波形歪みの対策として、様々な適応等化技術が検討されている。筆者らはこれまで、判定帰還型等化器(DFE)の適応アルゴリズムに差分量を盛り込む方式を提案してきた。一方でDFEは、ダイバーシチとの組み合わせにより良好な特性を示すことが報告されている。本稿では差分量近似を用いた適応アルゴリズムによりダイバーシチとの合成受信系を制御する方式を検討する。
  • 土居 義晴, 大鐘 武雄, 唐沢 好男 電子情報通信学会技術研究報告. RCS, 無線通信システム 97 (194) 27 -32 1997年07月25日 [査読無し][通常論文]
     
    筆者らは, 以前にシングルビーム形成型のダイバーシチブランチ選択アダプティブアレーと, 最ゆう推定等化器を組み合わせた高利得干渉キャンセラを提案している. このシステムは, 1つのアンテナ指向性パターンで, ダイバーシチブランチとなる所望波と遅延時間の短い遅延波を選択するため, これらの信号の到来方向が接近している場合でも十分なパスダイバーシチ利得が得られる. 本稿では, このキャンセラをTDMAのセルラー基地局に適用し, 移動局側に1シンボル遅延までを等化できる等化器を搭載した移動通信システムを想定し, 送信アダプティブアレーと受信等化器による下り回線の通信品質向上効果について検討・評価を行なった. その結果, 通信速度に対して移動局の移動速度が十分遅いと, 下り回線においても上り回線と同様にパスダイバーシチ利得が得られることが明らかになった.
  • 星野 正幸, 大鐘 武雄, 小川 恭孝 電子情報通信学会技術研究報告. RCS, 無線通信システム 97 (194) 33 -38 1997年07月25日 [査読無し][通常論文]
     
    ディジタル陸上移動通信で高速・高品質伝送を実現するためには, アルゴリズムの簡略化と周波数選択性フェージングへの追従性能を同時に満足しなければならない. 本稿では, 判定帰還型等化器に用いる適応アルゴリズムとして, 差分量を導入したLMSアルゴリズムを提案する. 差分量の導入により単純マルコフプロセス近似の可能な伝搬路を追従する能力の向上が期待できる. このアルゴリズムを用いて, 簡易な構成となるLMS-DFEを設計し, 計算機シミュレーションにより伝送特性の評価を行なった結果, 通常のLMS-DFEのフロア誤りを半減できることが明らかとなった. 更に, ダイバーシチ合成DFEへの拡張についても検討し, 同様の評価を行なっている.
  • 山崎 健一郎, 大鐘 武雄, 小川 恭孝 電子情報通信学会技術研究報告. RCS, 無線通信システム 97 (194) 57 -62 1997年07月25日 [査読無し][通常論文]
     
    本報告ではDS-CDMAにおけるブラインド型マルチユーザ検出器について検討する. 本検出器は各ユーザ間の同期がほぼ保たれていると仮定した場合に, 逆拡散後の各ユーザの信号を平均的なサンプルタイミングで同時にサンプリングすることで受信器の構成が簡易なものとできる. 最適ウェイトは受信信号と各逆拡散符号の相互相関値のみで求められるため, 判定信号や参照信号を必要としないプラインドアルゴリズムが適用できる. また, 受信信号の相関行列が実対称行列となることを利用してRLSアルゴリズムを用いた場合には, 演算量を約半分に削減できる. 計算機シミュレーションにより, 本方式が簡易にマルチユーザ検出のできる受信器であることを確認する.
  • 伊藤 晋朗, 大鐘 武雄, 小川 恭孝 電子情報通信学会技術研究報告. RCS, 無線通信システム 97 (193) 103 -108 1997年07月24日 [査読無し][通常論文]
     
    従来, マルチビームアダプティブアレーを用いたスロットアロハ方式は, 到着時間差によるPN符号のずれを用いてパケットの分離検出を行なっていた. 本報告では, 従来方式にさらに各ユーザーが複数のPN符号からランダムに選択することによって, 分離検出することを提案する. 計算機シミュレーションによりスループット特性の評価を行なった結果, 同一時刻の同一PN符号によるパケットの衝突はあるものの, 最大到着時間差を低減しても高いスループットが得られることがわかった. このため, プリアンプル長の増加を抑えることによる伝送効率の改善や, 遅延プロファイルのピーク検出分解能の低下によるスループット劣化の回避が図られる.
  • 佐々木 隆平, 小川 恭孝, 大鐘 武雄, 伊藤 精彦 電子情報通信学会技術研究報告. RCS, 無線通信システム 97 (193) 109 -116 1997年07月24日 [査読無し][通常論文]
     
    高速ディジタル移動通信においては, 1ビット当たりのエネルギーが小さくなるとともに遅延時間差の長い多重伝搬波のため特性が劣化する. この多重波信号電力の有効利用と歪み補慣を図る手段として, 複数のウエイトベクトルを持つアダプティブアレーを用いて, 到来する各多重伝搬波を分離し, 遅延時間を一致させた後合成する空間領域パスダイバーシチが提案されている. 多重波の中には近接して到来する伝搬波が含まれている場合もあるため, 特性が劣化することがある. 本報告では, この改善方法として, 多重波信号電力とアダプティブアレーの誤差電力を考慮した荷重合成法を提案した. その結果, 劣化要因であった到来角度が非常に近接した伝搬環境において従来の等利得合成と比較して提案方式は, 大幅にBER特性を改善できることが明らかになった.
  • 佐々木 隆平, 小川 恭孝, 大鐘 武雄, 伊藤 精彦 電子情報通信学会総合大会講演論文集 1997 (1) 699 -700 1997年03月06日 [査読無し][通常論文]
     
    高速ディジタル移動通信においては, 遅延時間差の長い多重波による周波数選択性フェージングが重大な問題になる. アダプティブアレーは, 遅延時間差の長い多重波ほど抑圧効果が良好になることから周波数選択性フェージング対策として期待されている. さらに, 遅延時間差の異なる信号を複数のウエイトベクトルで個別に受信し, 遅延時間差の補正を行った後, 合成する空間領域パスダイバーシチ受信によって多重波ひずみ補償と伝搬エネルギーの有効利用が図られる,. 本報告では, 高アンテナ基地局にアダプティブアレーを配置したとき, 即ち, 各多重波が複数の特定の方向から入射する場合におけるBER特性の検討を行った. BER特性は, フェージングの影響を受けていない場合と準静的フェージングを受けた場合に分けて, 計算機シミュレーションにより求めた.
  • 大鐘武雄, 小川 恭孝, 伊藤 精彦 信学通信総合大会, 1997 477 -477 1997年 
    チャネルの利用効率を向上させるため, 同一セル内で同一チャネルを複数のユーザに割り当てるPDMA(Path Division Multiple Access)あるいはSDMA(Space Division Multiple Access)という慨念が提案されている. 筆者らはアダプティブアレーを用いたPDMA方式において, チャネル割り当て基準に関して検討し, 各信号のアンテナ入力ベクトルの相関が適当な基準であることを示した. ここでは, 本方式における呼損率特性に関して検討する.
  • 大鐘 武雄, 小川 恭孝, 伊藤 精彦 電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集 1996 (1) 386 -386 1996年09月18日 
    チャネルの利用効率を向上させるため,同一セル内で同一チャネルを複数のユーザに割り当てるPDMA(Path Division Multiple Access)あるいはSDMA(Space Division Multiple Access)という概念が提案されている.しかし,同一チャネル干渉を除去する手法を用いても,所要の誤り率特性を得られない状況が存在する場合には,同一チャネルを割り当てる基準が必要となる.ここでは,アダプティブアレーを用いたPDMA方式において,チャネル割り当て基準に関して検討する.
  • 八木 宏樹, 小川 恭孝, 大鐘 武雄, 伊藤 精彦 電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集 1996 (1) 402 -402 1996年09月18日 [査読無し][通常論文]
     
    高速陸上移動通信においては、周囲の環境によって反射、回折、散乱のために多量波が発生し、著しい特性劣化が生ずる。これらの多重波を抑圧するために、アダプティブアレーを用いることが提案されている。一方、道路沿いの建物等が原因でこれらの多重波が広い範囲にわたって多数入射するため、アダプティブアレーの自由度を超える多重波が入射することがある。本稿ではパタンの自由度を超える多重波が入射するときのアダプティブアレーの特性をシミュレーションにより明らかにした。
  • 加藤 喜久, 大鐘 武雄, 小川 恭孝, 伊藤 精彦 電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集 1996 (1) 406 -406 1996年09月18日 [査読無し][通常論文]
     
    近年、周波数資源の有効利用を目的として同一無線チャネル干渉除去技術が検討されている。本報告では、基地局にアダプティブアレーを配置することを提案し、基地局と移動局の間の見通しがほとんどない場合、即ち各到来波が基地局の周囲から多数入射する場合のBER特性の評価を計算機シミュレーションにより行った。
  • 土居 義晴, 大鐘 武雄 電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集 1996 (1) 408 -408 1996年09月18日 [査読無し][通常論文]
     
    将来のディジタル移動通信の高速化大容量化にそなえ、符号間干渉(Inter-Symbol Interference:ISI)と同一チャネル干渉(Co-Channel Interference:CCI)が同時に存在する電波伝搬環境において、良好なディジタル無線通信を行なうための手法の確立が必要である。筆者らはアダプティブアレーアンテナとMLSE(Maximum Likelihood Sequence Estimation)を組み合わせてパスダイバーシチ利得が得られる干渉キャンセラを提案してきたが、これらの特性評価は、すぺて準静的なレイリーフェージング伝搬路で行われてきた。そこで、本稿では、動的なレイリーフェージング伝搬路における特性評価を行ったので報告する。
  • 山崎 健一郎, 大鐘 武雄, 小川 恭孝 電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集 1996 (1) 418 -418 1996年09月18日 [査読無し][通常論文]
     
    DS/CDMA方式では、リバースリンクにおいて干渉キャンセラを導入して容量増加をはかる検討が行われている。OMFは逆拡散時の符号を直交化することにより、簡易なブラインドアルゴリズムで実現した干渉キャンセラである。一方、基地局でマルチユーザ検出を考えた等化器も検討されているが、完全非同期条件では構成がやや複雑になる。そこで本稿では、緩やかな同期が保たれていると仮定し、マルチユーザ検出を容易に行なうことができるブラインド干渉キャンセラについて検討し、その評価を計算機シミュレーションにより行なう。
  • 星野 正幸, 大鐘 武雄, 小川 恭孝 電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集 1996 (1) 424 -424 1996年09月18日 [査読無し][通常論文]
     
    陸上移動通信では、波形歪みの対策として様々な適応等化技術が検討されている。そのうち判定帰還型等化器(DFE)は、演算量が比較的少なく1チップDSPでの実現も容易である。今後の伝送速度向上の必要性から、本稿では現在検討されているRLSと比較して各段に計算量の少ない、LMSの修正アルゴリズムによる等化を試みる。
  • 八木 宏樹, 小川 恭孝, 大鐘 武雄, 伊藤 精彦 電子情報通信学会技術研究報告. RCS, 無線通信システム 96 (212) 9 -14 1996年08月08日 [査読無し][通常論文]
     
    高速陸上移動通信おいては, 所望波とともに周囲の環境による反射, 散乱, 回折が原因で遅延時間差を持った多重波が発生する. 多重波抑圧をアダプティプアレーで行うことが提案されているが, アンテナ高が低い場合には, 周囲の建物等が原因で, これらの多重波が広い範囲にわたって到来する. このような状況下ではパタンの自由度を超える数の多重波が到来することが予想される. 自由度を超えた多重波が到来するときのアダプティブアレーの特性を主としてシミュレーションにより考察し, 0.1〜0.3シンボル長以内の遅延時間差を有する多重波はほぼ1つの信号とみなされ, 自由度が消費されることによる重大な特性劣化は起きないことが明らかになった.
  • 土居 義晴, 大鐘 武雄 電子情報通信学会技術研究報告. RCS, 無線通信システム 96 (212) 27 -32 1996年08月08日 [査読無し][通常論文]
     
    我々は, 低C/Iでもパスダイバーシチ効果を持つ, アダプティブアレーアンテナと最ゆう推定等化器を組み合わせた高利得干渉除去システムを提案してきた. 本システムは, 1番目の到来波と一定時間以内の遅延波を同時に合成するため, 従来のアダプティブアレーアンテナと比べて, アンテナ素子数が少なくても良好に動作すると考えられる. そこで本稿では, 到来波数よりもアンテナ素子数が少ないときの高利得干渉除去システムの特性をシミュレーションで明らかにした. その結果, (到来波数)-(所望局からの一定時間以内の遅延波数)と同数以上のアンテナ素子数があれば, 良好に干渉除去を行うことができ, 軽減困難な誤りを生じないことが分かった.
  • 加藤 喜久, 大鐘 武雄, 小川 恭孝, 伊藤 精彦 電子情報通信学会技術研究報告. RCS, 無線通信システム 96 (29) 29 -34 1996年04月26日 [査読無し][通常論文]
     
    セルラシステムにおいて、同ーチャネル干渉の影響を抑圧するために、基地局にアダプティブアレーアンテナを配置した。各到来波が基地局の周囲から多数入射する場合のSIR、SINR特性を、計算機シミュレーションによって評価した。移動局の場所を固定し各到来彼の平均電力を一定として瞬時変動に対するダイバーシチ利得を評価した結果、基地局のアンテナ本数と総到来波数が等しい場合には、総到来波数の増加とともに特性の向上が見られた。また、総到来波数より基地局のアンテナ本数が多い場合にはダイバーシチ利得が得られた。移動局がセル内に一様に分布する場合には、上下回線の相関が1の時、下り回線のSINR特性は繰り返しゾーン数が1でも大きな効果が得られ、平均SINRの5%値は約16.3dBであった。
  • 土居 義晴, 大鐘 武雄, 小川 英一 電子情報通信学会総合大会講演論文集 1996 (1) 483 -483 1996年03月11日 [査読無し][通常論文]
     
    将来のディジタル移動通信の高速化、大容量化にそなえ符号間干渉(Inter-Symbol Interference:ISI)と同一チャネル干渉(Co-Channel Interference:CCI)が同時に存在する電波伝搬環境において、良好なディジタル無線通信を行なうための手法の確立が必要である考えられる。筆者らはアダプティブアレーアンテナとMLSEを組み合わせてパスダイバーシチ利得が得られる干渉キャンセルシステムを提案してきたが、平均C/Iが低くなると十分な利得が得られない欠点があった。本稿では、トレーニング信号とトレーニング期間のデータサンプリング間隔に工夫を加えることにより、低C/Iにおいても十分なパスダイバーシチ利得が得られる、アダプティブアレーとMLSEを組み合わせた干渉キャンセラを提案する。
  • 大鐘 武雄, 小川 恭孝, 伊藤 精彦 電子情報通信学会総合大会講演論文集 1996 (1) 504 -504 1996年03月11日 [査読無し][通常論文]
     
    セルラ方式において周波数利用効率を改善するためにアダプティブアレーによる同一チャネル干渉除去が提案されている.ここでは,さらに,下り回線において送信電力制御を行うことを検討する.
  • 土居 義晴, 大鐘 武雄, 小川 英一 電子情報通信学会技術研究報告. RCS, 無線通信システム 95 (490) 15 -21 1996年01月25日 [査読無し][通常論文]
     
    アダプティブアレーアンテナと最ゆう推定等化器を組み合わせた低C/Iでもパスダイバーシチ効果を持つ干渉キャンセラを提案する. 本キャンセラはトレーニング信号とトレーニング期間のデータサンプリングタイミングに工夫を加ることにより, 所望波と一定遅延時間以内に到来するISI(Inter-Symbol Interference)を同時に取り込み, 最ゆう推定を用いて等化する事によりパスダイバーシチ利得を取得する. ISIとCCI(Co-Channel Interference)が混在する準静的なレイリーフェージング伝搬路における本キャンセラの平均BER特性を計算機シミュレーションにより明らかにした. その結果, 干渉波を良好に除去していること, 低C/Iでも優れたパスダイバーシチ効果が得られることが明らかになった.
  • 大鐘 武雄 電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集 1995 (1) 215 -215 1995年09月05日 
    セルラ方式において周波数利用効率を改善するためにアダプティブアレーによる同一チャネル干渉除去を提案した.ここでは,誤り率特性について評価する.
  • 土居 義晴, 大鍾 武雄, 小川 英一 電子情報通信学会技術研究報告. SAT, 衛星通信 95 (160) 19 -24 1995年07月20日 [査読無し][通常論文]
     
    アダプティブアレーアンテナと最ゆう推定等化器を組み合わせたISI(Inter Symbol Interference)・CCI(Co-Channel Interference)適応キャンセラを提案する。本適応キャンセラの準静的なレイリーフェージング伝搬路における平均BER特性を計算機シミュレーションにより明らかにした。アダプティブアレーアンテナのウェイトベクトルの計算アルゴリズムはウィナー解を採用した。その結果アダプティブアレーによりCCIが除去されること、C/Iが大きくなるにつれ最ゆう推定等化器によるパスダイバーシチ効果が顕著になることが明らかになった。
  • 土居 義晴, 大鐘 武雄 電子情報通信学会総合大会講演論文集 1995 (1) 27 -27 1995年03月27日 [査読無し][通常論文]
     
    多重遅延波による受信信号の歪みが、ディジタル移動通信においては、通信品質の劣化を引き起こす。我々は多重遅延波を高分解能に推定できるSuper-resolution PN correlation method (SPM)について、これまで計算機シミュレーションによってその分解能特性等を明らかにしてきた。本稿では、Delay Simulatorを用いた簡易な実験システムを構築し、SPMが持つ分解能の高さを実験的に検証し良好な結果が得られたので報告する。
  • 土居義晴, 大鐘 武雄, 小川 英一 信学通信ソサイエティ大会, 1995 1995年 [査読無し][通常論文]
     
    ディジタル移動通信において周波数利用効率を高める方法として同一周波数の繰り返し利用は有効な方法であるが、そのためには同一チャネル干渉(Co-Channel Interference:CCI)を克服しなければならない。一方、符号間干渉波(Inter Symbol Interference:ISI)は所望波と同じ情報を持つため有効に利用すればパスダイバーシチ利得が得られる。そのため、CCIの除去能力をもつ適応等化器やパスダイバーシチ能力を持つアダプティブアレーの研究が行われている。本稿では、アダプティブアレーと等化器の組み合わせによるISI・CCIキャンセラを提案する。準静的環境におけるこのキャンセラの平均BER特性を計算機シミュレーションにより明らかにした。
  • 大鐘 武雄 電子情報通信学会秋季大会講演論文集 1994 (1) 357 -357 1994年09月26日 
    セルラ方式において周波数利用効率を改善するためにアダプティブアレーによる同一チャネル干渉除去を提案した.これまでは,移動局-基地局間は1つのパスで接続されていると仮定してきた.ここでは,2つの異なったパスを持つ場合についてSIR特性を評価する.
  • 土居 義晴, 大鐘 武雄 電子情報通信学会技術研究報告. A・P, アンテナ・伝播 94 (38) 45 -52 1994年05月19日 [査読無し][通常論文]
     
    広帯域ディジタル無線通信において、多重遅延波は伝送品質を劣化させる大きな原因である。この多重遅延波を測定する方法としてPN符号相関法が一般的となってきている。ところがPN符号相関法はチップ長より短い時間間隔で到来する遅延波を分離できないため、測定対象によっては必要とする分解能が得られない。この欠点を補うために当研究所からPN符号相関法にMUSIC法とスムーズィング法を組み合わせた高分解能推定法SPMが提案された。本研究では、このSPMが本来持っている分解能と、各種パラメータに対する分解能特性を明らかにした。その結果SPMの分解能はPN符号相関法に比べて40倍程度の分解能を有し、測定時のパラメータを変えることで、さらに高分解能化出来ることがわかった。
  • 渡辺 敏英, 大鐘 武雄 テレビジョン学会誌 46 (10) 1361 -1361 1992年10月20日
  • 神尾 享秀, 三瓶 政一, 大鐘 武雄 通信総合研究所季報 37 (1) p201 -207 1991年02月
  • 大鐘 武雄, 関沢 信也 通信総合研究所季報 37 (1) p13 -17 1991年02月
  • OHGANE T. 1989 Autumn National Convention Record of IEICE B -511 1989年

受賞

  • 2018年 電子情報通信学会通信ソサイエティ チュートリアル(和文)論文賞
  • 2016年06月 北海道総合通信局 第66回「電波の日」北海道総合通信局長表彰
     
    受賞者: 大鐘武雄
  • 2011年 電子情報通信学会通信ソサイエティ マガジン論文賞
     
    受賞者: 大鐘武雄
  • 2008年 電気通信普及財団 テレコムシステム技術賞
     
    受賞者: 大鐘武雄
  • 2007年 電子情報通信学会 論文賞
     
    受賞者: 大鐘武雄
  • 1993年 IEEE AP-S Tokyo Chapter Young Engineer Award
     
    受賞者: 大鐘武雄

共同研究・競争的資金等の研究課題

  • 大規模MIMOシステムにおけるルースビームフォーミングの実現
    日本学術振興会:科学研究費助成事業 基盤研究(C)
    研究期間 : 2020年04月 -2023年03月 
    代表者 : 西村 寿彦, 大鐘 武雄
  • 確率伝搬法による大規模・過負荷MIMO信号検出を用いた超多数IoTデバイスの収容
    日本学術振興会:科学研究費助成事業 基盤研究(A)
    研究期間 : 2018年04月 -2021年03月 
    代表者 : 大鐘 武雄, 西村 寿彦, 林 和則, 衣斐 信介, 石橋 功至, 高橋 拓海
     
    1000個程度までの超多数IoTデバイスを同時に収容し,多数のアンテナ,あるいは,サブキャリアを用いて多数信号の同時信号検出を信号数の2乗オーダーで実現することを目的としている. 2018年度は初年度であるため,具体的なIoTデバイス収容手法を新たに想定することとした.その結果,SCMA (sparse code multiple access), IDMA (interleave division multiple access) MIMO-OFDM, サブキャリアIQインデックス変調に着目し,ガウス確率伝搬法による検出を行なった.その結果,どの手法においても過負荷,すなわち,信号数が受信信号数より多くても検出可能であることがわかった. SCMAに関しては,LLRの適応スケーリング,LLRの非均質化の有効性や,サブキャリア間相関による最適利用率の変化など,新たな知見が得られた.また,MIMO-OFDMおよびサブキャリアIQインデックス変調では,信号の離散性とグループスパース性,プリプロセッシングによる近似メッセージ伝搬が十分に適用できることが確認された.特に,検出すべき信号が限られた値のみ取るという性質が近似メッセージ伝搬を始めとする圧縮センシング技術等で有効であることがわかった. これ以外の基礎的分野では,要素技術であるチャネル推定と,チャネル符号として注目されているPolar符号の繰り返し復号への応用も新たに検討が開始されている.
  • 確率伝搬法による大規模・過負荷MIMO信号検出を用いた超多数IoTデバイスの収容
    文部科学省:科学研究費補助金(基盤研究(A))
    研究期間 : 2018年04月 -2021年03月 
    代表者 : 大鐘武雄
  • 大規模MIMOシステムにおけるアンテナ選択によるビーム制御
    文部科学省:科学研究費補助金(基盤研究(C))
    研究期間 : 2017年04月 -2020年03月 
    代表者 : 西村寿彦
  • 大規模アナログ結合を有する2 部グラフ理論の確立
    文部科学省:科学研究費補助金(基盤研究(A))
    研究期間 : 2015年04月 -2018年03月 
    代表者 : 大鐘武雄
  • 文部科学省:科学研究費補助金(基盤研究(B))
    研究期間 : 2012年04月 -2015年03月 
    代表者 : 大鐘 武雄
  • 圧縮サンプリング手法を使用したマルチバンドMIMOレーダの検証実験
    総務省:戦略的情報通信研究開発推進制度 (SCOPE)
    研究期間 : 2013年11月 -2014年03月 
    代表者 : 西村 寿彦
  • 電波伝搬測定に基づくMIMO通信容量の評価とその改善に関する研究
    文部科学省:科学研究費補助金(基盤研究(B))
    研究期間 : 2011年04月 -2014年03月 
    代表者 : 小川恭孝
  • 文部科学省:科学研究費補助金(基盤研究(C))
    研究期間 : 2010年 -2012年 
    代表者 : 西村 寿彦, 小川 恭孝, 大鐘 武雄
     
    本研究ではMIMOシステムによって送受信間の相対位置を推定する方法、すなわち、MIMOレーダの実現法を検討している。これまでにMIMO-UWB(Ultra WideBand)-IR(Impulse Radio)通信を利用した高精度位置検出について検討してきたが,本年度はこの研究を発展させ,特に以下の2つについて検討し,学会発表を行った.1.これまでに検討したUWB通信を利用した高精度位置検出法は,その到来信号が無相関(インヒーレント)なものを扱っていたが,ここでは,有相関(コヒーレント)の信号を取り扱う.その際,高分解能到来方向推定法であるMUSIC法に空間スムージングを施すことで可能となり,その特性を計算機シミュレーションにより評価した.その結果,高い確率で2波を分離可能であることがわかった.2.前述の手法は,近接した角度で到来する2波を高精度分離する方法であったが,ここでは,ランダムに到来する2波を高精度で方向推定する方法を検討した.すでに検討した直線アレーとともに円形アレーを用いた場合についても,特性評価を行った.その結果,円形アレーを用い,3段階で角度推定するうちの最初の段階でのスナップショットを増加させることで,より高精度の推定が可能であることがわかった.また,室内の伝搬状況の変化を検出する方法を検討し,変化前と変化後のチャネル応答行列を操作することで,高精度な伝搬...
  • 文部科学省:科学研究費補助金(基盤研究(B))
    研究期間 : 2009年 -2011年 
    代表者 : 大鐘 武雄, 小川 恭孝, 西村 寿彦, WEBBER Julian
     
    分散ネットワークにおいて,最適ルーティングを行う場合,まずネットワーク全体のトラフィックを軽減することが重要となる.このため,ネットワークコーディングの適用を昨年に引き続き検討し,特にリレー,端末とも複数アンテナを有するMIMO無線中継システムに発展させた場合での,最適送信ビーム生成手法の導出を図った.ただし,与えられた条件では解析的に求めることが困難であったため,SNRが十分大きいことに加え,各MIMOチャネルの第2固有値が第1固有値よりも十分小さいという近似を適用した.これにより,最適指向性が解析的に導出でき,MISOの場合と同様に非常に簡易な式で表せることがわかった.この最適指向性を用いた場合と,他の手法との比較を行った結果,チャネル容量の和の最大化が最も高い性能を示すことを明らかにした.これと並行して,指向性アンテナを有する端末によるメッシュネットワークを考慮し,互いに干渉を及ぼさないルーティングの検討を開始した.具体的には,まず,指向性アンテナの使用を前提として終点までの通信時間を種々のルートで確認する.このとき,他の通信中ノードを経由するルートの場合は待ち時間も考慮に入れ,この中で到達時間最小となるルートを決定する.3x3のノードで構成されたメッシュネットワークにおいて,このルーティング手法を採用した場合,システムスループットが実際に増加することを確認した.本件は...
  • 文部科学省:科学研究費補助金(基盤研究(B))
    研究期間 : 2007年 -2009年 
    代表者 : 小川 恭孝, 大鐘 武雄, 西村 寿彦
     
    将来の高速移動通信においては,広い伝送帯域幅を確保するため,電波が伝わりにくい高い周波数帯を使用することになる.この場合,上り回線においては,電源がバッテリーのため電力の制限が厳しく,信頼性の高い通信を行うことが困難となる.本研究では,異なる複数の端末が互いに協力しあい,1組のアンテナアレーとして動作する仮想アンテナアレーによる送信ビームを形成する検討を行った.必要となる要素技術の提案を行い.4端末が協調することにより,平均ビット誤り率10^<-4>において,協調をしない場合に比べて約6dBの送信電力低減が可能であることが明らかになった.
  • 疑似固有ビーム伝送技術の研究開発
    総務省:戦略的情報通信研究開発推進制度 (SCOPE)
    研究期間 : 2007年 -2008年 
    代表者 : 大鐘武雄
  • 文部科学省:科学研究費補助金(基盤研究(B))
    研究期間 : 2003年 -2005年 
    代表者 : 小川 恭孝, 西村 寿彦, 大鐘 武雄
     
    1.実験系によるチャネル推定法の検証と誤り率特性の評価:DSPボードを用いたOFDM復調系を作成し,本研究グループで提案している,最小自乗法に基づく時間応答のFFTによるチャネル推定法を2×2MIMO環境について検証した.トレー一ニング系列を用いて形成される行列の条件数(最大固有値/最小固有値)を小さくする系列を用いるとチャネル推定精度が向上し,平均ビット誤り率が低下することを確認した.更にこれを発展させ,順序付け逐次復号受信方式および誤り訂正を用いた受信方式の実験的検証を行った.2.MIMO-OFDMにおけるチャネルと周波数オフセット推定:40FDMシンボルの短いプリアンブル区間でチャネルと周波数オフセットの推定を行う方式についてシミュレーションを行い,良好な特性が得られるごとを確認した.3.E-SDMにおけるチャネル情報のフィードバック量削減:周波数分割復信(FDD)において固有ビーム空間分割多重(E-SDM)を実現するためには,チャネル情報を受信側から送信側にフィードバックする必要がある.時間領域で最小自乗法を用いて得られたインパルス応答(時間領域チャネル情報)をフィードバックすることにより,その量を著しく削減可能であることを明らかにした.4.MIMO伝搬特性の評価:送受信間に見通しがある場合・ない場合のそれぞれについて伝搬実験を行い,フェージングの空間相関やアンテナ間...
  • 固有ビーム分割多重方式の実現に関する研究
    総務省:戦略的情報通信研究開発推進制度 (SCOPE)
    研究期間 : 2003年 -2004年 
    代表者 : 小川恭孝
  • 文部科学省:科学研究費補助金(基盤研究(C))
    研究期間 : 2001年 -2003年 
    代表者 : 大鐘 武雄, 山本 学, 西村 寿彦, 小川 恭孝
     
    近年,容量増加を目指して,MIMO(Multiple-input Multiple-output)チャネルの検討が盛んに行われている.中でも,複数の送信アンテナから独立な(あるいは符号化された)ストリームを送信し信号を多重化する手法を空間分割多重:SDM(Space Division Multiplexing)方式と呼ぶ.これまでのSDM方式の検討の多くは,送信側でMIMOチャネル情報が未知であることを前提とし,各送信アンテナに均一に情報と送信電力を割り当てていた.しかし,送信側でMIMOチャネル情報が既知の場合には,MIMOチャネルの各チャネル応答を要素とする行列を特異値分解することにより得られる固有ベクトルを用いて指向性制御を行い,空間的な直交チャネル(固有チャネル)を形成することができる.この空間的な直交チャネルを用いた多重化手法(E-SDM:Eigenspace SDM)では,各直交チャネルの品質に応じて,送信ビット数,送信電力を割り当てなければらない.その手法として,本研究でこれまでOFDM方式に適用してきた誤り率最小基準を導入した.その結果,従来のチャネル容量の検討結果と同様に,誤り率特性からもE-SDM方式はSDM方式よりも優れた特性を持ち,特に,受信素子数が小さい場合に大きな改善が得られることがわかった.また,仲上-ライスフェージングのように見通しのある環境に...
  • 文部科学省:科学研究費補助金(奨励研究(A))
    研究期間 : 1998年 -1999年 
    代表者 : 大鐘 武雄
     
    陸上移動通信では,周波数利用効率の向上のためにサービスエリアを複数のセルに分割するセルラ方式が適用されている.通常は,使用できるチャネルをあらかじめそれぞれのセルに割り当てしておく固定チャネル割り当てが行われている.しかし,トラフィックの空間的な不均一性により,あるセルではチャネルが不足し,あるセルでは余剰が生じるような場合が生じてしまう.これを解決する手法として,動的にチャネルを割り当てる手法が提案されている.一方,同一セル内の複数のユーザに同一チャネルを割り当てるSDMA方式も,周波数利用効率の改善効果が著しい.SDMA方式は基地局に干渉除去のためのアダプティブアレーを必要とする.そこで,アダプティブアレーを他セルからの同一チャネル干渉除去に用いるものと,SDMA方式を併用した場合とのチャネル利用効率を,動的チャネル割り当てを想定してシミュレーションにより評価した.なお,動的チャネル割り当てとして,ランダム割り当て方式を仮定した.その結果,基地局がすべてのチャネルを使用できる場合,SDMA方式を併用してもほとんど利用効率の改善効果が得られないことがわかった.しかし,PHSのように基地局で利用できるチャネルに制限がある場合には,SDMA方式併用による大きな改善効果が得られることが明らかになった.このように,現実的なモデルを想定した場合には,SDMA方式が有効であると言える.
  • 文部科学省:科学研究費補助金(萌芽的研究)
    研究期間 : 1996年 -1998年 
    代表者 : 小川 恭孝, 大鐘 武雄, 西村 寿彦
     
    本研究は、種々の通信システムの最適化問題に人工生命の概念を導入することを目的としたものである。本研究においては、主に遺伝的アルゴリズムを用いた、移動通信の固定チャネル割り当て、ATM網のルーテイング、および、フェーズドアレーアンテナの低サイドローブ化について検討を行った。さらに、移動通信の最適受信法についても研究した。以下にその実施結果を述べる。1. セルラー方式を用いた移動通信の固定チャネル割り当ては組み合わせ論的問題になるため、一般に膨大な演算が必要とされる。本研究では、まず、遺伝的アルゴリズムを適用することにより、チャネル割り当てを実現する方法の定式化を行った。ここで、遺伝的アルゴリズムの交鎖においてチャネル間干渉が生じない染色体構造を提案するなど、チャネル割り当てへの遺伝的アルゴリズムの適用にいくつかの新知見を得た。2. ATM網のリンクコストを最小化する最適アルゴリズムも組み合わせ論的問題となる。このようなルーティングを遺伝的アルゴリズムにより実現する方法の定式化を行い、シミュレーションにより本アルゴリズムの評価を行った。3. フェーズドアレーアンテナのサイドローブレベルを低減する励振位相を求めることは非線形最適化問題となる。各移相器の励振位相を連結したものを染色体とみなし、交鎖、突然変異、選択の遺伝的アルゴリズムの操作を適用した。これにより、短い演算時間でフェーズ...
  • 文部科学省:科学研究費補助金(一般研究(A), 基盤研究(A))
    研究期間 : 1995年 -1998年 
    代表者 : 伊藤 精彦, 石井 望, 大鐘 武雄, 大宮 学, 小川 恭孝, 山本 学
     
    本研究では,ミリ波帯アンテナシステムに関して検討を行い,次に示す新知見および成果を得た.1. コプレーナ導波路により給電される二周波マイクロストリップアンテナを用いた準光学アンテナミキサを開発した.このアンテナミキサをアレー化し,LO信号の照射角度もしくは周波数を制御することにより,RF信号の受信角度を走査できることを示した.2. 低損失なミリ波導波路として,イメージNRDガイドを開発した.イメージNRDガイドのイメージ面上にスロットを設けることにより,不要モードの発生を抑えた新しいミリ波アンテナ構造を提案した.この構造のアレー設計に用いる規格化インピーダンスの数値解析法ならびに測定法を確立した.3. 誘電体イメージ線路に関して,カットオフ現象を応用した同軸プローブ給電方式を開発した.さらに,イメージNRDガイドから誘電体イメージ線路への変換構造を提案し,実験ならびにFDTD法による数値シミュレーションにより,その有効性を確認した.4. トリプレート型電磁結合マイクロストリップアンテナにおけるパラレルプレートモードについて,スペクトル領域モーメント法を用いた理論解析を行い,その発生機構を明確化した.また,この結果をもとに,パラレルプレートモード抑制法を開発し,実験と理論の両面からその有効性を確認した.5. ミリ波帯無線LAN用セクタアンテナの構成要素として,バックワード励振ス...
  • 文部科学省:科学研究費補助金(奨励研究(A))
    研究期間 : 1996年 -1996年 
    代表者 : 大鐘 武雄
     
    現在の移動通信において,PHSや,携帯電話に代表される移動通信への需要の増加はめざましく,周波数の確保が困難な状況になってきている.これらのシステムはセルラ方式により,同一周波数を空間的に離したゾーンで繰り返し使用することにより,周波数の効率的な利用を図っている.したがって,これ以上の改善のためには,同一周波数を使用する他チャンネルからの干渉を何らかの方法により軽減しなければならない.本研究では,セルラ方式における周波数利用効率の改善を目指して,低アンテナ高の基地局において同一チャネル干渉を軽減させる手法に関して検討を行った 以下にその実施結果を述べる.1.低アンテナ基地局では各アンテナ間でのフェージング相関がない伝搬モデルを使用する必要がある.2.アダプティブアレーを低アンテナ基地局に適用することにより干渉を十分除去できる.3.総到来波数がアンテナ本数よりも多い場合には余剰自由度によりダイバーシチ利得が得られる.4.総到来波数がアンテナ本数と等しい場合,総到来波数が大きくなると実効的な余剰自由度が発生し,若干のダイバーシチ利得が得られる.ただし,SN比が小さい場合にのみ観測される.5.フェージング変動が速い場合には上下回線のフェージング相関が小さくなるため,特性の劣化が生じる.送信時のウェイトの推定を行うことによりこの劣化を低減することができる.上記のように,本研究により同...
  • 文部科学省:科学研究費補助金(試験研究(A), 基盤研究(A))
    研究期間 : 1994年 -1996年 
    代表者 : 伊藤 精彦, 石井 望, 大宮 学, 小川 恭孝, 大鐘 武雄
     
    本研究では,研究代表者などによって国有財産化されている特許を利用し,宇宙太陽発電衛星に代表されるマイクロ波電力伝送システムにおける送受電能動アンテナを開発することを目的として検討を行い,以下に示す新しい知見と成果を得た.送電能動アンテナについて送電アンテナ素子,ビーム走査を実現するための位相制御アルゴリズムおよび送電能動アンテナシステムを構成するための2.45GHz帯マイクロ波回路の設計を行うための概念「仮想実験環境」を提案した.送電アンテナ素子としてキャビティ付スロットアンテナの使用を提案した.次に,送電アンテナ素子の理論的設計にFDTD法を適用することを提案した.FDTD法によるアンテナ素子の解析手法を示し,解析結果と測定結果の比較から,両者の特性は良く一致しており,実験結果の妥当性および解析手法の有効性を確認した.さらに,単純化した給電構造を有する送電アンテナ素子の開発を行った.仮想実験環境の概念に基づいて,送電能動アンテナシステム用マイクロ波回路の設計を行った.これらのマイクロ波回路はすべてシリコン半導体デバイスを使用している.受電アンテナ素子として研究代表者らが提案している円形マイクロストリップパッチアンテナについて新しくスロット給合マイクロストリップ給電によるアンテナの設計法を明らかにした.さらに,整流回路で発生する2.45GHzの奇高調波成分の再放射を抑圧するた...
  • 文部科学省:科学研究費補助金(一般研究(C))
    研究期間 : 1994年 -1995年 
    代表者 : 小川 恭孝, 石井 望, 大宮 学, 伊藤 精彦, 大鐘 武雄
     
    レーダターゲットの識別を行うためイメージングが重要な手段となっているが、これまでのところ、二次元フーリエ変換が用いられているため分解能に制限があった。本研究は、高分解能なレーダイメージングを得ること、および、それに関連する技術を開発することを目的としたものである。研究期間中に得られた主な成果を以下に述べる。1.空間領域での高分解能推定を可能とするため、二次元MUSIC法を用いたスーパーレゾリューション法の定式化を行った。2.入射する信号数が増加すると二次元MUSIC法による推定の信頼性が低下するため、空間領域でのゲーティングという前処理法を導入し、二次元MUSIC法を適用する範囲を事前に限定する方法を提案した。3.二次元MUSIC法を用いたレーダイメージングの高分解能性を検証するため室内における電波伝搬実験を行った。送信アンテナから送られる周波数掃引された無変調正弦浪の振幅・位相を測定する。これを受信アンテナの位置を変え繰り返す。得られたデータに変数変換を行うことにより、室内を伝搬する各多重浪の到来方向と遅延時間の推定を行うことは、レーダイメージングにおける散乱中心推定と等価であることを示した。実験の結果、二次元フーリエ変換法では分離できなかった近接した信号を二次元MUSIC法では検出できることが分かり、スーパーレゾリューション法の有効性が確認できた。従来のMUSIC法では各...

教育活動情報

主要な担当授業

  • Complex Systems Modeling
    開講年度 : 2021年
    課程区分 : 修士課程
    開講学部 : 情報科学院
    キーワード : Time series analysis, Bayesian statistics, state-space model, Wiener filter, Kalman filter, Markov chain Monte Carlo, sequential Monte Carlo, particle filter
  • メディアネットワーク特別演習
    開講年度 : 2021年
    課程区分 : 修士課程
    開講学部 : 情報科学研究科
    キーワード : メディアとネットワークに関する研究
  • メディアネットワーク特別演習
    開講年度 : 2021年
    課程区分 : 修士課程
    開講学部 : 情報科学院
    キーワード : メディアとネットワークに関する研究
  • 大学院共通授業科目(教育プログラム):STSI
    開講年度 : 2021年
    課程区分 : 修士課程
    開講学部 : 大学院共通科目
    キーワード : インド、日本、インターンシップ、チームワーク型研究、メンバー
  • 大学院共通授業科目(教育プログラム):STSI
    開講年度 : 2021年
    課程区分 : 修士課程
    開講学部 : 大学院共通科目
    キーワード : インド、日本、インターンシップ、チームワーク型研究、リーダー
  • 適応コミュニケーション特論
    開講年度 : 2021年
    課程区分 : 修士課程
    開講学部 : 情報科学研究科
    キーワード : 携帯電話,適応処理, LTE, 5G,等化
  • 適応コミュニケーション特論
    開講年度 : 2021年
    課程区分 : 修士課程
    開講学部 : 情報科学院
    キーワード : 携帯電話,適応処理, LTE, 5G,等化
  • 大学院共通授業科目(教育プログラム):STSI
    開講年度 : 2021年
    課程区分 : 修士課程
    開講学部 : 大学院共通科目
    キーワード : 持続可能性,輸送システム,社会インフラ,環境,政策,国際共同研究
  • Complex Systems Modeling
    開講年度 : 2021年
    課程区分 : 博士後期課程
    開講学部 : 情報科学院
    キーワード : Time series analysis, Bayesian statistics, state-space model, Wiener filter, Kalman filter, Markov chain Monte Carlo, sequential Monte Carlo, particle filter
  • メディアネットワーク特別研究
    開講年度 : 2021年
    課程区分 : 博士後期課程
    開講学部 : 情報科学研究科
    キーワード : メディアとネットワークに関する研究
  • メディアネットワーク特別研究
    開講年度 : 2021年
    課程区分 : 博士後期課程
    開講学部 : 情報科学院
    キーワード : メディアとネットワークに関する研究
  • 適応コミュニケーション特論
    開講年度 : 2021年
    課程区分 : 博士後期課程
    開講学部 : 情報科学研究科
    キーワード : 携帯電話,適応処理, LTE, 5G,等化
  • 適応コミュニケーション特論
    開講年度 : 2021年
    課程区分 : 博士後期課程
    開講学部 : 情報科学院
    キーワード : 携帯電話,適応処理, LTE, 5G,等化
  • Software Defined Networks
    開講年度 : 2021年
    課程区分 : 博士後期課程
    開講学部 : 情報科学院
    キーワード : Network, Communications, Software, Hardware, Protocol
  • インターンシップⅠ
    開講年度 : 2021年
    課程区分 : 学士課程
    開講学部 : 工学部
    キーワード : 創造的人材育成、実践的人材育成、就業体験、国内外インターンシップ
  • インターンシップⅡ
    開講年度 : 2021年
    課程区分 : 学士課程
    開講学部 : 工学部
    キーワード : 創造的人材育成、実践的人材育成、就業体験、国内外インターンシップ
  • メディアネットワーク実験ⅠA
    開講年度 : 2021年
    課程区分 : 学士課程
    開講学部 : 工学部
    キーワード : 実験,サウンド処理,音声対話システム,ネットワークプログラミング,信号処理,C言語プログラミング
  • メディアネットワーク実験ⅠB
    開講年度 : 2021年
    課程区分 : 学士課程
    開講学部 : 工学部
    キーワード : 実験,FPGAを用いた論理回路設計,伝送線路,時間領域測定,光デバイス,光ファイバ通信,通信システム,伝送特性,C言語プログラミング
  • メディアネットワーク実験ⅡA
    開講年度 : 2021年
    課程区分 : 学士課程
    開講学部 : 工学部
    キーワード : 実験,プレゼンテーション,自然言語処理,コンピュータグラフィックス,画像処理,サウンド処理
  • メディアネットワーク実験ⅡB
    開講年度 : 2021年
    課程区分 : 学士課程
    開講学部 : 工学部
    キーワード : 実験、プレゼンテーション、情報通信ネットワーク、同軸線路、インピーダンス測定、光導波路解析、ディジタル変調、誤り率特性
  • メディアネットワーク演習Ⅰ
    開講年度 : 2021年
    課程区分 : 学士課程
    開講学部 : 工学部
    キーワード : 計算機プログラミング、コンピュータ工学、電子デバイス、電磁気学、電気回路、情報数学、情報理論、信号処理、線形システム、電子回路、デジタル回路
  • メディアネットワーク演習Ⅱ
    開講年度 : 2021年
    課程区分 : 学士課程
    開講学部 : 工学部
    キーワード : 離散信号処理、自然言語処理、コンピュータアーキテクチャ、インターネット、プロトコル、変復調、分布定数回路、電磁波
  • 科学技術英語演習
    開講年度 : 2021年
    課程区分 : 学士課程
    開講学部 : 工学部
    キーワード : 英語読解力,英語作文力,科学技術英語表現
  • 科学技術英語演習Ⅰ
    開講年度 : 2021年
    課程区分 : 学士課程
    開講学部 : 工学部
    キーワード : 英語読解力,英語作文力,科学技術英語表現
  • 科学技術英語演習Ⅱ
    開講年度 : 2021年
    課程区分 : 学士課程
    開講学部 : 工学部
    キーワード : 英語読解力,英語作文力,科学技術英語表現
  • 電波法
    開講年度 : 2021年
    課程区分 : 学士課程
    開講学部 : 工学部
    キーワード : 無線局免許、無線設備、無線従事者、IT政策
  • モバイル通信メディア
    開講年度 : 2021年
    課程区分 : 学士課程
    開講学部 : 工学部
    キーワード : フェージング,スマートフォン,Wi-Fi,LPWA,CDMA,OFDM
  • 一般教育演習(フレッシュマンセミナー)
    開講年度 : 2021年
    課程区分 : 学士課程
    開講学部 : 全学教育
    キーワード : 携帯電話,スマートフォン,5G,Wi-Fi,IoT, ワイヤレス給電,電波防護
  • 情報エレクトロニクス概論
    開講年度 : 2021年
    課程区分 : 学士課程
    開講学部 : 工学部
    キーワード : 情報理論, 計算機ハードウエア, 電子デバイス, 生体情報, 生命科学, 電子回路, 通信, メディア, ネットワーク, 電気回路, 制御工学
  • ディジタルネットワーク
    開講年度 : 2021年
    課程区分 : 学士課程
    開講学部 : 工学部
    キーワード : パケット交換,回線交換,ルーティングプロトコル,多元接続,誤り制御,FEC,ARQ
  • 信号処理
    開講年度 : 2021年
    課程区分 : 学士課程
    開講学部 : 工学部
    キーワード : 離散時間信号、フーリエ変換、離散時間フーリエ変換、z変換、離散時間システム
  • 通信システム
    開講年度 : 2021年
    課程区分 : 学士課程
    開講学部 : 工学部
    キーワード : 通信,変調,フーリエ変換,雑音,標本化,誤り率

大学運営

委員歴

  • 2017年01月 - 2018年12月   IEEE Sapporo Section   Vice Chair
  • 2013年08月 - 2014年05月   IEEE VTC 2014 Spring   Track Co-chair
  • 2012年05月 - 2014年05月   電子情報通信学会   英文論文誌B編集委員長
  • 2011年08月 - 2012年05月   IEEE VTC 2012 Spring   Track Co-chair
  • 2010年05月 - 2012年05月   電子情報通信学会   無線通信システム研究会委員長
  • 2009年05月 - 2011年05月   電子情報通信学会   英文論文誌B編集副委員長
  • 2007年05月 - 2009年05月   電子情報通信学会   無線通信システム研究会副委員長


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