学内中間発表2 - 岩波研究室
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MIMOの信号分離の検討
名古屋工業大学 電気電子工学科
岩波・岡本研究室
野々村嘉人
1
背景
近年の高度情報化社会においてディジタル
無線通信は広く普及している。 また、それに
伴って高速大容量通信の需要は高まってい
る。複数の送受信アンテナを用いるMIMO方
式はこれらを可能とする技術として期待され
ている。
2
目的
MIMOの信号分離法である、Nulling、PIC
(並列干渉除去法)、MLD(最尤判定法)の
ビット誤り率の比較検討。
3
Nulling
送信ベクトル
受信ベクトル
ガウス雑音の
ベクトル
a (a1, a2 ,..., aM )T
r (r1, r2 ,..., rN )T
n (n1, n2 ,..., nN )T
G
r Ha
n
H
G H
重みベクトル
G H
を左から乗算
H
H
Gr GHa Gn
a Gn
I
通信路行列
H の逆行列
H (M N )
G (N M )
(重みベクトル)
h1M a 1 n 1
r1 H h11 h12
HH
r h hI M
a ZF基準
n
2 21 22
2 2
H
2
M
MMSE基準
HH
I
M
r
h
a
N N1
M nN
g11r1 g12r2
g1N rN a1 g11 g12
エルミート転置行列
g r g r
a g
21
1
22
2
信号対雑音電力比
2 21
単位行列
g
r
g
r
MN N aM g M 1
M 1i 1
H を満たす任意の実数
g1N n1
n
2
gMN nN
4
PIC
PIC(Parallel Interference Cancellation)は
MIMOのアンテナ間の干渉を除去する方法
の1つである。
受信信号から、Nullingにより得られた、求め
たい信号以外の信号点レプリカを減算するこ
とにより、他のアンテナの干渉を除去する。
5
MLD
図のように、ある受信アンテナでの受信信号点
は、各送信アンテナから送信される送信信号の
信号点の組み合わせにより決定される。
MLDは、すべての信号点の組み合わせの中か
ら最も近い点を探索する手法である。
r Hs n
受信信号
最も近い点
sˆ r Hs
2
6
シミュレーション条件1
アンテナ本数
2×2
変調方式
QPSK変調方式(グレイマッピング)
通信路
1パス準静的レイリー
フェージング推定
既知(カンニング方式)
7
1.E+00
ZF
MMSE
PIC
MLD
1.E-01
BER
1.E-02
1.E-03
1.E-04
1.E-05
0
5
10
15
20
25
Average Eb/No[dB]
図1.2×2MIMOの信号分離法の比較
30
35
40
8
シミュレーション条件2
アンテナ本数
2×2
変調方式
QPSK変調方式(グレイマッピング)
OFDM
通信路
16パス指数減衰レイリー
フェージング推定
既知(カンニング方式)
サブキャリア数
64
GI長
16
遅延時間
1
DUR
1[dB]
9
1.E+00
MIMO-OFDM,MLD
MIMO-OFDM,Nulling,ZF基準
1.E-01
MIMO-OFDM,Nulling,MMSE基準
MIMO-OFDM,PIC,MMSE基準
BER
1.E-02
1.E-03
1.E-04
1.E-05
0
5
10
15
20
25
Average Eb/No[dB]
図2.2×2MIMO-OFDM
30
35
40
10
まとめ
シングルキャリアのMIMOでも、OFDMを用
いたMIMOでも、信号分離で最もビット誤り率
が良いのはMLDであった。
また、アンテナ間の干渉を除去するPICは、
Nullingよりビット誤り率が良かった。
今後の課題
SICを用いたMIMO-OFDMの信号分離。
MIMO MC-CDMAの信号分離法の検討。
11
END
12