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講演抄録/キーワード
講演名 2018-03-02 17:35
ハイブリッドビームフォーミングを用いたMassive MIMOにおけるパラメータ制御法
北嶋龍太郎府川和彦張 裕淵東工大
技報オンラインサービス実施中
抄録 (和) 次世代移動通信において, Massive MIMO のRF 回路を大幅に削減できる構成として,アナログビームフォーミング(AB) とデジタルビームフォーミング(DB) との縦続構成であるハイブリッドビームフォーミング(HB) が検討されている.本報告では, HB におけるAB の移相器の位相及びDB のプリコーディング行列の同時制御法を検討する.本検討ではTDD マルチユーザMIMO 通信を想定し,下記の7 ステップで位相及びプリコーディング行列を推定する.まず, i) 上り回線からフルDB のときの行列を推定する.次に, ii) この推定値からMMSE プリコーディング行列を求める.iii) AB とDB のプリコーディング行列の積を考え,その行列積とMMSE プリコーディング行列との差分行列を求める.この差分行列のフロベニウスノルムの2 乗を評価関数とする.iv) まずは, AB の移相器の位相を固定し,評価関数を最小にするDB のプリコーディング行列を求める.v) 次に,このプリコーディング行列の推定値を用いて,評価関数を最小にするAB の位相を連続量として求める.vi) iv) とv) の推定過程を繰り返す.vii) 繰り返し終了後, AB の位相量を離散化し,前記のチャネル行列の推定値にAB のプリコーディング行列を乗算して,等価チャネル行列を求める.この等価チャネル行列に基づきMMSE プリコーディング行列を求め, DB のプリコーディング行列とする.準静的フェージング, 4 ユーザ及び256 素子の基地局アレーアンテナの条件で計算機シミュレーションを行い,フルDB に較べ劣化の少ない下り回線BER 特性が得られることを明らかにする. 
(英) For the next generation mobile communications, hybrid beamforming (HB) that consists of joint analog beamforming (AB) and digital beamforming (DB) has been considered a promising scheme of massive MIMO, because HB can reduce the number of RF circuits drastically. For TDD multiuser MIMO communications, this report proposes a joint estimation scheme of both phases of phase shifters in AB and a precoding matrix used in DB. The proposed estimation scheme consists of the following seven steps: i) Firstly, the channel matrix for full DB is estimated using uplink received signals. ii) Next, an MMSE precoding matrix is obtained from the estimated channel matrix. iii) A difference matrix between the MMSE precoding matrix and the precoding matrix of AB multiplied by that of DB is calculated. The cost function is defined as the squared Frobenius norm of the difference matrix. iv) After the phases in AB are fixed to certain values, the precoding matrix for DB that can minimize the cost function is obtained. v) After the precoding matrix of DB is fixed to such an estimated precoding matrix, the phases in AB that can minimize the cost function are obtained as continuous values. vi) Steps iv) and v) are repeated. vii) After the iteration stops, the optimum phases are quantized. Multiplying the above-mentioned channel matrix by the precoding matrix of AB with the discrete-value phases yields an equivalent channel matrix. Using the equivalent channel matrix, the MMSE precoding matrix for DB is obtained and used as the precoding matrix for DB. Computer simulations under conditions of quasi-static fading channels, four users, and 256-element array antenna on the base station demonstrate that the proposed scheme can achieve downlink BER performance that is a little inferior to BER of full DB.
キーワード (和) 5G / Massive MIMO / ハイブリッドビームフォーミング / チャネル推定 / 移相器 / プリコーディング行列 / /  
(英) 5G / massive MIMO / hybrid beamforming / channel estimation / phase shifter / precoding matrix / /  
文献情報 信学技報, vol. 117, no. 456, RCS2017-394, pp. 417-422, 2018年2月.
資料番号 RCS2017-394 
発行日 2018-02-21 (RCS) 
ISSN Print edition: ISSN 0913-5685  Online edition: ISSN 2432-6380

研究会情報
研究会 RCS SR SRW  
開催期間 2018-02-28 - 2018-03-02 
開催地(和) YRP 横須賀リサーチパーク 
開催地(英) YRP 
テーマ(和) 移動通信ワークショップ 
テーマ(英) Mobile Communication Workshop 
講演論文情報の詳細
申込み研究会 RCS 
会議コード 2018-02-RCS-SR-SRW 
本文の言語 日本語 
タイトル(和) ハイブリッドビームフォーミングを用いたMassive MIMOにおけるパラメータ制御法 
サブタイトル(和)  
タイトル(英) Parameter Control Method for Massive MIMO using Hybrid Beamforming 
サブタイトル(英)  
キーワード(1)(和/英) 5G / 5G  
キーワード(2)(和/英) Massive MIMO / massive MIMO  
キーワード(3)(和/英) ハイブリッドビームフォーミング / hybrid beamforming  
キーワード(4)(和/英) チャネル推定 / channel estimation  
キーワード(5)(和/英) 移相器 / phase shifter  
キーワード(6)(和/英) プリコーディング行列 / precoding matrix  
キーワード(7)(和/英) /  
キーワード(8)(和/英) /  
第1著者 氏名(和/英/ヨミ) 北嶋 龍太郎 / Ryutaro Kitajima / キタジマ リュウタロウ
第1著者 所属(和/英) 東京工業大学 (略称: 東工大)
Tokyo Institute of Technology (略称: Tokyo Tech)
第2著者 氏名(和/英/ヨミ) 府川 和彦 / Kazuhiko Fukawa / フカワ カズヒコ
第2著者 所属(和/英) 東京工業大学 (略称: 東工大)
Tokyo Institute of Technology (略称: Tokyo Tech)
第3著者 氏名(和/英/ヨミ) 張 裕淵 / Yuyuan Chang / チョウ ユウエン
第3著者 所属(和/英) 東京工業大学 (略称: 東工大)
Tokyo Institute of Technology (略称: Tokyo Tech)
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講演者
発表日時 2018-03-02 17:35:00 
発表時間 20 
申込先研究会 RCS 
資料番号 IEICE-RCS2017-394 
巻番号(vol) IEICE-117 
号番号(no) no.456 
ページ範囲 pp.417-422 
ページ数 IEICE-6 
発行日 IEICE-RCS-2018-02-21 


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