| 講演名 | 2019-03-07 ハイブリッド型Massive MIMOにおけるブロック対角化ビームフォーミングのためのパラメータ推定 柘植 健太(東工大), 張 裕淵(東工大), 府川 和彦(東工大), 須山 聡(NTTドコモ), 奥村 幸彦(NTTドコモ), |
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| 抄録(和) | 第5世代移動通信（5G）で導入予定のMassive MIMOにおいて，ベースバンド回路とRF回路の数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）を組み合わせたハイブリッドビームフォーミング（HB）が検討されており，アンテナ素子全てにRF回路を取り付けるフルDB（FD）と比べ，コストと消費電力を大幅に抑えることができる．本報告では，HBにおけるABの移相器に設定する位相及びDBのプリコーディング行列を，ブロック対角化（BD: Block Diagonalization）が実現できるよう推定する手法を提案する．BDを実現することで，他ユーザへ干渉となる信号に送信ビームのヌルを向けることができ，少ない演算量で効率の良いビーム形成を行うことができる．提案手法では，TDD（Time Division Duplex）マルチユーザMIMO通信を想定し，上り回線からFDのときのチャネル行列と，下り回線におけるABの位相を推定する．その後，ABを含めた等価チャネル行列を基にBDを実現できる下り回線DBのプリコーディング行列を求める．計算機シミュレーションにより，FDに比べて劣化の少ない下り回線の平均ビット誤り率（BER）特性が得られることを明らかにする． |
| 抄録(英) | For massive MIMO systems to be employed in the 5th generation mobile communications (5G), hybrid beamforming (HB), which is composed of the analog beamforming (AB) and the digital beamforming (DB), has been investigated because HB can decrease the number of baseband and RF circuits significantly and thus can reduce a much larger amount of the cost and power consumption than the full DB (FD) configuration, which requires one baseband and RF circuits for each antenna element. This report proposes a scheme to estimate both phases for phase rotators in AB and a precoding matrix for DB so that they can realize the block diagonalization (BD). Due to BD, HB can null interference from the undesired users and can form efficient transmit beams with low computational complexity.For time division duplex (TDD) multiuser MIMO communications, the proposed scheme estimates the FD channel matrix in the uplink (UL) and the phase for the phase rotators of AB in the downlink (DL).After obtaining an equivalent channel matrix from the estimated FD channel matrix and AB precoding matrix, the scheme estimates the DB precoding matrix in DL from the equivalent channel matrix so that HB can achieve BD in DL.Computer simulations demonstrate that the proposed scheme can achieve DL average bit error rate (BER) performances that are little inferior to those of FD. |
| 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 / ブロック対角化 |
| キーワード(英) | 5G / massive MIMO / hybrid beamforming / channel estimation / block diagonalization |
| 資料番号 | RCS2018-312 |
| 発行日 | 2019-02-27 (RCS) |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | RCS / SR / SRW |
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| 開催期間 | 2019/3/6(から3日開催) |
| 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 |
| 委員長氏名（和） | 大槻 知明(慶大) / 梅林 健太(東京農工大) / 中川 匡夫(鳥取大) |
| 委員長氏名（英） | Tomoaki Otsuki(Keio Univ.) / Kenta Umebayashi(Tokyo Univ. of Agric. and Tech.) / Tadao Nakagawa(Tottori Univ.) |
| 副委員長氏名（和） | 福田 英輔(富士通研) / 須山 聡(NTTドコモ) / 前原 文明(早大) / 有吉 正行(NEC) / 亀田 卓(東北大) / 田野 哲(岡山大) / 濱湊 真(富士通研) |
| 副委員長氏名（英） | Eisuke Fukuda(Fujitsu Labs.) / Satoshi Suyama(NTT Docomo) / Fumiaki Maehara(Waseda Univ.) / Masayuki Ariyoshi(NEC) / Suguru Kameda(Tohoku Univ.) / Satoshi Denno(Okayama Univ.) / Makoto Hamaminato(Fujitsu labs.) |
| 幹事氏名（和） | 西村 寿彦(北大) / 石原 浩一(NTT) / 石津 健太郎(NICT) / 矢野 一人(ATR) / 石橋 功至(電通大) / 水谷 圭一(京大) / 斎藤 健太郎(東工大) |
| 幹事氏名（英） | Toshihiko Nishimura(Hokkaido Univ.) / Koichi Ishihara(NTT) / Kentaro Ishidu(NICT) / Kazuto Yano(ATR) / Koji Ishibashi(Univ. of Electro-Comm.) / Keiichi Mizutani(Kyoto Univ.) / Kentaro Saito(Tokyo Inst. of Tech.) |
| 幹事補佐氏名（和） | 村岡 一志(ＮＴＴドコモ) / 衣斐 信介(阪大) / 西本 浩(三菱電機) / 安達 宏一(電通大) / 中村 理(シャープ) / Gia Khanh Tran(東工大) / 成枝 秀介(三重大) / 大島 浩嗣(構造計画研) / 太田 真衣(福岡大) / 大山 哲平(富士通研) / 山内 宏真(富士通研) / 野田 華子(アンリツ) |
| 幹事補佐氏名（英） | Kazushi Muraoka(NTT Docomo) / Shinsuke Ibi(Osaka Univ.) / Hiroshi Nishimoto(Mitsubishi Electric) / Koichi Adachi(Univ. of Electro-Comm.) / Osamu Nakamura(Sharp) / Gia Khanh Tran(Tokyo Inst. of Tech.) / Syusuke Narieda(Mie Univ.) / Koji Ohshima(Kozo Keikaku Engineering) / Mai Ohta(Fukuoka Univ.) / Teppei Oyama(Fujitsu Lab.) / Hiromasa Yamauchi(Fujitsu labs.) / Hanako Noda(Anritsu) |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | Technical Committee on Radio Communication Systems / Technical Committee on Smart Radio / Technical Committee on Short Range Wireless Communications |
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| 本文の言語 | JPN |
| タイトル（和） | ハイブリッド型Massive MIMOにおけるブロック対角化ビームフォーミングのためのパラメータ推定 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Parameter Estimation for Block Diagonalization based Beamforming in Analog-Digital-Hybrid Massive MIMO Systems |
| サブタイトル（和） | |
| 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） | ブロック対角化 / block diagonalization |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 柘植 健太 / Kenta Tsuge |
| 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） | 張 裕淵 / Yuyuan Chang |
| 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） | 府川 和彦 / Kazuhiko Fukawa |
| 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) |
| 第 4 著者 氏名（和/英） | 須山 聡 / Satoshi Suyama |
| 第 4 著者 所属（和/英） | 株式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモ(略称：NTTドコモ) NTT DOCOMO,INC.(略称：NTT DOCOMO) |
| 第 5 著者 氏名（和/英） | 奥村 幸彦 / Yukihiko Okumura |
| 第 5 著者 所属（和/英） | 株式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモ(略称：NTTドコモ) NTT DOCOMO,INC.(略称：NTT DOCOMO) |
| 発表年月日 | 2019-03-07 |
| 資料番号 | RCS2018-312 |
| 巻番号（vol） | vol.118 |
| 号番号（no） | RCS-474 |
| ページ範囲 | pp.157-162(RCS), |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | 2019-02-27 (RCS) |