| 講演名 | 2021-03-05 ハイブリッドビームフォーミングを用いたMassive MIMOにおけるマルチクラスター時変動チャネルの適応予測 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), 浅井 孝浩(NTTドコモ), |
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| 抄録(和) | 第5世代移動通信（5G）で導入される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）が検討されている．本報告では，マルチクラスター時変動チャネルモデルに対して，上り回線で適応的に下り回線チャネルを予測する手法を提案する．提案手法では，TDD（Time Division Duplex）マルチユーザMIMO通信を想定し，各ストリームのチャネルインパルス応答に対して空間スムージング法とMUSIC（Multiple Signal Classification）法を適用することで各クラスターの平均到来角を推定する．次に，トレーニング信号を用いて平均到来角とその近傍角のアレイ応答ベクトルの重み係数を線形補間によって推定する手法と，トレーニング信号に加えてデータの判定信号を用いる判定帰還型QR-RLS（QR decomposition-based Recursive Least Squares）の二種類の手法でチャネルを推定する．さらに，二種類の推定結果を最小2乗規範に基づいて適応的に選択し，下り回線のチャネルを線形予測する．計算機シミュレーションにより，提案手法の下り回線の平均ビット誤り率（BER）特性はフルDBから当然劣化するものの，劣化量はかなり抑えられることを明らかにする． |
| 抄録(英) | For 5G massive MIMO systems, hybrid beamforming (HB), which is composed of the analog beamforming (AB) and the digital beamforming (DB), has been investigated to reduce the number of baseband and RF circuits. This report proposes a scheme to adaptively predict downlink (DL) channels based on multi-cluster and time-varying channel models. For time division duplex (TDD) multiuser MIMO communications, the proposed scheme firstly applies both spatial smoothing processing and multiple signal classification (MUSIC) to an estimated channel impulse response of each stream, in order to estimate an average angle of arrival (AoA) for each cluster per stream. Next, the uplink (UL) channels are estimated in the following two ways: One is linear interpolation of weight coefficients multiplied by array response vectors corresponding to the estimated average and its neighboring AoAs, where these weight coefficients are estimated by using training signals. The other is QR decomposition-based recursive least squares (QR-RLS), which exploits detected data signals besides the training signals. The DL channels are predicted by linear extrapolation of estimated UL channels that are adaptively selected on the minimum mean square error (MMSE) criterion. Computer simulations demonstrate that the proposed scheme can achieve DL average bit error rate (BER) performances that are little inferior to those 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 / MUSIC法 |
| キーワード(英) | 5G / massive MIMO / hybrid beamforming / channel estimation / MUSIC |
| 資料番号 | RCS2020-252 |
| 発行日 | 2021-02-24 (RCS) |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | RCS / SR / SRW |
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| 開催期間 | 2021/3/3(から3日開催) |
| 開催地（和） | オンライン開催 |
| 開催地（英） | Online |
| 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） | 岡本 英二(名工大) / 有吉 正行(NEC) / 田野 哲(岡山大) |
| 委員長氏名（英） | Eiji Okamoto(Nagoya Inst. of Tech.) / Masayuki Ariyoshi(NEC) / Satoshi Denno(Okayama Univ.) |
| 副委員長氏名（和） | 前原 文明(早大) / 西村 寿彦(北大) / 旦代 智哉(東芝) / 亀田 卓(東北大) / 田久 修(信州大) / 石津 健太郎(NICT) / 水谷 圭一(京大) / 斎藤 健太郎(東工大) / 野田 華子(アンリツ) |
| 副委員長氏名（英） | Fumiaki Maehara(Waseda Univ.) / Toshihiko Nishimura(Hokkaido Univ.) / Tomoya Tandai(Toshiba) / Suguru Kameda(Tohoku Univ.) / Osamu Takyu(Shinshu Univ.) / Kentaro Ishidu(NICT) / Keiichi Mizutani(Kyoto Univ.) / Kentaro Saito(Tokyo Inst. of Tech.) / Hanako Noda(Anritsu) |
| 幹事氏名（和） | 牟田 修(九大) / 村岡 一志(NEC) / 矢野 一人(ATR) / 石橋 功至(電通大) / 成枝 秀介(三重大) / 村上 友規(NTT) / 佐々木 重信(新潟大) |
| 幹事氏名（英） | Osamu Muta(Kyushu Univ.) / Kazushi Muraoka(NEC) / Kazuto Yano(ATR) / Koji Ishibashi(Univ. of Electro-Comm.) / Syusuke Narieda(Mie Univ.) / Tomoki Murakami(NTT) / Shigenobu Sasaki(NIigata Univ.) |
| 幹事補佐氏名（和） | 安達 宏一(電通大) / 中村 理(シャープ) / 酒井 学(三菱電機) / 岩渕 匡史(NTT) / 奥山 達樹(NTTドコモ) / 太田 真衣(福岡大) / 大山 哲平(富士通研) / 小林 健太郎(名大) / 布施 匡章(アンリツ) / 野田 聡人(南山大) |
| 幹事補佐氏名（英） | Koichi Adachi(Univ. of Electro-Comm.) / Osamu Nakamura(Sharp) / Manabu Sakai(Mitsubishi Electric) / Masashi Iwabuchi(NTT) / Tatsuki Okuyama(NTT DOCOMO) / Mai Ohta(Fukuoka Univ.) / Teppei Oyama(Fujitsu Lab.) / Kentaro Kobayashi(Nagoya Univ.) / Masaaki Fuse(Anritsu) / Akihito Noda(Nanzan Univ.) |
| 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） | ハイブリッドビームフォーミングを用いたMassive MIMOにおけるマルチクラスター時変動チャネルの適応予測 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Adaptive Channel Prediction over Multi-Cluster and Time-Varying Channels for 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） | MUSIC法 / MUSIC |
| 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NTTドコモ(略称：NTTドコモ) NTT DOCOMO, INC.(略称：NTT DOCOMO) |
| 第 5 著者 氏名（和/英） | 浅井 孝浩 / Takahiro Asai |
| 第 5 著者 所属（和/英） | 株式会社NTTドコモ(略称：NTTドコモ) NTT DOCOMO, INC.(略称：NTT DOCOMO) |
| 発表年月日 | 2021-03-05 |
| 資料番号 | RCS2020-252 |
| 巻番号（vol） | vol.120 |
| 号番号（no） | RCS-404 |
| ページ範囲 | pp.222-227(RCS), |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | 2021-02-24 (RCS) |