| 講演名 | 2021-06-24 ビーム領域Local LMMSEフィルタ出力に基づく大規模MIMO検出の低演算量化に関する一検討 吉田 拓実(阪大), 白瀬 大地(阪大), 高橋 拓海(阪大), 衣斐 信介(同志社大), 三瓶 政一(阪大), |
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| 抄録(和) | 上り回線大規模マルチユーザMIMO (Multi-Input Multi-Output) では，低処理量なマルチユーザ検出器 (MUD: Multi-User Detector)としてMMSE (Minimum Mean Square Error) 規範に基づく空間フィルタリングが多用される．しかし，sub6 GHz帯を含む高周波数帯域通信で想定される超多素子MIMOでは，通信路次元の拡大に伴い，フィルタ生成のための逆行列演算に必要な処理量増大が問題となる．この問題に対し，基地局でのフルデジタルビームフォーミングにより，ユーザ端末ごとに小規模なビーム領域フィルタを形成するLLMMSE (Local Linear MMSE) 検出が提案されているが，フィルタサイズの制限は送信データ情報の損失を招き，検出精度の低下をもたらす．そこで本稿では，各ユーザ端末に対して重複するLLMMSEフィルタ出力を，MSE 基準，並びに通信路の長期統計情報基準により複数選択し，送信ビットの対数尤度比 (LLR: Log Likelihood Ratio) で合成する選択合成法を提案する．また，繰り返し信号検出への拡張を行い，低処理量かつ高精度な大規模MUDの実現を図る．最後に，計算機シミュレーションによりビット誤り率特性およびMUDにかかる演算量を評価し，提案法の有効性を確認する． |
| 抄録(英) | In large multi-input multi-output (MIMO) systems, linear minimum mean square error (LMMSE) filters are often utilized as low-complexity uplink multi-user detection (MUD).However, in large MIMO settings required to operate in high-frequency bands, the LMMSE filtering requires high-dimensional matrix inversion operations, leading to the prohibitively high computational burden.To address this issue, local LMMSE (LLMMSE) detection has been proposed, where a contiguous block of beams can be selected for each user device based on the MSE criterion, assuming digital beamforming at the base station (BS).However, the limited size of the resulting LLMMSE filter also deteriorates the detection capability owing to information loss induced by an excessive dimensionality reduction.To circumvent this issue, we propose to selectively combine the information from the overlapping LLMMSE filters in the bit log-likelihood ratio (LLR) domain.For further enhancing the detection reliability, this method is extended to iterative detection. Numerical results demonstrate the validity of our proposed method by evaluating the bit error rate (BER) performance and the computational cost. |
| キーワード(和) | 大規模MIMO検出 / 線形MMSE検出 / デジタルビームフォーミング / LLMMSE検出 |
| キーワード(英) | Large MIMO detection / linear MMSE / digital beamforming / local LMMSE |
| 資料番号 | RCS2021-50 |
| 発行日 | 2021-06-16 (RCS) |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | RCS |
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| 開催期間 | 2021/6/23(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） | 初めての研究会，リソース制御，スケジューリング，無線通信一般 |
| テーマ（英） | First Presentation in IEICE Technical Committee, Resource Control, Scheduling, Wireless Communications, etc. |
| 委員長氏名（和） | 岡本 英二(名工大) |
| 委員長氏名（英） | Eiji Okamoto(Nagoya Inst. of Tech.) |
| 副委員長氏名（和） | 児島 史秀(NICT) / 西村 寿彦(北大) / 旦代 智哉(東芝) |
| 副委員長氏名（英） | Fumihide Kojima(NICT) / Toshihiko Nishimura(Hokkaido Univ.) / Tomoya Tandai(Toshiba) |
| 幹事氏名（和） | 山本 哲矢(パナソニック) / 村岡 一志(NEC) |
| 幹事氏名（英） | Tetsuya Yamamoto(Panasonic) / Kazushi Muraoka(NEC) |
| 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) |
| 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) |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | Technical Committee on Radio Communication Systems |
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| 本文の言語 | JPN |
| タイトル（和） | ビーム領域Local LMMSEフィルタ出力に基づく大規模MIMO検出の低演算量化に関する一検討 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | A Study on Low-Complexity Large MIMO Detection Based on Beam-Domain Local LMMSE Filters |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | 大規模MIMO検出 / Large MIMO detection |
| キーワード(2)（和/英） | 線形MMSE検出 / linear MMSE |
| キーワード(3)（和/英） | デジタルビームフォーミング / digital beamforming |
| キーワード(4)（和/英） | LLMMSE検出 / local LMMSE |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 吉田 拓実 / Takumi Yoshida |
| 第 1 著者 所属（和/英） | 大阪大学(略称：阪大) Osaka University(略称：Osaka Univ.) |
| 第 2 著者 氏名（和/英） | 白瀬 大地 / Daichi Shirase |
| 第 2 著者 所属（和/英） | 大阪大学(略称：阪大) Osaka University(略称：Osaka Univ.) |
| 第 3 著者 氏名（和/英） | 高橋 拓海 / Takumi Takahashi |
| 第 3 著者 所属（和/英） | 大阪大学(略称：阪大) Osaka University(略称：Osaka Univ.) |
| 第 4 著者 氏名（和/英） | 衣斐 信介 / Shinsuke Ibi |
| 第 4 著者 所属（和/英） | 同志社大学(略称：同志社大) Doshisha University(略称：Doshisha Univ.) |
| 第 5 著者 氏名（和/英） | 三瓶 政一 / Seiichi Sampei |
| 第 5 著者 所属（和/英） | 大阪大学(略称：阪大) Osaka University(略称：Osaka Univ.) |
| 発表年月日 | 2021-06-24 |
| 資料番号 | RCS2021-50 |
| 巻番号（vol） | vol.121 |
| 号番号（no） | RCS-72 |
| ページ範囲 | pp.127-132(RCS), |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | 2021-06-16 (RCS) |