| 講演名 | 2022-01-20 ミリ波大規模MIMOのための到来角度推定を利用した双線形推論に基づくベイジアン受信機設計に関する一検討 伊藤 賢太(阪大), 高橋 拓海(阪大), 五十嵐 浩司(阪大), 衣斐 信介(同志社大), 三瓶 政一(阪大), |
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| 抄録(和) | 本稿では，ミリ波大規模マルチユーザMIMO (Multi-Input Multi-Output) システムにおける上り回線一括マルチユーザ検出 (MUD: Multi-User Detection) のための，非直交パイロットを用いたベイジアンJCDE (Joint Channel and Data Estimation) 受信機を提案する．ベイジアンJCDEは，データの仮判定値を等価的なパイロット系列として利用することで，短い直交パイロット系列を用いた場合でも高精度なデータ検出を可能とする．一方，非直交パイロット系列を用いる場合には，繰り返し処理の収束挙動を安定化するための事前情報として，通信路の事前分布を高精度に与える必要がある．ミリ波大規模MIMO通信では，通信路が角度 (ビーム) 領域においてスパース性を有することが知られており，事前分布をベルヌーイガウス分布によってモデル化する近似手法が主流であるが，実際の通信路モデルからの乖離は避けられない．このベルヌーイガウス近似による事前分布のモデル誤差を緩和することを目的に，本稿では，到来角度推定のメカニズムを導入した新しいベイジアンJCDEアルゴリズムを提案する．最後に，推定通信路のNSE (Normalized Square Error) 特性とデータ検出のBER (Bit Error Rate) 特性の観点から提案法の有効性を確認する． |
| 抄録(英) | We propose a novel joint channel and data estimation (JCDE) scheme for mmWave large multi-user multi-input multi-output (MU-MIMO) systems with short non-orthogonal pilots. A Bayesian JCDE using a Bernoulli-Gaussian (BG) distribution as a prior distribution of beam-domain channels is a well-known strategy for realizing mmWave multi-user detection (MUD) with low-complexity and high-accuracy. However, the mismatch between the BG distribution and the stochastic behavior of the actual mmWave MIMO channels often makes the iterative convergence property of the JCDE algorithm unstable, which degrades the MUD performance significantly. To resolve this issue, we introduce an angle-of-arrival (AoA) estimation mechanism to the channel estimator of the Bayesian JCDE. This makes it possible to improve the channel estimation reliability using the knowledge of antenna steering vectors, and stabilize the convergence behavior of iterative estimation in the early iteration steps. The efficacy of the proposed method over the state-of-the-art is confirmed via computer simulations in terms of normalized square error (NSE) performance and bit error rate (BER) performance. |
| キーワード(和) | 大規模マルチユーザMIMO / 信念伝搬法 / 同時推定 / 非直交パイロット / AoA推定 |
| キーワード(英) | Large MU-MIMO / belief propagation / joint channel and data estimation / non-orthogonal pilots / AoA estimation |
| 資料番号 | IT2021-58,SIP2021-66,RCS2021-226 |
| 発行日 | 2022-01-13 (IT, SIP, RCS) |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | RCS / SIP / IT |
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| 開催期間 | 2022/1/20(から2日開催) |
| 開催地（和） | オンライン開催 |
| 開催地（英） | Online |
| テーマ（和） | 無線通信のための信号処理，学習，数理，情報理論および一般 |
| テーマ（英） | |
| 委員長氏名（和） | 岡本 英二(名工大) / 坂東 幸浩(NTT) / 和田山 正(名工大) |
| 委員長氏名（英） | Eiji Okamoto(Nagoya Inst. of Tech.) / Yukihiro Bandou(NTT) / Tadashi Wadayama(Nagoya Inst. of Tech.) |
| 副委員長氏名（和） | 西村 寿彦(北大) / 旦代 智哉(東芝) / 児島 史秀(NICT) / 田中 聡久(東京農工大) / 仲地 孝之(琉球大学) / 小嶋 徹也(東京高専) |
| 副委員長氏名（英） | Toshihiko Nishimura(Hokkaido Univ.) / Tomoya Tandai(Toshiba) / Fumihide Kojima(NICT) / Toshihisa Tanaka(Tokyo Univ. Agri.&Tech.) / Takayuki Nakachi(Ryukyu Univ.) / Tetsuya Kojima(Tokyo Kosen) |
| 幹事氏名（和） | 村岡 一志(NEC) / 山本 哲矢(パナソニック) / 杉本 憲治郎(Xiaomi) / 渡辺 修(拓殖大) / 田中 雄一(東京農工大) / 松田 哲直(埼玉大) / 野崎 隆之(山口大) |
| 幹事氏名（英） | Kazushi Muraoka(NEC) / Tetsuya Yamamoto(Panasonic) / Kenjiro Sugimoto(Xiaomi) / Osamu Watanabe(Takushoku Univ.) / Yuichi Tanaka(Tokyo Univ. Agri.&Tech.) / Tetsunao Matsuta(Saitamai Univ.) / Takayuki Nozaki(Yamaguchi 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) / 吉田 太一(電通大) / 京地 清介(北九州市立大) / 廣友 雅徳(佐賀大) |
| 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) / Taichi Yoshida(UEC) / Seisuke Kyochi(Univ. of Kitakyushu) / Masanori Hirotomo(Saga Univ.) |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | Technical Committee on Radio Communication Systems / Technical Committee on Signal Processing / Technical Committee on Information Theory |
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| 本文の言語 | JPN |
| タイトル（和） | ミリ波大規模MIMOのための到来角度推定を利用した双線形推論に基づくベイジアン受信機設計に関する一検討 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | A Study on AoA Estimation-Aided Bayesian Receiver Design via Bilinear Inference for mmWave Large MIMO |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | 大規模マルチユーザMIMO / Large MU-MIMO |
| キーワード(2)（和/英） | 信念伝搬法 / belief propagation |
| キーワード(3)（和/英） | 同時推定 / joint channel and data estimation |
| キーワード(4)（和/英） | 非直交パイロット / non-orthogonal pilots |
| キーワード(5)（和/英） | AoA推定 / AoA estimation |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 伊藤 賢太 / Kenta Ito |
| 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） | 高橋 拓海 / Takumi Takahashi |
| 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） | 五十嵐 浩司 / Koji Igarashi |
| 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 | 2022-01-20 |
| 資料番号 | IT2021-58,SIP2021-66,RCS2021-226 |
| 巻番号（vol） | vol.121 |
| 号番号（no） | IT-327,SIP-328,RCS-329 |
| ページ範囲 | pp.167-172(IT), pp.167-172(SIP), pp.167-172(RCS), |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | 2022-01-13 (IT, SIP, RCS) |