| 講演名 | 2022-03-03 ハイブリッド型Massive MIMOにおけるパイロット汚染に耐性の有るチャネル推定法 小野 佑貴(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． このHB構成でも，同一パイロット信号を複数ユーザ端末で共有することで起こるパイロット汚染の問題が有り，所望ユーザのチャネル推定精度が大きく劣化してしまう．そこで本報告では，TDD（Time Division Duplex）マルチユーザMIMO通信において，HB構成でパイロット汚染に耐性のあるチャネル推定法を提案する． 提案手法では，まず受信パイロット信号に対して空間スムージングとMUSIC（Multiple Signal Classification）を適用することで所望ユーザと干渉ユーザのクラスター平均到来角を推定する．次に，平均到来角を中心としたアレイ応答の線型結合を所望ユーザと干渉ユーザの合成チャネルインパルス応答として推定する．最後に，干渉ユーザの平均到来角を中心とするアレイ応答の線型結合を合成チャネルインパルス応答から差し引いて，所望ユーザのチャネルインパルス応答として推定する． 計算機シミュレーションにより，パイロット汚染による下り回線の平均ビット誤り率（BER）特性の劣化を提案手法によって低減できることを明らかにする． |
| 抄録(英) | In 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. Even HB still has a serious problem of the pilot contamination caused by sharing the same pilot signals among multiple user terminals, and the channel estimation accuracy of the desired user is severely degraded. To fix such a problem, this report proposes a channel estimation scheme for HB that is robust against the pilot contamination in TDD (Time Division Duplex) multiuser MIMO communications. First, the proposed scheme estimates an average angle of arrival (AoA) for each cluster of the desired and interfering users' propagation paths by applying the spatial smoothing and multiple signal classification (MUSIC) to received pilot signals. Next, a linear combination of the array response vectors corresponding to the estimated average and its neighboring AoAs is estimated as the whole channel impulse response of the desired and interfering users. Finally, the linear combination of the array response vectors centered on the AoAs of the interfering users is subtracted from the whole channel impulse response and then, the result can be regarded as the channel impulse response of the desired user. Computer simulations demonstrate that the proposed scheme can alleviate the degradation of the average bit error rate (BER) performance of the HB downlink beamforming caused by the pilot contamination. |
| キーワード(和) | Massive MIMO / ハイブリッドビームフォーミング / パイロット汚染 / チャネル推定 / MUSIC |
| キーワード(英) | Massive MIMO / hybrid beamforming / pilot contamination / channel estimation / MUSIC |
| 資料番号 | RCS2021-270 |
| 発行日 | 2022-02-23 (RCS) |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | RCS / SR / SRW |
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| 開催期間 | 2022/3/2(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) / 亀田 卓(広島大) / 野田 華子(アンリツ) |
| 委員長氏名（英） | Eiji Okamoto(Nagoya Inst. of Tech.) / Suguru Kameda(Hiroshima Univ.) / Hanako Noda(Anritsu) |
| 副委員長氏名（和） | 西村 寿彦(北大) / 旦代 智哉(東芝) / 児島 史秀(NICT) / 田久 修(信州大) / 石津 健太郎(NICT) / 矢野 一人(ATR) / 水谷 圭一(京大) / 斎藤 健太郎(東京電機大) / 沢田 浩和(NICT) |
| 副委員長氏名（英） | Toshihiko Nishimura(Hokkaido Univ.) / Tomoya Tandai(Toshiba) / Fumihide Kojima(NICT) / Osamu Takyu(Shinshu Univ.) / Kentaro Ishidu(NICT) / Kazuto Yano(ATR) / Keiichi Mizutani(Kyoto Univ.) / Kentaro Saito(Tokyo Denki Univ.) / Hirokazu Sawada(NICT) |
| 幹事氏名（和） | 村岡 一志(NEC) / 山本 哲矢(パナソニック) / 成枝 秀介(三重大) / 稲森 真美子(東海大) / 李 斗煥(NTT) / 村上 友規(NTT) / 佐々木 重信(新潟大) |
| 幹事氏名（英） | Kazushi Muraoka(NEC) / Tetsuya Yamamoto(Panasonic) / Syusuke Narieda(Mie Univ.) / Mamiko Inamori(Tokai Univ.) / Doohwan Lee(NTT) / 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) / 大辻 太一(NEC) / 王 瀟岩(茨城大) / 田中 明美(MathWorks) / 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.) / Taichi Ohtsuji(NEC) / WANG Xiaoyan(Ibaraki Univ.) / Akemi Tanaka(MathWorks) / 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） | ハイブリッド型Massive MIMOにおけるパイロット汚染に耐性の有るチャネル推定法 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Channel Estimation Scheme Robust against Pilot Contamination for Hybrid Beamforming Massive MIMO Systems |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | Massive MIMO / Massive MIMO |
| キーワード(2)（和/英） | ハイブリッドビームフォーミング / hybrid beamforming |
| キーワード(3)（和/英） | パイロット汚染 / pilot contamination |
| 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 / MUSIC |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 小野 佑貴 / Yuki Ono |
| 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） | 浅井 孝浩 / Takahiro Asai |
| 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 | 2022-03-03 |
| 資料番号 | RCS2021-270 |
| 巻番号（vol） | vol.121 |
| 号番号（no） | RCS-391 |
| ページ範囲 | pp.102-107(RCS), |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | 2022-02-23 (RCS) |