| 講演名 | 2023-11-15 NOMAを用いた下りリンクMassive MIMOアナログビームフォーミングにおける角度次元ビームグループ化に基づくビーム選択法 野中 信秀(東京理科大), 樋口 健一(東京理科大), |
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| 抄録(和) | 本稿では下りリンクにおけるmassive MIMO (multiple-input multiple-output)アナログビームフォーミング(BF: Beamforming)に，非直交多元接続(NOMA: non-orthogonal multiple access)を組み合わせた場合の検討を行う．NOMAを用いたアナログBFにおいて，1つのビーム内に複数ユーザを非直交多重するためには，適切な非直交多重が可能なユーザが存在するビームを選択することが重要となる．また，アナログBFの各候補ビームの受信信号電力対雑音電力比(SNR: signal-to-noise power ratio)測定の周期がスケジューリング周期よりも長いことに起因した，チャネル状態フィードバック情報が少なくなることも適切なNOMA実現の課題となる．本稿では，これらの課題を解決するためのビーム選択法として隣接する複数のアナログビームでビームグループを形成する角度次元ビームグループ化(ADG: angle-domain beam grouping)を提案する．ADGでは，各ユーザ単体でみて最適なビームだけでなく，隣接する準最適なビームを考慮することにより，NOMA可能なユーザの多いビームを選択しやすくする．ADGは，異なるビームグループから同時送信するビームを選択することによりビーム間干渉も低減する．さらに，スケジューリングとレート制御のためにフィードバックされるビーム更新周期での選択された複数ビームに対する受信信号電力対干渉および雑音電力比(SINR: signal-to-interference and noise power ratio)フィードバック情報をビーム選択で再利用する方法を提案する．SINR再利用法では，チャネルの時間変動に対するビーム選択精度を向上することにより，スループットの向上が期待できる．計算機シミュレーションにより，提案法は特にビーム更新頻度が低い場合で有効であり，NOMAを用いる場合のシステムスループット改善効果が大きいことを示す． |
| 抄録(英) | In this paper, we introduce non-orthogonal multiple access (NOMA) into the massive multiple-input multiple-output (MIMO) analog beamforming (BF) in cellular downlink. In analog BF with NOMA system, in order to non-orthogonally multiplex users within a beam, the beam selection method is important which selects the beam with appropriate NOMA user-pairs. In addition, analog BF with NOMA suffers from limited channel state information since the feedback interval of signal-to-noise power ratio (SNR) of candidate beams from users is longer than the scheduling interval. In order to solve the problems, we propose an angle-domain beam grouping (ADG), which generate beam-groups with multiple neighboring analog beams, as a beam selection method. ADG selects the beams with appropriate NOMA user-pairs, since ADG considers the semi-optimal neighboring beams as well as optimal beam of each of respective users. ADG also alleviates the inter-beam interference by selecting the simultaneously used beams from different beam-groups. Moreover, we also propose the method which reuses the signal-to-interference and noise power ratio (SINR) measured for user-scheduling and transmission rate control every beam-update interval into the beam selection. The SINR reuse method further improves the system throughput since the beam selection accuracy in time is improved. Computer simulation results show that proposed methods are especially effective when the beam update interval is long, and system throughput is significantly improved when using NOMA. |
| キーワード(和) | 非直交多元接続 / NOMA / SIC / Massive MIMO / アナログビームフォーミング |
| キーワード(英) | Non-orthogonal multiple access / NOMA / SIC / Massive MIMO / Analog beamforming |
| 資料番号 | RCS2023-152 |
| 発行日 | 2023-11-08 (RCS) |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | AP / RCS |
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| 開催期間 | 2023/11/15(から3日開催) |
| 開催地（和） | 熊本県労働者福祉会館 |
| 開催地（英） | Kumamoto Prefectural Workers' Welfare Hall |
| テーマ（和） | アダプティブアンテナ，等化，干渉キャンセラ，MIMO，無線通信，一般 |
| テーマ（英） | Adaptive Antenna, Equalization, Interference Canceler, MIMO, Wireless Communications, etc. |
| 委員長氏名（和） | 榊原 久二男(名工大) / 樋口 健一(東京理科大) |
| 委員長氏名（英） | Kunio Sakakibara(Nagoya Inst. of Tech.) / Kenichi Higuchi(Tokyo Univ. of Science) |
| 副委員長氏名（和） | 袁 巧微(東北工大) / 児島 史秀(NICT) / 牟田 修(九大) / 石井 直人(NEC) |
| 副委員長氏名（英） | YUAN Qiaowei(Tohoku Inst. of Tech.) / Fumihide Kojima(NICT) / Osamu Muta(Kyushu Univ.) / Naoto Ishii(NEC) |
| 幹事氏名（和） | 本間 尚樹(岩手大) / 紀平 一成(三菱電機) / 安達 宏一(電通大) / 中村 理(シャープ) / 酒井 学(三菱電機) |
| 幹事氏名（英） | Naoki Honma(Iwate Univ.) / Kazunari Kihira(Mitsubishi Electric) / Koichi Adachi(Univ. of Electro-Comm) / Osamu Nakamura(Sharp) / Manabu Sakai(Mitsubishi Electric) |
| 幹事補佐氏名（和） | 村上 友規(NTT) / 岩渕 匡史(NTT) / 菅野 一生(KDDI総合研究所) / 張 裕淵(東工大) / 丸田 一輝(東京理科大) / 立石 貴一(NTTドコモ) |
| 幹事補佐氏名（英） | Tomoki Murakami(NTT) / Masashi Iwabuchi(NTT) / Issei Kanno(KDDI Research) / Yuyuan Chang(Tokyo Inst. of Tech) / Kazuki Maruta(Tokyo Univ. of Science) / Kiichi Tateishi(NTT Docomo) |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | Technical Committee on Antennas and Propagation / Technical Committee on Radio Communication Systems |
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| 本文の言語 | JPN |
| タイトル（和） | NOMAを用いた下りリンクMassive MIMOアナログビームフォーミングにおける角度次元ビームグループ化に基づくビーム選択法 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Beam Selection Based on Angle-Domain Beam Grouping for Massive MIMO Analog Beamforming Using NOMA in Cellular Downlink |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | 非直交多元接続 / Non-orthogonal multiple access |
| キーワード(2)（和/英） | NOMA / NOMA |
| キーワード(3)（和/英） | SIC / SIC |
| キーワード(4)（和/英） | Massive MIMO / Massive MIMO |
| キーワード(5)（和/英） | アナログビームフォーミング / Analog beamforming |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 野中 信秀 / Nobuhide Nonaka |
| 第 1 著者 所属（和/英） | 東京理科大学(略称：東京理科大) Tokyo University of Science(略称：Tokyo Univ. of Science) |
| 第 2 著者 氏名（和/英） | 樋口 健一 / Kenichi Higuchi |
| 第 2 著者 所属（和/英） | 東京理科大学(略称：東京理科大) Tokyo University of Science(略称：Tokyo Univ. of Science) |
| 発表年月日 | 2023-11-15 |
| 資料番号 | RCS2023-152 |
| 巻番号（vol） | vol.123 |
| 号番号（no） | RCS-263 |
| ページ範囲 | pp.7-12(RCS), |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | 2023-11-08 (RCS) |