| 講演名 | 2017-01-19 ミリ波通信における2段階ビーム探索方式の検討および実機評価 小島 力(富士通研), 藤尾 俊輔(富士通研), 西川 健一(富士通研), 尾崎 一幸(富士通研), 李 正夷(富士通研), 本田 敦(富士通研), 石川 頌平(富士通研), 大島 武典(富士通研), 芦田 裕(富士通研), 志村 利宏(富士通研), 清水 昌彦(富士通研), 大橋 洋二(富士通研), |
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| 抄録(和) | 本論文では，ミリ波帯におけるビームフォーミングのためのビーム探索方法について検討を行い，実機検証を行った結果について示す．5Gシステムでは大容量・高スループットが求められており，ミリ波通信はその要求に答える一つの候補と考えられている．我々は，ミリ波を用いたビームフォーミングによる空間分割多重化技術の検討を行っており，高利得の狭ビームにより指向性を制御することで大容量化を目指している．狭ビームを用いた空間分割多重では，わずかなビーム方向のずれでも特性劣化が大きいため，高精度のビーム探索が必要となる．ビーム探索では，探索精度を向上するには探索ビーム数を多くする必要があり，探索ビーム数の増加はオーバーヘッドの増加を招き，スループット低下の原因となる．そのため，ビーム幅を変えて2段階でビーム探索を行う方法が検討されている．本論文では，2段階型ビーム探索方法について複数ユーザが存在する場合の最適ビーム数の検討を行う．その結果から，1段階目の解像度を高くし，2段階目のビーム数を減らすほうがトータルビーム数は少なくなることを示す．さらに計算機シミュレーションから最適なビーム数を用いた場合，1段階のみと比較して同等の性能を達成するビーム数を45%に削減することができることを明らかにする．さらに，実機を用いた実験を行い，推定方位分布がシミュレーションとほぼ一致することを確認し，本方式が有効に機能することを示す． |
| 抄録(英) | In this paper, we study a two-step beam search method for a beamforming in Millimeter-wave and evaluate this method on experimental test. The fifth-generation mobile communication systems require more high-capacity and high throughput. Millimeter-wave communications are considered as a candidate to respond to the request. We have studied a space division multiple access with millimeter-wave beamforming and try to increase the capacity by controlling the directionality using high-gain narrow beams. In a space division multiple access using narrow beams, high precision beam search method is needed because a slight error of the estimated direction causes serious performance degradation. A conventional beam search method uses a large number of beams to enhance the precision, which results in the reduction of throughput. Therefore, two-step beam search methods in which a beam width changes at each step have been studied. In this paper, we evaluate the optimal number of beams in the case of multi users and indicate that the total beams are reduced when the precision at first step is higher and the number of beams at second step is fewer. The simulation results show that the optimal number of beams in which the performance is equal to that of one-step method is reduced by 45% of one-step method. Moreover, we make sure that the two-step beam search method is effective through actual equipment test and show the distribution of the direction estimation of the test is almost same as that of the expected value. |
| キーワード(和) | ミリ波 / ハイブリッドビームフォーミング / ビーム多重 / インターリーブ / アレーアンテナ / ビーム探索 |
| キーワード(英) | Millimeter-wave / Hybrid beamforming / Beam multiplexing / Interleave / Array Antenna / Beam Search |
| 資料番号 | IT2016-47,SIP2016-85,RCS2016-237 |
| 発行日 | 2017-01-12 (IT, SIP, RCS) |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | IT / SIP / RCS |
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| 開催期間 | 2017/1/19(から2日開催) |
| 開催地（和） | 大阪市立大学（杉本キャンパス） |
| 開催地（英） | Osaka City Univ. |
| 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） | Signal Processing for Wireless Communications, Learning, Mathematical Science, Communication Theory, etc. |
| 委員長氏名（和） | 大橋 正良(福岡大) / 中静 真(千葉工大) / 村田 英一(京大) |
| 委員長氏名（英） | Masayoshi Ohashi(Fukuoka Univ.) / Makoto Nakashizuka(Chiba Inst. of Tech.) / Hidekazu Murata(Kyoto Univ.) |
| 副委員長氏名（和） | 村松 純(NTT) / 奥田 正浩(北九州市大) / 村松 正吾(新潟大) / 田野 哲(岡山大) / 眞田 幸俊(慶大) / 福田 英輔(富士通研) |
| 副委員長氏名（英） | Jun Muramatsu(NTT) / Masahiro Okuda(Univ. of Kitakyushu) / Shogo Muramatsu(Niigata Univ.) / Satoshi Denno(Okayama Univ.) / Yukitoshi Sanada(Keio Univ.) / Eisuke Fukuda(Fujitsu Labs.) |
| 幹事氏名（和） | 葛岡 成晃(和歌山大) / 吉田 隆弘(横浜商科大) / 平林 晃(立命館大) / 宮田 高道(千葉工大) / 旦代 智哉(東芝) / 須山 聡(NTTドコモ) |
| 幹事氏名（英） | Shigeaki Kuzuoka(Wakayama Univ.) / Takahiro Yoshida(Yokohama College of Commerce) / Akira Hirabayashi(Ritsumeikan Univ.) / Takamichi Miyata(Chiba Inst. of Tech.) / Tomoya Tandai(Toshiba) / Satoshi Suyama(NTT DoCoMo) |
| 幹事補佐氏名（和） | 岩本 貢(電通大) / 渡邊 修(拓殖大) / 山本 哲矢(パナソニック) / 西村 寿彦(北大) / 石原 浩一(NTT) / 村岡 一志(NEC) / 衣斐 信介(阪大) |
| 幹事補佐氏名（英） | Mitsugu Iwamoto(Univ. of Electro-Comm.) / Osamu Watanabe(Takushoku Univ.) / Tetsuya Yamamoto(Panasonic) / Toshihiko Nishimura(Hokkaido Univ.) / Koichi Ishihara(NTT) / Kazushi Muraoka(NEC) / Shinsuke Ibi(Osaka Univ.) |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | Technical Committee on Information Theory / Technical Committee on Signal Processing / Technical Committee on Radio Communication Systems |
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| 本文の言語 | JPN |
| タイトル（和） | ミリ波通信における2段階ビーム探索方式の検討および実機評価 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Study and experimental evaluation on 2-step beam search method in Millimeter-wave communications |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | ミリ波 / Millimeter-wave |
| 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） | ビーム多重 / Beam multiplexing |
| キーワード(4)（和/英） | インターリーブ / Interleave |
| キーワード(5)（和/英） | アレーアンテナ / Array Antenna |
| キーワード(6)（和/英） | ビーム探索 / Beam Search |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 小島 力 / Chikara Kojima |
| 第 1 著者 所属（和/英） | 株式会社富士通研究所(略称：富士通研) FUJITSU LABORATORIES LTD.(略称：FUJITSU LABORATORIES LTD.) |
| 第 2 著者 氏名（和/英） | 藤尾 俊輔 / Shunsuke Fujio |
| 第 2 著者 所属（和/英） | 株式会社富士通研究所(略称：富士通研) FUJITSU LABORATORIES LTD.(略称：FUJITSU LABORATORIES LTD.) |
| 第 3 著者 氏名（和/英） | 西川 健一 / Ken-ichi Nishikawa |
| 第 3 著者 所属（和/英） | 株式会社富士通研究所(略称：富士通研) FUJITSU LABORATORIES LTD.(略称：FUJITSU LABORATORIES LTD.) |
| 第 4 著者 氏名（和/英） | 尾崎 一幸 / Kazuyuki Ozaki |
| 第 4 著者 所属（和/英） | 株式会社富士通研究所(略称：富士通研) FUJITSU LABORATORIES LTD.(略称：FUJITSU LABORATORIES LTD.) |
| 第 5 著者 氏名（和/英） | 李 正夷 / Zhengyi Li |
| 第 5 著者 所属（和/英） | 株式会社富士通研究所(略称：富士通研) FUJITSU LABORATORIES LTD.(略称：FUJITSU LABORATORIES LTD.) |
| 第 6 著者 氏名（和/英） | 本田 敦 / Atsushi Honda |
| 第 6 著者 所属（和/英） | 株式会社富士通研究所(略称：富士通研) FUJITSU LABORATORIES LTD.(略称：FUJITSU LABORATORIES LTD.) |
| 第 7 著者 氏名（和/英） | 石川 頌平 / Shohei Ishikawa |
| 第 7 著者 所属（和/英） | 株式会社富士通研究所(略称：富士通研) FUJITSU LABORATORIES LTD.(略称：FUJITSU LABORATORIES LTD.) |
| 第 8 著者 氏名（和/英） | 大島 武典 / Takenori Ohshima |
| 第 8 著者 所属（和/英） | 株式会社富士通研究所(略称：富士通研) FUJITSU LABORATORIES LTD.(略称：FUJITSU LABORATORIES LTD.) |
| 第 9 著者 氏名（和/英） | 芦田 裕 / Hiroshi Ashida |
| 第 9 著者 所属（和/英） | 株式会社富士通研究所(略称：富士通研) FUJITSU LABORATORIES LTD.(略称：FUJITSU LABORATORIES LTD.) |
| 第 10 著者 氏名（和/英） | 志村 利宏 / Toshihiro Shimura |
| 第 10 著者 所属（和/英） | 株式会社富士通研究所(略称：富士通研) FUJITSU LABORATORIES LTD.(略称：FUJITSU LABORATORIES LTD.) |
| 第 11 著者 氏名（和/英） | 清水 昌彦 / Masahiko Shimizu |
| 第 11 著者 所属（和/英） | 株式会社富士通研究所(略称：富士通研) FUJITSU LABORATORIES LTD.(略称：FUJITSU LABORATORIES LTD.) |
| 第 12 著者 氏名（和/英） | 大橋 洋二 / Yoji Ohashi |
| 第 12 著者 所属（和/英） | 株式会社富士通研究所(略称：富士通研) FUJITSU LABORATORIES LTD.(略称：FUJITSU LABORATORIES LTD.) |
| 発表年月日 | 2017-01-19 |
| 資料番号 | IT2016-47,SIP2016-85,RCS2016-237 |
| 巻番号（vol） | vol.116 |
| 号番号（no） | IT-394,SIP-395,RCS-396 |
| ページ範囲 | pp.7-11(IT), pp.7-11(SIP), pp.7-11(RCS), |
| ページ数 | 5 |
| 発行日 | 2017-01-12 (IT, SIP, RCS) |