| 講演名 | 2017-01-19 アンテナ毎送信電力制限下におけるホタルアルゴリズムを用いたMassive MIMOビームフォーミング制御の一検討 山中 貴司(東京理科大), 樋口 健一(東京理科大), |
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| 抄録(和) | Massive MIMO (multiple-input multiple-output)では，チャネル状態情報に基づくビームフォーミング(BF: beamforming)制御が多数のアンテナの使用による電力利得や空間多重されたストリーム間の干渉抑圧のために必須である．Massive MIMOでは，多数の送信アンテナ毎に用意される電力増幅器の能力は限定的となると想定され，送信アンテナ毎の送信電力の最大値には厳しい制限が設けられると考えられる．従って，アンテナ毎の送信電力の制限を考慮した送信BFの重要性がMassive MIMOでは非常に高くなる．そこで本稿では，主としてアンテナ毎の送信電力に制限がある場合において，ホタルアルゴリズム(FA: firefly algorithm)を用いたBF制御について検討する．FAは群知能の一種であり，群の中の各ホタルが自分より明るいすべてのホタルに引かれて移動する様子を模擬することにより，多峰性関数の最適解を効率よく求めることが可能となるアルゴリズムである．ホタルの位置をBF行列に，BF行列から計算されるシステムスループット最大化のためのメトリックをホタルの明るさと見立てることにより，FAをBF制御に適用する．計算機シミュレーションにより，幾何平均ユーザスループット最大化規準に基づくFAを用いたBF制御の特性を評価する． |
| 抄録(英) | In massive multiple-input multiple-output (MIMO) downlink, the transmitter beamforming (BF) to achieve the beamforming (power) gain and/or reduction in inter-user interference in multiuser MIMO case based on the channel state information (CSI)-feedback from the user terminals is essential. Massive MIMO requires large number of transmitter power amplifiers dedicated to each of transmitter antennas and allowable transmission power per power amplifiers (thus per transmitter antenna) is to be severely limited. Therefore, it is necessary to perform transmission BF in consideration of the limitation on the transmission power per antenna. In this paper, we consider the BF control using the firefly algorithm (FA) when there is a per-antenna transmission power constraint. FA is a kind of swarm intelligence and by mimicking the behavior of fireflies which moves toward neighbor fireflies based on distance and brightness of the neighbor fireflies, the solution to the multimodal optimization is obtained efficiently. By setting the BF matrix as a position of the firefly and the obtainable metric for the system throughput maximization as a brightness of the firefly, we apply the FA to the BF control. We evaluate the performance of BF control using FA from the viewpoint of the geometric mean user throughput by using computer simulations. |
| キーワード(和) | Massive MIMO / ビームフォーミング / ホタルアルゴリズム |
| キーワード(英) | Massive MIMO / beamforming / firefly algorithm |
| 資料番号 | IT2016-49,SIP2016-87,RCS2016-239 |
| 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） | アンテナ毎送信電力制限下におけるホタルアルゴリズムを用いたMassive MIMOビームフォーミング制御の一検討 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | A Study on Transmitter Beamforming Control Based on Firefly Algorithm for Massive MIMO Systems with Per-Antenna Power Constraint |
| 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） | ビームフォーミング / beamforming |
| キーワード(3)（和/英） | ホタルアルゴリズム / firefly algorithm |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 山中 貴司 / Takashi Yamanaka |
| 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 | 2017-01-19 |
| 資料番号 | IT2016-49,SIP2016-87,RCS2016-239 |
| 巻番号（vol） | vol.116 |
| 号番号（no） | IT-394,SIP-395,RCS-396 |
| ページ範囲 | pp.19-24(IT), pp.19-24(SIP), pp.19-24(RCS), |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | 2017-01-12 (IT, SIP, RCS) |