| 講演名 | 2017-07-13 アンテナパターン変調を用いたMIMOシステムに関する一検討 齋藤 将人(琉球大), |
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| 抄録(和) | 本研究では，通常固定して利用されるアンテナパターン（アンテナ係数）を時間の関数として周期的に変化させる，アンテナパターン変調を提案する．受信アンテナのアンテナパターンを変調する変調信号として，直接拡散スペクトル拡散方式で用いられる拡散符号を複数重畳した信号を用いることにより，受信信号成分を符号数と等しい次元数を持つ符号空間に分離する．各符号空間における受信信号成分を，逆拡散を用いて抽出することにより，複数の受信信号成分が得られる．これらの成分がダイバーシチ受信のブランチとなるため，アンテナパターン変調により符号数に応じた仮想的なアンテナを設置することができる．アンテナパターン変調は，指向性制御可能なアンテナの指向性制御信号を変えるだけで実現できるため，物理的にアンテナ素子等を追加することなく実施可能である．そのため，従来の指向性制御アンテナと同様のアンテナサイズで，物理的な素子数よりも多数の受信アンテナを配置することができる．受信信号を行列・ベクトル表記するために，アンテナパターン行列を導入し見通しを良くした．また，この行列の導入により，提案受信機を用いたMIMOシステムの受信信号が，従来のMIMOシステムの受信信号と同等に書き表せることを示した．提案MIMO受信機を用いた場合のチャネル容量を導出し，数値例により，到来信号数（いわゆる素波の数）が増加するにつれチャネル容量が増加することを示した．すなわち，パスダイバーシチ利得が得られていることが分かった．一方，アンテナパターン行列の位相成分について分布範囲が狭いとパスダイバーシチ利得が制限され，チャネル容量が劣化することが分かった． |
| 抄録(英) | In this paper, we propose an antenna pattern modulation (APM) to exploit path diversity in Multiple-Input Multiple-Output (MIMO) receivers without increasing the antenna size. In APM, antenna patterns are changed or modulated by periodic functions of time. As periodic functions, we assume the sum of multiple spreading code sequences used in direct-sequence spread spectrum (DS/SS) systems or code division multiple access (CDMA) systems. By DS/SS modulation of received signals, the signals can be mapped into the code domain of used code sequences. Each signal component of a code sequence can be extracted from the antenna output by correlating operation. The component is available to maximize diversity gain by multiplying appropriate weight with the component and combining the weighted signals. We introduce antenna pattern matrix whose elements are coefficients of code sequences used in APM. By using the matrix, we can derive the channel capacity of MIMO systems with APM based receiver as the equivalent form of that of the conventional MIMO systems. Numerical results show that the channel capacity of the proposed MIMO system can be increased by the number of arrival paths. Therefore, the proposed systems can exploit path diversity. However, if the variations of antenna pattern coefficients are poor, the capacity can be decreased. Thus, it can be found that the channel capacity can be limited by the distribution of the coefficients. |
| キーワード(和) | アンテナパターン変調 / MIMO / 直接拡散スペクトル拡散 / パスダイバーシチ / 大規模MIMO |
| キーワード(英) | Antenna pattern modulation / MIMO / Direct-Sequence Spread Spectrum / Path diversity / Massive MIMO |
| 資料番号 | WBS2017-17,MICT2017-19 |
| 発行日 | 2017-07-06 (WBS, MICT) |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | WBS / MICT |
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| 開催期間 | 2017/7/13(から2日開催) |
| 開催地（和） | アクトシティ浜松 研修交流センター |
| 開催地（英） | ACT CITY |
| テーマ（和） | ポスター講演, ワイドバンドシステム, ヘルスケア・医療情報通信技術, 一般 |
| テーマ（英） | Poster Session, Wideband System, Healthcare and Medical Information Communication Technologies, etc. |
| 委員長氏名（和） | 前原 文明(早大) / 杉町 勝(国立循環器病研究センター) |
| 委員長氏名（英） | Fumiaki Maehara(Waseda Univ.) / Masaru Sugimachi(National Cerebral and Cardiovascular Center) |
| 副委員長氏名（和） | 浜村 昌則(高知工科大) / 小野 文枝(NICT) / 原 晋介(阪市大) / 青柳 貴洋(東工大) |
| 副委員長氏名（英） | Masanori Hamamura(Kochi Univ. of Tech.) / Fumie Ono(NICT) / Shinsuke Hara(Osaka City Univ.) / Takahiro Aoyagi(Tokyo Inst. of Tech.) |
| 幹事氏名（和） | 能田 康義(三菱電機) / 小澤 佑介(茨城大) / 金 ミンソク(新潟大) / 花田 英輔(佐賀大) |
| 幹事氏名（英） | Yasunori Nouda(Mitsubishi Electric) / Yusuke Kozawa(Ibaraki Univ.) / Kim Mingsok(Niigata Univ.) / Eisuke Hanada(Saga Univ.) |
| 幹事補佐氏名（和） | 中村 聡(東京理科大) / 中村 僚兵(防衛大) / 小林 匠(横浜国大) / 和泉 慎太郎(神戸大) / 健山 智子(広島工大) / 田中 亜実(立命館大) / 安在 大祐(名工大) |
| 幹事補佐氏名（英） | Akira Nakamura(Tokyo Univ. of Science) / Ryohei Nakamura(National Defense Academy) / Takumi Kobayashi(Yokohama National Univ.) / Shintaro Izumi(Kobe Univ.) / Tomoko Tateyama(Hiroshima Inst. of Tech.) / Ami Tanaka(Ritsumeikan Univ.) / Daisuke Anzai(Nagoya Inst. of Tech.) |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | Technical Committee on Wideband System / Technical Committee on Healthcare and Medical Information Communication Technology |
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| 本文の言語 | JPN |
| タイトル（和） | アンテナパターン変調を用いたMIMOシステムに関する一検討 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | A Study on MIMO Systems with Antenna Pattern Modulation Technique |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | アンテナパターン変調 / Antenna pattern modulation |
| キーワード(2)（和/英） | MIMO / MIMO |
| キーワード(3)（和/英） | 直接拡散スペクトル拡散 / Direct-Sequence Spread Spectrum |
| キーワード(4)（和/英） | パスダイバーシチ / Path diversity |
| キーワード(5)（和/英） | 大規模MIMO / Massive MIMO |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 齋藤 将人 / Masato Saito |
| 第 1 著者 所属（和/英） | 琉球大学(略称：琉球大) University of the Ryukyus(略称：Ryukyu Univ.) |
| 発表年月日 | 2017-07-13 |
| 資料番号 | WBS2017-17,MICT2017-19 |
| 巻番号（vol） | vol.117 |
| 号番号（no） | WBS-122,MICT-123 |
| ページ範囲 | pp.51-56(WBS), pp.51-56(MICT), |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | 2017-07-06 (WBS, MICT) |