学内中間発表2 - 岩波研究室

MIMOの信号分離の検討
名古屋工業大学電気電子工学科
岩波・岡本研究室
野々村嘉人
1
背景
近年の高度情報化社会においてディジタル
無線通信は広く普及している。また、それに
伴って高速大容量通信の需要は高まってい
る。複数の送受信アンテナを用いるMIMO方
式はこれらを可能とする技術として期待され
ている。
2
目的
MIMOの信号分離法である、Nulling、PIC
（並列干渉除去法）、MLD（最尤判定法）の
ビット誤り率の比較検討。
3
Nulling
送信ベクトル
受信ベクトル
ガウス雑音の
ベクトル
a  (a1 , a2 ,..., aM )T
r  (r1 , r2 ,..., rN )T
n  (n1 , n2 ,..., nN )T


通信路行列
H の逆行列
Gr  GHa
 Gn


 a  Gn
I

G  (N  M )
(重みベクトル)

h
h
H  r  H h

H
r  Ha
n HH
     IM
h
G 
r h
 G H   H
重みベクトル
2



G

H
HH

M

I

M
r
h
を左から乗算
  
H
H  (M  N )
1
11
12
2
21
22
N
N1
1M

  a1   n1 
   ZF基準
 
a
  2    n2 
   
   MMSE基準
 
a
  M   nN 
g11r1 g12 r2
g1N rN   a1   g11 g12
エルミート転置行列

   
g
r
g
r
21
1
22
2
信号対雑音電力比
   a2    g 21

   

   
単位行列
g
r
g
r
MN N 
 aM   g M 1
 M 1i 1
H
 を満たす任意の実数
g1N  n1 
 
 n2 
 
 
g MN  nN 
4
PIC
PIC（Parallel Interference Cancellation）は
MIMOのアンテナ間の干渉を除去する方法
の１つである。
受信信号から、Nullingにより得られた、求め
たい信号以外の信号点レプリカを減算するこ
とにより、他のアンテナの干渉を除去する。
5
MLD
図のように、ある受信アンテナでの受信信号点
は、各送信アンテナから送信される送信信号の
信号点の組み合わせにより決定される。
MLDは、すべての信号点の組み合わせの中か
ら最も近い点を探索する手法である。
r  Hs  n
受信信号
最も近い点
sˆ  r  Hs
2
6
シミュレーション条件１
アンテナ本数
2×2
変調方式
QPSK変調方式（グレイマッピング）
通信路
１パス準静的レイリー
フェージング推定
既知（カンニング方式）
7
1.E+00
ZF
MMSE
PIC
MLD
1.E-01
BER
1.E-02
1.E-03
1.E-04
1.E-05
0
5
10
15
20
25
Average Eb/No[dB]
図１．２×２MIMOの信号分離法の比較
30
35
40
8
シミュレーション条件２
アンテナ本数
2×2
変調方式
QPSK変調方式（グレイマッピング）
OFDM
通信路
１６パス指数減衰レイリー
フェージング推定
既知（カンニング方式）
サブキャリア数
64
GI長
16
遅延時間
１
DUR
１[dB]
9
1.E+00
MIMO-OFDM,MLD
MIMO-OFDM,Nulling,ZF基準
1.E-01
MIMO-OFDM,Nulling,MMSE基準
MIMO-OFDM,PIC,MMSE基準
BER
1.E-02
1.E-03
1.E-04
1.E-05
0
5
10
15
20
25
Average Eb/No[dB]
図２．２×２MIMO-OFDM
30
35
40
10
まとめ
シングルキャリアのMIMOでも、OFDMを用
いたMIMOでも、信号分離で最もビット誤り率
が良いのはMLDであった。
また、アンテナ間の干渉を除去するPICは、
Nullingよりビット誤り率が良かった。
今後の課題
SICを用いたMIMO-OFDMの信号分離。
 MIMO MC-CDMAの信号分離法の検討。

11
END
12

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