ＭＩＭＯＭＣ－ＣＤＭＡ方式のビット誤り率に関する比較検討平成19年度電気関係学会東海支部連合大会名古屋工業大学電気電子工学科野々村嘉人岩波保則岡本英二背景  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。MIMOはこれらを可能とする技術として期待されている。  MC-CDMA方式は劣悪な通信環境下において、高速ディジタル伝送を可能とするマルチキャリア変調方式と、多元接続能力が高く、フェージングや干渉に対し強く、周波数利用効率が優れているCDMA 方式を合わせた方式の一つ。 2 目的マルチパス耐性に優れたOFDM変調とMIMO 技術により構成されるMIMO-OFDM方式を比較対象とするMIMO MC-CDMA方式のビット誤り率特性の比較検討。 MIMOの信号分離にはNullingを用いた。 3 MIMO-OFDM変調方式（送信側） DATA QPSK Mod. IFFT GI Ins. DATA QPSK Mod. IFFT GI Ins. 各送信機毎に別々の信号を送り、QPSK変調後サブキャリア毎にそれぞれIFFTによりOFDM変調をする。その後GIを挿入し各送信アンテナから送信する。 4 MIMO-OFDM変調方式（受信側） GI Remov. FFT QPSK Demod. DATA QPSK Demod. DATA Nulling GI Remov. FFT 各受信アンテナで受信した信号からそれぞれGIを除去しFFTによりOFDM復調を行う。そして各サブキャリアに対して送受信アンテナ間の周波数領域の通信路行列 H の一般逆行列を乗算するNulling操作によって送信アンテナ毎の信号分離及びマルチパス通信路の周波数領域等化を同時に行う。 5 MIMO MC-CDMA方式（送信側） Walsh符号 DATA QPSK Mod. IFFT GI Ins. IFFT GI Ins. Walsh符号 DATA QPSK Mod. 各送信アンテナに於いてユーザー毎に拡散符号であるWalsh符号をサブキャリアの周波数軸方向に乗算し、乗算後の各ユーザー信号をすべて足し合わせ、 IFFTにより時間信号に変換する。その後GIを挿入し各送信アンテナから送信する。 6 MIMO MC-CDMA方式（受信側） Walsh符号 GI Remov. FFT QPSK Demod. DATA QPSK Demod. DATA Nulling Walsh符号 GI Remov. FFT 各受信アンテナから受信した信号をMIMO-OFDMと同様にNullingまで行い送受信アンテナ毎の信号分離、マルチパス通信路の周波数領域等化を行う。その後、分離された信号にユーザー毎のWalsh符号を乗算しサブキャリア方向に足し合わせることにより信号分離を行う。 7 計算機シミュレーション条件１情報ビット数/パケット 1024ビット最低送信パケット数 50000パケットアンテナ本数 2×2 変調方式 QPSK変調方式（グレイマッピング）通信路準静的2パスレイリーフェージング通信路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 ユーザー数 64 GI長 16 遅延時間 8 DUR 0[dB] 8 BER特性の比較（アンテナ数２×２） 1.E+00 MIMO-OFDM,ZF基準 MIMO MC-CDMA MIMO MC-CDMA,ZF基準 MIMO-OFDM 1.E-01 MIMO-OFDM,MMSE基準 MIMO MC-CDMA,MMSE基準 BER 1.E-02 1.E-03 MIMO MC-CDMA 12[dB] 1.E-04 1.E-05 0 5 10 15 20 25 Average Eb/No[dB] 30 35 40 9 計算機シミュレーション条件２情報ビット数/パケット 1024ビット最低送信パケット数 50000パケットアンテナ本数 4×4 変調方式 QPSK変調方式（グレイマッピング）通信路準静的2パスレイリーフェージング通信路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 ユーザー数 64 GI長 16 遅延時間 8 DUR 0[dB] 10 BER特性の比較（アンテナ数４×４） 1.E+00 MIMO MC-CDMA MIMO-OFDM,ZF基準 MIMO MC-CDMA,ZF基準 1.E-01 MIMO-OFDM MIMO-OFDM,MMSE基準 MIMO MC-CDMA,MMSE基準 BER 1.E-02 1.E-03 MIMO MC-CDMA 10[dB] 1.E-04 1.E-05 0 5 10 15 20 25 Average Eb/No[dB] 30 35 40 11 まとめ  送受信アンテナ本数がそれぞれ２本と４本の場合で、 MIMO-OFDM方式を比較対象とするMIMO MCCDMA方式のビット誤り率特性を、MIMOの信号分離をそれぞれNullingのZF基準とMMSE基準を用いて比較した。  ZF基準の場合はどちらもMIMO-OFDM方式に比べビット誤り率特性は悪いが、 MMSE基準の場合はどちらもMIMO-OFDM方式に比べビット誤り率特性は10[dB]以上良くなっている。 12 今後の課題  MIMOの信号分離にNulling以外の信号分離法を用い検討。  より実際的な環境を想定し、既知の通信路ではなく未知の通信路でパイロット信号などを用いチャネル推定をした上での検討。 13