山口東京理科大学基礎工学研究科

伊藤研究室　西田 雄一

アレイアンテナを用いた伝搬モデルに基く最適受信方式

通常の通信１対１の通信中継していく通信

→電力効率が悪く、他への干渉が大きい→電力効率が良く、他への干渉が小さい

無線ルータ基地局など

携帯等の無線端末

→インフラストラクチャが必要

無線通信

サーバインターネット

アレイアンテナとは？

所望端末 受信端末アレイ

８本の無指向性アンテナでアレイを構成。

アレイ出力を並列に、受信方向ごとに最適な複素数重みを掛けて合成することで、指向性利得により、小さな送信電力で SNRが確保できる。

: 送信時に広がる電波

無線通信の干渉

１対１の通信中継していく通信

→電力効率が悪く、干渉が大きい→電力効率が良く、干渉が小さい

B

B

AA

研究の目標として

アドホックネットワークを視野に入れた通信方式を模索

アレイアンテナによるMMSE(平均二乗誤差最少化 )を用いて最適な受信重みを算出し適応電波の干渉が減り、より多様な通信が可能

端末同士で手を加えず伝達するよりもより良質な通信様々な方向から到来する電波を仕分けて各々を同時に受信できる

Multi-Carrier / Code-Division Multiple-Access（符号分割多元接続）

MC/CDMA の利用

※C5 以外の C についても同じ

C1

C5

C4

C3

C2

C6

C7

※C5 以外の C についても同じ

000

C5

101

100

010

111

011

… …

同時に送信 あ

たい

くちが

周波数帯域をキャリヤセットという区分けで分割して、分けたものを選び送信で用いる。 MC: 違うキャリヤセットの通信は、基本的に別のキャリヤセットに影響 ( 干渉 ) を与えない。 自分が送信中のキャリヤセット以外、全てのキャリヤセットでの通信を同時に受信できる。

32 キャリヤを用いて、長さ 32 のアダマール符号により、最大で 23 ～ 28 の情報を同時に別々の相手に送ることができる。( 一人の相手に 23 ～ 28 の情報を送ることもできる。 )

CDMA:

CarrierSet:1

CarrierSet:2

CarrierSet:3

それぞれが１つのキャリヤ

1 ～ N Carrier

All Carrier(1~NCarrierSet)

1 ～ N Carrier

・・・

・・・

・・・

・・・

・・・

(N=13,M=32)

全周波数帯域

キャリヤセット：周波数帯域を細かく分割し、それを M 個毎にまとめたものキャリヤ間を離すのは帯域の落ち込みによる障害を低減するため

M× Ｎキャリヤを使用

1 2 M

MC/CDMA のキャリヤセット

研究内容

ルート :短めルート :長い

→電力効率が次に良く、ルートは複数→電力効率は悪く、ルートが多い

壁や地面

壁や地面

電波は散乱点で反射して到着する

ルート :最短 →電力効率が良い、ルートは一つ

研究内容

可能な限り全てを合わせて合成

受信電波レベルを高める

まとめ

各散乱点の方向が変化波が遅れて到着する (位相ズレ )

010110…

010110…

1010110…

010110…

010110…

時間経過

※各周波数毎でも散乱点等により位相ズレが違う

この 2つは遅延について関係があり、まとめて計算出来る。

まとめ

全てのルートを足し合わせるには大量の計算が必要

８つのキャリヤセットを全て同時に処理

C1

C2

C3

C4

C5

C7

C6

C8C8

現在、シミュレーションを作成中

どちらにせよ

1G　・ FSK2G　・ PDC （ Personal Digital Cellular ）　・ cdmaOne3G　・ W-CDMA （ NTT ドコモ、ボーダフォン )　・ CDMA2000 （ KDDI)

ちなみに…

「 4G 」（ 4th Generation ）　・ LTE-Advanced　・ WiMAX2

実効速度で FTTH （光ファイバー）並の通信速度になるとされている。

ご清聴ありがとうございました。