MIMO-OFDM Receiver using One-Bit Analog-Digital Converter Utilizing Noise

使用一位利用噪声的模数转换器的 MIMO-OFDM 接收器

• 批准号: 20H02149
• 负责人: 山里 敬也
• 金额: $ 11.4万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20H02149/
• 关键词: 確率共鳴現象; 1bitアナログ／デジタル変換器; MIMO-OFDM; 1bit アナログ／デジタル変換器

本研究では，分解能が最も低い1bit ADCでも，雑音を利用することによりその分解能を超えた信号を受信できることの実証を目的とする．対象 として，5Gで採用されているMIMO-OFDM信号を取り上げ，そのような複雑な信号であっても，雑音を利用する1bit ADCを用いた受信機で復調で きることを，実験により実証する．これまで雑音は，工学的には邪魔なものとしてフィルタ処理等を駆使して積極的に取り除かれてきた．これ に対し，本研究では雑音を積極的に利用する．あえて雑音を利用する通信システムの検討を行うことで，これまでとはまったく異なる考え方に基づく，新しい通信システムの構築を目指している．ここに本研究の学術的独自性と創造性がある．本研究では2つのテーマを設け検討していく.(a) 雑音を利用する1bit ADCによる信号復調の基礎研究文献[3,4]の成果を発展させ，MIMO-OFDM信号受信に応じて，故意に加える雑音分布，雑音帯域と1bit ADC出力との因果関係の解析を，理論解析及び計算機シミュレーションにより行う.検討結果を随時下記(b)の開発研究に反映する.また，(b)の開発研究で得られた課題を解析に取り込み，より現実に近い環境にも対応可能な信号復調理論を構築する.(b) 雑音を利用する1bit ADCによるMIMO-OFDM受信機の開発研究上記(a)の実験による実証を目的として，雑音を利用する1bit ADCによるMIMO-OFDM受信機を開発し，その有効性を確認する.

本研究的目的是证明即使是分辨率最低的 1 位 ADC 也可以通过使用噪声来接收超过其分辨率的信号。我们将重点关注 5G 中使用的 MIMO-OFDM 信号，并通过实验证明，即使如此复杂的信号也可以通过使用噪声的 1 位 ADC 的接收器进行解调。到目前为止，从工程角度来看，噪声一直被认为是一种干扰，并且已使用滤波器处理和其他方法积极消除噪声。相比之下，在本研究中，噪声被积极使用。通过刻意研究使用噪声的通信系统，我们的目标是基于完全不同的思维方式构建一个新的通信系统。这正是本研究的学术原创性和创造性所在。在本研究中，我们将考虑两个主题： (a) 发展基础研究文献 [3, 4] 的成果，该文献关于使用噪声、添加噪声分布、噪声带和 1 位的 1 位 ADC 进行信号解调利用理论分析和计算机模拟来分析与ADC输出的因果关系。研究结果将随时反映在下面(b)中描述的开发研究中。此外，在(b)中开发研究中获得的问题将随时反映在开发研究中。结合到分析中，我们将构建一个可以应用于更现实环境的信号解调理论（b）使用1位噪声的1位ADC的MIMO-OFDM接收器的研究和开发。我们将使用 ADC 开发 MIMO-OFDM 接收器并确认其有效性。

项目成果

3.35GHz帯移動環境における遅延プロファイルの多段推定手法による雑音電力の低減

在 3.35GHz 频段移动环境中使用延迟分布的多级估计方法降低噪声功率

• 发表时间: 2022
• 作者: 小_ 一真;野口 聡;小鹿文也，山里敬也，齋藤将人，木村翔，田中翔馬，林合祐，佐藤彰弘，表英毅
• 通讯作者: 小鹿文也，山里敬也，齋藤将人，木村翔，田中翔馬，林合祐，佐藤彰弘，表英毅

Experimental verification of 4-ary Pulse Amplitude Modulated signal receiver with noise-aided one-bit analogue-to-digital converter

具有噪声辅助一位模数转换器的四进制脉冲幅度调制信号接收器的实验验证

• 发表时间: 2021
• 作者: Takuto Ohtaguro;Masato Saito;Takaya Yamazato
• 通讯作者: Takaya Yamazato

雑音と1bit ADCを用いたマルチアンテナ受信機におけるチャネル推定と信号復調

使用噪声和 1 位 ADC 的多天线接收器中的信道估计和信号解调

• 发表时间: 2021
• 作者: Shuhei Kimura;Takahiro Nozaki;Toshiyuki Murakami;薬師寺海斗，市來龍大，小松智紀，立花孝介，古木貴志，金澤誠司;加藤 立騎，山田 寛喜，森 浩樹;中島康雄，山里敬也，荒井伸太郎，齋藤将人，羽多野裕之，田中宏哉，田所幸浩
• 通讯作者: 中島康雄，山里敬也，荒井伸太郎，齋藤将人，羽多野裕之，田中宏哉，田所幸浩

A Study on Required FFT Sizes for Demodulation of OFDM Signals by Intentionally Added Noise and 1bit ADC

故意添加噪声和 1 位 ADC 解调 OFDM 信号所需 FFT 大小的研究

• 发表时间: 2020
• 作者: M. Saito;T. Ohtaguro;Y. Nakashima;T. Yamazato;S. Arai;H. Hatano;H. Tanaka;Y. Tadokoro
• 通讯作者: Y. Tadokoro

雑音と1bit ADCを用いた4PAM信号受信実験

使用噪声和1bit ADC的4PAM信号接收实验

• 发表时间: 2021
• 作者: T. Tomura;K. Omoto;and H. Sakamoto;大田黒 拓斗，齋藤 将人，山里 敬也
• 通讯作者: 大田黒 拓斗，齋藤 将人，山里 敬也