次世代無線通信のための超低計算量な非線形干渉キャンセラ

用于下一代无线通信的超低计算复杂度非线性干扰消除器

• 批准号: 19J12727
• 负责人: 小松 和暉
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Toyohashi University of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-25 至 2021-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19J12727/
• 关键词: 無線通信; 帯域内全二重; 干渉キャンセラ

帯域内全二重のための低計算量な非線形自己干渉キャンセラの開発という研究課題に対して，本年度は期待以上の研究成果を上げたと評価できる．具体的な評価は以下に示す．・非線形自己干渉キャンセラが根本的には高周波回路の非線形性を推定するものであるため，非線形性を推定するアルゴリズムについて理論的に研究した．この結果，従来までの推定アルゴリズムが数値的に不安定になることを理論的な観点から説明し，より安定的にかつ高速に端末の非線形性を推定できる重み付き最小二乗法を考案した．この成果は非線形自己干渉キャンセラの低計算量化のみならず，無線端末の非線形性を扱う必要がある研究課題に広く応用できる成果である．・非線形自己干渉キャンセラを有する帯域内全二重の理論解析を行った．非線形自己干渉キャンセラを用いた場合において，帯域内全二重が達成するシンボル誤り率の解析については従来まで研究されてこなかった．小正規直交基底を利用してこの研究課題を達成し，理論解析から導かれるシンボル誤り率とシミュレーションの結果がよく一致することを示した．また，解析結果から帯域内全二重通信では理想的に線形化された増幅器よりも，歪みの存在する方がシンボル誤り率を低減できる可能性があることを示した．この結果より，非線形化するディジタルプリディストータという半二重通信では非常識なシステムが帯域内全二重通信では有効であることがわかり，今後の帯域内全二重通信の研究開発に対して大きな影響を残したといえる．初年度に非線形キャンセラの低計算量化と高性能化を達成したが，令和2年度は以上までに示したとおり更に非線形自己干渉キャンセラの低計算量化及び高性能化を達成するために必要な基盤を築いたといえ，期待以上の進展があったといえる．

对于开发用于带内全双工操作的低计算非线性自干扰消除器的研究主题，今年的成果可以评价为超出预期。具体评价如下。・由于非线性自干扰消除器基本上估计高频电路的非线性，因此我们从理论上研究了估计非线性的算法。因此，我们从理论角度解释了传统估计算法在数值上不稳定的问题，并设计了一种可以更稳定、更快地估计终端非线性的加权最小二乘法。该结果不仅减少了非线性自干扰消除器所需的计算量，而且可以广泛应用于需要处理无线终端非线性的研究课题。・对带有非线性自干扰消除器的带内全双工进行了理论分析。到目前为止，还没有研究分析使用非线性自干扰消除器时带内全双工实现的误码率。我们通过使用小的正交基来解决这个研究问题，并表明理论分析得出的符号错误率与仿真结果非常吻合。此外，分析结果表明，在带内全双工通信中，失真的存在可能比理想线性化放大器更能降低符号错误率。这一结果表明，非线性数字预失真器对于半双工通信是一种荒谬的系统，但对于带内全双工通信是有效的，对于今后带内全双工通信的研究和发展具有重要意义。可以说留下了很大的影响。第一年，我们实现了非线性自干扰消除器的低计算复杂度和高性能，但在2020年，我们将继续开发必要的基础设施，以进一步降低计算复杂度并提高非线性自干扰消除器的性能，如图所示可以说，进展比预想的要大。

项目成果

帯域内全二重におけるRappモデルによる電力増幅器の非線形歪みと自己干渉除去の性能向上に関する検討

带内全双工Rapp模型功率放大器非线性失真和自干扰消除性能改进研究

• 发表时间: 2019
• 作者: 福井崇久;小松和暉;宮路祐一;上原秀幸
• 通讯作者: 上原秀幸

補助送信機による自己干渉除去のためのWidely Linearフィルタ設計における適応アルゴリズムの評価

通过辅助发射机消除自干扰的宽线性滤波器设计中自适应算法的评估

• 发表时间: 2019
• 作者: 福井崇久;小松和暉;宮路祐一;上原秀幸
• 通讯作者: 上原秀幸

Weighted Least Squares With Orthonormal Polynomials and Numerical Integration for Estimation of Memoryless Nonlinearity

正交多项式加权最小二乘法和数值积分用于估计无记忆非线性

• DOI: 10.1109/lwc.2020.3017807
• 发表时间: 2020
• 影响因子: 6.3
• 作者: Komatsu Kazuki;Miyaji Yuichi;Uehara Hideyuki
• 通讯作者: Uehara Hideyuki

非線形自己干渉キャンセラのための二次元正規直交ラゲール多項式を用いた理論的性能解析

使用二维正交拉盖尔多项式对非线性自干扰消除器进行理论性能分析

• 发表时间: 2019
• 作者: 小松和暉;宮路祐一;上原秀幸
• 通讯作者: 上原秀幸

Radar and CommunicationにおけるRF不完全性の影響の評価

评估射频缺陷对雷达和通信的影响

• 发表时间: 2020
• 作者: 田齊広太郎;小松和暉;宮路祐一;上原秀幸
• 通讯作者: 上原秀幸