高速移動通信における通信路推定の研究

高速移动通信中的通信路径估计研究

基本信息

批准号：
13750354
负责人：
大野修一
金额：
$ 1.09万
依托单位：
Hiroshima University (2002)Shimane University (2001)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至 2002
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13750354/
关键词：
通信路推定パイロット信号通信容量復元誤差等化器

项目摘要

無線通信の広帯域化・大容量化を阻害する主要因のひとつであるマルチパス通信路の推定に関する研究を行った。通信路推定は、多くの場合、データ通信に先立ちトレーニング系列と呼ばれる受信側が既知の情報を送信し、その受信情報を元に通信路の推定が行なわれている。しかし、高速移動する端末においては通信路が頻繁に変動するため、トレーニング系列を繰り返し送信することが必要となり、データレートが低下する。本研究では、データシンボル間に既知の信号(パイロット信号)を埋め込み、その受信信号より通信路推定を行うパケットの設計を行った。このとき、パケットにおけるデータとパイロット信号の配置およびデータとパイロット信号に分配するパワーがシステムの性能に大きく影響を与える。配置法は通信路推定精度に影響を与える。また、限られたパワーをデータに必要以上配分するとパイロット信号のパワーが低下し通信路推定誤差が増大し結果としてビット誤り率(BER)が低下する。一方、パイロット信号に必要以上のパワーを配分するとデータのパワーが低下し、やはりBERが低下する。そこで、まず、周波数選択性フェージング通信路に対し、誤差のある通信路推定値を用いた場合の理論的な平均通信路容量を導出し、この平均通信路容量を最大とするデータとパイロット信号の最適配置および最適パワー分配則を求めた。つぎに、数値シミュレーションにより提案設計法の有効性を確認した。また、この手法を時間選択性フェージング通信路および時間-周波数選択性フェージング通信路に拡張した。さらに、提案手法のマルチユーザマルチアクセスシステムへの応用を目指し、その基礎とし、OFDMAにおける平均通信路容量の計算法を考案した。

我们对多径通信路径的估计进行了研究，这是阻碍无线通信带宽和容量扩展的主要因素之一。在信道估计中，在许多情况下，在数据通信之前，接收侧发送称为训练序列的已知信息，并且基于接收到的信息来估计信道。然而，在高速移动的终端中，通信路径频繁变化，因此需要重复传输训练序列，这降低了数据速率。在这项研究中，我们设计了一个数据包，在数据符号之间嵌入已知信号（导频信号），并根据接收到的信号估计信道。此时，数据和导频信号在数据包中的排列以及分配给数据和导频信号的功率极大地影响系统的性能。放置方法影响信道估计精度。此外，如果将超过必要的有限功率分配给数据，则导频信号的功率减小，信道估计误差增大，并且结果，误码率(BER)减小。另一方面，如果分配给导频信号的功率多于所需的功率，则数据功率将会降低，这也会降低BER。因此，我们首先推导出频率选择性衰落信道使用有误差的信道估计值时的理论平均信道容量，然后结合使该平均信道容量最大化的数据和导频信号的最优排列和最优功率分配规律。决定。接下来，通过数值模拟验证了所提出设计方法的有效性。我们还将这种方法扩展到时间选择性衰落信道和时频选择性衰落信道。此外，我们的目标是将所提出的方法应用于多用户多址系统，并作为基础，我们设计了一种计算 OFDMA 中平均信道容量的方法。