高精度MIMO電波伝搬チャネル推定に関する研究

高精度MIMO电波传播信道估计研究

基本信息

批准号：
15760257
负责人：
山田寛喜
金额：
$ 1.98万
依托单位：
Niigata University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

近年,MIMOシステムの実用化研究が進み,いくつかの市販のシステムも見られるようになってきている.特に無線LANにおいては,アクセスポイント側に関しては,ある程度のサイズが許容できるため,アレーの設計の自由度が高い.しかしながら,端末(PC)側では,アレーの設置面積が極めて限られる.その様な場合において,如何にMIMOの特徴を引き出すかが,重要な課題であった.本研究の目的である高精度MIMO伝搬チャネル推定を遂行するためには,アレーにおける素子間相互結合の影響を正確に把握し,キャリブレーションする必要がある.最終年度である本年は,送受信アレーの素子間相互結合の校正手法,素子間相互結合のMIMOシステムに与える影響,それらの実験的検証を行った.(1)送受信アレーの素子間相互結合の推定手法半波長ダイポールのようなシングルモード素子からなるアレーアンテナの素子間相互結合を観測量(端子電圧・電流)のみでいかに正しく推定するかと言う問題に取り組み,送信・受信時では動作原理が異なることにより,校正インピーダンス値が変化することを明らかにし,端子電圧・電流からの校正行列の推定法を開発し,その精度を検証した.(2)MIMOアレーにおける素子間相互結合の影響と,その実験的検証上述の成果を用いて,MIMOアレーの最適化に関する研究を実施した.解析結果より,各素子を入力インピーダンスの複素共役整合することにより,校正せずとも従来のシステムに対して20%の容量増加が期待できることを明らかにした.これは素子間相互結合による素子パタンの変化がMIMOにおけるパス間相関の抑圧に寄与するためである.共役整合時の実験自体は困難であったため,ここでは50オーム整合時の様々な素子間隔におけるMIMO実験を行い,解析手法の妥当性を実証した.

近年来，MIMO系统的实际应用研究不断取得进展，部分系统现已上市。特别是在无线局域网中，接入点侧可以接受一定的尺寸，因此阵列设计难度较大。然而，在终端（PC）侧，阵列的安装面积极其有限。在这种情况下，如何发挥MIMO的特性是一个重要的问题。为了进行高精度的MIMO传播信道估计，需要准确地了解和校准阵列中阵元间的互耦合影响，我们通过实验验证了校准方法、阵元间互耦合对MIMO系统的影响。 (1)发射器/接收器阵列中单元间互耦合的估计方法Basic。我们解决了如何仅使用可观测量（端子电压和电流）来准确估计端子间互耦的问题，并阐明了由于传输和接收过程中不同的工作原理而导致校准阻抗值发生变化，并且・提出了一种根据电流估计校准矩阵的方法并验证了其准确性。 (2)MIMO阵列中单元间互耦合的影响及其实验验证利用上述结果，对MIMO阵列进行了优化研究。结果表明，通过对每个元件的输入阻抗进行复共轭匹配，与未经校准的传统系统相比，容量有望增加 20%。这是由于元件之间的相互耦合导致元件图案发生变化。这是因为它有助于抑制MIMO中的路径间相关性。由于共轭匹配期间的实验本身很困难，因此我们在50欧姆匹配期间进行了各种元件间距的MIMO实验，以验证分析方法的有效性。

项目成果

期刊论文数量（18）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

受信アレーアンテナの相互インピーダンスとその校正行列について

关于接收阵列天线的互阻抗及其校准矩阵

DOI：
发表时间：
2005
期刊：
電子情報通信学会技術研究報告 Vol.AP2004-332
影响因子：
0
作者：
井浦裕貴;山田寛喜;山口芳雄;井浦裕貴;山田寛喜
通讯作者：
山田寛喜

MIMOチャネル容量における素子間相互結合の影響について

元件间互耦合对MIMO信道电容的影响

DOI：
发表时间：
2004
期刊：
2004年電子情報通信学会総合大会 B-1-224(CD-ROM)
影响因子：
0
作者：
井浦裕貴;山田寛喜;山口芳雄;井浦裕貴;山田寛喜;原六蔵;井浦裕貴;井浦裕貴;井浦裕貴
通讯作者：
井浦裕貴

原六蔵, 山田寛喜, 小川恭孝, 山口芳雄: "影像法を用いる反射板付ダイポールアレー校正"電子情報通信学会技術研究報告. AP2003-140, no.9. 43-48 (2003)

Rokuzo Hara、Hiroki Yamada、Yasutaka Okawa、Yoshio Yamaguchi：“使用成像方法校准偶极子阵列”AP2003-140，第 9 号（2003 年）。

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

アンテナ整合および素子間相互結合を考慮したMIMO特性評価

考虑天线匹配和元件间互耦的MIMO特性评估

DOI：
发表时间：
2005
期刊：
電子情報通信学会技術研究報告 Vol.AP2004-301
影响因子：
0
作者：
井浦裕貴;山田寛喜;山口芳雄;井浦裕貴
通讯作者：
井浦裕貴

様々なアンテナ負荷状態におけるMIMO特性評価

各种天线负载条件下的MIMO特性评估

DOI：
发表时间：
2005
期刊：
2005年度電子情報通信学会信越支部大会 3D-5
影响因子：
0
作者：
井浦裕貴;山田寛喜;山口芳雄
通讯作者：
山口芳雄

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DOI：
发表时间：
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通讯作者：
山田寛喜

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DOI：
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Shumpei Mori;So Noguchi;落合匠郎，白木隆太，森洋二郎，長谷川浩;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;村岡音，高木伸之，王道洪，ウティン;市來龍大，川述圭樹，小松智紀，立花孝介，古木貴志，金澤誠司;山田寛喜
通讯作者：
山田寛喜