時空間・周波数インデックス変調を用いた次世代マルチユーザ無線通信の研究

利用空时和频率索引调制的下一代多用户无线通信研究

• 批准号: 16J05344
• 负责人: 石川 直樹
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: Tokyo University of Agriculture and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2016
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2016-04-22 至 2018-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16J05344/
• 关键词: インデックス変調; 空間変調; 時空間信号処理; 大規模アンテナアレイ

次世代無線通信の高性能化を目指し、時空間・周波数インデックス変調に関して研究した。インデックス変調では、任意の集合から特定の要素を選択するパターンに情報ビット列を割り当て、低い演算量を保ったまま送信レートを改善する。平成28年度は以下の研究課題に取り組んだ。[成果1] 周波数インデックス変調を用いた広帯域通信方式の通信路容量解析[成果2] 差動インデックス変調による疎な時空間ブロック符号の代数的生成[成果3] インデックス変調によるミリ波送信機の簡易化[成果4] 大規模アンテナアレイシステムに適した差動インデックス変調方式の提案[成果1]ではインデックス変調による性能改善効果が低い送信レートに限定されることを証明した。これにより研究計画の一部が変更となったため、研究課題名にある「マルチユーザ無線通信」に関しては将来の検討事項とし、その代替として時空間インデックス変調方式の基礎理論解析、ミリ波通信環境における性能解析、および、大規模アンテナアレイシステムへの応用研究に取り組んだ。特に[成果4]は送信アンテナ数に対してスケーラブルに送信レートが向上する唯一の差動符号化手法である。本研究の成果は計6本の論文として国際論文誌に投稿した。現在4本が採録判定となっており、うち3本が国際共著論文である。また、IEEE Communications Societyが主催するSummer School（国際選抜セミナ）と国内研究会において成果の一部を発表した。以上の成果をまとめた博士論文は機関リポジトリにおいてオープンアクセスとなる予定である。

我们研究了时空和频率指数调制，目的是提高下一代无线通信的性能。在索引调制中，将信息位字符串分配给从任何集合中选择特定元素的模式，从而提高了传输速率，同时保持较低的操作。 In 2016, we addressed the following research topics: [Result 1] Channel capacity analysis of wideband communication methods using frequency index modulation [Result 2] Algebraic generation of sparse space-time block codes using differential index modulation [Result 3] Simplification of millimeter-wave transmitters using index modulation [Result 4] Proposal of a differential index modulation method suitable for large-scale antenna array systems [Result 1] proved that the performance improvement effect due to索引调制仅限于传输速率较低。结果，更改了研究计划的一部分，研究主题名称中的“多用户无线通信”被认为是未来的考虑，相反，我们对时空索引调制方法进行了基本的理论分析，在毫米波波通信环境中的性能分析以及应用于大型天线阵列系统中的绩效分析。特别是，[结果4]是唯一相对于发射天线数量来提高传输速率的差分编码方法。这项研究的结果已提交给国际杂志，共有六篇论文。目前，有四个已获批准，其中三本是国际合着的论文。此外，在IEEE通信协会和国内研究小组组织的暑期学校（国际选择研讨会）中，一些结果提出。总结上述结果的博士学位论文将是对机构存储库的公开访问。

项目成果

Rectangular Differential Spatial Modulation for Open-Loop Noncoherent Massive-MIMO Downlink

• DOI: 10.1109/twc.2017.2657497
• 发表时间: 2017-03
• 期刊: IEEE Transactions on Wireless Communications
• 影响因子: 10.4
• 作者: Naoki Ishikawa;S. Sugiura

University of Southampton(英国)

南安普顿大学（英国）

Full-Diversity Dispersion Matrices From Algebraic Field Extensions for Differential Spatial Modulation

• DOI: 10.1109/tvt.2016.2536802
• 发表时间: 2017
• 期刊: IEEE Transactions on Vehicular Technology
• 影响因子: 6.8
• 作者: R. Rajashekar;Naoki Ishikawa;S. Sugiura;K.V.S. Hari;L. Hanzo

SIM vs. OFDM: Comprehensive study and analysis

SIM 与 OFDM：综合研究和分析

• 发表时间: 2016
• 作者: 石川直樹;杉浦慎哉;HANZO Lajos;Naoki Ishikawa
• 通讯作者: Naoki Ishikawa

サブキャリア選択変調を用いた広帯域通信方式の設計指針

使用子载波选择性调制的宽带通信系统设计指南

• 发表时间: 2016
• 作者: 石川直樹;杉浦慎哉;HANZO Lajos
• 通讯作者: HANZO Lajos