二次元線形アンテナアレイのための効果的な協調量子化の実現

实现二维线性天线阵列的有效协同量化

基本信息

批准号：
22K04090
负责人：
大野修一
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Osaka Metropolitan University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本研究の目的は、平面上にアンテナが複数配置された二次元線形アンテナアレイにおいて、複数のアンテナが協調し量子化することで、低ビットで十分な性能を発揮する協調量子化法を考案すること、また、その協調量子化を大多数のアンテナを利用するマッシブマイモやセンサアレイに応用し、提案法が既存法より量子化誤差の影響を効果的に低減化できることを示すことである。2022年度は、二次元線形アンテナアレイの受信信号のアナログディジタル変換に取り組んだ。協調量子化は、周波数領域などの特徴量空間において情報信号の特徴領域と量子化ノイズの特徴領域をできるだけ分離することで可能になる。そこで、信号量子化ノイズ比を到来角と誤差フィードバック回路の二次元フィルタで表現し、所望の到来方向に対し信号量子化ノイズ比を最大にするための評価式を導出した。残念ながら評価式はフィルタ係数に関し非線形となり、そのままでは最適化が困難であることが判明した。そこで、2022年度は設計が簡単な縦軸と横軸に対する一次元フィルタを直積した直積型の二次元フィルタを採用し、縦軸と横軸の一次元フィルタをそれぞれ設計することにした。直積型の二次元フィルタに限定すると、評価式はフィルタ係数の線形行列不等式で表現でき、凸最適化問題に帰着できる。凸最適化問題を数値的に解くことで協調量子化のためのフィルタを求め、数値シミュレーションにより設計した協調量子化の性能を評価した。

本研究的目的是设计一种协作量化方法，通过对平面上排列的多个天线的二维线性天线阵列中的多个天线进行协调和量化，以低比特实现足够的性能。大规模薯片和利用大量天线的传感器阵列，并表明所提出的方法比现有方法可以更有效地减少量化误差的影响。 2022年，我们致力于二维线性天线阵列接收信号的模数转换。通过在频域等特征空间中尽可能分离信息信号特征区域和量化噪声特征区域，使得协同量化成为可能。因此，我们使用到达角和误差反馈电路的二维滤波器来表示信号量化噪声比，并导出了一个评估公式，以最大化所需到达方向的信号量化噪声比。不幸的是，评估公式相对于滤波器系数是非线性的，并且已经发现优化是困难的。因此，2022年我们决定采用直积式二维滤波器，即垂直轴和水平轴的一维滤波器的直积，易于设计，垂直轴设计一维滤波器和水平轴，分别。当局限于二维乘积型滤波器时，评估公式可以表示为滤波器系数的线性矩阵不等式，从而产生凸优化问题。我们通过数值求解凸优化问题找到了一种用于协同量化的滤波器，并通过数值模拟评估了所设计的协同量化的性能。