核心概念
再構成可能な大規模MIMOシステムでは、電磁界領域のチャネル特性を活用することで、従来の空間領域チャネル情報に基づくシステムよりも高いスループットを実現できる。本論文では、球面調和関数に基づく直交分解手法を用いて放射パターンを最適化し、さらに、サブスペース推定に基づくチャネル推定手法を提案することで、低パイロット オーバーヘッドでの高精度なチャネル推定を実現する。
摘要
本論文では、再構成可能な大規模MIMO(RmMIMO)システムにおけるプリコーディング設計とチャネル推定の問題を扱っている。
まず、放射パターンを球面調和関数に基づいて直交分解する手法を提案する。これにより、放射パターンの最適化問題を射影係数の最適化問題に変換できる。次に、この射影係数と数字領域のプリコーダを交互に最適化する手法を提案する。これにより、全てのアンテナが同一の放射パターンを使う場合と、各アンテナが異なる放射パターンを使う場合の両方を扱える。
さらに、チャネル推定に関して、サブスペース推定に基づく手法を提案する。まず、1D-ESPRITアルゴリズムを用いて遅延ドメインのチャネル情報を推定し、次に2D-ESPRITアルゴリズムを用いて角度情報を推定する。これにより、低パイロットオーバーヘッドでの高精度なチャネル推定を実現できる。
シミュレーション結果より、提案手法は従来の大規模MIMOシステムと同程度のパイロットオーバーヘッドで高精度なチャネル推定を行えるとともに、大幅なスループット向上を実現できることが示された。
統計資料
従来の大規模MIMOシステムと比べて、提案RmMIMOシステムは同程度のパイロットオーバーヘッドで高精度なチャネル推定を実現できる。
提案RmMIMOシステムは従来の大規模MIMOシステムに比べて、大幅なスループット向上を実現できる。
引述
"再構成可能な大規模MIMOテクノロジーは、これまで活用されていなかった電磁界領域の自由度を活用することで、将来の通信システムの柔軟性を高める。"
"従来の空間領域チャネル情報の表現では、電磁界領域のチャネル特性の潜在的な可能性を十分に理解できず、基地局のプリコーディング設計能力を制限している。"
"提案手法は、従来の大規模MIMOシステムと同程度のパイロットオーバーヘッドで高精度なチャネル推定を実現できるとともに、大幅なスループット向上を実現できる。"