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| 講演名 | 2017-03-03 10:50 ハイブリッドビームフォーミングを用いたMassive MIMOにおけるチャネル推定の検討 ○若山敬介・府川和彦・張 裕淵（東工大）  RCS2016-325 |
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| 抄録 | （和） | 第5世代移動通信 (5G) で導入される Massive MIMO では，アナログ回路規模の削減のため，アナログビームフォーミング (ABF) とデジタルビームフォーミング (DBF) を組み合わせたハイブリッドビームフォーミングが検討されている． しかしながら，ABF によって受信信号の自由度が減少するため，全アンテナ素子のインパルス応答を精度良く推定できず，高精度の送信ウェイト制御が困難となっている． そこで本稿では，マルチユーザTDDシステムの上り回線において，ABF 部を通して観測される等価 ABF インパルス応答から，全アンテナ素子のインパルス応答を高精度に推定する手法を提案する． 提案手法ではまず，等価 ABF インパルス応答を低演算量で精度良く推定するため，既知のトレーニング信号に加えてデータの判定信号を用いて，QR-RLS(QR-decomposition-based Recursive Least-Squares)により判定帰還型チャネル推定を行う． 次に，各ユーザの推定等価ABFインパルス応答ベクトルとサブアレイ応答ベクトルとの相関を求め，そのピーク値からユーザ毎に平均到来角を推定する． さらに，この推定平均到来角とその近傍角に対応するアレイ応答ベクトルの線形結合として全アンテナ素子のインパルス応答を近似し，その線形結合の係数を最小2乗法により推定する． 計算機シミュレーションにより， i) 平均 $E_b / N_0$ とともに等価 ABF インパルス応答の推定精度が向上し， ii) 平均到来角の推定精度および角度広がりに依存せず，全アンテナ素子のインパルス応答の推定精度が平均 $E_b / N_0$ とともに改善することを示す． |
| （英） | For massive MIMO employed in 5G mobile communications, hybrid beamforming, which is composed of analog beam forming (ABF) and digital beam forming (DBF), has been investigated to reduce a huge amount of analog circuits. Since ABF reduces the degree of freedom for the received signals, the hybrid beamforming cannot accurately estimate channel impulse responses of all antenna elements (CIR-AAE), which makes it difficult to control transmit weights. To cope with such a problem, this report considers multiuser TDD uplink channels and proposes a scheme to accurately estimate CIR-AAE, upon the basis of equivalent ABF channel impulse responses observed in ABF. First, the proposed scheme performs decision-directed channel estimation of the equivalent ABF channel impulse responses by QR-decomposition-based recursive least-squares (QR-RLS), which uses detected data signals besides training signals and requires low computational complexity. Next, an average angle of arrival (AoA) for each user is estimated from the peak of correlation between each user's estimated equivalent ABF impulse responses and subarray response vectors. Then, CIR-AAE is approximated as a linear combination of the array response vectors corresponding to the estimated average and its neighboring AoAs. The coefficients of the linear combination are obtained under the MMSE criterion. Computer simulations show that (i) the estimation accuracy of the equivalent ABF impulse response improves along with average $E_b / N_0$, and that (ii) the estimation accuracy of CIR-AAE also improves along with average $E_b / N_0$, irrespective of both the angle spread and the accuracy of the average AoA estimation. |
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| キーワード | （和） | 5G / Massive MIMO / ハイブリッドビームフォーミング / チャネル推定 / QR-RLS / 到来角 / / |
| （英） | 5G / Massive MIMO / Hybrid beamforming / Channel estimation / QR-RLS / Angle of arrival / / | |
| 文献情報 | 信学技報, vol. 116, no. 479, RCS2016-325, pp. 199-204, 2017年3月. | |
| 資料番号 | RCS2016-325 | |
| 発行日 | 2017-02-22 (RCS) | |
| ISSN | Print edition: ISSN 0913-5685 Online edition: ISSN 2432-6380 | |
| 著作権に ついて |
技術研究報告に掲載された論文の著作権は電子情報通信学会に帰属します．(許諾番号：10GA0019/12GB0052/13GB0056/17GB0034/18GB0034) | |
| PDFダウンロード | RCS2016-325 |
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| 研究会情報 | |
| 研究会 | RCS SR SRW |
| 開催期間 | 2017-03-01 - 2017-03-03 |
| 開催地（和） | 東京工業大学 |
| 開催地（英） | Tokyo Institute of Technology |
| テーマ（和） | 移動通信ワークショップ |
| テーマ（英） | Mobile Communication Workshop |
| 講演論文情報の詳細 | |
| 申込み研究会 | RCS |
| 会議コード | 2017-03-RCS-SR-SRW |
| 本文の言語 | 日本語 |
| タイトル（和） | ハイブリッドビームフォーミングを用いたMassive MIMOにおけるチャネル推定の検討 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | A Study of Channel Estimation for Massive MIMO using Hybrid Beamforming |
| サブタイトル（英） | |
| キーワード(1)（和/英） | 5G / 5G |
| キーワード(2)（和/英） | Massive MIMO / Massive MIMO |
| キーワード(3)（和/英） | ハイブリッドビームフォーミング / Hybrid beamforming |
| キーワード(4)（和/英） | チャネル推定 / Channel estimation |
| キーワード(5)（和/英） | QR-RLS / QR-RLS |
| キーワード(6)（和/英） | 到来角 / Angle of arrival |
| キーワード(7)（和/英） | / |
| キーワード(8)（和/英） | / |
| 第1著者 氏名（和/英/ヨミ） | 若山 敬介 / Keisuke Wakayama / ワカヤマ ケイスケ |
| 第1著者 所属（和/英） | 東京工業大学 (略称： 東工大) Tokyo Institute of Technology (略称： Tokyo Tech) |
| 第2著者 氏名（和/英/ヨミ） | 府川 和彦 / Kazuhiko Fukawa / フカワ カズヒコ |
| 第2著者 所属（和/英） | 東京工業大学 (略称： 東工大) Tokyo Institute of Technology (略称： Tokyo Tech) |
| 第3著者 氏名（和/英/ヨミ） | 張 裕淵 / Yuyuan Chang / チョウ ユウエン |
| 第3著者 所属（和/英） | 東京工業大学 (略称： 東工大) Tokyo Institute of Technology (略称： Tokyo Tech) |
| 講演者 | 第1著者 |
| 発表日時 | 2017-03-03 10:50:00 |
| 発表時間 | 25分 |
| 申込先研究会 | RCS |
| 資料番号 | RCS2016-325 |
| 巻番号（vol） | vol.116 |
| 号番号（no） | no.479 |
| ページ範囲 | pp.199-204 |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | 2017-02-22 (RCS) |
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