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| 講演名 | 2022-08-25 11:15 水中音響MIMO-OFDM伝送における時変チャネル推定および信号検出 ○とんてんほお・張 裕淵・府川和彦（東工大）  RCS2022-103 |
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| 抄録 | （和） | 水中音響（UWA）通信では，直交サブキャリアによる周波数利用効率の向上が見込め，かつ周波数選択性フェージングに耐性のある直交周波数分割多重 (OFDM) と，周波数帯域を広げずに伝送速度を向上でき，かつダイバーシチ効果も期待できる多入力多出力 (MIMO) について，その組み合わせ方式 MIMO-OFDM が検討されている.しかしながら，水中音響チャネルは，非常に高いドップラーシフトとガードインターバル（GI）を超えるマルチパス成分を有する二重選択性フェージングであり，符号間干渉とサブキャリア干渉を引き起こし，MIMO-OFDMの伝送特性が大幅に劣化する．この問題を解決するため，本稿はGIを超える遅延波成分を抑圧するダイバーシチ合成と，GI以内の遅延波成分のレプリカ生成との縦続構成を提案する．チャネルの時間変動に追従するため，縦続構成の一部のパラメータを基底展開モデル (BEM) で表し，RLSアルゴリズムによりBEMの係数を含む全てのパラメータを推定する．なお，信号検出の判定結果を用いて再度パラメータ推定を行い，この判定帰還型パラメータ推定と信号検出を繰り返す．計算機シミュレーションにより，提案受信方式が水中の二重選択性チャネルにおいても良好なビット誤り率（BER）特性を維持できることを示す． |
| （英） | In underwater acoustic (UWA) communications, a combination of orthogonal frequency-division multiplexing (OFDM) and multiple-input multiple-output (MIMO) that is called MIMO-OFDM has been investigated: OFDM is robust against frequency selective fading channels and can improve spectral efficiency by orthogonal subcarriers, while MIMO can increase data rate with the same frequency bandwidth and obtain diversity effect. However, the underwater acoustic channel includes propagation paths of which delay time can exceed the guard interval (GI) of OFDM, and of which Doppler frequency can become very high. These paths in the doubly selective fading channel cause both intersymbol interference and intercarrier interference, which can degrade transmission performance of MIMO-OFDM very severely. To alleviate the degradation, this report proposes concatenated structures of diversity combining and replica generation. The diversity combining aims to suppress delayed signal components of which delay time exceeds GI, while the replica generation aims to reproduce delayed signals of which delay time is less than or equal to GI. To track time-variation of the channel, some parameters of the concatenated structures are approximated as basis expansion models (BEMs), and all parameters including coefficients of BEMs can be estimated by the RLS algorithm. Since detected signals can be used for the parameter estimation, joint the decision-directed parameter estimation and signal detection are repeated. Computer simulations show that the proposed receiver can maintain good bit error rate (BER) performance over the underwater doubly-selective channels. | |
| キーワード | （和） | 水中音響通信 / MIMO / OFDM / パラメータ推定 / 基底展開モデル / FIR等化 / / |
| （英） | Underwater acoustic (UWA) communications / MIMO / OFDM / parameter estimation / basis expansion model (BEM) / FIR equalization / / | |
| 文献情報 | 信学技報, vol. 122, no. 164, RCS2022-103, pp. 36-41, 2022年8月. | |
| 資料番号 | RCS2022-103 | |
| 発行日 | 2022-08-18 (RCS) | |
| ISSN | 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 | RCS2022-103 |
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| 研究会情報 | |
| 研究会 | SAT RCS |
| 開催期間 | 2022-08-25 - 2022-08-26 |
| 開催地（和） | 函館市亀田交流プラザ |
| 開催地（英） | |
| テーマ（和） | 移動衛星通信，放送，誤り訂正，無線通信一般 |
| テーマ（英） | |
| 講演論文情報の詳細 | |
| 申込み研究会 | RCS |
| 会議コード | 2022-08-SAT-RCS |
| 本文の言語 | 英語（日本語タイトルあり） |
| タイトル（和） | 水中音響MIMO-OFDM伝送における時変チャネル推定および信号検出 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Joint Time-Variant Channel Estimation and Signal Detection for Underwater Acoustic MIMO-OFDM Communications |
| サブタイトル（英） | |
| キーワード(1)（和/英） | 水中音響通信 / Underwater acoustic (UWA) communications |
| キーワード(2)（和/英） | MIMO / MIMO |
| キーワード(3)（和/英） | OFDM / OFDM |
| キーワード(4)（和/英） | パラメータ推定 / parameter estimation |
| キーワード(5)（和/英） | 基底展開モデル / basis expansion model (BEM) |
| キーワード(6)（和/英） | FIR等化 / FIR equalization |
| 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） | とん てんほお / Tianhao Dong / トン テンホー |
| 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） | 張 裕淵 / Yuyuan Chang / チョウ ユウエン |
| 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） | 府川 和彦 / Kazuhiko Fukawa / フカワ カズヒコ |
| 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 | 2022-08-25 11:15:00 |
| 発表時間 | 25分 |
| 申込先研究会 | RCS |
| 資料番号 | RCS2022-103 |
| 巻番号（vol） | vol.122 |
| 号番号（no） | no.164 |
| ページ範囲 | pp.36-41 |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | 2022-08-18 (RCS) |
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