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| 講演名 | 2026-06-18 15:10 大規模MIMO下りリンクにおけるヌル広域化を用いたMIMOチャネルのヌル空間に基づくPAPR抑圧法の改良 ○青木 渉（東京理科大）・須山 聡・永田 聡（NTTドコモ）・樋口健一（東京理科大）  RCS2026-62 |
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| 抄録 | （和） | 本稿では，チャネル推定誤差がある場合の大規模 MIMO (multiple-input multiple-output)下りリンクにおけるチャネルのヌル空間を活用したピーク対平均電力比(PAPR : peak-to-average power ratio)抑圧法について，PAPR抑圧効果とデータ信号への干渉との間のトレードオフを改善する方法を検討する．筆者らが先に報告したPAPR抑圧法では，線形アレーアンテナを想定してチャネル推定誤差として到来角推定値に誤差がある場合に，ヌル広域化(NB: null broadening)の考えを活用してユーザの推定到来角の周辺に仮想的なユーザを設け，仮想ユーザのチャネルベクトルを含めて拡張した推定チャネル行列のヌル空間に射影するビームフォーミング(BF: beamforming)を施してPAPR抑圧信号を送信する．これによりチャネル推定誤差があってもPAPR抑圧信号がデータ信号に与える干渉を抑えることができる．しかし本手法では，PAPR抑圧信号に使える空間自由度が送信アンテナ数−仮想ユーザを含む全ユーザ数となるため，チャネル推定誤差の影響を抑えるために仮想ユーザ数を増大するとPAPR抑圧効果が減少してしまう．そこで，提案法では，実ユーザおよび仮想ユーザのチャネル方向にもPAPR抑圧信号を送出することを許容し，その許容度をスループットへの影響とPAPR抑圧効果を考慮した最適化問題に基づいて制御する．これにより提案法は，PAPR抑圧効果とデータ信号への干渉との間のトレードオフを従来法よりも改善できる．計算機シミュレーションにより，提案法が従来法と比較してPAPR対スループット特性を改善できることを示す． |
| （英） | In this paper, we investigate a modified peak-to-average power ratio (PAPR) reduction method in massive multiple-input multiple-output (MIMO) downlink to improve the tradeoff between PAPR reduction effect and interference to data streams, assuming channel estimation errors. In the PAPR reduction method previously reported by the authors, assuming a linear array antenna, we utilize the concept of null broadening (NB) to place virtual users around the estimated arrival angle of the user, accounting for channel estimation error. We then apply beamforming (BF) to the PAPR-reduction signal, which corresponds to projecting the signal onto the null space of an extended estimated channel matrix that includes all channel vectors of the real and virtual users. This suppresses the interference that the PAPR suppression signal imposes on the data signal even when channel estimation errors are present. However, in this method, the number of spatial degrees of freedom available for the PAPR suppression signal equals the number of transmit antennas minus the total number of users, including virtual users. Therefore, increasing the number of virtual users to mitigate channel estimation errors reduces the PAPR reduction effect. The proposed method allows PAPR-reduction signals to be transmitted in the channel direction to both real and virtual users and controls the permitted level via an optimization problem that considers the impact on throughput and PAPR reduction effect. As a result, the proposed method can improve the trade-off between the PAPR reduction effect and interference with data signals compared to the conventional method. Computer simulations demonstrate that the proposed method improves the PAPR-versus-throughput characteristics compared to the conventional method. | |
| キーワード | （和） | PAPR / MIMO / OFDM / チャネル行列 / ヌル空間 / ヌル広域化 / / |
| （英） | PAPR / MIMO / OFDM / channel matrix / null space / null broadening / / | |
| 文献情報 | 信学技報, vol. 126, no. 72, RCS2026-62, pp. 203-208, 2026年6月. | |
| 資料番号 | RCS2026-62 | |
| 発行日 | 2026-06-10 (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 | RCS2026-62 |
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| 研究会情報 | |
| 研究会 | RCS |
| 開催期間 | 2026-06-17 - 2026-06-19 |
| 開催地（和） | 大濱信泉記念館 |
| 開催地（英） | The Ohama Nobumoto Memorial Hall |
| テーマ（和） | 初めての研究会，リソース制御，スケジューリング，無線通信一般 |
| テーマ（英） | First Presentation in IEICE Technical Committee, Resource Control, Scheduling, Wireless Communications, etc. |
| 講演論文情報の詳細 | |
| 申込み研究会 | RCS |
| 会議コード | 2026-06-RCS |
| 本文の言語 | 日本語 |
| タイトル（和） | 大規模MIMO下りリンクにおけるヌル広域化を用いたMIMOチャネルのヌル空間に基づくPAPR抑圧法の改良 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Modified PAPR Reduction Method Using Null Broadening Based on Null Space in MIMO Channel for Massive MIMO Downlink |
| サブタイトル（英） | |
| キーワード(1)（和/英） | PAPR / PAPR |
| 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） | チャネル行列 / channel matrix |
| キーワード(5)（和/英） | ヌル空間 / null space |
| キーワード(6)（和/英） | ヌル広域化 / null broadening |
| 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） | 青木 渉 / Wataru Aoki / アオキ ワタル |
| 第1著者 所属（和/英） | 東京理科大学 (略称： 東京理科大) Tokyo University of Science (略称： Tokyo Univ. of Science) |
| 第2著者 氏名（和/英/ヨミ） | 須山 聡 / Satoshi Suyama / スヤマ サトシ |
| 第2著者 所属（和/英） | 株式会社NTTドコモ (略称： NTTドコモ) NTT DOCOMO,INC. (略称： NTT DOCOMO) |
| 第3著者 氏名（和/英/ヨミ） | 永田 聡 / Satoshi Nagata / ナガタ サトシ |
| 第3著者 所属（和/英） | 株式会社NTTドコモ (略称： NTTドコモ) NTT DOCOMO,INC. (略称： NTT DOCOMO) |
| 第4著者 氏名（和/英/ヨミ） | 樋口 健一 / Kenichi Higuchi / ヒグチ ケンイチ |
| 第4著者 所属（和/英） | 東京理科大学 (略称： 東京理科大) Tokyo University of Science (略称： Tokyo Univ. of Science) |
| 講演者 | 第1著者 |
| 発表日時 | 2026-06-18 15:10:00 |
| 発表時間 | 10分 |
| 申込先研究会 | RCS |
| 資料番号 | RCS2026-62 |
| 巻番号（vol） | vol.126 |
| 号番号（no） | no.72 |
| ページ範囲 | pp.203-208 |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | 2026-06-10 (RCS) |
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