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J-GLOBAL ID：201702270736169244   整理番号：17A0864295

アンテナ毎送信電力制限下におけるシステムスループットの最大化を目的としたホタルアルゴリズムを用いたMassive MIMOビームフォーミング制御の検討

Investigations on Transmitter Beamforming Control Based on Firefly Algorithm in Massive MIMO Systems with Per-Antenna Power Constraint for System Throughput Maximization

著者 (4件)： 河合健斗 (東京理大 大学院理工学研究科) ,  山中貴司 (東京理大 大学院理工学研究科) ,  立石貴一 (NTTドコモ) ,  樋口健一 (東京理大 大学院理工学研究科)
資料名： 電子情報通信学会技術研究報告  (IEICE Technical Report (Institute of Electronics, Information and Communication Engineers))
巻： 117  号： 103(RCS2017 50-92)  ページ： 215-220  発行年： 2017年06月14日 
JST資料番号： S0532B  ISSN： 0913-5685  資料種別： 会議録 (C)
記事区分： 原著論文  発行国： 日本 (JPN)  言語： 日本語 (JA)

抄録/ポイント： 本稿では,アンテナ毎の送信電力に制限がある下りリンクMassive MIMO(multiple-input multiple-output)において,様々に定義されたシステムスループットの最大化を目的としたホタルアルゴリズム(FA:firefly algorithm)を用いたビームフォーミング(BF:beamforming)制御について検討する。Massive MIMOでは,チャネル状態情報に基づくBF制御が多数のアンテナの使用による電力利得や空間多重されたストリーム間の干渉抑圧のために必須であるが,多数の送信アンテナ毎に用意される電力増幅器の能力は限定的なため,送信アンテナ毎の送信電力の最大値には厳しい制限が設けられると考えられる。アンテナ毎送信電力制限下における送信BFの最適化の問題は一般に複雑であり,本稿では,先に検討した群知能の一種であるFAを用いた送信BF制御法を拡張することにより,周波数利用効率とユーザ間の公平性の観点から様々に定義されたシステムスループットの最大化を目指す。ホタルの位置をBF行列に,BF行列から計算されるシステムスループット最大化のためのメトリックをホタルの明るさと見立てることにより,FAをBF制御に適用する。計算機シミュレーションにより,システムスループットして,算術平均,幾何平均,調和平均,最小ユーザスループットが定義されたときに,提案するFAを用いたBF制御が従来のゼロフォーシング(ZF:zero forcing)に基づくBF制御に比較してシステムスループットを大幅に増大できることを示す。(著者抄録)

シソーラス用語： 移動通信 ,  *電力 ,  スループット ,  機能 ,  操作 ,  アルゴリズム ,  人工知能 ,  最適化手法 ,  *ビーム成形 ,  公平性 ,  *MIMOシステム
準シソーラス用語： *ビームフォーミング ,  ホタルアルゴリズム ,  最大化 ,  *送信電力 ,  *大規模MIMO

分類 (1件)： 移動通信  (ND08030H)

引用文献 (11件)：

• T. L. Marzetta, “Noncooperative cellular wireless with unlimited numbers of base station antennas,” IEEE Trans. On Wireless Commun., vol. 9, no. 11, pp. 3590-3600, Nov. 2010.
• J. Nam, J.-Y. Ahn, A. Adhikary, and G. Caire, “Joint spatial division and multiplexing: Realizing massive MIMO gains with limited channel state information,” in Proc. IEEE CISS2012, pp. 1-6, Princeton, U.S.A., Mar. 2012.
• T. L. Marzetta, G. Caire, M. Debbah, I. Chih-Lin, and S. K. Mohammed, “Special issue on massive MIMO,” IEEE J. Commun. Netw., vol. 15, pp. 333-337, Aug. 2013.
• H. Papadopoulos, C. Wang, O. Bursalioglu, X. Hou, and Y. Kishiyama “Massive MIMO technologies and challenges towards 5G,” IEICE Trans. Commun., vol. E99-B, no. 3, pp. 602-621, Mar. 2016.
• A. Wiesel, Y. Eldar, S. Shamai, “Zero-Forcing Precoding and Generalized Inverses,” IEEE Trans, Signal Process., col. 56, pp. 4409-4418, Sep. 2008.

タイトルに関連する用語 (7件)： アンテナ ,  送信電力 ,  制限 ,  スループットの最大化 ,  ホタルアルゴリズム ,  MIMO ,  ビームフォーミング