コミュニケーショングループ

コミュニケーショングループとは

現在,コミュニケーショングループでは通信速度の向上を目指し,無線全二重通信に関する研究を行っています. 同一周波数帯で同時に送受信を行う無線全二重通信では,自分が発した信号が相手からの信号に混じって受信されます. このことを自己干渉といい,無線全二重通信を実現するためには自己干渉を低減する必要があります. そこで,私達はアンテナ構造とディジタル信号処理という2つの手段で自己干渉を低減する方法を研究しています.

単語帳
半二重通信全二重通信自己干渉アンテナ自己干渉抑制アナログ自己干渉除去ディジタル自己干渉除去マルチホップ通信

アナログ自己干渉除去

帯域内全二重において,受信機の飽和を防ぐために必要となるのがアナログ自己干渉除去です. 本研究室ではこれまでに広い帯域幅で高い自己干渉の抑圧を達成する指向性アンテナに関する研究をしてきました[轡見H28] 現在はディジタル信号処理を利用して高周波の自己干渉信号を相殺する技術について研究を進めています. この手法では,送信機と受信機のほかに,補助送信機と呼ばれる追加の送信機を利用します. 補助送信機から出力される信号を,受信される自己干渉信号と同振幅で逆位相にすることで,自己干渉信号を相殺できます. 実際にソフトウェア無線フロントエンドの一つであるUSRPを利用して,この手法の実証実験を行っています.

2016年度に作製したアンテナ

ソフトウェア無線を利用したアナログ自己干渉除去技術の実証実験

ディジタル自己干渉除去

アナログ自己干渉除去によって自己干渉信号は非常に小さくなりますが,それでも残留している自己干渉信号は相手端末からの信号に比べると大きい信号です. この残留自己干渉信号を除去するために必要となるのがディジタル自己干渉除去です. 現在,本研究室では新しい自己干渉除去アルゴリズム[小松H28]を開発したり,ソフトウェア無線に既存の手法を実装して評価しています.

実機(USRP)による手法の性能評価

マルチホップ全二重通信

本研究室ではこれまでにマルチホップ通信に関する研究を行ってきました. また,全二重通信とマルチホップ通信を組み合わせたマルチホップ全二重通信の研究もMAC層の領域で進められています. マルチホップ全二重通信は情報をパイプライン的に伝送することで半二重端末によるマルチホップ通信よりも高いスループットと良好な遅延特性を示すことがわかっています. そこで,これらの研究の実機実証としてマルチホップ全二重通信をソフトウェア無線に実装し,その評価を行っています.

Reference

[轡見H28]: 轡見眞太朗, 宮路祐一, 上原秀幸, “広帯域な自己干渉抑制を達成する寄生素子を用いたアンテナ構成,” 信学技報, vol. 116, no. 317, AP2016-107, pp. 1-5, 2016年11月.
[小松H28]: K. Komatsu, Y. Miyaji, and H. Uehara, "Frequency-Domain Hammerstein Self-Interference Canceller for In-Band Full-Duplex OFDM Systems," IEEE Wireless Communicaitons and Networking Conference (WCNC2017), March 2017.