10Gbps超高速ビットレート移動通信を実現するための屋内8×16 MIMO-OFDM伝送実験

摘要

In order to realize 10 Gbps super high bit-rate mobile communications, this report introduces detail of indoor 8×16 MIMO-OFDM transmission experiment. More than 10 Gbps super high bit-rate mobile communications have been studied to achieve higher bit-rate in mobile communications. In order to verify its feasibility by experiment,11 GHz band 8×8 MIMO-OFDM experimental system with 400 MHz bandwidth has been developed, and 10 Gbps transmission has been achieved in laboratory experiments by the RF cable connection. 8×16 MIMO-OFDM experimental system has been developed by enhancing the conventional 8×8 MIMO-OFDM experimental system, and this report presents both configuration and performances of the experimental system. Since changing the clock signal which is input to the 800 MHz-sampling ADC in receive baseband (BB) circuits causes the sampling timing offset, the experimental system compensates for it by using the pilot signals. It is also shown that the experimental system can attain error vector magnitude of 2.57 ％ by employing calibration for the BB circuits and radio frequency (RF) circuits. Moreover, by using the developed experimental system,10 Gbps indoor transmission experiment was conducted in line of sight (LOS) propagation environment. The experimental results demonstrate that the experimental system using both 64QAM and the turbo code with coding rate of 3/4 can realize more than 10 Gbps throughput by employing turbo detection when SNR is equal to or higher than 18 dB. In addition, this report shows throughput performances when the number of receive antennas is reduced and both vertical and horizontal polarization is used, and clarifies experimental condition under which 10 Gbps throughput can be achieved in the indoor LOS propagation environment.%10Gbps超高速ビットレート移動通信の実現を目指し，8×16MIMO-OFDM屋内伝送実験を行ったので,その詳細について明らかにする.移動通信における伝送速度のさらなる高速化のため，10Gbpsを超える超高速ビットレート移動通信が検討されている.実験により実現性の検証を行うため，11GHz帯400MHz帯域幅による8×8MIMO-OFDM伝送実験系が構築されており，無線周波数(RF)ケーブル接続の室内伝送実験により10Gbps伝送が実現されている.本報告では，従来の8×8MIMO-OFDM伝送実験系を拡張することで8×16MIMO-OFDM伝送実験系を構築したので，その構成·性能について明らかにする.受信ベースバンド(BB)回路では，800MHzサンプリングADCへ入力するクロックを変更し，サンプリング•タイミング•オフセットが発生したため，パイロット信号を用いて補償を行う.さらにBB回路及びRF回路へのキャリブレーションを併用することで，エラー•ベクトル•マグニチュードで2.57％を達成できることを示す.また，構築した本伝送実験系を用いて，見通し伝搬環境における10Gbps屋内伝送実験を実施した.符号化率3/4のターボ符号，64QAMにおいて，ターボ検出を用いることでSNRが18dB以上で10Gbpsを超えるスループットを達成できることを示す.また，受信アンテナ数を減らしたときや，垂直•水平両偏波を用いたときのスループット特性を示し，室内の見通し伝搬環境において10Gbpsを達成できる条件を明らかにする.