LTE-Advanced下りリンク4-by-2 MU-MIMOにおけるユーザ間角度差を考慮したスループット特性の屋外実験評価

摘要

This paper presents field experimental results on 4-by-2 multi-user (MU) multiple-input multiple-output (MIMO) when a cross-polarized antenna array is employed as the base station transmitter antennas in the Long Term Evolution (LTE)-Advanced downlink. We clarify the influence of the angular difference between spatially multiplexed mobile stations (MSs) on the achievable throughput using experimental equipment, where eigenvalue decomposition (EVD)-based channel state information feedback per subband and minimum mean square error (MMSE)-based precoding are implemented. Field experimental results show that, in line-of-sight (LOS) and non LOS (NLOS) environments, the throughput of greater than1 Gbps is achieved by using Rank-4 MU-MIMO when the angular difference between spatially multiplexed MSs is wider than approximately 40 and 50 degrees, respectively. The results also show that, in both environments, the throughput for Rank-2 MU-MIMO is robust against the angular difference between the two MSs. Therefore, assuming rank adaptation, MU-MIMO achieves higher spectrum efficiency than SU-MIMO.%本稿では，LTE (Long Term Evolution)-Advanced下りリンクにおいて，移動局(MS: Mobile Station)当たり最大2ストリーム送信を行う2 MSを用いる4-by-2 MU (Multi-User)-MIMO (Multiple-Input Multiple-Output)に対して，MS間の角度差力5スループットに与える影響を屋外実験により明らかにする.実験装置では，サブバンド単位での固有値分解に基づくチャネル状態情報フィードバックを用いてMMSE (Minimum Mean Square Error)規範のプリコーディングによるビーム形成を行い，基地局アンテナは直交偏波アンテナアレー構成を用いる.実験結果より，Rank-4 MU-MIMOを適用した場合，見通し内および見通し外が支配的な環境では，2 MS合計で1 Gbps程度のスループットを実現するためには，それぞれ約40°および50°以上のMS間角度差が必要であることを示す.また，両環境において，Rank-2 MU-MIMOはMS間角度差に対してロバストであり，伝搬チャネル状態に応じてRank数を適応制御することで，SU (Single User)-MIMOに比較して高い周波数利用効率を実現できることを明らかにする.