論文 - 齋藤　将人

Diversity Reception and Interference Cancellation for Receivers Using Antenna with Periodically Variable Antenna Pattern

Nobuhide Kinjo, Masato Saito (担当範囲: 全般にわたり共著者と共同した)

IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences ( IEICE )  E104-A ( 1 ) 253 - 262   2021年01月 [ 査読有り ]

掲載種別: 研究論文（学術雑誌）

関連する研究費コード: JSPS KAKENHI Grant Number JP20K04468

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本論文では，指向性が周期的に変化するアンテナを用いたダイバーシティ受信機のモデルを提案する．また，隣接周波数帯からの干渉を低減する最小平均二乗誤差規範の干渉除去法を提案する．提案するダイバーシティ受信機は，周波数領域で成分を結合し，信号対雑音電力比を最大化し，ダイバーシティ利得を最大化する．提案する受信機のビット誤り率は到着パス数の増加により改善され，パスダイバーシチ利得が得られることを示した．

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A Study on Required FFT Sizes for Demodulation of OFDM Signals by Intentionally Added Noise and 1Bit ADC

Masato Saito, Takuto Ohtaguro, Yasuo Nakashima, Takaya Yamazato, Shintaro Arai, Hiroyuki Hatano , Hiroya Tanaka, Yukihiro Tadokoro (担当範囲: 全般にわたり共著者と共同した)

Proceedings of the 2020 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications (NOLTA2020) ( Research Society of Nonlinear Theory and Its Applications,IEICE )    2020年11月 [ 査読有り ]

掲載種別: 研究論文（国際会議プロシーディングス）

関連する研究費コード: JSPS KAKENHI Grant Number JP20H02149

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When we apply a larger oversampling rate and use the size of the corresponding fast Fourier transform (FFT) to an orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) receiver with 1bit analogue-to-digital converter (ADC), we can obtain reasonable bit error rate (BER) with an adequate level of intentionally added noise. In this paper, we propose a receiving method for the receiver to reduce the required FFT size with keeping minimum achievable BER for a given oversampling. We evaluate the BER performances for various oversampling rate and the number of data subcarriers to find the minimum FFT size at the receiver.

RSSI-Based Distance Estimation Enhanced by Interference Signals

Seiya Horiuchi, Hiroyuki Hatano, Kosuke Sanada, Kazuo Mori, Takaya Yamazato, Arai Shintaro, Masato Saito, Yukihiro Tadokoro, Hiroya Tanaka (担当範囲: 理論の一部)

Proceedings of the 2020 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications (NOLTA2020) ( Research Society of Nonlinear Theory and Its Applications,IEICE )    2020年11月 [ 査読有り ]

掲載種別: 研究論文（国際会議プロシーディングス）

Preliminary Circuit Experiment of Photodiode-Type Visible Light Communication by Stochastic Resonance Using Interfering Light as Intentional Noise

Shintaro Arai, Takaya Yamazato, Hiroyuki Hatano, Masato Saito, Hiroya Tanaka, Yukihiro Tadokoro (担当範囲: 理論の一部)

Proceedings of the 2020 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications (NOLTA2020) ( Research Society of Nonlinear Theory and Its Applications,IEICE )    2020年11月 [ 査読有り ]

掲載種別: 研究論文（国際会議プロシーディングス）

アンテナパターン多重による大規模出力・低コスト受信アンテナに関する研究

齋藤　将人 (担当範囲: 全般)

電子情報通信学会技術研究報告 ( 電子情報通信学会 )  120 ( 179 ) 23 - 28   2020年09月

掲載種別: 研究論文（研究会，シンポジウム資料等）

関連する研究費コード: JSPS KAKENHI Grant Number JP20K04468

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筆者らは，これまで，Single-Input Multiple-Output (SIMO) や Multiple-Input Multiple-Output (MIMO)および大規模MIMOにおける受信アンテナのハードウェアコスト削減法としてアンテナパターン多重 (Antenna Pattern Multiplexing; APM) 技術に着目して研究を行ってきた． 本稿では，APMの原理について時変指向性利得として，周波数分割多重および符号分割多重に基づく周期波形を 用いて説明を試み，単一のアンテナ系統から，複数の分離可能なアンテナ出力が得られることを示す．

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  学術リポジトリ

Beam selection for mm-wave massive MIMO systems using ACO & combined digital precoding under hybrid transceiver architecture

David Alimo, Masato Saito (担当範囲: 全般にわたり共著者と共同した)

IEICE Communications Express ( 電子情報通信学会 )  X9-B ( 6 ) 170 - 175   2020年06月 [ 査読有り ]

掲載種別: 研究論文（学術雑誌）

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ミリ波多入力多出力(MIMO)システムのためのデジタルプリコーダとして，Ant Colony Optimization (ACO)アルゴリズムを用いた，ACO-Wiener Filter（WF）と，Zero Forcing(ZF)とWFを組み合わせたACO-ZF/WFプリコーダを提案した． 提案方式では，最大振幅基準によりビームを選択し，その選択をACOアルゴリズムを用いて最適化することで，非常に少ない計算複雑度で最適に近い解を導出する．

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  CiNii Research

干渉光を雑音として利用した確率共鳴現象によるフォトダイオード型可視光通信の一検討

高木雅史，荒井伸太郎，山里敬也，羽多野裕之，齋藤将人，田中宏哉，田所幸浩 (担当範囲: 全般にわたり共著者と共同した)

2020年電子情報通信学会総合大会講演論文集 ( 電子情報通信学会 )    102 - 102   2020年03月

掲載種別: 研究論文（その他学術会議資料等）

RSSIに基づく距離測定技術のための干渉信号を用いたDither法の適用に関する研究

堀内星哉，羽多野裕之，眞田耕輔，森香津夫，山里敬也，荒井伸太郎，齋藤将人，田所幸浩，田中宏哉 (担当範囲: 全般にわたり共著者と共同した)

2020年電子情報通信学会総合大会講演論文集 ( 電子情報通信学会 )    118 - 118   2020年03月

掲載種別: 研究論文（その他学術会議資料等）

雑音を活用した1bit ADC受信機と線形受信機の比較

中島康雄，山里敬也，荒井伸太郎，齋藤将人，羽多野裕之，田中宏哉，田所幸浩 (担当範囲: 全般にわたり共著者と共同した)

2020年電子情報通信学会総合大会講演論文集 ( 電子情報通信学会 )    185 - 185   2020年03月

掲載種別: 研究論文（その他学術会議資料等）

雑音と1bit ADCを用いたOFDM信号復調の所要FFTサイズに関する一検討

齋藤将人，中島康雄，山里敬也，荒井伸太郎，羽多野裕之，田中宏哉，田所幸浩 (担当範囲: 全般)

2020年電子情報通信学会総合大会講演論文集 ( 電子情報通信学会 )    90 - 90   2020年03月

掲載種別: 研究論文（その他学術会議資料等）

非線形増幅器利用時におけるOFDM/PM方式とOFDM方式の特性比較

村山　大介，齋藤　将人 (担当範囲: 全般にわたり共著者と共同した)

電子情報通信学会技術研究報告 ( 電子情報通信学会 )  119 ( 417 ) 39 - 44   2020年02月

掲載種別: 研究論文（研究会，シンポジウム資料等）

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筆者らは，衛星通信の高速化を目的としてOFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 信号にPM (Phase Modulation)を適用し，定包絡線信号にしてから伝送するOFDM/PM方式について検討している． 本研究では，OFDM方式とOFDM/PM方式について，ダイナミックレンジ低減法を適用した上で非線形増幅器を利用した場合における，BER (Bit Error Rate)特性および99%帯域幅特性の比較を行う． ダイナミックレンジ低減法として，波形歪みを伴わない選択マッピング(SLM; Selective Mapping)法を用いた． また，非線形増幅器は振幅を一定にし，位相のみ保存する特性を持つ増幅器を想定して検討を行った． OFDM信号とOFDM/PM信号の帯域幅を同等にした場合，所要BERが比較的高い$10^{-3}$の時はOFDM方式が，低い$10^{-4}$の時はOFDM/PM方式の方が必要な$E_{b}/N_{0}$が小さいという結論が得られた．

非線形増幅器利用時におけるOFDM/PM方式とOFDM方式の特性比較

村山　大介，齋藤　将人 (担当範囲: 全般にわたり共著者と共同した)

電子情報通信学会技術報告 ( 電子情報通信学会 )  119 ( 417 ) 39 - 44   2020年02月

掲載種別: 研究論文（研究会，シンポジウム資料等）

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筆者らは，衛星通信の高速化を目的としてOFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 信号にPM (Phase Modulation)を適用し，定包絡線信号にしてから伝送するOFDM/PM方式について検討している． 本研究では，OFDM方式とOFDM/PM方式について，ダイナミックレンジ低減法を適用した上で非線形増幅器を利用した場合における，BER (Bit Error Rate)特性および99%帯域幅特性の比較を行う． ダイナミックレンジ低減法として，波形歪みを伴わない選択マッピング(SLM; Selective Mapping)法を用いた． また，非線形増幅器は振幅を一定にし，位相のみ保存する特性を持つ増幅器を想定して検討を行った． OFDM信号とOFDM/PM信号の帯域幅を同等にした場合，所要BERが比較的高い$10^{-3}$の時はOFDM方式が，低い$10^{-4}$の時はOFDM/PM方式の方が必要な$E_{b}/N_{0}$が小さいという結論が得られた．

Capacity Analysis of Antenna Pattern Multiplexing based MIMO Receiver for Phase Distributions of Antenna Pattern Coefficients

Masato Saito (担当範囲: 全般)

Proceedings of The first International workshop on Control, Communication, and Multimedia 2019 (IWCCM2019)     2019年12月 [ 査読有り ]

掲載種別: 研究論文（国際会議プロシーディングス）

スマート無線に向けたアンテナパターン多重技術

齋藤　将人 (担当範囲: 全般)

電子情報通信学会技術研究報告 ( 電子情報通信学会 )  119 ( 325 ) 55 - 59   2019年11月

掲載種別: 研究論文（研究会，シンポジウム資料等）

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筆者らは，これまで，Single-Input Multiple-Output (SIMO) や Multiple-Input Multiple-Output (MIMO)および大規模MIMOにおける受信アンテナのハードウェアコスト削減法としてアンテナパターン多重 (Antenna Pattern Multiplexing; APM) 技術に着目して研究を行ってきた． 本稿では，APMの原理について簡単な例を用いて説明を試み，アンテナパターンの多様性による ダイバーシチ利得とマルチパス，到来信号の多様性によるパスダイバーシチ利得が得られることを 示す． また，APMの原理に照らし合わせて，筆者らがこれまで取り組んできた研究の紹介を行う． 最後に，今後の課題と合わせてAPMのスマート無線への適用について考察する．

Proposal of Antenna Pattern Multiplexing to Reduce Required Received Signal Power

Masato Saito (担当範囲: 全般)

Proceedings of International Conference on Materials and Systems for Sustainability 2019 (ICMaSS2019) ( Nagoya University Institute of Materials and Systems for Sustainability )    2019年11月

掲載種別: 研究論文（国際会議プロシーディングス）

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In this study, we evaluate the reduction of required received power by the proposed antenna pattern multiplexing (APM) technique for multiple-input multiple-output (MIMO) receivers in wireless communications systems. In APM technique, we employ a type of electronically steerable passive array radiator (ESPAR) antenna which uses an active antenna element and multiple parasitic elements whose reactance can be controlled by the applied voltage to the variable capacitance equipped with the elements [1]. Applying a sum of orthogonal waveforms over a period forms different antenna patterns, which can correspond to separated antennas of array antenna which need more sizes than ESPAR antenna. Then, APM technique can provide multiple receive antennas for MIMO communications with relatively smaller number of antenna elements and reduced sizes and cabling cost [2, 3].

Proposal of Antenna Pattern Multiplexing to Reduce Required Received Signal Power

Masato Saito (担当範囲: 全般)

Proceedings of the International Conference on Materials and Systems for Sustainability 2019 (ICMaSS2019) ( Nagoya University Institute of Materials and Systems for Sustainability )    2019年11月 [ 査読有り ]

掲載種別: 研究論文（国際会議プロシーディングス）

エイリアシングを用いた3素子ESPARアンテナの多出力化

齋藤将人 (担当範囲: 全般)

2019年電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集 ( 電子情報通信学会 )    113 - 113   2019年08月

掲載種別: 研究論文（その他学術会議資料等）

Beam Selection for Massive MIMO Using Wiener Filter Under Hybrid Transceiver

David Alimo, Masato Saito (担当範囲: 全般にわたり共著者と共同した)

2019年電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集 ( 電子情報通信学会 )    86 - 86   2019年08月

掲載種別: 研究論文（その他学術会議資料等）

ダイナミックレンジに基づく選択マッピング法を用いたOFDM/PM方式の特性評価

村山　大介，齋藤　将人 (担当範囲: 全般にわたり共著者と共同した)

電子情報通信学会技術研究報告 ( 電子情報通信学会 )  119 ( 175 ) 25 - 30   2019年08月

掲載種別: 研究論文（研究会，シンポジウム資料等）

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我々は，衛星通信の高速化を目的としてOFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 信号にPM (Phase Modulation)を適用し，定包絡線信号にしてから伝送するOFDM/PM方式について検討している． OFDM/PM方式により，衛星通信で用いられる非線形増幅器の非線形性により生じる振幅歪みの影響を最小化する． PMでは，変調指数の大きさにより位相空間をより広く使用してOFDM信号のSNR (Signal-to-Noise power Ratio)を改善する一方で，帯域が広がるというトレードオフの関係がある． OFDM/PM方式では，位相は実数しか取り得ないため，OFDM信号を実数化して位相変調器に入力している． このことから，複素数の振幅や電力ではなく，信号のダイナミックレンジを低減することにより，BER (Bit Error Rate)や占有帯域幅を低減できるものと考えられる． これまで，ダイナミックレンジの違いがOFDM/PM方式の特性に与える影響に関する検討はあまり行われていない． 本研究では，OFDM信号のダイナミックレンジ低減がOFDM/PM方式のBERや帯域幅に与える影響について検討する． 基礎検討として，ダイナミックレンジ低減法に，波形歪みを伴わない性質を持つ，選択マッピング(SLM; Selective Mapping)法を用いた．

ダイナミックレンジに基づく選択マッピング法を用いたOFDM/PM方式の特性評価

村山　大介，齋藤　将人 (担当範囲: 全般にわたり共著者と共同した)

電子情報通信学会技術報告 ( 電子情報通信学会 )  119 ( 175 ) 25 - 30   2019年08月

掲載種別: 研究論文（研究会，シンポジウム資料等）

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我々は，衛星通信の高速化を目的としてOFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 信号にPM (Phase Modulation)を適用し，定包絡線信号にしてから伝送するOFDM/PM方式について検討している． OFDM/PM方式により，衛星通信で用いられる非線形増幅器の非線形性により生じる振幅歪みの影響を最小化する． PMでは，変調指数の大きさにより位相空間をより広く使用してOFDM信号のSNR (Signal-to-Noise power Ratio)を改善する一方で，帯域が広がるというトレードオフの関係がある． OFDM/PM方式では，位相は実数しか取り得ないため，OFDM信号を実数化して位相変調器に入力している． このことから，複素数の振幅や電力ではなく，信号のダイナミックレンジを低減することにより，BER (Bit Error Rate)や占有帯域幅を低減できるものと考えられる． これまで，ダイナミックレンジの違いがOFDM/PM方式の特性に与える影響に関する検討はあまり行われていない． 本研究では，OFDM信号のダイナミックレンジ低減がOFDM/PM方式のBERや帯域幅に与える影響について検討する． 基礎検討として，ダイナミックレンジ低減法に，波形歪みを伴わない性質を持つ，選択マッピング(SLM; Selective Mapping)法を用いた．