ミリ波帯大規模アンテナシステムにおけるデジタルアシスト型アナログビームフォーミング～計算機シミュレーションによる特性評価

摘要

第5世代移動通信（5G）に向けて，ユーザの密集するエリアのトラヒックをMassive MIMO技術を用いてオフロードするスモールセル構成技術の検討が盛hに進められている．著者らは，見通し波が支配的環境でのMassive MIMO技術として1タップによる時間領域の指向制御技術（1-tap TDBF：time-domain beamforming）と，この際に必要となるA／D及びD／A変換器の実装数の圧縮方法として，デジタル段に接続された少数のアンテナ素子の位相回転量を算出し，その値をアナログ移位器に設定して指向性制御を行うデジタルアシスト型アナログビームフォーミング（DAABF：digital assisted analog beamforming）を提案した．本稿では，この中で少数のアンテナ素子で全アンテナ素子の複素位相回転量を推定する拡張DAABP技術の特性を計算機シミュレーションにより評価した結果について報告する．80GHz帯を想定し，1.2波長間隔の23×23＝529素子で構成したアンテナを用いた場合，Kファクタが10dB以上であれば安定的に適用可能であること，そしてこのとき11素子を用いることでフルデジタルの1-tap TDBFの特性に比べ，劣化を1.2dB程度に抑えることが可能になる．また，デジタル移相器の使用を想定すれば所要ビット数は4～5ビット程度であること，FDDのシステムでも同様に適用可能であることなどを明らかにした．