北海道大学 研究シーズ集

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圧縮センシング:1件

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  • 圧縮センシング法を用いた電波の状態推定

    高精度な位置推定・チャネル予測をめざして

    圧縮センシング法は、必要とする未知数の数よりも少ない観測データから、ある条件の下で解を求める手法である。この研究では、圧縮センシング法を用いて、電波の到来方向推定や、チャネル予測、散乱体検出を行っている。

    • 図1.電波の到来方向推定のイメージ図
      受信機の周囲を細かい角度に分割して,各角度において到来波があれば複素振幅を(到来波がなければ0を)ベクトルの要素とすることで、圧縮センシングのアルゴリズムを適用する。

    • 図2.到来素波を合成することによるチャネル予測
      端末に到来する電波を細かく分離し、それを再合成することで未来の通信状況(チャネル)を予測することができる。

    • 図3.散乱体検出の模式図
      送信アンテナから電波を送出し、散乱体からの反射波を複数の受信アンテナで受信する。送信信号と受信信号の変化、若しくは、受信信号間の差異を分析することで、散乱体の位置を検出することができる。

    研究の内容

    必要とする未知数の数よりも少ない観測データからは、一般にその未知数を一意に求めることはできない。ところが、未知数の大多数が0であるという条件があるとき、その解を正確に得ることができる場合がある。圧縮センシング法は、この性質を利用して、観測をできる限り少なくしつつ正確な解を得る方法である。当研究室では、図1に示すような電波の高精度な到来方向推定への応用や、それを利用して到来波を素波に分割してチャネル予測する方法(図2)、およびレーダシステムにおいて圧縮センシング法を利用した散乱体検出(図3)について検討を行っている。