－ －7Performance Enhancement by Beam Tilting in SD Transmission Utilizing Two-Ray FadingTomohiro SEKI, Ken HIRAGA, Kazumitsu SAKAMOTO, and Maki ARAIThe multi-stream transmission performance of the SD transmission method relies on high attenuation in the unwanted path gain obtained from the characteristics of two-ray propagation. To obtain such attenuation, the reception power level through the direct (or LOS, line of sight) ray and that through the ground reflection (GR) ray should be close to each other, and ideally equal. When antennas have directivity, the difference in antenna gain in the LOS ray and GR ray directions makes the reception power levels in both rays different. This directivity reduces the multi-stream transmission performance.In general, to obtain a sufficient signal-to-noise ratio (SNR), high-frequency transceivers are designed to have high-gain antennas with high directivity. For example, 60 GHz WLAN, whose transmission distance is only around 10 m, employs high-gain antennas (e.g., 14 dBi), because unlicensed usage of the 60 GHz band must maintain sufficient equivalent isotropic radiated power (EIRP) with low transmission power at the antenna input (e.g., 10 dBm or lower, in Japan). In fact, some commercial 60 GHz transceivers for WLANs employ narrow-beam antenna arrays with 16 or even 32 elements. Accordingly, such SD transmission systems with similar transmission distance are expected to have a narrow beam. In order to make antenna gains in LOS and GR rays closer to each other and consequently improve transmission performance, in this paper we propose adopting depression of the beam in each antenna element in the SD transmission system. Using ray-tracing simulation, we clarified the method’s effectiveness. We also quantified the values of the optimum beam tilt angles as functions of the beamwidth.Keywords: MIMO, two-ray fading, millimeter-wave frequency band2波フェージングを利用した空間多重伝送における伝送効率の改善 空間多重伝送方式の伝送性能は、2波伝搬の特性から得られる不要な伝送利得の減衰に依存してしまいます。これらの減衰を取得するには、直接波（またはLOS、見通し内）を介した受信電力レベルと地上反射波（GR）を介した受信電力レベルが互いに近く、理想的には等しい必要があります。アンテナに指向性がある場合、LOSとGRの指向方向毎のアンテナ利得の違いにより、両方の波の受信電力レベルが異なってしまいます。このことから、空間多重伝送のパフォーマンスは、個々に使用するアンテナの指向性によって低下します。一般に、十分な信号対雑音比（SNR）を得るには、高周波トランシーバーは、高い指向性を有する高利得アンテナを備えているように設計されています。特に周波数帯が高い準ミリ波・ミリ波帯でのシステムの場合は十分な増幅器出力が得にくいことから、その傾向は大きくなります。たとえば、伝送距離がわずか約10mの60GHz WLANの場合でも、高ゲインアンテナ（14 dBiなど）を採用しています。これは、60 GHz帯域のライセンス不要帯域において十分な等価等方放射電力（EIRP）を低レベルで維持する必要があるためです。また、アンテナ入力での送信電力（たとえば、日本では10 dBm以下）が規定されているためです。実際、WLAN用の一部の商用60 GHzトランシーバーは、16または32エレメントのアンテナを連携させた狭ビームアンテナアレイを採用しています。従って、同様の伝送距離を有するそのような空間多重伝送システムは、狭いビームを有すると予想されます。そこで、本論文では、LOSとGRのアンテナ利得を互いに近づけて伝送性能を向上させるために、空間多重伝送システムの各アンテナ要素を調整利用し、特に垂直面チルト角を制御することで、多重伝送効果を改善することを提案した。また、適応する各アンテナ素子の放射指向性のチルト角を変化させることで、本提案の有効性を示すと共に、アンテナ指向性幅の関数として最適チルト角の値を明らかにした。キーワード：MIMO、2波フェージング、ミリ波帯Journal（掲載誌）IEICE Communication Express, Vol. 1, 1-6, pp. 405-410, June 2017.Published Paper
元のページ ../index.html#9