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No.25461 MIMO 釣具屋 MAIL [k:Windows/XP:Chrome/13.0.782.112] 08/25(木) 09:58 返信
 
8/23の雑記が、消化不良と言うかなんと言うべきか。。釣具屋の理解と異なっているところが
あるので、適当に加筆&修正してみます。専門家ではないので、間違えているかも知れません。
ツッコミへのツッコミは大歓迎です。

>言語は同じで同じ場所で話しているが、どの方向から聞こえた声か、AサンとBサンの
>声質が違うので分離が出来る。

「言語が違う」と「声質が違う」の差分が不明確です。CDMAも「声質が違う」で説明できて
しまいます(カクテルパーティー効果)。

より端的に説明するには、言語も声質も同じな双子が同時に左右から話しかけてきても、
(一般的にヒトには耳がふたつあるので)双子のどちらが話したか判別できる、といった
所ではないでしょうか?

>これにはAサンとBサンが離れた場所にいてくれる(電気的距離が長い=使用周波数帯が
>高い)必要があり、もしも近い場所から話されると分離出来なくなってしまう。

離れたところに居てくれないと困るのは、AサンBサンではなくて、右耳と左耳では?

>相関のない2つのアンテナをどうやって筐体内に納めるかに苦労した。

「相関のない」ではなくて(それだと3dBのゲインにしかならない)、「空間に対して相関
のある」が正解かと思います。

MIMOの出自はSM(空間多重)ですから、「どちらから電波が飛んできたか判別できること」
ならびに「どちらへ電波を飛ばすか選択できること」にあります。これを達成するため
には、アンテナは、空間に対して相関がなくてはなりません。

ただ、それだけだと、ただのアダプティブアレイアンテナに成り下がってしまう(MIだけ
もしくはMOだけ)で、大して面白くない。MIMOの面白いところは、ここから先です。

>つまり直進性が強く反射しやすい性質の周波数帯の方が何かと使いやすい

従来は、反射波はただの「妨害」でした(マルチパス干渉)。アナログテレビで言う所の
「ゴースト」です。しかし、技術が進歩して「どちらから電波が飛んできたか判別」できる
ようになると、反射波を「別々の伝送路」として用いることができるようになりました。
ちょうど、PCI-Eを2レーン使うと、1レーンの時の倍の速さになるようなものです。

AサンBサンが(ほぼ)同じ場所に居ても、Aサンは右の壁に向かって話しかけ、Bサンは左の
壁に向かって話します。それを聞くヒトもまた、耳がふたつあるので、右の壁から反射して
聞こえたのか、左の壁から反射して聞こえたのか、判別できる(情報量が2倍になる)。

さらに言うと、AサンBサンは同一人物でも構いません。右と左に話し分けられれば。ただ、
左右を聞き分けられるヒトは居ても、左右に(同時に)喋り分けられるヒトはなかなか居ない
ので、説明は難しいですけどね。

ここが、まさに「コロンブスの卵」的な発想(従来はただの妨害ですよ?)で、個人的には
感心したところです。そこの説明がなかったのが、ちょっと惜しい、と個人的には思います。

No.25462 RE:MIMO ほりこし MAIL [G:Windows/7:IE/9.0] 08/25(木) 10:08
AさんとBさんの声質の違いは、パはじめとする固有の情報がそれぞれのデータに付加されている所を例えています。

AさんとBさんの位置が無限に近いとMISOになってしまいますね。

コロンブスの卵がどうなのかは解らないですが、SSBで通信をした事のある人は混信せずに二つの信号を抽出出来る概念は持っているかも。

No.25463 RE:MIMO 釣具屋 MAIL [k:Windows/XP:Chrome/13.0.782.112] 08/25(木) 12:08
 
>パはじめとする固有の情報

パイロットシンボルの事でしょうか・・? NTSCで言う所のカラーバースト信号みたいな。

であれば、例えて言うのなら、右の壁は金属でできているので甲高い声に聞こえ、左の壁には
カーテンが掛かっているのでくぐもった声になる、で、声質で判別しているという事になり
ますね。

No.25469 RE:MIMO ほりこし MAIL [G:Windows/7:IE/9.0] 08/26(金) 09:43
あ、書き込みが変でしたね。
「パイロットやCPなどの」でした。

で、カラーバーストは壁の種類(反射を言っているのかな?)と関係してるんですか。
反射がなくてもMIMOは成立しますよけどね。

甲高いとかって周波数成分のことでしょうか?
ベースバンド信号で言うと情報の速度?
いや、MIMOはチャネルによる情報の速度差はないんですけどね。
しかも反射によって情報の成分が変わってしまうとだめですね。
遅延はCPやGIでカバーできますけど。

MIMOの場合はチャネル推定の話に持って行かないといけないのでは?

No.25471 RE:MIMO 釣具屋 MAIL [k:Windows/XP:Chrome/13.0.782.112] 08/26(金) 13:22
>で、カラーバーストは壁の種類(反射を言っているのかな?)と関係してるんですか。

はい。関係します。fc付近の減衰が強ければ、カラーバーストの振幅も小さくなって、
それで正規化した色副搬送波を同期検波することにより、Yb,Yrを得ますので。

遅延波も関係してきます。カラーバーストの末端には、遅延波の成分も重畳されています
ので、テレビでは末端を狙って基準信号を得ます。これは、ライン上隣接する区間との
色相関が高いので利用できます。例えば、1画面「赤ベタ」だったりすると、遅延波が
乗っていても、色は正しく再生されます。逆に、エッジの部分で色相がコロっと変わると
弱くて、それが主波と遅延波が交差する区間で色相が反転したりする原因になっています。

一方で、ビデオでは、トラッキングを維持するために"真面目な"カラーバーストを必要と
しています。テレビではカラーバーストの末端しか見ない。ここに目をつけたのが、マクロ
ビジョンをはじめとするACPSですね。カラーバーストの末端以外にデタラメな情報を挿入
する事によって、トラッキングを不正にしてダビングを阻止する。

ここら辺は、大学生の頃に、一番興味を持って学んだところなので、自信はあります。
間違えていたら、吹抜先生(こちら)に文句を言ってください。教科書が悪いと。

#吹抜ホール、懐かしいですね。

>反射がなくてもMIMOは成立しますよけどね。

専門家じゃないので、そんなに苛めないで下さいな。釣具屋の認識では、反射がないと、
MIMOで得られるゲインは、「キャリアダイバーシティ」程度です。MIMOの肝は、スペース
ダイバーシティにあると思っています。

>甲高いとかって周波数成分のことでしょうか?

周波数選択性フェージングの説明のために使用しました。実際には、フェージング周波数
が異なるだけでは、キャリアダイバーシティになってしまうので、複数のアンテナからの
成分を足したり引いたりした時に分離が良く得られることが重要になってきます。

元の話が、「声質が違う」だったので、それに合わせてみました。

>ベースバンド信号で言うと情報の速度?

よく分かりませんが、キャリア毎に変調を変える(QPSK/16QAM/64QAM)は重要ですよね。

>いや、MIMOはチャネルによる情報の速度差はないんですけどね。

チャネルと言うのは、キャリアの話でしょうか?伝送路の話でしょうか?

>しかも反射によって情報の成分が変わってしまうとだめですね。

よく分かりませんが、遅延波(の合成)によって、周波数成分は変わりますけどね。周波数
選択性フェージングってやつ。逆に、遅延波以外に周波数選択性フェージングの要因って
あるのでしょうか?

>遅延はCPやGIでカバーできますけど。

CPってコンティニュアスパイロットでしょうか?
GIはガードインターバル?

両方とも、周波数選択性フェージング=遅延波の話ですよね。なんか話がずれている気が
します。「反射によって情報の成分が変わってしまう」とは、ドップラー効果の事でしょう
か?であれば、その話はしていません。OFDMに於いて、ドップラー効果は、キャリア間
干渉を引き起こすもので、難しい問題であることは認識しています。

>MIMOの場合はチャネル推定の話に持って行かないといけないのでは?

同意です。が、そもそもの話が「(簡単な)例え話」であってですね、難しい話をしようと
いう意図はありません。

繰り返しますが、「情報通信基礎」程度の生半可な知識しかないので、そんなに苛めて
下さらんな。

No.25472 RE:MIMO ほりこし MAIL [G:Windows/7:IE/9.0] 08/26(金) 14:15
私はアナログテレビに関しては疎いので、書かれていることの半分も理解できていません。

反射がなくてもMIMOが成立するのは、アンテナの距離を極端に考えてみればいいのです。
(反射が不要と言うことではなく、無くても良いよという事)
2×2のMIMOでそれぞれの送信アンテナの距離が100km、受信アンテナはそれぞれの送信アンテナの近くにあると考えます。
そうすると2つの信号は混ざることなく受信アンテナに入ってきます。
ところがアンテナ間距離をどんどん近づけると信号の区別がしにくくなります。
反射があると(その分だけ)遅延などが増えるので区別がしやすくなります。
ドコモは、反射を期待しなくてもアンテナ間距離を稼げばいいと言っているしKDDIは反射がないと効率が上がりにくいと言っています。
受信側のチャネル推定のやり方とか、まあロジック規模を大きくしないで復調したいとか、いろいろあるのでしょう。
アンテナ間距離を期待すると演算量は劇的に減りますから。

この信号分離はいくつかの代表的方法があるのですが、簡単に説明できるくらい(私が)理解できたら雑記ネタにでもします。


そこから先の話、変調方式とかドップラとかは全然話がかみ合わないので割愛します。

> が、そもそもの話が「(簡単な)例え話」であってですね、
> 難しい話をしようという意図はありません。
>
例えが気に入らなかったのではないですか?

それに、
> ツッコミへのツッコミは大歓迎です。
>
と書いていらっしゃる。

でも突っ込むと、
> 、「情報通信基礎」程度の生半可な知識しかないので、
> そんなに苛めて下さらんな。
>

政治にたとえると民主党みたいですね。
言うことはデカいがやることはショボい。

No.25473 RE:MIMO 釣具屋 MAIL [k:Windows/XP:Chrome/13.0.782.112] 08/26(金) 23:32
なるほど。ようやく理解できました。

>ドコモは、反射を期待しなくてもアンテナ間距離を稼げばいいと言っているし
>KDDIは反射がないと効率が上がりにくいと言っています。

ほりこしさんはドコモの言い分を受け容れていて、釣具屋はKDDIの言い分しか信じていない
ところがかみ合っていなかった理由ですね。

>2×2のMIMOでそれぞれの送信アンテナの距離が100km、受信アンテナはそれぞれの送信
>アンテナの近くにあると考えます。

これだと、ただのマイクロセルになってしまいませんか? MIMOの本質はそこではないと
思います。

>例えが気に入らなかったのではないですか?

話が前後していますが、「チャネル推定の話に持って行かないといけない」のは同意です。
それで、ほりこしさんがその意図で言っているのかな?と思いNo.25463を投稿しました。
ところが、No.25469を読むと、それも違うと言っているように見えます。何が違うのか、
本格的に分からなくなったので、No.25469です。

>政治にたとえると民主党みたいですね。
>言うことはデカいがやることはショボい。

○| ̄|_

意図したかったことは、ほりこしさんとの溝を縮めたかったのに、投稿の都度、むしろ
その差は開いてしまう。なので、「そんなに先に行かないで下さい」程度の意味でした。

ほりこしさんが釣具屋を苛めているように取られる可能性のある不適切な言葉でした。
お詫びして訂正させて頂きます。

もっと苛めてください。

No.25474 RE:MIMO ほりこし MAIL [G:Windows/7:Chrome/13.0.782.112] 08/27(土) 00:06
反射もそうなんですけど、変調方式もOFDMに限った事ではないのです。
CDMAでもMIMOは成立しますが、CDMA+QAM+MIMOとなると干渉(振幅方向のデータが干渉する)が起きるので効率が低下します。

これもドコモは(CDMA+MIMOは)意味がないと言っていますがクアルコムは出来ると言っています。
何が違うかと言えばセル内収容局数です。
拡散符号に余裕があれば干渉の度合いが少ないのでMIMOが出来る、ドコモのようにセル内に沢山の加入者を入れているような使い方だとMIMO効率が上がらず意味がない、と言う事ですね。

反射や回折の考え方というか判断の仕方も似たようなものでしょう。
YRPの実験でドコモは、アンテナの間隔を広げられるのなら(空間)多重数はいくらにでも出来ると言っています。
これも、理屈はそうなのですからそうですねとしか言いようがないです。
それこそアンテナ間の距離を離していけば良いだけ。
あとは演算量がものすごくなるだけです。

2つのアンテナに別々の信号が入ってくるような状態においてはMRC(最大比合成)のロジックを少しいじった程度でMIMOが出来てしまいます。
しかし2つのアンテナにほぼ同じような信号が入ってきてしまう状態では、理屈通りの演算をしないと理屈通りのパフォーマンスが出ません。
(長くなるので割愛しますがこの辺りはドコモの特許がいっぱい)

MIMOの方式自体も何を対象にするかによって説明や比喩にしても変わってきますよね。
そもそも何かに例えて説明する時点で物事の正確性や確実性は相当減少しているわけです。
なので、話が難しくならない程度、面倒にならない程度に例えてみましたくらいのものです。

AさんとBさんの話す声が空間で混ざりますよね。
なので、聞く側はその空間の伝達特性の逆のフィルタをかければ話し声は分離出来ます。
歪みに関しても同様に、空間で何かしらの歪みが起こるとすればその逆のフィルタをかければ歪みは取れます。
でもこれはたとえ話にしにくい訳です。


No.25476 RE:MIMO 釣具屋 MAIL [k:Linux/x86_64):Chrome/13.0.782.107] 08/27(土) 05:20

>AさんとBさんの話す声が空間で混ざりますよね。
>なので、聞く側はその空間の伝達特性の逆のフィルタをかければ話し声は分離出来ます。

「伝達特性の逆のフィルタ」は、各アンテナから各アンテナへの伝達特性の行列、その逆行列の
事ですよね?

>ドコモは(CDMA+MIMOは)意味がないと言っていますがクアルコムは出来ると言っています。

これは初耳でした。OFDMの場合は、伝達特性行列はキャリア毎に個々に逆行列を計算して、
それで「割れば良い」だけなのでそこそこ簡単かと思います。CDMAの場合は・・・時間軸での
畳み込みになってくるので、考えるだけで頭が痛くなってきますね。

>でもこれはたとえ話にしにくい訳です。

はい。なので、伝達特性行列を(ほぼ)アイデンティカルであると考えることにして、声質の違い
よりも、むしろ単純に右耳と左耳があるから分離できると考えた方が簡単かな?と思った次第です。

No.25477 RE:MIMO ほりこし MAIL [G:Windows/7:IE/7.0] 08/27(土) 07:58
行列演算(MLD?)はMIMOを実現するための演算の一つの方法の中の一部の計算に過ぎないので、ここで言う逆の伝達特性のフィルタはもっと概念的なものと考えて貰った方が良いでしょう。


No.25493 RE:MIMO 釣具屋 MAIL [k:Windows/XP:Chrome/13.0.782.112] 08/29(月) 05:10

>MIMOを実現するための演算の一つの方法の中の一部の計算に過ぎないので、ここで言う
>逆の伝達特性のフィルタはもっと概念的なもの

その通りなんですけどね。。ただ、その概念があまりに抽象的過ぎると物事の特徴を
掴むことは難しくなってしまいます。

例えば、古典的なAMラジオだって、1242kHzを通すフィルタと1132kHzを通すフィルタが
あれば、JOLFさんとJOQRさんを聞き分ける事ができるわけで、これだって「JOLFさんと
JOQRさんの声質の違い(JOLFさんの方が声が高い)」によって聞き分けられると表現できて
しまいます。TDD以外は、どれも多かれ少なかれ同じことが言えるのではないでしょうか?

その上で、何をもってAサンBサンの声を聞き分けているかに主眼を置いて説明すると、
・TDD: 同時には話さないので聞き分けられる
・FDD: 声の高さが違うので聞き分けられる
・CDMA: 言語が違うので聞き分けられる
・MIMO: 耳がふたつあるので聞き分けられる
のように説明するのが、簡潔かな?と思った次第です。
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