OFDM信号のサイドローブ抑圧法の開発およびそのFPGAによる回路化

OFDM信号旁瓣抑制方法的开发及其利用FPGA的电路化

基本信息

  • 批准号:
    16J07452
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 0.83万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
  • 财政年份:
    2016
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2016-04-22 至 2018-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

平成28年度は研究計画に基づいて直交周波数分割多重方式(OFDM)の帯域外漏洩電力抑圧に関する,以下の2種類に大別される研究を実施した.・提案法NCSPの実用化に向けた研究:本研究代表者はこれまでに帯域外漏洩電力抑圧と実用的な誤り率を両立できる手法NCSPを提案した.本手法の実用化を考える上で,実際の環境を想定した通信路モデルでの性能評価が必須であったため,シミュレーションを行った.さらに研究結果を踏まえて,NCSPの受信側において主要な計算量を占める逆行列計算を近似することにより計算負荷を低減する手法を提案した.またNCSPをOFDMに採用したシステムをFPGA上で実装し,リソースおよび電力の消費量の観点から具体性を評価した.・Orthogonal Precodingの実用化に向けた計算量削減法の提案:研究過程で,上記のNCSPでは隣接帯域のサイドローブを効果的に抑圧できる一方で,任意の帯域を選択してサイドローブを抑圧しにくいことが判明した.そこで任意の周波数点で漏洩電力をゼロにする制約条件に基づいてプリコーディングを行う抑圧法Orthogonal Precodingに着目した.本手法は選択した帯域に急峻なスペクトルノッチを形成することが必要となる次世代通信技術コグニティブ無線に適していると考えられている.一方で,本手法において巨大な行列を用いてプリコーディングに関する演算を行うことによる計算量負荷が実用化の大きな障害になっていた.本研究では新規行列分解法を提案することによりこの問題を解決した.提案法は,従来法の巨大な行列に対して,効率的なアルゴリズムを利用し分解が可能であることを数学的に証明している.数値実験により,提案法が従来法の性能を全く劣化させずに,計算量を約5.4%まで削減でき,高速フーリエ変換と同程度の実用的なレベルに達したことを示した.
2016财年,根据研究计划,我们进行了正交频分复用(OFDM)带外泄漏功率抑制的研究,大致可分为以下两种类型。・所提出的方法NCSP的实际应用研究:主要研究者之前提出了一种能够同时实现带外泄漏功率抑制和实际错误率的方法NCSP。在考虑该方法的实际应用时,有必要使用假设实际环境的通信信道模型来评估性能,因此我们进行了仿真。此外,基于研究成果,我们提出了一种通过近似逆矩阵计算来减少计算量的方法,逆矩阵计算占据了NCSP接收侧的主要计算量。我们还在FPGA上实现了采用NCSP作为OFDM的系统,并从资源和功耗的角度评估了其具体性。・提出一种减少正交预编码实际应用计算量的方法:在研究过程中,我们发现上述NCSP虽然可以有效抑制相邻频段的旁瓣,但也可以通过选择任意一个来抑制旁瓣。事实证明这很困难。因此,我们关注正交预编码,这是一种基于使泄漏功率在任何频率点为零的约束来执行预编码的抑制方法。该方法被认为适用于下一代通信技术认知无线电,它需要在选定的频带中形成陡峭的频谱陷波。另一方面,在该方法中,使用巨大矩阵执行预编码操作所引起的计算负荷一直是实际实现的主要障碍。在本研究中,我们通过提出一种新的矩阵分解方法解决了这个问题。所提出的方法在数学上证明可以使用有效的算法来分解传统方法的巨大矩阵。数值实验表明,该方法可以将计算量减少到5.4%左右,而传统方法的性能没有任何恶化,达到了与快速傅里叶变换相当的实用水平。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Matrix Decomposition Suitable for FPGA Implementation of NCSP-OFDM
适用于 NCSP-OFDM FPGA 实现的矩阵分解
  • DOI:
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    H.Kawasaki; Z.Zhou; M.Ohta;K.Yamashita
  • 通讯作者:
    K.Yamashita
A Study on Low-Complexity Receiver of NCSP-OFDM for Sidelobe Suppression
低复杂度NCSP-OFDM接收机旁瓣抑制研究
  • DOI:
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    H.Kawasaki; H.Doi; M.Ohta
  • 通讯作者:
    M.Ohta
Computational Complexity Reduction of Orthogonal Precoding of N-continuous OFDM
N-连续正交频分复用正交预编码的计算复杂度降低
  • DOI:
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    H.Kawasaki; T.Matsui; M.Ohta;K.Yamashita
  • 通讯作者:
    K.Yamashita
Matrix Decomposition of Precoder Matrix in Orthogonal Precoding for Sidelobe Suppression of OFDM Signals
正交预编码中预编码矩阵的矩阵分解以抑制 OFDM 信号的旁瓣
  • DOI:
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0.7
  • 作者:
    H.Kawasaki; M.Ohta;K.Yamashita
  • 通讯作者:
    K.Yamashita
Matrix Decomposition for Low Computational Complexity in Orthogonal Precoding of N-continuous Schemes for Sidelobe Suppression of OFDM Signals
OFDM信号旁瓣抑制N连续方案正交预编码中低计算复杂度的矩阵分解
  • DOI:
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    H.Kawasaki; T.Matsui; M.Ohta;K.Yamashita
  • 通讯作者:
    K.Yamashita
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川崎 耀其他文献

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    $ 0.83万
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