JP6684862B2 - Signal generating device, signal generating method, and signal generating program - Google Patents
Signal generating device, signal generating method, and signal generating program Download PDFInfo
- Publication number
- JP6684862B2 JP6684862B2 JP2018118709A JP2018118709A JP6684862B2 JP 6684862 B2 JP6684862 B2 JP 6684862B2 JP 2018118709 A JP2018118709 A JP 2018118709A JP 2018118709 A JP2018118709 A JP 2018118709A JP 6684862 B2 JP6684862 B2 JP 6684862B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- operator
- vector
- multicarrier
- signal generation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 86
- 239000013598 vector Substances 0.000 claims description 79
- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 claims description 62
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims description 33
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 19
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 15
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 14
- 238000013461 design Methods 0.000 claims description 13
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000005315 distribution function Methods 0.000 claims description 3
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 21
- 230000006870 function Effects 0.000 description 19
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 17
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 15
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 10
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 8
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 230000004044 response Effects 0.000 description 5
- 108010076504 Protein Sorting Signals Proteins 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 2
- 238000010295 mobile communication Methods 0.000 description 2
- 238000007781 pre-processing Methods 0.000 description 2
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000013507 mapping Methods 0.000 description 1
- 229940050561 matrix product Drugs 0.000 description 1
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 230000009897 systematic effect Effects 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)
Description
本発明は、マルチキャリア信号を生成するための装置、方法及びプログラムに関する。 The present invention relates to an apparatus, method and program for generating a multi-carrier signal.
無線LAN、移動通信システム方式LTEなど無線通信分野において、OFDM(Orthogonal Frequency−Division Multiplexing)方式で生成されたマルチキャリア信号が使用されている。OFDM方式は、時間周波数の面から効率の良い変調方式であるが、無線端末の増加に伴い、周波数資源が枯渇される状況で、更なる周波数バンドの使用効率が望まれている。 In a wireless communication field such as a wireless LAN and a mobile communication system LTE, a multicarrier signal generated by an OFDM (Orthogonal Frequency-Division Multiplexing) system is used. The OFDM method is a highly efficient modulation method from the viewpoint of time frequency, but in the situation where frequency resources are exhausted as the number of wireless terminals increases, further frequency band usage efficiency is desired.
この点に関して、次世代移動通信システムの構築に向け、OFDM信号のようなマルチキャリア通信方式の帯域外特性の改善が望まれ、フィルタードマルチキャリア通信方式の研究開発が進められている(例えば、非特許文献1〜4参照。)。これらは、OFDM方式のサブキャリアが有する方式的な帯域外特性を改善することを目指しており、サブキャリアに対するフィルタ処理が付加されて、それによるISI(intersymbol interference)、ICI(intercarrier interference)の特性を改善するのが目的である。
In this regard, improvement of out-of-band characteristics of a multicarrier communication system such as an OFDM signal is desired toward the construction of a next-generation mobile communication system, and research and development of a filtered multicarrier communication system are underway (for example, Non-Patent
マルチキャリア信号は、無線信号を伝送する媒体に応じて、各サブキャリアに乗せる変調信号、サブキャリア数の設定の必要がある。さらに、フィルタードマルチキャリア通信方式では、変調信号の変調方式やフィルタリング方式の組み合わせの異なるマルチキャリア信号が用いられる。そのため、マルチキャリア信号を評価する環境では、サブキャリア数、変調方式、フィルタリング方式などの異なる多様なマルチキャリア信号の信号源が求められる。 For the multi-carrier signal, it is necessary to set the modulation signal to be placed on each sub-carrier and the number of sub-carriers according to the medium that transmits the radio signal. Furthermore, in the filtered multi-carrier communication system, multi-carrier signals having different combinations of modulation systems and filtering systems of modulated signals are used. Therefore, in an environment in which a multicarrier signal is evaluated, various multicarrier signal sources with different numbers of subcarriers, modulation methods, filtering methods, and the like are required.
マルチキャリア信号を評価する環境では、多様なマルチキャリア信号を生成する信号源が必要になる。一方で、マルチキャリア信号を評価する環境に用いられる信号源は、簡便な構成であることが望ましい。 In an environment for evaluating a multi-carrier signal, a signal source that generates various multi-carrier signals is required. On the other hand, it is desirable that the signal source used in the environment for evaluating the multicarrier signal has a simple configuration.
そこで、本発明は、多様なマルチキャリア信号を簡便な構成で生成可能にすることを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to enable generation of various multicarrier signals with a simple configuration.
マルチキャリア信号のバリエーションは、サブキャリア数、変調方式、フィルタリング方式などの組み合わせによって生じている。そこで、発明者は、マルチキャリア通信を生成する信号処理の構成として、より簡便な構成法を得るには、抽象的な入出力を基本にしたシステムのとらえ方が有効であることを発見した。 The variation of the multicarrier signal is caused by a combination of the number of subcarriers, the modulation method, the filtering method and the like. Therefore, the inventor has found that a system based on abstract input / output is effective in obtaining a simpler configuration method for signal processing for generating multicarrier communication.
本発明に係る信号生成装置は、マルチキャリア信号の評価装置に用いられる信号生成装置であって、
マルチキャリア信号の信号種別及びサブキャリア数を取得し、前記信号種別のマルチキャリア信号を生成するための信号生成演算子及び演算の順序を設定するシナリオ構成部(11)と、
前記サブキャリア数に応じた数の入力信号を取得し、信号種別のマルチキャリア信号を生成するための前記順序に従って前記信号生成演算子の演算を行うことで、前記入力信号からマルチキャリア信号を生成する実行部(12)と、
を備え、
前記信号生成演算子は、信号種別のマルチキャリア信号を生成するための前記順序を示すサフィックスkで特定される各生成過程における状態空間表現式である式(C11)で表される、時間系列、周波数系列又は符号系列のいずれかである状態変数に用いられるオペレータAk又はBkであり、
前記シナリオ構成部は、さらに、マルチキャリア信号に付加する外部雑音又は伝送路歪の特性を取得し、前記特性を付加するための特性付加演算子及び演算の順序を設定し、
前記実行部は、特性を付加するための前記順序に従って前記特性付加演算子の演算を行うことで、生成したマルチキャリア信号に特性を付加し、
前記特性付加演算子は、式(C12)で表される状態変数に用いられるオペレータCk又はDkであり、
前記シナリオ構成部は、受信したマルチキャリア信号を取得し、マルチキャリア信号を解析するための信号解析演算子及び演算の順序を設定し、
マルチキャリア信号を解析するための前記順序に従って前記信号解析演算子の演算を行うことで、受信したマルチキャリア信号の解析を行う評価部(15)をさらに備えることを特徴とする。
(数C11)
Xk=AkXk−1+BkU (C11)
ただし、k=1・・・N(Nは正の整数)であり、Uはサブキャリアごとの入力信号をベクトルで表した入力ベクトル、Xkは前記状態変数xkをベクトルで表した状態ベクトルである。
(数C12)
Y=CkXk+DkV (C12)
ただし、k=Nであり、Yは出力信号yをベクトルで表した出力ベクトルであり、Vは外乱をベクトルで表した外乱ベクトルである。
A signal generation device according to the present invention is a signal generation device used for a multicarrier signal evaluation device,
A scenario configuration unit (11) that acquires the signal type and the number of subcarriers of the multicarrier signal, and sets a signal generation operator and an operation order for generating the multicarrier signal of the signal type;
A multicarrier signal is generated from the input signal by acquiring a number of input signals according to the number of subcarriers and performing an operation of the signal generation operator according to the sequence for generating a multicarrier signal of a signal type. An execution unit (12) for
Equipped with
The signal generation operator is a time series represented by Formula (C11), which is a state space expression in each generation process specified by a suffix k indicating the order for generating a multicarrier signal of a signal type, An operator A k or B k used for a state variable that is either a frequency sequence or a code sequence,
The scenario configuration unit further acquires a characteristic of external noise or transmission path distortion added to a multicarrier signal, sets a characteristic addition operator and an operation order for adding the characteristic,
The execution unit adds a characteristic to the generated multicarrier signal by performing an operation of the characteristic addition operator according to the order for adding the characteristic,
The characteristic addition operator is an operator C k or D k used for the state variable represented by the formula (C12),
The scenario configuration unit acquires a received multi-carrier signal, sets a signal analysis operator and an operation order for analyzing the multi-carrier signal,
It is characterized by further comprising an evaluation section (15) for analyzing the received multi-carrier signal by performing an operation of the signal analysis operator according to the order for analyzing the multi-carrier signal.
(Number C11)
X k = A k X k-1 + B k U (C11)
However, k = 1 ... N (N is a positive integer), U is an input vector in which the input signal for each subcarrier is represented by a vector, and X k is a state vector in which the state variable x k is represented by a vector. Is.
(Number C12)
Y = C k X k + D k V (C12)
However, k = N, Y is an output vector that represents the output signal y as a vector, and V is a disturbance vector that represents the disturbance as a vector.
本発明に係る信号生成方法は、マルチキャリア信号の評価装置に用いられる信号生成装置が実行する信号生成方法であって、
マルチキャリア信号の信号種別及びサブキャリア数を取得し、前記信号種別のマルチキャリア信号を生成するための信号生成演算子及び演算の順序を設定する設計手順と、
前記サブキャリア数に応じた数の入力信号を取得し、信号種別のマルチキャリア信号を生成するための前記順序に従って前記信号生成演算子の演算を行うことで、前記入力信号からマルチキャリア信号を生成する実行手順と、
を有し、
前記信号生成演算子は、信号種別のマルチキャリア信号を生成するための前記順序を示すサフィックスkで特定される各生成過程における状態空間表現式である式(C41)で表される、時間系列、周波数系列あるいは符号系列のいずれかである状態変数に用いられるオペレータAk又はBkであり、
前記設計手順は、さらに、マルチキャリア信号に付加する外部雑音又は伝送路歪の特性を取得し、前記特性を付加するための特性付加演算子及び演算の順序を設定し、
前記実行手順は、特性を付加するための前記順序に従って前記特性付加演算子の演算を行うことで、生成したマルチキャリア信号に特性を付加し、
前記特性付加演算子は、式(C42)で表される状態変数に用いられるオペレータCk又はDkであり、
前記設計手順は、受信したマルチキャリア信号を取得し、マルチキャリア信号を解析するための信号解析演算子及び演算の順序を設定し、
マルチキャリア信号を解析するための前記順序に従って前記信号解析演算子の演算を行うことで、受信したマルチキャリア信号の解析を行う評価手順をさらに備えることを特徴とする。
(数C41)
Xk=AkXk−1+BkU (C41)
ただし、k=1・・・N(Nは正の整数)であり、Uはサブキャリアごとの入力信号をベクトルで表した入力ベクトル、Xkは前記状態変数xkをベクトルで表した状態ベクトルである。
(数C42)
Y=CkXk+DkV (C42)
ただし、k=Nであり、Yは出力信号yをベクトルで表した出力ベクトルであり、Vは外乱をベクトルで表した外乱ベクトルである。
A signal generation method according to the present invention is a signal generation method executed by a signal generation device used in a multicarrier signal evaluation device,
A design procedure for acquiring the signal type and the number of subcarriers of the multicarrier signal, and setting a signal generation operator and an order of operations for generating the multicarrier signal of the signal type,
A multicarrier signal is generated from the input signal by acquiring a number of input signals according to the number of subcarriers and performing an operation of the signal generation operator according to the sequence for generating a multicarrier signal of a signal type. Execution procedure
Have
The signal generation operator is a time series represented by Formula (C41), which is a state space expression in each generation process specified by a suffix k indicating the order for generating a multicarrier signal of a signal type, An operator A k or B k used for a state variable that is either a frequency sequence or a code sequence,
The design procedure further acquires a characteristic of external noise or transmission path distortion added to the multicarrier signal, sets a characteristic addition operator and an operation order for adding the characteristic,
The execution procedure adds characteristics to the generated multi-carrier signal by performing an operation of the characteristic addition operator according to the order for adding characteristics,
The characteristic addition operator is an operator Ck or Dk used for the state variable represented by the formula (C42),
The design procedure is to obtain a received multi-carrier signal, set a signal analysis operator and an operation order for analyzing the multi-carrier signal,
It is characterized by further comprising an evaluation procedure for analyzing the received multi-carrier signal by performing the operation of the signal analysis operator according to the order for analyzing the multi-carrier signal.
(Number C41)
X k = A k X k-1 + B k U (C41)
However, k = 1 ... N (N is a positive integer), U is an input vector in which the input signal for each subcarrier is represented by a vector, and X k is a state vector in which the state variable x k is represented by a vector. Is.
(Number C42)
Y = C k X k + D k V (C42)
However, k = N, Y is an output vector that represents the output signal y as a vector, and V is a disturbance vector that represents the disturbance as a vector.
本発明に係る信号生成プログラムは、コンピュータを本発明に係る信号生成装置として機能させるためのプログラムであり、コンピュータに設計手順及び実行手順を実行させるためのプログラムである。 A signal generation program according to the present invention is a program for causing a computer to function as the signal generation device according to the present invention, and is a program for causing a computer to execute a design procedure and an execution procedure.
本発明によれば、多様なマルチキャリア信号を簡便な構成で生成することができる。 According to the present invention, various multicarrier signals can be generated with a simple configuration.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明は、以下に示す実施形態に限定されるものではない。これらの実施の例は例示に過ぎず、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した形態で実施することができる。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited to the embodiments described below. These embodiments are merely examples, and the present invention can be implemented in various modified and improved forms based on the knowledge of those skilled in the art. In this specification and the drawings, constituent elements having the same reference numerals indicate the same elements.
図1に、実施形態に係る信号生成装置の一例を示す。信号生成装置91は、実行部12として機能するCPUを備え、符号系列からなる入力信号uに対してマルチキャリアー信号からなる出力信号yを出力する。信号生成装置91は、状態変数や演算行列を記憶するメモリ13を備える。信号生成装置91は、入出力部16と、遠隔制御を行うための通信IF17と、を備える。
FIG. 1 shows an example of a signal generation device according to the embodiment. The
入出力部16は、入力信号uを入力し、出力信号yを出力する。各構成は、データ接続バス及び制御バスで接続される。入出力部16は、データの入出力の機能だけでなく、データ形式、コード、並びなどのRF変調部固有のインタフェースに合わせる機能を有していてもよい。
The input /
入出力部16に、マルチキャリア信号の信号種別が入力される。信号種別は任意であり、例えば、UF−OFDM、CP−OFDM、FBMC、フィルタードOFDM、GFDM、Windowing−OFDMが例示できる。入出力部16には、さらに、サブキャリア数、変調方式、フィルタリング方式及び同期信号の有無などの、マルチキャリア信号を生成するために必要な任意の情報が入力される。
The signal type of the multi-carrier signal is input to the input /
信号生成装置91に備わるCPUは、さらにシナリオ構成部11として機能する。シナリオ構成部11は、マルチキャリア信号を生成する際のシナリオを構成し、シナリオに従って実行部12を制御する。実行部12は、シナリオ構成部11の設定したオペレータを用いて、演算処理を実行する。Mappaer入力変換部14は、所望の符号系列からなる入力信号uの各要素を、所定の変調方式に対応した(I,Q)信号対に変換する機能を有する。
The CPU included in the
入力信号uは、正弦波の振幅位相情報に変換するための振幅位相情報を与える部分(以下、これを一次変調と称する。)を有する。一次変調は、デジタル信号1/0でもよいが、1/0情報のような角ばった帯域の広い信号でなくてもよい。入力信号uが角ばった帯域の広い信号でないことで、信号の有する占有帯域を減らすことができる。
The input signal u has a portion (hereinafter, referred to as primary modulation) that gives amplitude / phase information for converting into amplitude / phase information of a sine wave. The primary modulation may be a
例えば、6ビットの入力信号uを用いる場合、初めの3ビットから生成される8とおりの数値をIとして、次に到来する3ビットから生成される8とおりの数値をQとして、2次元のマップ上に変換する。この場合、8*8の64通りのマッピング点ができる。これがマッパーの機能動作で、この(I,Q)対をIFFTで変換すると、振幅位相情報を与えられた多数の正弦波:サブキャリアーが重ねられた時系列ができる。これがOFDM信号である。 For example, in the case of using a 6-bit input signal u, a two-dimensional map is shown in which the eight numerical values generated from the first three bits are I and the eight numerical values generated from the next three bits are Q. Convert to above. In this case, there are 64 mapping points of 8 * 8. This is the functional operation of the mapper, and if this (I, Q) pair is converted by IFFT, a time series in which a large number of sine waves: subcarriers given amplitude and phase information are superimposed is created. This is the OFDM signal.
マルチキャリア信号は周波数を次元とする行列で表現することができる。そこで、サブキャリアごとに入力信号uを割り当て、以下のように、入力信号u及び出力信号yをベクトルで表した入力ベクトルU及び出力ベクトルYで表す。
入力ベクトルUは、1/0で構成される任意の符号系列である。シナリオ構成部11は、生成するマルチキャリア信号に応じた入力ベクトルUを用いる。図2に、マルチキャリア信号の一例を示す。シナリオ構成部11が入力ベクトルUを選択することで、信号生成装置91は、フィルタードマルチキャリア通信方式で用いられる任意のマルチキャリア信号をシンボル毎に生成することができる。生成するマルチキャリア信号は、プリアンブル信号Spabであってもよいし、制御信号であってもよい、ペイロード信号であってもよい。ペイロード信号は、パイロット信号Spltを含んでいてもよい。生成するマルチキャリア信号に応じた入力ベクトルUは、数値変換用のオペレータを用いて生成してもよい。
The input vector U is an arbitrary code sequence composed of 1/0. The
マルチキャリア信号を生成する際に入力ベクトルUに行う任意の演算処理をオペレータARとすると、演算処理はARUと表すことができる。フィルタードマルチキャリア信号通信方式では、変調⇒周波数多重⇒フィルタリングの順に処理を行うため、出力信号yを生成するまでに演算処理を複数回行う必要がある。そこで、状態変数xを用いる。状態変数xをベクトル表示した状態ベクトルXは、例えば、次式で表すことができる。
(数102)
Xk=AkXk−1+BkU (102)
Aは、状態ベクトルXに施すべき演算処理を表すオペレータである。オペレータA及びBは、マルチキャリア信号を生成するために必要な信号生成演算子として機能する。
When the operator AR is an arbitrary arithmetic process performed on the input vector U when generating a multicarrier signal, the arithmetic process can be represented as ARU. In the filtered multi-carrier signal communication system, processing is performed in the order of modulation-frequency multiplexing-filtering, so it is necessary to perform arithmetic processing a plurality of times before generating the output signal y. Therefore, the state variable x is used. The state vector X, which is a vector display of the state variable x, can be expressed by the following equation, for example.
(Equation 102)
X k = A k X k-1 + B k U (102)
A is an operator representing a calculation process to be performed on the state vector X. Operators A and B function as signal generation operators necessary for generating a multicarrier signal.
式(102)はサフィックスkで特定される各時点における状態空間表現式であり、k=0の状態ベクトルX0はすべて「0」の行列(以下、{0}と表記する。)である。生成する信号に応じてオペレータA及びBを変化させることで、任意のマルチキャリア信号を生成することができる。オペレータA及びBを用いて、状態ベクトルXkを順次導出し、適当なkの時点で出力ベクトルYを生成する。 The expression (102) is a state space expression at each time point specified by the suffix k, and the state vector X 0 of k = 0 is a matrix of all “0” (hereinafter referred to as {0}). Arbitrary multicarrier signals can be generated by changing the operators A and B according to the signals to be generated. Using operators A and B, the state vector X k is sequentially derived, and the output vector Y is generated at an appropriate time point k.
マルチキャリア通信方式の信号評価試験環境段階では、マルチキャリア信号に対して環境特性を付加して評価できることが好ましい。そこで、出力ベクトルYを次のように表す。
(数103)
Y=CkXk+DkV (103)
ここで、Cは状態ベクトルに施すべき演算処理を表すオペレータであり、Vは各サブキャリアの外乱vを示す外乱ベクトルであり、Dは外乱ベクトルに施すべき演算処理を表すオペレータである。オペレータC及びDは、マルチキャリア信号に特性を付加するために必要な特性付加演算子として機能する。これにより、伝送路特性や外乱を付加したマルチキャリア信号を生成することができる。
In the signal evaluation test environment stage of the multi-carrier communication system, it is preferable that environmental characteristics can be added to the multi-carrier signal for evaluation. Therefore, the output vector Y is expressed as follows.
(Equation 103)
Y = C k X k + D k V (103)
Here, C is an operator representing the arithmetic processing to be performed on the state vector, V is a disturbance vector indicating the disturbance v of each subcarrier, and D is an operator representing the arithmetic processing to be performed on the disturbance vector. The operators C and D function as characteristic addition operators necessary for adding characteristics to the multicarrier signal. As a result, it is possible to generate a multicarrier signal to which transmission line characteristics and disturbance are added.
伝送路特性や外乱を考慮しない場合、オペレータCは単位行列(以下、{E}又はEと表記する。)となり、DVは{0}となる。生成する信号に応じてオペレータC及びDを変化させることで、評価を行いたい任意のマルチキャリア信号を生成することができる。 When the transmission line characteristics and the disturbance are not taken into consideration, the operator C becomes a unit matrix (hereinafter referred to as {E} or E), and DV becomes {0}. By changing the operators C and D according to the signal to be generated, it is possible to generate an arbitrary multicarrier signal to be evaluated.
各オペレータは、数学的に決められるのではなく、入出力の設計によって定められる。シナリオ構成部11は、生成するマルチキャリア信号に応じて、実行部12の用いるオペレータを変化させる。例えば、シナリオ構成部1は、マルチキャリア信号を生成するために、変調⇒周波数多重⇒フィルタリングの順でオペレータA及びBを変化させる。
Each operator is not mathematically determined, but is determined by the input / output design. The
信号生成演算子として機能するオペレータは、例えば、以下が例示できる。
MM:変調方式に応じたシンボルポイントに入力信号uをマッピングするオペレータ。
MT:時間軸シンボル多重を行うオペレータ。
Examples of operators that function as signal generation operators include the following.
M M: operator that maps an input signal u to the symbol points corresponding to the modulation scheme.
M T : An operator that performs time-axis symbol multiplexing.
変調方式は任意であり、例えば16QAM(Quadrature Amplitude Modulation)である。1つのシンボルがI軸とQ軸の直交座標上のシンボルポイントで表わされるような変調方式の場合、入力信号uの符号系列はu=(uI(i),uQ(i))(i=0,1,2,・・)の対で表現できる(iは、符号系列の番号である)。ここで、入力信号uを変換後の結果を想定して、I成分とQ成分に分けて例示している、ここでは、それぞれに手続き型演算を行う。 The modulation method is arbitrary and is, for example, 16QAM (Quadrature Amplitude Modulation). In the case of a modulation method in which one symbol is represented by symbol points on the I-axis and Q-axis orthogonal coordinates, the code sequence of the input signal u is u = (uI (i), uQ (i)) (i = 0. , 1, 2, ...) can be represented (i is the code sequence number). Here, assuming the result after conversion of the input signal u, the I component and the Q component are illustrated separately. Here, a procedural operation is performed for each.
入力ベクトルUは、例えば次式で表される。式(104)の右辺で当てられた場合は、式105で変換できる。
オペレータMMは、例えば次式で表される。
数式(106)の手続き型演算とは、通常の行列の積演算に従って、b0は、uI(0),uQ(0)に作用する。この時、式(107)のように、(uI,uQ)値を変調方式に従って(I、Q)数値に割り付ける。割り付け方の手順を図3に示す。
UI(i)+jUQ(i)を導出することで、各サブキャリアiごとに入力信号u(i)をシンボルポイントにマッピングすることができる。オペレータMMを構成するbを変調方式ごとに定めることで、任意の変調方式に対応したU(i)=UI(i)+jUQ(i)の値を導出することができる。このため、入力ベクトルUに含まれる各入力信号uを任意の変調方式でマッピングすることができる。 By deriving U I (i) + jU Q (i), the input signal u (i) can be mapped to symbol points for each subcarrier i. By defining b that constitutes the operator M M for each modulation system, the value of U (i) = U I (i) + jU Q (i) corresponding to an arbitrary modulation system can be derived. Therefore, each input signal u included in the input vector U can be mapped by an arbitrary modulation method.
例えば、変調方式が16QAMの場合、入力べクトルUをpijで表すと、bijは図4に示す表となる。図中における括弧は(I,Q)成分を示す。対象の変調方式は、BPSK、QPSK、Mary−QAM、Offset QAMである。 For example, when the modulation method is 16QAM, when the input vector U is represented by p ij , b ij becomes the table shown in FIG. The parentheses in the figure indicate the (I, Q) component. The modulation schemes of interest are BPSK, QPSK, Mary-QAM, and Offset QAM.
オペレータMTは、例えば次式で表される。
信号生成演算子として機能するオペレータは、例えば、以下が例示できる。
TiFFT:高速フーリエ逆変換を行うオペレータ。
TiDFT:離散時間フーリエ逆変換を行うオペレータ。
TFFT:高速フーリエ変換を行うオペレータ。
TDFT:離散時間フーリエ変換を行うオペレータ。
Examples of operators that function as signal generation operators include the following.
T iFFT : An operator that performs an inverse fast Fourier transform.
T iDFT : An operator that performs an inverse discrete time Fourier transform.
TFFT : An operator that performs a fast Fourier transform.
TDFT : An operator that performs a discrete-time Fourier transform.
離散時間フーリエ逆変換及びフーリエ変換は、それぞれ、次式で表される。
オペレータTFFTは、例えば次式で表される。N=4の場合を示す。Wは回転因子である。
離散時間フーリエ逆変換を行うオペレータTiDFTは、次式のようになる。N=4の場合を示す。
オペレータTFFTはTiFFTの逆行列TiFFT −1、離散時間フーリエ逆変換を行うオペレータTiDFTはTDFTの逆行列TDFT −1の関係があり、用いることができる。 The operator T FFT operator T iDFT performing inverse matrix T iFFT -1, discrete-time inverse Fourier transform of T iFFT is related to the inverse matrix T DFT -1 of T DFT, it can be used.
信号生成演算子として機能するオペレータは、例えば、以下が例示できる。これらのフィルタを用いることで、OOB(Out−of−band)の低減やフィルタード方式への対応が可能になる。
FU:サブキャリア毎に周波数領域でフィルタリング処理を行うオペレータ。
FP:複数のサブキャリアの時系列形式信号にフィルタリング処理を行うオペレータ。
FPR:巡回畳み込みフィルタリング処理を行うオペレータ。
FPPN:複数のサブキャリアーにポリフェーズ形式のフィルタ処理を行うオペレータ。
FDET:各フィルタリングデータ毎に出力タイミングを変えて、時間転送方向に並べる処理を行うオペレータ。
FC:フィルタリングの周波数特性補正を行うオペレータ。
Fβ:は、前処理で必要とされる係数オペレータで、iFFTの前段部に到来する係数複素乗算である。上記のFcと等価な構成となる。
Examples of operators that function as signal generation operators include the following. By using these filters, it is possible to reduce OOB (Out-of-band) and cope with a filtered method.
F U: operator for performing a filtering process in the frequency domain for each subcarrier.
F P : An operator that performs a filtering process on a time-series format signal of a plurality of subcarriers.
F PR : An operator that performs a cyclic convolution filtering process.
F PPN : An operator that performs a polyphase type filtering process on a plurality of subcarriers.
F DET : An operator that changes the output timing for each filtering data and arranges them in the time transfer direction.
F C : An operator that corrects the frequency characteristic of filtering.
Fβ: is a coefficient operator required for preprocessing, which is a coefficient complex multiplication that arrives at the front stage of the iFFT. The configuration is equivalent to that of Fc described above.
オペレータFUは、周波数領域でのフィルタリングオペレータで、例えば次式で表される。
一方、時間領域でのフィルタのインパルス応答をg(i)とすると、離散時間でMタップ個のフィルタが備わる場合、フィルタリング後の出力は離散領域で、次式の畳み込み和で表される。
例えば、M=3であり、i=0,1,2のときの出力xk(i)は以下のようになる。
(数115)
xk(0)=xk−1(0)g(0)
xk(1)=xk−1(1)g(1)+xk−1(1)g(0)
xk(2)=xk−1(2)g(2)+xk−1(2)g(1)+xk−1(2)g(0)
このときの状態変数x2(i)とインパルス応答g(i)の一例を図5に示す。
For example, the output x k (i) when M = 3 and i = 0, 1, 2 is as follows.
(Equation 115)
xk (0) = xk-1 (0) g (0)
xk (1) = xk-1 (1) g (1) + xk-1 (1) g (0)
xk (2) = xk-1 (2) g (2) + xk-1 (2) g (1) + xk-1 (2) g (0)
FIG. 5 shows an example of the state variable x 2 (i) and the impulse response g (i) at this time.
オペレータFPは、例えば、g(i)フィルタのタップ長が3である場合を例にとると、次式で表される。
時間領域のフィルタリングを巡回畳み込みで行うオペレータであるFPRは、たとえば、次のようになる。g(i)はフィルタのインパルス応答である。
オペレータFPPNは、時系列データに対するポリフェーズフィルタの役割を有する。
K=4におけるKは次の関係を有する。
オペレータFDETは、例えば次式で表される。
オペレータFcは、フィルタ処理による周波数振幅位相補正用のオペレータであり、例えば、次式で表される。fcはサブキャリアー毎のフィルタの逆特性を示す複素数である。
オペレータFβは、例えば次式で表される。プリプロセシングとしてサブキャリアー毎に調整用係数を乗算する場合に使用する。βは複素数である。
信号生成演算子として機能するオペレータは、例えば、以下が例示できる。
SCP:同期用のCP(Cyclic prefix)の付加を行うオペレータ。フィルタリングの後に行う。
Swin:データに対してWindowing処理を施すオペレータである。
Examples of operators that function as signal generation operators include the following.
SCP : An operator that adds a CP (Cyclic prefix) for synchronization. Do after filtering.
Swin: An operator that performs a windowing process on data.
オペレータSCPは、CP数を2とすると、例えば次式で表される。
特性付加演算子として機能するオペレータは、例えば、以下が例示できる。
ST:伝送路の歪みを付加するオペレータ。
SCFO:CFO(Carrier Frequency Offset)の付加を行うオペレータ。
SN:雑音の付加を行うオペレータ。
The operator that functions as a characteristic addition operator can be exemplified as follows.
S T : An operator that adds distortion in the transmission path.
SCFO : An operator who adds a CFO (Carrier Frequency Offset).
S N : An operator that adds noise.
オペレータSTは、例えば次式で表される。stは伝送路歪を表す複素数である。なおSTは時系列でも周波数系列でも適用可能である。
オペレータSCFOは、例えば次式で表される。cfoは周波数シフトを表す複素数である。なおSCFOは時系列でも周波数系列でも適用可能である。
オペレータSNは、例えば次式で表される。これは、独立雑音系列vがサブキャリアー毎にsnで振幅位相特性を与えて重畳するモデルを想定している。なおSNは時系列でも周波数系列でも適用可能である。
信号生成装置91は、オペレータA、B、C及びDを組み合わせることで、信号種別、サブキャリア数、変調方式、フィルタリング方式及び同期信号の有無などを柔軟に変更することができる。このため、信号生成装置91は、多様なマルチキャリア信号を簡便な構成で生成することができる。
By combining the operators A, B, C, and D, the
(実施形態1)
本実施形態では、信号生成装置91がマルチキャリア信号を生成する例について説明する。シナリオ構成部11は、オペレータA及びBと演算の順序を設定する。マルチキャリア信号としてUF−OFDM信号を生成する場合、シナリオ構成部11は、オペレータA及びBとして、A1={0}、B1=MM、A2=TiFFT、B2={0}、A3=FP、B3={0}を設定する。本実施形態では、オペレータMMの変調方式が16QAM変調方式である場合について説明する。
(Embodiment 1)
In this embodiment, an example in which the
・k=0
シナリオ構成部11が入力ベクトルUを実行部12に入力する。本実施形態の変調方式は16QAM変調方式であるため、シナリオ構成部11は、式(104)に示す入力ベクトルUを実行部12に入力する。
・ K = 0
The
・k=1
シナリオ構成部11がA1={0}、B1=MMを指定する。本実施形態の変調方式は16QAM変調方式であるため、シナリオ構成部11は、シンボルポイントが16か所になるようなオペレータMMを実行部12に入力する。実行部12は、実行部として機能し、このオペレータを用いて式(102)を算出することで、状態ベクトルX1を導出する。
(数201)
X1=MMU (201)
・ K = 1
(Equation 201)
X 1 = M M U (201)
・k=2
シナリオ構成部11がA2=TiFFT、B2={0}を指定する。実行部12は、実行部として機能し、このオペレータを用いて式(202)を算出することで、状態ベクトルX2を導出する。
(数202)
X2=TiFFT*X1=TiFFT*(MMU) (202)
・ K = 2
The
(Equation 202)
X 2 = T iFFT * X 1 = T iFFT * (M M U) (202)
オペレータTiFFTを適用したため、状態ベクトルX2は、マルチキャリアとなったベクトル信号系列となる。ここで、フーリエ逆変換の演算において定係数が乗算されてもよい。 Since the operator T iFFT is applied, the state vector X 2 becomes a multi-carrier vector signal sequence. Here, a constant coefficient may be multiplied in the calculation of the inverse Fourier transform.
・k=3
シナリオ構成部11がA3=FP、B3={0}を指定する。実行部12は、実行部として機能し、このオペレータを用いて式(102)を算出することで、状態ベクトルX3を導出する。
(数203)
X3=FP*X2=FP*TiFFT*(MMU) (203)
・ K = 3
The
(Equation 203)
X 3 = F P * X 2 = F P * T iFFT * (M M U) (203)
オペレータFPを適用したため、状態ベクトルX3は、フィルタードマルチキャリアとなったベクトル信号系列となる。この時点で、UF−OFDM信号の1シンボルが完成する。 Since the operator F P is applied, the state vector X 3 becomes a vector signal sequence that is a filtered multicarrier. At this point, one symbol of the UF-OFDM signal is completed.
・k=4
シナリオ構成部11がC={E}、D={0}を指定する。実行部12は、実行部として機能し、このオペレータを用いて式(103)を算出することで、出力ベクトルYを導出する。
(数204)
Y=EX3 (204)
・ K = 4
The
(Equation 204)
Y = EX 3 (204)
オペレータFPによるフィルタの振幅位相歪を補正する場合がある。この場合、k=2の前に、オペレータAとしてオペレータFCを施す。この場合、状態ベクトルX2〜X4は次のようになる。
(数205)
X2=FC*X1=TiFFT*(MMU)
X3=TiFFT*X2=TiFFT*FC*(MMU)
X4=FP*X3=FP*TiFFT*FC*(MMU)
Y=EX4
There is a case where the amplitude phase distortion of the filter due to the operator F P is corrected. In this case, the operator F C is applied as the operator A before k = 2. In this case, the state vectors X 2 to X 4 are as follows.
(Equation 205)
X 2 = F C * X 1 = T iFFT * (M M U)
X 3 = T iFFT * X 2 = T iFFT * F C * (M M U)
X 4 = F P * X 3 = F P * T iFFT * F C * (M M U)
Y = EX 4
ここで、周波数特性の補正であるが、一度、FP*TiDFT*E(Eは単位行列)を作成しTFFT(FP*TiDFT*E)により、各サブキャリアの周波数歪値を計算できる。この値の逆数、補正値を用いて式(113)に示すFUの要素に入力すれば、補正処理がこのシステム内で閉じて計算できる。送信シナリオ中に以下の実施態様3に述べる観測方程式を利用して演算させた数値から求めた補正値を、FUのパラメータにフィードバックしてもよい。
Here, in the correction of frequency characteristics, once, F P * T iDFT * E (E is an identity matrix) is created, and the frequency distortion value of each subcarrier is calculated by T FFT (F P * T iDFT * E). Can be calculated. If the reciprocal of this value and the correction value are input to the elements of F U shown in Expression (113), the correction processing can be closed and calculated in this system. A correction value obtained from a numerical value calculated by using the observation equation described in
例えば、Y=E*FP*Eで出力を求めて、TFFT(Y)で求めたサブキャリアー毎に求められた複素数を基に、補正値を求めて、FUのサブキャリアー毎の要素に代入してFUを構成できる。 For example, seeking output Y = E * F P * E , based on the complex number obtained for each sub-carrier obtained in T FFT (Y), and obtain a correction value, the elements of each sub-carrier of F U To construct F U.
このように、シナリオ構成部11の設定した順序に従ったオペレータの組み合わせで、UF−OFDM信号やCP−OFDM信号を生成することができる。たとえば、CP−OFDM、GFDM(Generalized Frequency Division Multiplexing)、FBMC(Filter Bank MultiCarrier)などの非特許文献で公開された方式の信号生成は、以下のオペレータを用いて生成することができる。
CP−OFDMの場合、B1=MM、A2=TiFFT、A3=ScP、A1=B2=B3={0}を用いる。
Windowing−OFDMの場合、B1=MM、A2=TiFFT、A3=SCP、A4=SWIN、A1=B2=B3={0}を用いる。
GFDMの場合、B1=MM、A2=MT、A3=FPR、A4=TiDFT、A5=SCP、A1=B2=B3={0}を用いる。
周波数領域のフィルタリングを行うFBMCの場合、B1=MM、A2=FU、A3=TiFFT、A1=B2=B3={0}を用いる。
時間領域のフィルタリングを行うFBMCの場合、B1=MM、A2=Fβ、A3=TiFFT、A4=FPPM、A5=FDET、A1=B2=B3={0}を用いる。
以上のように、実施形態に係る信号生成装置91は、オペレータの組み合わせを用いることで、各方式のマルチキャリア信号を構築することができる。
In this way, the UF-OFDM signal and the CP-OFDM signal can be generated by a combination of operators according to the order set by the
For CP-OFDM, B 1 = M M, A 2 = T iFFT, A 3 = Sc P, A 1 =
For Windowing-OFDM, B 1 = M M, A 2 = T iFFT, A 3 = S CP, A 4 = S WIN, A 1 =
For GFDM, B 1 = M M, A 2 = M T, A 3 = F PR, A 4 = T iDFT, A 5 = S CP, A 1 =
For FBMC for filtering in the
For FBMC for filtering in the
As described above, the
(実施形態2)
本実施形態では、信号生成装置91が特性を変化させたマルチキャリア信号を生成する例について説明する。特性を変化させたマルチキャリア信号を生成する場合、シナリオ構成部11は、オペレータA及びBに加え、さらにオペレータC及びDと演算の順序を設定する。シナリオ構成部11は、例えば、C=ST、D=SNを設定する。
(Embodiment 2)
In the present embodiment, an example will be described in which the
シナリオ構成部11がC=ST、D=SNを設定した場合、実施形態1で説明したk=4において、シナリオ構成部11が、オペレータC=ST、D=SN及び外乱ベクトルVを実行部12に入力する。これらのオペレータを用いて式(103)を算出することで、出力ベクトルYを導出する。
(数301)
Y=STX3+SNV (301)
When the
(Equation 301)
Y = S T X 3 + S N V (301)
伝送路の歪みに加えてさらにCFOの付加を行う場合、実施形態1で説明したk=4において、シナリオ構成部11が、オペレータC1=SCFO、C2=ST、D=AN及び外乱ベクトルVを実行部12に入力する。この場合、式(301)は以下のようになる。
(数302)
Y=STSCFOX3+ANV (302)
When CFO is added in addition to the distortion of the transmission line, the
(Equation 302)
Y = S T S CFO X 3 + A N V (302)
このように、オペレータC及びD、外乱ベクトルVを設定することで、伝送路特性や外乱を付加したマルチキャリア信号を生成することができる。 In this way, by setting the operators C and D and the disturbance vector V, it is possible to generate a multi-carrier signal to which transmission line characteristics and disturbance are added.
(実施形態3)
本実施形態では、信号生成装置91に備わるCPUは、さらに評価部15として機能する。評価部15は、マルチキャリア信号の評価を行う。マルチキャリア信号の評価を行う場合、シナリオ構成部11は、マルチキャリア信号の評価に用いる信号解析演算子であるオペレータGと演算の順序を設定する。
(Embodiment 3)
In the present embodiment, the CPU included in the
・k=0
シナリオ構成部11がマルチキャリア信号を受信ベクトルRとして評価部15に入力する。このとき、シナリオ構成部11は、マルチキャリア信号を周波数領域の系列信号に変換するため、オペレータTFFTを設定する。評価部15は、TFFT*Rを算出する。
・ K = 0
The
・k=1
シナリオ構成部11がオペレータGを評価部15に指定する。評価部15は、G*(TFFT*R)を算出する。
・ K = 1
The
オペレータGとしては、例えば、以下が例示できる。
GCCDF:CCDF(Complementary Cumulative Distribution Function)処理を行うオペレータ。これにより、受信信号の振幅確率分布を形成することができる。CCDFはPAPR(Peak to Average Power Ratio)評価と等価である。
GCS:コンスタレーション処理を行うオペレータ。コンスタレーション処理は、サブキャリアーごとの平均、分散、EVM(Error Vector Magnitude)を含む。星座ごとにも適用できる。
Examples of the operator G include the following.
G CCDF : An operator who performs CCDF (Complementary Cumulative Distribution Function) processing. Thereby, the amplitude probability distribution of the received signal can be formed. CCDF is equivalent to PAPR (Peak to Average Power Ratio) evaluation.
G CS : An operator who performs constellation processing. The constellation processing includes average, variance, and EVM (Error Vector Magnitude) for each subcarrier. It can also be applied to each constellation.
振幅確率分布(CDF:Cumulative Distribution Function)をfCDFとすると、CCDFはfCCDF=1−fCDFで求められる。各キャリアのfCCDFをベクトル表示したものをFCDFとすると、オペレータGCCDFは、例えば次式で表される。fccdfオペレータのjはレベルがjまでの振幅確率分布を示す。受信レベルが予め決められたレベル刻みのどこにあるかを検知し、検知したレベルの予め決められたCOUNTを+1増加することで、頻度を求めて、レベルの高い方から累積して振幅分布を求める。
fCCDFは以下に従う。zは時間進みオペレータ、kはデータの個数、jは振幅レベルのインデックス、Ljは振幅レベルである。
オペレータGCSは、例えば次式で表される。添え字kは受信ベクトルが時系列に到来することを想定している。
コンスタレーション処理において、サブサキャリアーごとの平均を求める場合、例えば、以下の演算を行う。
コンスタレーション処理において、サブキャリアーごとのEVMを求める場合、例えば、以下の演算を行う。
この評価値をもとに、状態ベクトルXのオペレータの内部パラメータを変更することで、所望のパラメータを取得することができる。また、評価による結果からフィードバックを行い、そのフィードバック値と、予め対応するオペレータの内部パラメータ含めて、システムのオペレータ機能が更新できることになる。これにより、実システムに適用した内容の更新ができる。 A desired parameter can be obtained by changing the internal parameter of the operator of the state vector X based on this evaluation value. Further, it is possible to perform feedback from the evaluation result and update the operator function of the system by including the feedback value and the internal parameter of the corresponding operator in advance. As a result, the contents applied to the actual system can be updated.
また、Y=L(MMU)と見るとLが求められる。例えば、FPP*TiDFT*FUなどは、このLが正則の性質を持つ場合は、逆行列が計算できて、MMU=L−1Yとして、MMUを求めることができる。正則でない場合は、疑似逆行列を計算して求めることもできる。 Further, L is calculated when viewed with Y = L (M M U) . For example, the like F PP * T iDFT * F U , if this L has a nature of Masanori, inverse matrix is be calculated, as M M U = L -1 Y, it is possible to obtain the M M U. If it is not regular, a pseudo inverse matrix can be calculated and obtained.
以上は、1シンボル毎の演算であるが、複数シンボルにも適用可能である。この場合は状態変数行列を列方向に増大させることで実現できる。 The above is the calculation for each symbol, but it is also applicable to a plurality of symbols. This case can be realized by increasing the state variable matrix in the column direction.
(実施形態4)
本実施形態では、シナリオ構成部の動作について説明する。シナリオは、信号生成装置91の実行可能な任意のタスクを含む。タスクは、例えば、信号生成、信号解析、フィードバック、通信IFである。タスクにおいて処理する信号種別は、例えば、OFDM、CP−OFDM、UF−OFDM、FBMC、GFDM、FilteredOFDM、Windowing−OFDMである。
(Embodiment 4)
In this embodiment, the operation of the scenario configuration unit will be described. The scenario includes any task that the
シナリオ構成部11は、シナリオに必要な情報が格納されたデータベースを参照し、これらの情報をシーケンサによって紐つける。シナリオ構成部11は、紐付けした情報を実行部12で実行可能な形式に変換する。これによりでき上がった命令をシーケンサが実行する。
The
シナリオ構成部11の参照するデータベースは、マルチキャリア信号の信号種別、入力信号の符号系列、同期符号(パイロットパターン、プリアンブル)、サブキャリア数、シンボル数、変調方式、TTI(Time Transmission Interval)などを格納する。データベースは、手順、マルチキャリア信号の信号種別、マルチキャリア信号の属性、符号系列などの順で階層構成になっていてもよい。
The database referred to by the
シナリオ構成部11は、通信IF17からの命令に従って、実行部12を制御してもよい。例えば、シナリオ構成部11は、データベースに格納されている情報を、通信IF17から入力された命令に従って追加更新を行う。このように、本実施形態は、規定の命令言語で、外部からの遠隔操作ができる構成となっていることが好ましい。外部からの遠隔操作は、例えば、シナリオ起動、シナリオ更新、パラメータ更新(符号系列)である。
The
シナリオ構成部11は、信号生成タスクを実行するために、設定手順、設計手順及び実行手順を行う。信号生成タスクの設定手順では、信号生成装置91が、マルチキャリア信号を生成するために必要な情報を取得する。マルチキャリア信号を生成するために必要な情報は、例えば、信号種別、符号系列、同期符号、サブキャリア数、シンボル数、変調を行う変調方式、TTI(Time Transmission Interval)、適用フィルタタイプ、フィルタ補正の有り無し、CPの有り無し、CPの個数である。情報の取得方法は任意であり、信号生成装置91の入力部から取得してもよいし、通信IF17から取得してもよいし、データベースから読み出してもよい。
The
信号生成タスクの設計手順では、シナリオ構成部11が、設定手順における入力に応じて、状態ベクトルXの演算に用いるオペレータ及びその順序を設定する。このとき、シナリオ構成部11は、オペレータの演算に用いるパラメータも設定する。
In the design procedure of the signal generation task, the
信号生成タスクの実行手順では、実行許可フラグを用いて、時変システムで動作させる。これにより、所望の信号種別、所望の符号系列、所望の同期符号、所望のサブキャリア数、所望のシンボル数、所望の変調方式、所望のTTIのマルチキャリア信号を生成することができる。 In the execution procedure of the signal generation task, the execution permission flag is used to operate the time-varying system. As a result, it is possible to generate a desired signal type, a desired code sequence, a desired synchronization code, a desired number of subcarriers, a desired number of symbols, a desired modulation scheme, and a desired TTI multicarrier signal.
シナリオ構成部11は、信号解析タスクを実行するために、設定手順、設計手順及び実行手順を行う。
The
信号解析タスクの設定手順では、解析内容を設定する。解析内容は、例えば、CCDF処理又はコンスタレーション処理である。このとき、シナリオ構成部11は、マルチキャリア信号を受信するためのオペレータ及びパラメータとして、出力ベクトルYを導出するまでに用いたオペレータ及びパラメータをメモリ13から読み出す。
In the signal analysis task setting procedure, the analysis contents are set. The analysis content is, for example, CCDF processing or constellation processing. At this time, the
信号解析タスクの設計手順では、設定手順における入力に応じて、オペレータ及びそのパラメータを評価部15に設定する。例えば、設定手順でコンスタレーション処理が設定された場合、シナリオ構成部11は、オペレータGCSを設定する。
In the design procedure of the signal analysis task, the operator and its parameters are set in the
受信信号が信号生成装置91によって生成されたマルチキャリア信号である場合、信号生成装置91は、当該マルチキャリア信号を生成する際に用いたオペレータ及びパラメータをメモリ13から読み出してもよい。例えば、出力ベクトルYを導出するまでにオペレータTiFFTを用いた場合、シナリオ構成部11は、オペレータTFFTを設定する。
When the received signal is the multicarrier signal generated by the
信号解析タスクの実行手順では、評価部15が、実行許可フラグを用いて、時変システムで動作させる。フィードバックを行う場合、信号生成タスクを再度実行する。このとき、シナリオ構成部11は、シナリオのパラメータを更新する。
In the execution procedure of the signal analysis task, the
以上説明したように、信号生成装置91は、簡単な行列構造の繰り返しで所望の信号を構成することができる。さらに、信号生成装置91は、信号の評価が可能であり、評価結果のフィードバックを行うことによって各種パラメータの評価を1つの装置で行うことが可能となる。さらに、信号生成装置91は、遠隔地からの指令により柔軟に対応することができる。
As described above, the
本発明は情報通信産業に適用することができる。 The present invention can be applied to the information communication industry.
11:シナリオ構成部
12:実行部
13:メモリ
14:Mappaer入力変換部
15:評価部
16:入出力部
17:通信IF
18:表示部
91:信号生成装置
11: Scenario configuration unit 12: Execution unit 13: Memory 14: Mappaer input conversion unit 15: Evaluation unit 16: Input / output unit 17: Communication IF
18: Display unit 91: Signal generation device
Claims (4)
マルチキャリア信号の信号種別及びサブキャリア数を取得し、前記信号種別のマルチキャリア信号を生成するための信号生成演算子及び演算の順序を設定するシナリオ構成部(11)と、
前記サブキャリア数に応じた数の入力信号を取得し、信号種別のマルチキャリア信号を生成するための前記順序に従って前記信号生成演算子の演算を行うことで、前記入力信号からマルチキャリア信号を生成する実行部(12)と、
を備え、
前記信号生成演算子は、信号種別のマルチキャリア信号を生成するための前記順序を示すサフィックスkで特定される各生成過程における状態空間表現式である式(C11)で表される、時間系列、周波数系列又は符号系列のいずれかである状態変数に用いられるオペレータAk又はBkであり、
前記シナリオ構成部は、さらに、マルチキャリア信号に付加する外部雑音又は伝送路歪の特性を取得し、前記特性を付加するための特性付加演算子及び演算の順序を設定し、
前記実行部は、特性を付加するための前記順序に従って前記特性付加演算子の演算を行うことで、生成したマルチキャリア信号に特性を付加し、
前記特性付加演算子は、式(C12)で表される状態変数に用いられるオペレータCk又はDkであり、
前記シナリオ構成部は、前記実行部にて生成されたマルチキャリア信号を解析するための信号解析演算子及び演算の順序を設定し、
マルチキャリア信号を解析するための前記順序に従って前記信号解析演算子の演算を行うことで、前記実行部にて生成されたマルチキャリア信号の解析を行う評価部(15)をさらに備え、
前記実行部にて生成されたマルチキャリア信号のベクトルをR、前記信号解析演算子をG、高速フーリエ変換を行う演算子をT FFT として、
前記評価部は、評価値であるG*(T FFT *R)を算出し、
前記シナリオ構成部は、
前記評価値が所望の値になるように前記信号生成演算子の更新を行う、或いは
前記評価値をフィードバックすることにより前記評価値に対応する前記信号生成演算子の情報を更新する、
ことを特徴とする信号生成装置。
(数C11)
Xk=AkXk−1+BkU (C11)
ただし、k=1・・・N(Nは正の整数)であり、Uはサブキャリアごとの入力信号をベクトルで表した入力ベクトル、Xkは前記状態変数xkをベクトルで表した状態ベクトルである。
(数C12)
Y=CkXk+DkV (C12)
ただし、k=Nであり、Yは出力信号yをベクトルで表した出力ベクトルであり、Vは外乱をベクトルで表した外乱ベクトルである。 A signal generation device used in a multi-carrier signal evaluation device,
A scenario configuration unit (11) that acquires the signal type and the number of subcarriers of the multicarrier signal, and sets a signal generation operator and an operation order for generating the multicarrier signal of the signal type;
A multicarrier signal is generated from the input signal by acquiring a number of input signals according to the number of subcarriers and performing an operation of the signal generation operator according to the sequence for generating a multicarrier signal of a signal type. An execution unit (12) for
Equipped with
The signal generation operator is a time series represented by Formula (C11), which is a state space expression in each generation process specified by a suffix k indicating the order for generating a multicarrier signal of a signal type, An operator A k or B k used for a state variable that is either a frequency sequence or a code sequence,
The scenario configuration unit further acquires a characteristic of external noise or transmission path distortion added to a multicarrier signal, sets a characteristic addition operator and an operation order for adding the characteristic,
The execution unit adds a characteristic to the generated multicarrier signal by performing an operation of the characteristic addition operator according to the order for adding the characteristic,
The characteristic addition operator is an operator C k or D k used for the state variable represented by the formula (C12),
The scenario configuration unit sets the order of the signal analysis operator and operation for analyzing the multi-carrier signal generated by the execution unit,
An evaluation unit (15) for analyzing the multi-carrier signal generated by the execution unit by performing an operation of the signal analysis operator according to the order for analyzing the multi-carrier signal ,
Let R be the vector of the multicarrier signal generated by the execution unit, G be the signal analysis operator, and TFFT be the operator that performs the fast Fourier transform .
The evaluation unit calculates G * ( TFFT * R), which is an evaluation value ,
The scenario configuration unit is
Updating the signal generation operator so that the evaluation value becomes a desired value, or
Updating the information of the signal generation operator corresponding to the evaluation value by feeding back the evaluation value,
A signal generation device characterized by the above.
(Number C11)
X k = A k X k-1 + B k U (C11)
However, k = 1 ... N (N is a positive integer), U is an input vector in which the input signal for each subcarrier is represented by a vector, and X k is a state vector in which the state variable x k is represented by a vector. Is.
(Number C12)
Y = C k X k + D k V (C12)
However, k = N, Y is an output vector that represents the output signal y as a vector, and V is a disturbance vector that represents the disturbance as a vector.
マルチキャリア信号の信号種別及びサブキャリア数を取得し、前記信号種別のマルチキャリア信号を生成するための信号生成演算子及び演算の順序を設定する設計手順と、
前記サブキャリア数に応じた数の入力信号を取得し、信号種別のマルチキャリア信号を生成するための前記順序に従って前記信号生成演算子の演算を行うことで、前記入力信号からマルチキャリア信号を生成する実行手順と、
を有し、
前記信号生成演算子は、信号種別のマルチキャリア信号を生成するための前記順序を示すサフィックスkで特定される各生成過程における状態空間表現式である式(C41)で表される、時間系列、周波数系列あるいは符号系列のいずれかである状態変数に用いられるオペレータAk又はBkであり、
前記設計手順は、さらに、マルチキャリア信号に付加する外部雑音又は伝送路歪の特性を取得し、前記特性を付加するための特性付加演算子及び演算の順序を設定し、
前記実行手順は、特性を付加するための前記順序に従って前記特性付加演算子の演算を行うことで、生成したマルチキャリア信号に特性を付加し、
前記特性付加演算子は、式(C42)で表される状態変数に用いられるオペレータCk又はDkであり、
前記設計手順は、前記実行手順にて生成されたマルチキャリア信号を解析するための信号解析演算子及び演算の順序を設定し、
マルチキャリア信号を解析するための前記順序に従って前記信号解析演算子の演算を行うことで、前記実行手順にて生成されたマルチキャリア信号の解析を行う評価手順をさらに備え、
前記実行手順にて生成されたマルチキャリア信号のベクトルをR、前記信号解析演算子をG、高速フーリエ変換を行う演算子をT FFT として、
前記評価手順は、評価値であるG*(T FFT *R)を算出し、
前記設計手順は、
前記評価値が所望の値になるように前記信号生成演算子の更新を行う、或いは
前記評価値をフィードバックすることにより前記評価値に対応する前記信号生成演算子の情報を更新する、
ことを特徴とする信号生成方法。
(数C41)
Xk=AkXk−1+BkU (C41)
ただし、k=1・・・N(Nは正の整数)であり、Uはサブキャリアごとの入力信号をベクトルで表した入力ベクトル、Xkは前記状態変数xkをベクトルで表した状態ベクトルである。
(数C42)
Y=CkXk+DkV (C42)
ただし、k=Nであり、Yは出力信号yをベクトルで表した出力ベクトルであり、Vは外乱をベクトルで表した外乱ベクトルである。 A signal generation method executed by a signal generation device used in a multicarrier signal evaluation device, comprising:
A design procedure for acquiring the signal type and the number of subcarriers of the multicarrier signal, and setting a signal generation operator and an order of operations for generating the multicarrier signal of the signal type,
A multicarrier signal is generated from the input signal by acquiring a number of input signals according to the number of subcarriers and performing an operation of the signal generation operator according to the sequence for generating a multicarrier signal of a signal type. Execution procedure
Have
The signal generation operator is a time series represented by Formula (C41), which is a state space expression in each generation process specified by a suffix k indicating the order for generating a multicarrier signal of a signal type, An operator A k or B k used for a state variable that is either a frequency sequence or a code sequence,
The design procedure further acquires a characteristic of external noise or transmission path distortion added to the multicarrier signal, sets a characteristic addition operator and an operation order for adding the characteristic,
The execution procedure adds characteristics to the generated multi-carrier signal by performing an operation of the characteristic addition operator according to the order for adding characteristics,
The characteristic addition operator is an operator C k or D k used for the state variable represented by the formula (C42),
The design procedure is to set the order of the signal analysis operator and operation for analyzing the multi-carrier signal generated by the execution procedure,
By further performing the operation of the signal analysis operator according to the order for analyzing the multi-carrier signal, further comprising an evaluation procedure for analyzing the multi-carrier signal generated in the execution procedure ,
Let R be the vector of the multicarrier signal generated in the execution procedure, G be the signal analysis operator, and TFFT be the operator that performs the fast Fourier transform .
The evaluation procedure calculates G * ( TFFT * R), which is an evaluation value ,
The design procedure is
Updating the signal generation operator so that the evaluation value becomes a desired value, or
Updating the information of the signal generation operator corresponding to the evaluation value by feeding back the evaluation value,
A signal generation method characterized by the above.
(Number C41)
X k = A k X k-1 + B k U (C41)
However, k = 1 ... N (N is a positive integer), U is an input vector in which the input signal for each subcarrier is represented by a vector, and X k is a state vector in which the state variable x k is represented by a vector. Is.
(Number C42)
Y = C k X k + D k V (C42)
However, k = N, Y is an output vector that represents the output signal y as a vector, and V is a disturbance vector that represents the disturbance as a vector.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018118709A JP6684862B2 (en) | 2018-06-22 | 2018-06-22 | Signal generating device, signal generating method, and signal generating program |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018118709A JP6684862B2 (en) | 2018-06-22 | 2018-06-22 | Signal generating device, signal generating method, and signal generating program |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016064717A Division JP6377663B2 (en) | 2016-03-28 | 2016-03-28 | Signal generation apparatus, signal generation method, and signal generation program |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2018143008A JP2018143008A (en) | 2018-09-13 |
JP6684862B2 true JP6684862B2 (en) | 2020-04-22 |
Family
ID=63528426
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018118709A Expired - Fee Related JP6684862B2 (en) | 2018-06-22 | 2018-06-22 | Signal generating device, signal generating method, and signal generating program |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6684862B2 (en) |
-
2018
- 2018-06-22 JP JP2018118709A patent/JP6684862B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2018143008A (en) | 2018-09-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DK2299626T3 (en) | Signaling method and apparatus in an OFDM multiple access system | |
KR101227490B1 (en) | Method and Apparatus for Controlling PAPR | |
JP6657277B2 (en) | Transmission device | |
KR102269498B1 (en) | Method and apparatus for controlling power in multi carrier communication system | |
WO2008036727A1 (en) | Calculating peak-to-average power ratio reduction symbols for multi-carrier modulated signals using a gradient-descent approach | |
CN106576092A (en) | FBMC signal transmission method, receiving method, transmitter and receiver | |
US11876661B2 (en) | Systems and methods for shaped single carrier orthogonal frequency division multiplexing with low peak to average power ratio | |
GB2500679A (en) | Multicarrier channel with DFT based OFDM control/pilot signals and FB based OFDM user/payload signals | |
CN102835048B (en) | OFDM manipulator, OFDM send equipment and OFDM modulation method | |
JP2007329539A (en) | Wireless transmission apparatus and wireless transmission method | |
Mattera et al. | Frequency-spreading implementation of OFDM/OQAM systems | |
US10320599B2 (en) | Method of and apparatus for providing a multi-carrier modulated signal | |
CN109391580B (en) | Synchronization device and synchronization method | |
JP6377663B2 (en) | Signal generation apparatus, signal generation method, and signal generation program | |
JP6684862B2 (en) | Signal generating device, signal generating method, and signal generating program | |
US20230049687A1 (en) | Systems and Methods for Shaped Single Carrier Orthogonal Frequency Division Multiplexing with Low Peak to Average Power Ratio | |
KR20240032720A (en) | Data transmission, data modulation methods, devices, electronic devices and recording media | |
JP6612387B2 (en) | Synchronization device and synchronization method | |
US10798668B2 (en) | Synchronization circuit, synchronization method, signal generating device, signal generating method, and recording medium | |
JPWO2016143309A1 (en) | Peak suppression circuit, peak suppression method, and orthogonal frequency division multiplexing modulator | |
Mecheri et al. | Low complexity transceiver design for FBMC-OQAM system for future generation wireless communication | |
CN109075884A (en) | For transmitting the system, apparatus and method of data on cycle pulse shape waveform | |
EP3136200A1 (en) | Method of and apparatus for providing a sample vector representing at least a portion of a multi-carrier modulated signal | |
TWI642280B (en) | Wireless communication apparatus and method of generating wireless signals | |
CN115913855A (en) | Data transmission method, data modulation method, electronic device and storage medium |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20180625 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20190820 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20191016 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20200310 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20200330 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6684862 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |