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OFDMシステム技術とMATLABシミュレーション解説

OFDMシステム技術とMATLABシミュレーション解説

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概要

本書は、OFDM変調システムのシミュレーションをMATLAB・Simulinkを用いて行うために必要な理論やプログラムをまとめております。

目次

  • 1. OFDMとは
    • 1.1 OFDMの歴史
    • 1.2 OFDMの概念
    • 1.3 OFDM信号の解析
      • 1.3.1 シングルキャリア変調
      • 1.3.2 OFDMマルチキャリア変調
    • 1.4 ガードインターバル信号の性質
      • 1.4.1 ガードインターバル信号の概要
      • 1.4.2 DFTの性質
      • 1.4.3 ガードインターバル信号によるマルチパス伝送路の影響
    • 1.5 雑音成分
  • 2. OFDMの変復調回路構成
    • 2.1 OFDM変調回路
      • 2.1.1 送信シンボル生成
      • 2.1.2 Serial/Parallel変換
      • 2.1.3 Symbol Mapping
      • 2.1.4 OFDMマルチキャリア変調
      • 2.1.5 ガードインターバル信号の付加
      • 2.1.6 Parallel/Serial変換
      • 2.1.7 パスバンド化 (アップコンバージョン)
    • 2.2 OFDM復調回路
      • 2.2.1 ベースバンド化 (ダウンコンバージョン)
      • 2.2.2 Serial/Parallel変換
      • 2.2.3 ガードインターバル信号の除去
      • 2.2.4 OFDMマルチキャリア復調 (DFTの適用)
      • 2.2.5 BER (Bit Error Rate) の測定
  • 3. 適応等化器
    • 3.1 マルチパス伝送路
    • 3.2 適応等化器の必要性
    • 3.3 パイロット信号を用いた伝送路推定による適応等化器
    • 3.4 インターポレーション処理
    • 3.5 インターポレーション処理を用いた適応等化器
  • 4. 同期回路
    • 4.1 シンボル同期
      • 4.1.1 概要
      • 4.1.2 ガードインターバル信号を用いたシンボル同期
      • 4.1.3 ガードインターバル型シンボル同期とMATLABプログラム
      • 4.1.4 Serial/Parallel変換
      • 4.1.5 マルチキャリア復調 (DFTの適用) 、BER測定
    • 4.2 搬送波周波数同期
      • 4.2.1 概要
      • 4.2.2 MATLABプログラム
  • 5. MATLABシミュレーション
    • 5.1 マルチパス伝送路のシミュレーション
      • 5.1.1 マルチパス伝送路の遅延拡がりvsBER特性の測定
      • 5.1.2 DURvsBER
      • 5.1.3 CNRvsBER
    • 5.2 同期回路のシミュレーショ結果
      • 5.2.1 シンボル同期のシミュレーション結果
      • 5.2.2 搬送波周波数同期のシミュレーション結果
    • 5.3 パスバンドモデルからベースバンドモデルへの変更
    • 5.4 SimuLinkを用いたMATLABシミュレーション
      • 5.4.1 SimuLinkを用いたOFDM送受信機プログラミング
      • 5.4.2 シミュレーション結果参考文献

付録CD SimuLink-file / m-file (約30個)

m-fileプログラムリスト (\\m-files)

共通関数プログラム

一次変調で用いる各種変調方式 (QPSK、16QAM、64QAM) に対応したm-fileプログラム群。
map*.m、ber*.m、*dec.mの*部分を任意の変調方式名に変更することで、ユーザで自由に一次変調方式が変えられる。

  • mapqpsk.m, berqpsk.m, qpskdec.m:
    QPSK-mapping関数とQPSK-demappingとBER測定
  • map16qam.m, ber16qam.m, 16qamdec.m:
    16QAM-mapping関数と16QAM-demappingとBER測定
  • map64qam.m, ber64qam.m, 64qamdec.m:
    64QAM-mapping関数と64QAM-demappingとBER測定

basebandシミュレーション (\\m-files\baseband_sim)

1) normalフォルダ

シンボル同期点を既知としたOFDMベースバンドシミュレーション群一番基本となるプログラムである。

本体プログラム
  • ofdm_sim_qpsk_base.m:
    各サブキャリアの変調方式がQPSK変復調
  • ofdm_sim_16qam_base.m:
    各サブキャリアの変調方式が16QAM変復調
  • ofdm_sim_64qam_base.m:
    各サブキャリアの変調方式が64QAM変復調
  • ofdm_sim_base_delay.m:
    伝送路の遅延スプレッド対BER特性の測定を主目的としたシミュレーション
  • ofdm_sim_base_cnr.m:
    CNR対BER特性の測定を主目的としたシミュレーション
  • ofdm_sim_base_dur.m:
    DUR対BER特性の測定を主目的としたシミュレーション
2) symbol_guardフォルダ

ガードインターバル信号を用いてシンボル同期点を見つけるシンボル同期用シミュレーションである。

本体プログラム
  • ofdm_frame_synchro_base.m:
    ガードインターバル型シンボル同期シミュレーション
関数プログラム
  • symb.m:
    ガードインターバル型シンボル同期プログラム
3) symbol_pilotフォルダ

パイロット信号を用いてシンボル同期点を見つけるシンボル同期用シミュレーションである。

本体プログラム
  • ofdm_sym_pilot_base.m:
    パイロット型シンボル同期シミュレーション
関数プログラム
  • symb_pilot.m:
    パイロット型シンボル同期プログラム

passbandシミュレーション (\\m-files\passband_sim)

1) normalフォルダ

シンボル同期点を既知としたOFDMパスバンドシミュレーション群

本体プログラム
  • ofdm_sim_qpsk.m:
    各サブキャリアの変調方式がQPSK変復調
  • ofdm_sim_16qam.m:
    各サブキャリアの変調方式が16QAM変復調
  • ofdm_sim_64qam.m:
    各サブキャリアの変調方式が64QAM変復調
  • ofdm_sim_delay.m:
    伝送路の遅延スプレッド対BER特性の測定を主目的としたシミュレーション
  • ofdm_sim_cnr.m:
    CNR対BER特性の測定を主目的としたシミュレーション
  • ofdm_sim_dur.m:
    DUR対BER特性の測定を主目的としたシミュレーション
2) symbol_guardフォルダ

ガードインターバル信号を用いてシンボル同期点を見つけるシンボル同期用シミュレーションである。

本体プログラム
  • ofdm_frame_synchro.m:
    ガードインターバル型シンボル同期シミュレーション
関数プログラム
  • symb.m:
    ガードインターバル型シンボル同期プログラム
3) symbol_pilotフォルダ

パイロット信号を用いてシンボル同期点を見つけるシンボル同期用シミュレーションである。

本体プログラム
  • ofdm_sym_pilot.m:
    パイロット型シンボル同期シミュレーション
関数プログラム
  • symb_pilot.m:
    パイロット型シンボル同期プログラム
4) carrier_synchroフォルダ

シンボル同期点を既知とした搬送波周波数同期用シミュレーションプログラム

本体プログラム
  • ofdm_passband_freq.m:
    搬送波周波数同期用本体プログラム
関数プログラム
  • symb_freq.m:
    搬送波周波数同期プログラム

mdl-fileプログラムリスト (\\mdl-files)

様々な伝送路環境下におけるSimulink用OFDMシミュレーションプログラム

  • ofdm_equalizer.mdl:
    マルチパス伝送路環境下における適応等化器の有効性を確認するためのOFDMシミュレーションモデル
  • ofdm_multipath.mdl:
    マルチパス伝送路、AWGN (Additive White Gaussian Noise) 伝送路環境下におけるOFDMシミュレーションモデル
  • ofdm_rician.mdl:
    ライスフェージング伝送路環境下におけるOFDMシミュレーションモデル

執筆者

尾知 博

九州工業大学
情報工学部
電子情報工学科

教授

上田 健二

株式会社キューウェーブ

出版社

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お問い合わせ

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(出版社への直接のお問い合わせはご遠慮くださいませ。)

体裁・ページ数

B5判 CD SimuLink-file / m-file (約30個) 100ページ

ISBNコード

978-4886577382

発行年月

2002年9月

販売元

tech-seminar.jp

価格

59,800円 (税別) / 65,780円 (税込)

これから開催される関連セミナー

開始日時 会場 開催方法
2024/6/26 深層学習と適応フィルタ オンライン