ミリ波帯シングルキャリア周波数領域等化における判定指向形位相雑音補償のFPGA実装と伝送実験

摘要

ミリ波60GHz帯において，位相雑音補償機能を有するシングルキャリア周波数領域等化（SC-FDE）伝送系をFPGAに実装し，無線伝送実験によりその有効性と実現性を明らかにする．ミリ波60GHz帯における無線機をワンチップシリコンRF-CMOS ICで実現すると，周波数シンセサイザにおける位相雑音レベルが高くなり，多値QAMでは伝送特性の著しい劣化が生じる．OFDMやSC-FDEにおいて位相雑音の影響を取り除くため，判定指向形位相雑音補償（DD-PNC）を用いた受信機が既に提案されている．しかしながら，バードウェアによる実現性およびリアルタイム性については検討されていない．本報告では，まず，FPGAに実装したDD-PNCを用いるSC-FDEベースバンド（BB）伝送系を紹介する．実装したBB伝送系は，シンボルレート200Msym／sのSC-FDE伝送をリアルタイムに処理でき，最大伝送レート787.5Mbpsを実現できる．また，BB伝送系にはマルチパス伝送路，位相雑音，雑音の生成モジュールが含まれており，伝送特性を取得することで，DD-PNCの有効性を明らかにする．さらに，BB伝送系を60GHz無線機と組み合わせて無線伝送実験を行い，1MHzオフセットの位相雑音が-77dBc／Hzにおいても，DD-PNCによる位相雑音補償により，16QAM，R=1／2で良好な伝送特性を実現できることを示す．