橋本 研也

The symbol timing synchronization inaccuracy can bring about phase offset (FO), inter-symbol interference (ISI) and inter-channel interference (ICI). To overcome these shortcomings as much as possible, in this paper, a novel symbol timing synchronizer is proposed for orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) systems based on the properties of PN sequences. By utilizing four identical blocks with inverted signs of the latter two blocks and two different PN sequences with the same period as weighted factors to ensure that the metric function has impulse-like shape at correct timing position without any burst side-peaks. It is demonstrated by the computer simulations that the proposed scheme achieves accurate timing offset estimation with smaller error mean (EM) and standard deviation (SD) compared with the existing method under flat-fading channels. When it is subjected to frequency-selective fading channels, in spite of some unsatisfactory results when Fast Fourier Transform (FFT) window size is small, the performance is relatively better than others with the increases of FFT window size referring to 3GPP LTE specifications.

A direct-conversion receiver (DCR) can reduce the power consumption and cost. However, a DCR in Orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) systems suffer from IQ imbalance and Carrier Frequency Offset (CFO). Until this time, many algorithms are proposed to compensate IQ imbalance and CFO in OFDM. However, it is insufficient for the joint IQ imbalance and CFO estimation. On the other hand, time-frequency interferometry-OFDM (TFI-OFDM) system has been proposed to achieve an accurate channel identification property with small number of pilot symbols. In this paper, we focus on the channel identification property of TFI-OFDM and propose the novel IQ imbalance and CFO estimation schemes. In the proposed system, by using the feature of the TFI pilot symbols, we can identify an IQ imbalance in the presence of CFO, and the influence of the noise power can be mitigated by subcarrier selection. Moreover, by using autocorrelation of the TFI pilot symbols, we can estimate CFO after IQ imbalance estimation. From the simulation results, the proposed scheme can estimate IQ imbalance and CFO and compensate without a significant degradation of the BER performance.

正帰還回路を用いた中心周波数及び帯域幅を任意に設定できる高周波再帰型高次フィルタが提案されている.本論文では再帰型高次フィルタの中心周波数と比帯域幅の自動設定手法について検討した.まず試作した高周波リコンフィギャラブルフィルタチップを用いて高次フィルタの合成実験を行った.2次の伝達関数を有する再帰型フィルタコアの周波数特性を合成することで4次バタワースバンドパスフィルタ特性を得ることに成功し,この特性が広範囲で連続的に可変であることがわかった.次に,再帰型フィルタコアの中心周波数及び比帯域幅の自動設定手法について提案した.提案した自動設定手法を試作再帰型高次フィルタに実装し動作実験を行い,その有効性を示した.最後に,再帰型4次フィルタの周波数特性の自動設定手法について提案した.提案した自動設定手法を実装し動作実験を行い,その有効性を示した.

携帯電話のRF(Radio Frequency)部に使用されるSAW(Surface Acoustic Wave)デバイスやBAW(Bulk Acoustic Wave)デバイスの非線形ひずみに対する解析手法とその妥当性,更には非線形ひずみを抑制する手法についての検討結果を報告する.本論文では,まずは非線形ひずみ出力とその評価系,携帯電話における弾性波デバイスへの要求について紹介する.続いて筆者らが提案するSAW及びBAWデバイスの非線形解析手法を説明,これら解析手法の妥当性を1.9GHz帯PCS(Personal Communications Service)用SAWデュープレクサ及び2GHz帯UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)Band1用FBAR(Film Bulk Acoustic Resonator)デュープレクサを使用して実証した.更にFBARデュープレクサを使用して非線形二次ひずみの抑制法を報告する.

本研究では,高圧電性ScAlN薄膜/単結晶ダイヤモンド(SCD)基板構造SHF帯広帯域SAWデバイスについて検討した結果を報告する.以前,ScAlN薄膜/6H-SiC基板構造を用いて,1GHz帯において広帯域かつ高QなSAW共振子が実現できることを報告しているが,3GHz帯では大幅なQの劣化が見られた.ここでは基板材料の選択によるSAW特性の変化を検討することを目的としている.まず,ScAlN/SCD構造におけるSAW伝搬特性を理論解析し,ScAlN/6H-SiC構造と同程度の大きなSAW速度Vと電気機械結合係数K^2が同時に得られることを明らかにする.次に,ScAlN/SCD構造を利用してトランスバーサル型SAWフィルタを作製し,理論どおり大きなVとK^2が同時に得られることを確認する.更に,本構造の場合,3GHz帯においてもSAWの伝搬損が小さいことを示す.最後に,同構造上に1ポートSAW共振子を作製し,3GHz帯においてもQの劣化が少なく,広帯域かつ高Qな高性能SAW共振子が実現できることを明らかにする.

弾性波デバイスの伝搬姿態を直接観察する装置として高速走査光プローブシステムの開発を行ってきた.本報告では,このシステムへの両方向走査の適用による測定速度の向上について述べた.まず,両方向走査の適用における二次元画像の劣化について述べ,その原因を説明した.そしてこれを解決するために,トリガパルスを遅延する信号遅延回路を作製した.そしてこの回路をシステムに適用して測定を行い,測定速度の向上について示した.

A direct- conversion receiver (DCR)reduces the power consumption and cost. However, DCR in Or-thogonal frequency division multiplex (OFDM)systems suffer from IQ imbalance. Until this time, many algorithms are proposed to compensate IQ imbalance in OFDM. However, the complexity is still considerable work. 0n the other hand, time- frequency interferometry-OFDM (TFI-OFDM)system has been proposed to achieve an accurate channel identification property with small number of pilot symbols. In this paper, we propose a novel IQ imbalance estimation and compensation scheme using TFI-OFDM system. In the proposed system, by using the feature of the TFI pilot symbols, we can identify IQ imbalance without high calculation complexity. Furthermore, by using subcarrier selection, the influence of the noise power can be reduced. From the simulation results, the proposed scheme can achieve the low-complexity IQ imbalance estimation and compensation without a degradation of the BER performance.

A direct- conversion receiver (DCR)reduces the power consumption and cost. However, DCR in Or-thogonal frequency division multiplex (OFDM)systems suffer from IQ imbalance. Until this time, many algorithms are proposed to compensate IQ imbalance in OFDM. However, the complexity is still considerable work. 0n the other hand, time- frequency interferometry-OFDM (TFI-OFDM)system has been proposed to achieve an accurate channel identification property with small number of pilot symbols. In this paper, we propose a novel IQ imbalance estimation and compensation scheme using TFI-OFDM system. In the proposed system, by using the feature of the TFI pilot symbols, we can identify IQ imbalance without high calculation complexity. Furthermore, by using subcarrier selection, the influence of the noise power can be reduced. From the simulation results, the proposed scheme can achieve the low-complexity IQ imbalance estimation and compensation without a degradation of the BER performance.

STBC is a technique to achieve transmit diversity. QO-STBC is full rate STBC constructed from relaxing orthogonality, and requires a decoder to search symbol pairs with ML decoding. Motivated by this, we have proposed single symbol decodable QO-STBC with full diversity. This code achieves full transmit rate and 10w system complexity. However, the proposed QO-STBC can achieve a throughput performance like SISO. In order to exploit the advantages of single symbol decodable QO-STBC, the combination of the proposed QO-STBC and adaptive modulation has been considered. The system performances of non-adaptive QO-STBC, adaptive single symbol decodable QO-STBC are evaluated and compared. It is shown that the proposed scheme can greatly improve the performance of non-adaptive QO-STBC system.

A direct- conversion receiver (DCR)reduces the power consumption and cost. However, DCR in Or-thogonal frequency division multiplex (OFDM)systems suffer from IQ imbalance. Until this time, many algorithms are proposed to compensate IQ imbalance in OFDM. However, the complexity is still considerable work. 0n the other hand, time- frequency interferometry-OFDM (TFI-OFDM)system has been proposed to achieve an accurate channel identification property with small number of pilot symbols. In this paper, we propose a novel IQ imbalance estimation and compensation scheme using TFI-OFDM system. In the proposed system, by using the feature of the TFI pilot symbols, we can identify IQ imbalance without high calculation complexity. Furthermore, by using subcarrier selection, the influence of the noise power can be reduced. From the simulation results, the proposed scheme can achieve the low-complexity IQ imbalance estimation and compensation without a degradation of the BER performance.

近年,直交周波数分割多重アクセス(OFDMA)が複数端末への無線通信で適用されている.無線通信では,ユーザー毎にチャネルは独立している.この特性を利用しシステム特性を向上させる方法をマルチユーザーダイバーシティ(MUDiv)と呼び,0FDMAと組み合わせたMUDiv/OFDMAが提案されている.これまでに,MUDiv/OFDMAに対して低演算量を実現するブロック選択法(ASB)と,システムの特性を向上させる周波数シンボル拡散法(FSS)が提案されている.しかしながら,これらの手法ではEb/No)が小さい場合,ブロックを用いない最良選択法(MSC)と比べBERは劣化し,ピーク対平均電力比(PAPR)も大きく改善されない.これらの問題を解決するために,本論文は電力優先配置(PPS)とピーク軽減信号による適応クリッピング(AC)を行い,BERとPAPRの両方を改善する方法を提案する.

MIMO-OFDMではガードインターバル(GI)を超える超遅延波が生じた場合にシステム特性が著しく劣化することが知られている.これは超遅延波により各シンボルにおいてシンボル間干渉(ISI)とキャリア間干渉(ICI)が生じるためである.スキャッタードパイロット(SP)を用いた場合にはパイロット信号にもISIとICIが生じるためにチャネル状態情報(CSI)を正しく推定できない.本研究では並列レプリカを用いた干渉一括補償法を提案する.受信信号と推定したチャネル応答から受信パケットのISI成分とICI成分の並列レプリカ信号を作成する.受信信号からレプリカ信号を差し引くことで干渉を補償する.SPを抜き出して再度チャネル推定を行う.最後に再度推定したCSIを用いて補償後の受信信号に等化処理を行い信号を検波する.

近年,直交周波数分割多重アクセス(OFDMA)が複数端末への無線通信で適用されている.無線通信では,ユーザー毎にチャネルは独立している.この特性を利用しシステム特性を向上させる方法をマルチユーザーダイバーシティ(MUDiv)と呼び,0FDMAと組み合わせたMUDiv/OFDMAが提案されている.これまでに,MUDiv/OFDMAに対して低演算量を実現するブロック選択法(ASB)と,システムの特性を向上させる周波数シンボル拡散法(FSS)が提案されている.しかしながら,これらの手法ではEb/No)が小さい場合,ブロックを用いない最良選択法(MSC)と比べBERは劣化し,ピーク対平均電力比(PAPR)も大きく改善されない.これらの問題を解決するために,本論文は電力優先配置(PPS)とピーク軽減信号による適応クリッピング(AC)を行い,BERとPAPRの両方を改善する方法を提案する.

MIMO-OFDMではガードインターバル(GI)を超える超遅延波が生じた場合にシステム特性が著しく劣化することが知られている.これは超遅延波により各シンボルにおいてシンボル間干渉(ISI)とキャリア間干渉(ICI)が生じるためである.スキャッタードパイロット(SP)を用いた場合にはパイロット信号にもISIとICIが生じるためにチャネル状態情報(CSI)を正しく推定できない.本研究では並列レプリカを用いた干渉一括補償法を提案する.受信信号と推定したチャネル応答から受信パケットのISI成分とICI成分の並列レプリカ信号を作成する.受信信号からレプリカ信号を差し引くことで干渉を補償する.SPを抜き出して再度チャネル推定を行う.最後に再度推定したCSIを用いて補償後の受信信号に等化処理を行い信号を検波する.

近年,直交周波数分割多重アクセス(OFDMA)が複数端末への無線通信で適用されている.無線通信では,ユーザー毎にチャネルは独立している.この特性を利用しシステム特性を向上させる方法をマルチユーザーダイバーシティ(MUDiv)と呼び,0FDMAと組み合わせたMUDiv/OFDMAが提案されている.これまでに,MUDiv/OFDMAに対して低演算量を実現するブロック選択法(ASB)と,システムの特性を向上させる周波数シンボル拡散法(FSS)が提案されている.しかしながら,これらの手法ではEb/No)が小さい場合,ブロックを用いない最良選択法(MSC)と比べBERは劣化し,ピーク対平均電力比(PAPR)も大きく改善されない.これらの問題を解決するために,本論文は電力優先配置(PPS)とピーク軽減信号による適応クリッピング(AC)を行い,BERとPAPRの両方を改善する方法を提案する.

MIMO-OFDMではガードインターバル(GI)を超える超遅延波が生じた場合にシステム特性が著しく劣化することが知られている.これは超遅延波により各シンボルにおいてシンボル間干渉(ISI)とキャリア間干渉(ICI)が生じるためである.スキャッタードパイロット(SP)を用いた場合にはパイロット信号にもISIとICIが生じるためにチャネル状態情報(CSI)を正しく推定できない.本研究では並列レプリカを用いた干渉一括補償法を提案する.受信信号と推定したチャネル応答から受信パケットのISI成分とICI成分の並列レプリカ信号を作成する.受信信号からレプリカ信号を差し引くことで干渉を補償する.SPを抜き出して再度チャネル推定を行う.最後に再度推定したCSIを用いて補償後の受信信号に等化処理を行い信号を検波する.

弾性表面波(SAW)共振子を用いたRFフィルタは,小型,高性能であることから,移動体通信機器に広く用いられている.近年では,周波数資源を有効利用する観点から,ソフトウェア無線,コグニティブ無線の技術が注目されており,複数の周波数帯に適宜対応できるチューナブルRFフィルタへの要求が高まっている.SAW共振子を用いたチューナブルRFフィルタとして,様々なものが提案されているが,筆者らはラダー型SAWフィルタに可変容量を付加した構成を提案している.本報告では,さらに広く帯域を調整できるチューナブルRFフィルタを目指して,SAW共振子と可変容量を用いた新しい構成のフィルタについて検討した.

スキャッタードパイロット(SP)-OFDMは少ないパイロット信号で正確にチャネル情報を推定できる.OFDMにおいてガードインターバル(GI)を超える超遅延波が存在する場合は遅延波によるシンボル間干渉(ISI)とキャリア間干渉(ICI)によりシステム特性が劣化する.さらにSPではパイロット信号間にデータ信号が存在するためISIとICIの影響を受けて正確なチャネル情報が得られない問題がある.本論文はパイロット信号の周期性を考慮したFFT補間法を用いたチャネル推定とレプリカ信号に基づくISIとICIの補償法を提案する.提案法はまず雑音分散を求めることにより閾値を決定し,最後に雑音を除去する.次にパイロット信号の周期性を考慮して時間領域で先行波と遅延波のパスのみを選ぶ.そしてFFTを用いてパイロット信号間を補間しCSIを推定する.最後に,受信信号からISIとICIを除去するために受信信号を検波したレプリカ信号を用いて干渉成分を除去する.シミュレーションから,超遅延環境において提案法は従来法と比較しBER特性が向上した.

スキャッタードパイロット(SP)-OFDMは少ないパイロット信号で正確にチャネル情報を推定できる.OFDMにおいてガードインターバル(GI)を超える超遅延波が存在する場合は遅延波によるシンボル間干渉(ISI)とキャリア間干渉(ICI)によりシステム特性が劣化する.さらにSPではパイロット信号間にデータ信号が存在するためISIとICIの影響を受けて正確なチャネル情報が得られない問題がある.本論文はパイロット信号の周期性を考慮したFFT補間法を用いたチャネル推定とレプリカ信号に基づくISIとICIの補償法を提案する.提案法はまず雑音分散を求めることにより閾値を決定し,最後に雑音を除去する.次にパイロット信号の周期性を考慮して時間領域で先行波と遅延波のパスのみを選ぶ.そしてFFTを用いてパイロット信号間を補間しCSIを推定する.最後に,受信信号からISIとICIを除去するために受信信号を検波したレプリカ信号を用いて干渉成分を除去する.シミュレーションから,超遅延環境において提案法は従来法と比較しBER特性が向上した.

スキャッタードパイロット(SP)-OFDMは少ないパイロット信号で正確にチャネル情報を推定できる.OFDMにおいてガードインターバル(GI)を超える超遅延波が存在する場合は遅延波によるシンボル間干渉(ISI)とキャリア間干渉(ICI)によりシステム特性が劣化する.さらにSPではパイロット信号間にデータ信号が存在するためISIとICIの影響を受けて正確なチャネル情報が得られない問題がある.本論文はパイロット信号の周期性を考慮したFFT補間法を用いたチャネル推定とレプリカ信号に基づくISIとICIの補償法を提案する.提案法はまず雑音分散を求めることにより閾値を決定し,最後に雑音を除去する.次にパイロット信号の周期性を考慮して時間領域で先行波と遅延波のパスのみを選ぶ.そしてFFTを用いてパイロット信号間を補間しCSIを推定する.最後に,受信信号からISIとICIを除去するために受信信号を検波したレプリカ信号を用いて干渉成分を除去する.シミュレーションから,超遅延環境において提案法は従来法と比較しBER特性が向上した.

本報告では、弾性表面波(SAW)素子用スカラポテンシャル(SP)理論解析において、逆速度が非対称な場合に必要な修正について述べる。最初に、質量密度のみが場所によって異なり、弾性率が均一な構造におけるshear-verticalバルク波2次元伝搬問題が、SP理論と等価であることを示す。次に、これに基づき、逆速度が非対称な場合に境界条件並びにモード直交性をどの様に修正すべきかを明らかにする。

本報告では,中心周波数と帯域幅が可変な高周波再帰バンドパスフィルタの特性制御の方法を検討した結果について報告する.まずvan der Polによる発振器の理論を用いてLNAの飽和を考慮したフィルタのモデル化を行った.またそのモデルを用いてフィルタの動作シミュレーションを行い,測定値と対応させることでモデルの有効性を示した.さらにシミュレーションで得られた結果を元に新たなQ値制御アルゴリズムを提案した.そして最後に提案したアルゴリズムを実装して動作実験を行い有効性を確認した.

SiO_2/LiNbO_3構造を用いた広帯域温度補償のSAWデバイスにおいて、FT-IR(Fourier-transform Infrared Spectroscopy)を用いたSiO_2膜物性の評価結果から、SiO_2膜物性(ピーク波数、半値幅)と周波数温度係数(TCF)に相関性があることがわかった。その結果、デバイスにおけるTCF改善指標を見出すことができ、SiO_2膜厚0.3λでTCF=0を実現することができた。

レーザー光を用いた弾性振動可視化システムにおいて,ステージを高速で動作させ両方向走査を行うことで測定時間を短縮できる.しかし,高速走査することによって,検出回路で生じる信号の遅延の影響によりずれが発生するため,検出された信号と位置情報との対応がとれなくなってしまう.このずれを補正するため,検出された信号の遅延時間に相当する時間だけ位置情報を遅延させる回路を作製し,その効果を検証した.これにより,位置ずれの影響を受ける事なく,測定時間をおよそ半分に短縮できた.

筆者らは,Cu電極/15°LiNbO_3基板構造上のラブ波型SAWが極めて大きな電気機械結合係数K^2を有することを利用して,比帯域幅約20%と非常に広帯域かつ定損失なフィルタ特性を実現している.本報告では,この構造上に作製されたラダー型フィルタに可変容量を付加した可変フィルタについて検討した.また,可変容量はSAW デバイスと比べて非常に大きいため,可変フィルタ実現にはそのサイズの縮小化が必要となる.そこで,可変フィルタ実現に必要な可変容量の低容量化手法についても検討を行った.