98
99
Fig.4-14 The eye pattern when there is no frequency difference between carrier signal and local oscillator.
Fig.4-15 The constellation when there is no frequency difference between carrier signal and local
oscillator.
100
4.6.2 周波数差が 0.2MHz の場合の測定評価結果
キャリア信号と局部発振器の周波数差が
0.2MHz
のときのアイパターンをFig.4-16
に示す。
Fig.4-14
に示した周波数差がない場合のアイパターンと比較すると，同様のアイパターンが得られているが，シンボルが切り替わるアイパターンのクロスポイントの幅が大きく なっていることが確認できる。
キャリア信号と局部発振器の周波数差が
0.2MHz
のときのクロスポイント幅を計測する と0.13
と得られた。周波数差がない場合のクロスポイント幅0.08
よりも大きくなっている ことから，キャリア信号と局部発振器の周波数差がシンボルレートに近い場合，測定結果 に影響を与えることが考えられる。つぎに，アイパターンから信号評価点を抜き出してコンスタレーションを描画した。そ
の結果を
Fig.4-17
に示す。このとき，これまでと同様にEVM
を計算すると-23.2dBと得られた。Fig.4-15に示した周波数差がない場合の
EVM
と比較すると，1dB
以内で一致してい る。このことから，キャリア信号と局部発振器の周波数差の影響はシンボルには影響を与 えないことが考えられる。101
Fig.4-16 The eye pattern when frequency difference between carrier signal and local oscillator is 0.2MHz.
Fig.4-17 The constellation when frequency difference between carrier signal and local oscillator
is 0.2MHz.
102
4.6.3 周波数差が 0.5MHz の場合の測定評価結果
キャリア信号と局部発振器の周波数差が
0.5MHz
の場合におけるアイパターンをFig.4-18
に示す。このとき，アイパターンのクロスポイント幅は0.010
と得られた。キャリア信 号と局部発振器の周波数差がない場合と周波数差が0.2MHz
の場合と比較すると，アイパ ターンのクロスポイント幅は周波数差がない場合と等しく，周波数差が0.2MHz
の場合よ りも小さな値となった。これらの結果から，キャリア信号と局部発振器の周波数差がシン ボルレートと近い場合に，復調されたI
成分とQ
成分の信号とキャリア信号と局部発振器 の周波数差の成分を混同して正しく周波数差の補正が行われないと考えられる。つぎに，キャリア信号と局部発振器の周波数差が
0.5MHz
の場合におけるコンスタレーションを
Fig.4-19
に示す。このときのコンスタレーションをFig.4-15
に示す周波数差がない場合のコンスタレーションと
Fig.4-17
に示す周波数差が0.2MHz
の場合のコンスタレー ションと比較すると，同様の結果が得られていることが確認できる。また，EVMをこれま でと同様に計算すると，-23.5dBと得られ，周波数差がない場合と周波数差が0.2MHz
の場 合と比較すると1dB
以内で一致した。以上の結果から，キャリア信号と局部発振器の周波 数差がシンボルに与える影響は少ないことが考えられる。103
Fig.4-18 The eye pattern when frequency difference between carrier signal and local oscillator is 0.5MHz.
Fig.4-19 The constellation when frequency difference between carrier signal and local oscillator is
0.2MHz.
104
4.6.4 周波数差が 20MHz の場合の測定評価結果
キャリア信号と局部発振器の周波数差が
20MHz
の場合におけるアイパターンをFig.4-20
に示す。周波数差が20MHz
の場合，20MHz でサンプリングを行うことでアンダーサンプ リングの原理から周波数差がない場合の測定結果に近似すると考えられる。そこで，Fig.4-14
に示した周波数差がない場合のアイパターンと比較した。2
つのアイパターンを比較すると，Fig.4-14
に示した周波数差がない場合のアイパターン に比べて周波数差が20MHz
のときのアイパターンの振幅は小さくなっていることが確認 できる。これはUSRP
上のLPF(Low Pass Filter)によるものだと考えられる。また，このと
きのアイパターンのクロスポイント幅は0.18
と得られた。周波数差がない場合のアイパタ ーンに比べて大きくなった原因として，アンダーサンプリングによってリアルタイムサン プリングよりも発振器の位相雑音が大きく測定されたと考えられる。つぎに，アイパターンから信号評価点を抜き出してコンスタレーションを描画した。そ
の結果を
Fig.4-21
に示す。この結果をFig.4-21
に示した周波数差がない場合のコンスタレーションと比較すると，シンボルの広がりが小さくなっていることが確認できる。これは アイパターンと同様に
USRP
上のLPF
による影響だと考えられる。つぎに，測定結果から 理想的なI
成分とQ
成分を1.2V
としてEVM
を計算すると，-26.8dB と得られた。周波数 差がない場合よりも小さな値となったが周波数差が高周波数となったことでLPF
の影響が 大きくなったことを示している。したがって，以降の測定では周波数差がサンプリング周 波数よりも低い場合と一致することは難しいので，周波数差が20MHz
の場合を基準として 比較を行なった。105
Fig.4-20 The eye pattern when frequency difference between carrier signal and local oscillator is 20MHz.
Fig.4-21 The constellation when frequency difference between carrier signal and local oscillator is
20MHz.
106
4.6.5 周波数差が 20.2MHz の場合の測定評価結果
キャリア信号と局部発振器の周波数差が
20.2MHz
の場合，周波数差の補正が正しく行わ れなかった。したがって，他の測定評価結果と異なりアイパターンやコンスタレーション といった測定評価結果は得られなかった。この原因として，周波数差が
0.2MHz
のときに比べて，周波数差をアンダーサンプリン グしたことで発振器の位相雑音の影響が大きくなり，復調されたI
成分とQ
成分の信号と 混同しやすくなったためだと考えられる。107
4.6.6 周波数差が 20.5MHz の場合の測定評価結果
キャリア信号と局部発振器の周波数差が
20.5MHz
の場合のアイパターンをFig.4-22
に示 す。このとき，アイパターンのクロスポイント幅は0.16
と得られた。周波数差が20MHz
の 場合のアイパターンと比較すると，同等の結果が得られていることが確認できた。これに より，アンダーサンプリングによって増加した位相雑音の影響はキャリア信号と局部発振 器の周波数差による影響よりも大きいと考えられる。また，周波数差が20.2MHz
の場合と 異なり，周波数差を正しく補正できたことからアンダーサンプリングによって増加した位 相雑音の影響により，復調されたI
成分とQ
成分の信号と周波数差の信号を混合しやすく なっていると考えられる。つぎに，キャリア信号と局部発振器の周波数差が
20.5MHz
の場合のコンスタレーションを
Fig.4-23
に示す。このときのEVM
は-26.8dB と得られた。これは周波数差が20MHz
の場合の
EVM
と同じ値であり，キャリア信号と局部発振器の周波数差をアンダーサンプリ ングで測定した場合であってもシンボルに与える影響は小さいと考えられる。Fig.4-22 The eye pattern when frequency difference between carrier signal and local oscillator is
20.5MHz.
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Fig.4-23 The constellation when frequency difference between carrier signal and local oscillator is
20.5MHz.
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ドキュメント内
アンダーサンプリングを用いた QPSK 変調信号評価法に関する研究
(ページ 103-114)