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UWBにおけるM-aryマルチサイクルパルス伝送方式-香川大学学術情報リポジトリ

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Academic year: 2021

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UWB における M-ary マルチサイクルパルス伝送方式

UWB System with M-ary Multi-Cycle (MMC) Pulse Transmission

森永泰高 生越重章

Yasutaka MORINAGA Shigeaki OGOSE

香川大学大学院 工学研究科

Graduate School of Engineering, Kagawa University

1. まえがき

Ultra Wide Band (UWB)は,直接パルス波を送信すること

で高速伝送を可能とする技術として知られている[1].しか

し,広帯域を有するため,既存の狭帯域伝送との干渉が問 題となる.この干渉を抑制するために,デュアルサイクル パルス伝送が提案されているが,パルス数の増加に伴い, システム内干渉が増加する恐れがある.この問題を解決す るために, M-ary PPM (Pulse Position Modulation)が有効な

方法として提案されている[2] [3] 本稿では, M-ary Multi-Cycle (MMC) について検討し, 計算機シミュレーションにより,本方式の有効性を示す.

2 .M-ary マルチサイクルパルス伝送方式

従来の UWB システムはモノサイクル波形を適用してお り,周波数領域ではノッチを持たない.しかし,マルチサ イクルパルス波形を導入することにより,複数のノッチを 生成することができる.また,サイクル数の増加に伴いノ ッチの幅は広くなる.このノッチを狭帯域伝送のための周 波数帯にあてることで,システム間干渉を抑制することが 可能である[2]. しかし,マルチサイクル信号を送信する場 合,時間領域での干渉が増加する. 一方,M-ary PPM では,パルスは Walsh 系列の中の M=2k-1 の一つに合してパルスは送信される.ここで k は 1 シンボルで送信されるビット数である.従って,伝送速度 を上げるかわりにフレーム長を広げることで,MMC パル ス伝送はシステム間干渉と同様にシステム内干渉を抑制す ることができる.

3 .計算機シミュレーション

UWBが,既存の5 GHz無線LANに与える干渉について評 価した.サイクル数と帯域内電力比の関係を図1に示す. ここで,帯域内電力比はモノサイクルとマルチサイクルの 4.9 GHzから5.1 GHz間に相当する電力比である.サイクル 数を増やすことで,従来よりも6 dBから10 dBの抑圧効果 が得られる. 次に,表1の諸元に基づいて行ったシミュレーション結 果を図 2 に示す.30 ユーザの場合,マルチサイクルはモノ サイクルのものより平均で約 2 dB 劣化している.この理 由 と し て , フ レ ー ム 長 が 一 定 で あ る た め , TH ( Time Hopping)を行ってもシステム内干渉が増加してしまうと 考えられる.一方,MMC は十分なホッピング間隔が得ら れるので,所要 Eb/No が 10 dB 以上においてマルチサイク ルとモノサイクルより約 3.5 dB の利得を得ることができる.

4 .まとめ

M-ary マルチサイクル伝送方式を検討し,計算機シミュ レーションにより評価を行った. BER=10-3において,マ ルチサイクルより約 3.5 dB の利得を得ることができ,本方 式の有効性を示した. 表 1. シミュレーション諸元 伝送方式 Mono-Cycle Multi-Cycle (3-Cycle) M-ary(32-ary) Multi-Cycle(3-Cycle) pulses / symbol 32 96 96 bits / symbol 1 1 6 Frame time (ns) 10 10 60 伝送速度(Mbit/s) 3.125 3.125 3.125 TH 系列 M-sequence M-sequence M-sequence M-ary 系列 --- --- Walsh-sequence Environment AWGN AWGN AWGN

ユーザ数 1, 30 1, 30 1, 30 -12 -10 -8 -6 -4 -2 0 1 2 3 4 5 6 サイクル数 帯域内電力比 [dB ] 図 1. サイクル数と帯域内電力比の関係 0 2 4 6 8 10 12 10-4 10-3 10-2 10-1 100 BER Mono-cycle 1user Mono-cycle 30user Multi(3)-cycle 1user Multi(3)-cycle 30user Proposed 1user Proposed 30user Mono-cylce 1user (Theoretical)

図 2. シミュレーション結果の BER 特性. 参考文献

[1] M. Z. Win and R. A. Scholtz, IEEE Trans. Commun.,COM-48, no.4, pp.679-691, 2000.

[2] K. Ejima et al., Proc. of 2002 IEICE ES Soc.Conf., A-5-10, 2002. [3] K. Ejima et al., Technical Report of IEICE, RCS2001-246, 2002.

Eb/N0 [dB]

2005 年 電子情報通信学会総合大会

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参照

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