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comm.IQImbalanceCompensator
IQ 不平衡の補正
説明
comm.IQImbalanceCompensator
System object™ は、変調信号の同相成分と直交成分の間 (IQ) の不平衡を補正します。IQ 不平衡補償器に固有の適応アルゴリズムは、M-PSK、M-QAM、および OFDM の変調スキーム (M>2) と互換性があります。詳細については、アルゴリズムを参照してください。
メモ
補償器の出力は、基準コンスタレーションに対してスケーリングおよび回転されている、つまり、複素数を乗算している場合があります。実際には、受信機がチャネル推定によって復調前に修正するため、この変換によって問題が生じることはありません。
IQ 不平衡を補正するには、次のようにします。
comm.IQImbalanceCompensator
オブジェクトを作成し、そのプロパティを設定します。関数と同様に、引数を指定してオブジェクトを呼び出します。
System object の機能の詳細については、System object とは を参照してください。
作成
説明
は、入力信号の同相成分と直交成分との間の不平衡を補正する補償器の System object を作成します。iqcomp
= comm.IQImbalanceCompensator
は、IQ 不平衡補償器オブジェクトを作成し、名前と値の引数を 1 つ以上使用してプロパティを設定します。たとえば、iqcomp
= comm.IQImbalanceCompensator(Name=Value)comm.IQImbalanceCompensator(CoefficientSource="Input port")
は、オブジェクトの呼び出し時に補償器係数を与えなければならないことを指定します。この構成の場合、他のすべてのプロパティは無効になります。
プロパティ
使用法
構文
説明
は、入力補償係数を内部で生成するのではなく、入力補正係数 y
= iqcomp(x
,c
)c
を受け入れます。この構文は CoefficientSource
プロパティが Input port
に設定されている場合に適用されます。この構文を使用する場合、補償器係数の適応推定は無効になります。
は、入力ステップ サイズ y
= iqcomp(x
,s
)s
を受け入れます。この構文は StepSizeSource
プロパティが Input port
に設定されている場合に適用されます。
は、係数の更新を有効または無効にするための適応制御信号 y
= iqcomp(x
,a
)a
を受け入れます。この構文は AdaptInputPort
プロパティが true
に設定されている場合に適用されます。
は、ステップ サイズ y
= iqcomp(x
,s
,a
)s
、および係数の更新を有効または無効にするための適応制御信号 a
を受け入れます。この構文は、StepSizeSource
プロパティが Input port
に設定され、AdaptInputPort
プロパティが true
に設定されている場合に適用されます。
[
は、前述したいずれかの構文の入力引数を使用し、推定された補償係数も返します。この構文は y
,estcoef
] = iqcomp(x
,___)CoefficientOutputPort
プロパティが Input port
に設定されている場合に適用されます。
入力引数
出力引数
オブジェクト関数
オブジェクト関数を使用するには、System object を最初の入力引数として指定します。たとえば、obj
という名前の System object のシステム リソースを解放するには、次の構文を使用します。
release(obj)
例
アルゴリズム
アナログ フロントエンドの RF ハードウェアを改善する場合と比べ、RF 受信機の信号出力に含まれる同相成分と直交成分との間の不平衡をコスト効率の高い方法で補正できます。IQ 不平衡は、特に直接変換受信機で発生します。IQ 不平衡補償器の基礎として、循環性ベースのブラインド補償アルゴリズムが使用されます。
一般化した IQ 不平衡のモデルを示します。ここで、g は振幅の不平衡、ϕ は位相の不平衡です。損失がない場合、g = 1 および ϕ = 0 となります。この図で、H(f) は、ローパス フィルターなどによるブランチの公称周波数応答です。HI(f) と HQ(f) は、公称応答とは異なる部分の同相成分と直交成分の振幅応答および位相応答です。完全に一致する場合、HI(f) = HQ(f) = 1 です。
z(t) を、受信信号 r(t) の理想的なベースバンド等価信号とし、そのフーリエ変換を Z(f) で表します。一般化された IQ 不平衡モデルでは、不平衡信号 x(t) = xI(t) + xQ(t) のフーリエ変換は次のようになります。
ここで、G1(f) と G2(f) は IQ 不平衡の直接成分と共役成分です。これらの成分は次のように定義されます。
逆フーリエ変換を X(f) に適用すると、信号モデルは x(t) = g1(t) × z(t) + g2(t) × z*(t) となります。
この変換は、変数が離散時間で表される次のような補償器の構造を示しています。補正された信号は y(n) = x(n) + wx*(n) と表現されます。
次の形式のアルゴリズム
が重みの決定に使用されます。これによって、常に "適正" な出力を得ることができる、つまり、条件 E[y2(n)] = 0 を満たすことができるためです。詳細については、[1]を参照してください。w の初期値は補償器係数の初期値で決定され、既定値は 0 + 0i
です。M は StepSize
で表される適応ステップ サイズです。
参照
[1] Anttila, L., M. Valkama, and M. Renfors. "Blind compensation of frequency-selective I/Q imbalances in quadrature radio receivers: Circularity-based approach", Proc. IEEE ICASSP, pp.III-245–248, 2007.
[2] Kiayani, A., L. Anttila, Y. Zou, and M. Valkama, "Advanced Receiver Design for Mitigating Multiple RF Impairments in OFDM Systems: Algorithms and RF Measurements", Journal of Electrical and Computer Engineering, Vol. 2012.
拡張機能
バージョン履歴
R2014b で導入