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講演抄録/キーワード
講演名 2015-01-29 15:05
電波望遠鏡用AWF型デジタル分光器に関して
中原啓貴愛媛大)・中西裕之鹿児島大)・岩井一正国立天文台
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抄録 (和) 電波望遠鏡は天体から放射される電波を受信し, 分光器を用いてスペクトル解析を行う装置である.
既存の分光器は受信した電波に対し, まず, 窓関数(Window function)をかけ, 高速フーリエ変換(FFT)を行う.
そして, ノイズを除去するため, 周波数スペクトルの積算処理~(Accumulation)を行う.
この順序で処理を行う分光器をWFA型分光器という.
WFA型分光器は国際開発プロジェクトCASPERにてFPGAボードを用いて実現されており, 様々な電波望遠鏡で利用されている.
しかしAD変換器の高速化が進んでおり, 数百MHzで動作するFPGAと数十GHzで動作するAD変換器間でギャップが生じているため$P$並列FFTを用いている.
パイプライン方式の$N$点FFTを$P$個FPGAに実現するにはメモリ量$O(N)$のオンチップメモリが$P log N$個必要であるためボトルネックとなっていた.
本論文では, 計算順序を入れ替えたAWF型分光器を提案する.
AWF型分光器は時間領域で積算処理を行ってノイズを除去してからFFTを行う.
AWF型分光器は逐次実行するFFTを用いることが出来るため,
オンチップメモリをオフチップメモリで実現できる.
CASPERで公開されているROACH2ボード上にAWF型分光器を実装して従来のWFA型分光器を比較を行い,
提案手法が優れていることを明らかにする. 
(英) A radio telescope analyzes radio frequency~(RF) received from celestial objects.
It consists of an antenna, a receiver, and a spectrometer.
The spectrometer converts the time domain into the frequency domain by a FFT operation.
In the spectrometer, first, it multiples the window coefficient to the received signal.
Second, it applies the FFT operation.
Third, it converts to the absolute of a complex number.
Finally, to reduce the noise, it accumulates obtained power spectrum.
We call this a WFA spectrometer.
Since an AD converter is faster than the FPGA, a parallel FFT computation is desired.
However, since the amount of hardware for the FFT becomes bottleneck,
the conventional WFA does not realized the high-performance analysis.
This paper proposes an AWF spectrometer which replaces the order of operations.
Since the AWF spectrometer reduces the parallelism of the FFT,
it is smaller than the conventional WFA spectrometer.
Also, the paper proposes a off-chip memory realization which is highly efficient use of the FPGA.
Experimental results show that the proposed AWF spectrometer outperforms conventional spectrometers.
キーワード (和) 電波望遠鏡 / 分光器 / FFT / FPGA / / / /  
(英) Radio Telescope / Spectrometer / FFT / FPGA / / / /  
文献情報 信学技報, vol. 114, no. 428, RECONF2014-55, pp. 67-72, 2015年1月.
資料番号 RECONF2014-55 
発行日 2015-01-22 (VLD, CPSY, RECONF) 
ISSN Print edition: ISSN 0913-5685  Online edition: ISSN 2432-6380

研究会情報
研究会 RECONF CPSY VLD IPSJ-SLDM  
開催期間 2015-01-29 - 2015-01-30 
開催地(和) 慶應義塾大学 日吉キャンパス 
開催地(英) Hiyoshi Campus, Keio University 
テーマ(和) FPGA応用および一般 
テーマ(英) FPGA Applications, etc 
講演論文情報の詳細
申込み研究会 RECONF 
会議コード 2015-01-RECONF-CPSY-VLD-SLDM 
本文の言語 日本語 
タイトル(和) 電波望遠鏡用AWF型デジタル分光器に関して 
サブタイトル(和)  
タイトル(英) An AWF Digital Spectrometer for a Radio Telescope 
サブタイトル(英)  
キーワード(1)(和/英) 電波望遠鏡 / Radio Telescope  
キーワード(2)(和/英) 分光器 / Spectrometer  
キーワード(3)(和/英) FFT / FFT  
キーワード(4)(和/英) FPGA / FPGA  
キーワード(5)(和/英) /  
キーワード(6)(和/英) /  
キーワード(7)(和/英) /  
キーワード(8)(和/英) /  
第1著者 氏名(和/英/ヨミ) 中原 啓貴 / Hiroki Nakahara / ナカハラ ヒロキ
第1著者 所属(和/英) 愛媛大学 (略称: 愛媛大)
Ehime University (略称: Ehime Univ.)
第2著者 氏名(和/英/ヨミ) 中西 裕之 / Hiroyuki Nakanishi / ナカニシ ヒロユキ
第2著者 所属(和/英) 鹿児島大学 (略称: 鹿児島大)
Kagoshima University (略称: Kagoshima Univ.)
第3著者 氏名(和/英/ヨミ) 岩井 一正 / Kazumasa Iwai / イワイ カズマサ
第3著者 所属(和/英) 国立天文台 (略称: 国立天文台)
National Astronomical Observatory of Japan (略称: NAOJ)
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講演者
発表日時 2015-01-29 15:05:00 
発表時間 20 
申込先研究会 RECONF 
資料番号 IEICE-VLD2014-122,IEICE-CPSY2014-131,IEICE-RECONF2014-55 
巻番号(vol) IEICE-114 
号番号(no) no.426(VLD), no.427(CPSY), no.428(RECONF) 
ページ範囲 pp.67-72 
ページ数 IEICE-6 
発行日 IEICE-VLD-2015-01-22,IEICE-CPSY-2015-01-22,IEICE-RECONF-2015-01-22 


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