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Optical Wireless MIMO Systems with High Density Arrays for Indoors Industrial Machine Networks

Research Project

Project/Area Number 17H03265
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Research Field Communication/Network engineering
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

KATAYAMA Masaaki  名古屋大学, 未来材料・システム研究所, 教授 (60185816)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥17,550,000 (Direct Cost: ¥13,500,000、Indirect Cost: ¥4,050,000)
Fiscal Year 2019: ¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000)
Fiscal Year 2018: ¥7,800,000 (Direct Cost: ¥6,000,000、Indirect Cost: ¥1,800,000)
Fiscal Year 2017: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Keywords光無線通信 / 光無線MIMO / 長距離高速室内光無線 / イメージングMIMO / CDMA / 多元接続 / スマートファクトリ / 第四次産業革命 / 光無線 / 光空間通信 / MIMO / 高密度アレイ / 光CDMA / スマートファクトリー / 光空間伝搬 / 光通信
Outline of Final Research Achievements

This study considers the wireless communications for industrial machines in factories. In the study of high-speed and long-distance in-factory communications with optical MIMO, the importance of the array constellations is revealed, and superiority of one-dimensional arrangements of array elements over the traditional rectangular constellations are clarified. The results of communication experiments show that the proposed system achieves 100Mbps for 60m distance, which is far above the results of previous works. For sensor network systems with optical CDMA, the introduction of hard-limiters and successive interference cancellation is proposed, and performance improvement is shown by numerical analysis and experiments.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

概念検討に近い実験しか行われていないイメージングMIMOを初め,従来1m以内の短距離で大型のアレイを用いた机上実験的な検討しか行われていなかった光無線MIMOについて,実際的な距離と速度での通信が実現できることを示したことは,新しい研究分野を開拓したものである.またその中で,アレイの素子配置がシステム設計上での重要な要素であることを示した点は,学術的にも工業的にも価値がある.光CDMAシステムについて,信号処理による特性改善を示した点も,実用へ一歩近づけた事を含め意義あるものである.

Report

(4 results)
  • 2019 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2020 2019 2018 2017

All Presentation (11 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results)

  • [Presentation] 屋内長距離高速イメージングMIMOシステムの実験的性能評価2020

    • Author(s)
      岩佐章史,小林健太郎,岡田啓,片山正昭
    • Organizer
      電子情報通信学会 WBS2019-67, pp.189-194, 2020年3月
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 線形アレイを用いた光無線MIMOシステムの通信距離特性に関する実験的評価2020

    • Author(s)
      中村哲也,小林健太郎,岡田啓,片山正昭
    • Organizer
      電子情報通信学会 総合大会, A-9-22, p.101
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Optical Wireless CDMA Receiver with Hard Limiters and Successive Interference Cancellers2019

    • Author(s)
      S. Ito, K. Kobayashi, H. Okada, M. Katayama
    • Organizer
      IEEE International Conference on Communications (ICC) Workshop on Optical Wireless Communications
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] A Recevier Design for Indoor Data Collection Systems Using Optical Wireless CDMA2019

    • Author(s)
      S. Ito, K. Kobayashi, H. Okada, M. Katayama
    • Organizer
      International Conference on Materials and Systems for Sustainability (ICMaSS)
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Experimental Evaluation of an Optical Wireless MIMO System with Baseband Modulation2018

    • Author(s)
      F. Corona, H. Sugiura, K. Kobayashi, H. Okada, M. Katayama
    • Organizer
      IEICE Technical Report, RCS2018-115, pp. 165-169
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 無線符号分割多元接続システムにおけるハードリミタと逐次干渉除去による通信特性改善2018

    • Author(s)
      伊藤宗人,小林健太郎,岡田啓,片山正昭
    • Organizer
      電子情報通信学会 基礎・境界ソサイエティ大会, A-9-11, p.73
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 閾値可変ハードリミタと逐次干渉除去の組合せ手法による光無線CDMAシステムの通信特性改善2018

    • Author(s)
      伊藤宗人,小林健太郎,岡田啓,片山正昭
    • Organizer
      電子情報通信学会技術研究報告, WBS2018-28, pp. 7-12
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 屋内光無線MIMO通信システムにおける伝搬路行列の性質と通信性能の関係に関する一検討2018

    • Author(s)
      杉浦宏俊,小林健太郎,岡田啓,片山正昭
    • Organizer
      電子情報通信学会技術研究報告, WBS2018-35, pp.47-52
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 光無線符号分割多元接続システムの受信機におけるハードリミタによる特性改善効果の実験的検討2018

    • Author(s)
      伊藤宗人,小林健太郎,岡田啓,片山正昭
    • Organizer
      電子情報通信学会総合大会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] A feasibility study of optical wireless MIMO systems with high-density arrays2017

    • Author(s)
      H. Sugiura, K. Kobayashi, H.Okada, M. Katayama
    • Organizer
      International Conferenceon Materials and Systems for Sustainability(ICMaSS)
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 屋内光無線MIMO通信システムの素子間隔が通信品質へ与える影響に関する実験的検討2017

    • Author(s)
      杉浦宏俊,小林健太郎,岡田啓,片山正昭
    • Organizer
      電子情報通信学会総合大会,A-9-6,p.93
    • Related Report
      2017 Annual Research Report

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Published: 2017-04-28   Modified: 2021-02-19  

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