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Optimization of lighting environment and user quality in multi-access visible light communication

Research Project

Project/Area Number 19K04375
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 21020:Communication and network engineering-related
Research InstitutionKyoto Institute of Technology

Principal Investigator

OSHIBA SAEKO  京都工芸繊維大学, 電気電子工学系, 教授 (90372599)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Keywords可視光通信 / MIMO / 逐次干渉キャンセラ / ユーザ品質 / 照明光通信 / ユーザ体感品質QoE / 色多重マルチアクセスネットワーク / ニューラルネットワーク / 光無線通信 / ユーザ体感品質 / マルチアクセス
Outline of Research at the Start

本研究では、病院内等の電磁波通信が制限されているような場所で、多数のIoT(
Internet of Things)機器が利用されているような環境でも、安定した通信を実現するために、複数のLED( Light emitting diode)チップから構成される照明からの目に見える可視光域(波長:380 nm~ 780 nm)の光を用いた可視光マルチアクセス通信を実現し、また、通信環境と照明環境の両方のユーザ品質の最適化を確立することを目的とする。

Outline of Final Research Achievements

In this research, we will achieve stable communication even when many IoT devices are connected simultaneously in environments such as hospitals where electromagnetic communication is restricted.
We have introduced color multiplexing multi-access technology to short-range optical wireless communication using light in the visible light range (wavelength 380nm to 780nm) from lighting using LED (light emitting diode) chips. The aim is to establish the optimization of the user quality of both the environment and the lighting environment.
It has been found that by using machine learning to separate wavelength-multiplexed signals, it is possible to design the intensity of each wavelength (color) more flexibly.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

無線インターネットやスマートフォン等の普及による情報伝送需要の急増やIoTによる無線利用の拡大により、既存の無線通信に割り当てられている周波数帯以外の未利用周波数帯の研究が求められている。光波を用いた通信は、ミリ波帯やテラヘルツ波帯などに比べて、高帯域幅を確保できる特徴を持つ。LEDを光源とした可視光通信については、近距離光無線(LiFi)やカメラ通信の研究が中心になされている中で、本研究のようにQoEの確保とマルチアクセス数の拡大を行う研究は独創的であり、将来、可視光通信技術の実用化のブレークスルーとなる可能性を持つ。

Report

(6 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (22 results)

All 2023 2022 2021 2020 2019

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 2 results) Presentation (16 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 5 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] MIMO Systems with Neural Networks in OFDM-Based WDM Visible Light Communications2023

    • Author(s)
      UMEZAWA Naoki、OSHIBA Saeko
    • Journal Title

      IEICE Transactions on Electronics

      Volume: E106.C Issue: 11 Pages: 727-730

    • DOI

      10.1587/transele.2023MMS0003

    • ISSN
      0916-8524, 1745-1353
    • Year and Date
      2023-11-01
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A New World Created by Optical Wireless Communications:Optical Wireless Communication Technology that Opens Up Beyond 5G2023

    • Author(s)
      大柴 小枝子
    • Journal Title

      情報処理

      Volume: 64 Issue: 3 Pages: e1-e6

    • DOI

      10.20729/00224174

    • Year and Date
      2023-02-15
    • Related Report
      2023 Annual Research Report 2022 Research-status Report
    • Open Access
  • [Journal Article] SIC-MIMO Systems with Neural Networks in OFDM-Based WDM VLCs2022

    • Author(s)
      Umezawa Naoki、Oshiba Saeko
    • Journal Title

      Proceedings of the 2022 Asia-Pacific Microwave Conference (APMC)

      Volume: 1 Pages: 490-492

    • DOI

      10.23919/apmc55665.2022.9999949

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 3D Self-position Estimation Using Illumination and Image Sensors2022

    • Author(s)
      Ryunosuke Inoshita , Saeko Oshiba
    • Journal Title

      Proceedings of the 13th Asia Lighting Conference

      Volume: 1 Pages: 37-44

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Effects of LED Irradiation on the Locomotive Activity of Wild-type Fly and ASD Model Fly2021

    • Author(s)
      Kei-ichi Ideguchi, Masaru Hasegawa, Yuki Yamashita, Hideki Yoshida, Saeko Oshiba, Masamitsu Yamaguchi
    • Journal Title

      JOURNAL OF THE ILLUMINATING ENGINEERING INSTITUTE OF JAPAN

      Volume: Article ID: 20000593

    • NAID

      130008039162

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 波長多重可視光無線通信におけるニューラルネットワークの適応の検討2022

    • Author(s)
      梅澤 直輝, 大柴 小枝子
    • Organizer
      FIT2022 情報科学技術フォーラム講演論文集 CL(002) 2022年9月
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      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 公開 照明とイメージセンサを用いたドローンの3次元自己位置推定手法の検討2022

    • Author(s)
      井下 竜之介, 大柴 小枝子
    • Organizer
      FIT2022 情報科学技術フォーラム講演論文集 CL(002) 2022年9月
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  • [Presentation] The control of melanopic illuminance in LED lighting considering circadian rhythm2022

    • Author(s)
      Akane AOKI, Saeko OSHIBA
    • Organizer
      ICETC 2022
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    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] メラノピック照度制御によるサーカディアンリズムを考慮した LED 照明2022

    • Author(s)
      青木 茜, 大柴 小枝子
    • Organizer
      電子情報通信学会技術報告 CS2022(35) 98-99 2022年7月
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      2022 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] WDM-OWCにおける LSTM層を持つニューラルネットワークを用いた 信号分離性能の評価2022

    • Author(s)
      猪俣 政貴, 大柴, 小枝子, 岩松 隆則
    • Organizer
      電子情報通信学会技術報告 CS2021(83) 41-45 2022年3月
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      2022 Research-status Report
  • [Presentation] メラノピック照度制御によるサーカディアンリズムを考慮したLED照明の評価2022

    • Author(s)
      青木 茜・大柴小枝子
    • Organizer
      電子情報通信学会
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      2021 Research-status Report
  • [Presentation] ニューラルネットワークを用いた波長多重光無線におけるMIMO伝搬チャネル行列推定の提案2021

    • Author(s)
      猪俣政貴・柴田咲葵・岩松隆則・大柴小枝子
    • Organizer
      電子情報通信学会
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      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 波長多重光無線通信におけるLSTMを用いた信号分離の提案2021

    • Author(s)
      猪俣政貴・岩松隆則・大柴小枝子
    • Organizer
      電子情報通信学会
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      2021 Research-status Report
  • [Presentation] WDM-OWCにおけるLSTM層を持つニューラルネットワークを用いた信号分離性能の評価2021

    • Author(s)
      猪俣政貴・大柴小枝子・岩松隆則
    • Organizer
      電子情報通信学会
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      2021 Research-status Report
  • [Presentation] The control of melanopic illuminance in LED lighting considering circadian rhythm2021

    • Author(s)
      A. Aoki, S.Oshiba
    • Organizer
      Asia Lighting Conference 2021
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      2021 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 波長多重可視光通信システムにおける ニューラルネットワークを用いたチャネル推定手法の検討2021

    • Author(s)
      柴田 咲葵、 大柴小枝子
    • Organizer
      電子情報通信学会
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      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 超スマート社会に向けた可視光通信技術の展望2020

    • Author(s)
      大柴小枝子
    • Organizer
      電子情報通信学会無線通信システム研究会
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      2020 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 超スマート社会に向けた光無線通信技術の展望2020

    • Author(s)
      大柴小枝子
    • Organizer
      IEEE Sapporo Section
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    • Invited
  • [Presentation] OFDM光無線通信の帯域利用効率改善の検討2020

    • Author(s)
      網代雄太・猪俣政貴・大柴小枝子
    • Organizer
      電子情報通信学会
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      2019 Research-status Report
  • [Presentation] OFDM水中可視光通信の伝送特性の検討2020

    • Author(s)
      猪俣政貴・網代雄太・大柴小枝子
    • Organizer
      電子情報通信学会
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      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 可視光通信の現状と展望2019

    • Author(s)
      大柴小枝子
    • Organizer
      京都府中小企業技術センター光ものづくりセミナー
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      2019 Research-status Report
    • Invited
  • [Book] 6G/7Gのキーデバイス 第6節 LED照明光通信と移動体位置認識への応用2023

    • Author(s)
      大柴小枝子、井下竜之介、青木茜
    • Total Pages
      8
    • Publisher
      S&T出版
    • ISBN
      9784907002978
    • Related Report
      2023 Annual Research Report

URL: 

Published: 2019-04-18   Modified: 2025-01-30  

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