高次・高安定・可変位相補償器の最適設計と高品質通信の実現
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19K04379
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 21020:Communication and network engineering-related
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| Research Institution | Toho University |
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Principal Investigator |
伊藤 登 東邦大学, 理学部, 教授 (00237041)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
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| Keywords | 通信信号 / 非線形位相 / 位相補償器 / 波形歪み / 2段階最小化 / 通信波形 / 全域通過 / 縦続型 / 波形伝送 / 安定余裕 / 可変位相補償器 / 安定性 / 安定余裕度 |
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| Outline of Research at the Start |
ディジタル通信において、通信路の非線形位相特性が伝送波形歪みをもたらし、伝送波形の忠実度を損ない、ディジタル通信の品質を著しく劣化させる。この波形歪みを解消するため、本研究では、申請者が提案した全域通過可変位相補償器（variable-phase compensator: VPC）を更に発展させ、高次VPCに一定の安定余裕を持たせる高次・高安定・全域通過VPCの最適設計法を開発し、高精度位相補償を実現する。本研究では、まず安定余裕三角形の新しい導出法を開発する。次に、この安定余裕三角形を低次と高次VPCの最適設計に応用し、高安定全域通過VPCの最適設計法を開発し、高精度位相補償を実現する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
ディジタル通信において、通信信号の波形をそのまま維持するため、ディジタル通信路の位相特性は線形である必要がある。しかし、実際のディジタル通信路は非線形位相特性をもつため、ディジタル通信信号の波形が歪んでしまう。このような通信信号の波形歪みを避けるため、ディジタル位相補償器を設計し、通信路に縦続接続して、通信路の非線形位相特性を補償することにより、接続後の通信路全体の位相特性を線形化する必要がある。本研究の目的はこのような位相補償を行うための可変位相補償器を設計することである。
2022年度の研究では、主に線計画法に基づく全域通過型位相補償器の設計法を開発した。全域通過型位相補償器の設計問題はそもそも非線形最適化問題である。この非線形問題を線形化するため、まず全域通過型位相補償器の位相誤差を位相補償器の係数の有理関数で近似する。しかし、この近似によって得られた有理関数の最小化も非線形問題である。2022年度の研究では、まずこの有理関数の最小化問題を近似的に線形計画問題に帰着させ、線形計画法で有理関数を繰り返し最小化する。本研究で導出した制約条件はそもそも非線形なものとなっているため、この非線形制約条件を如何に線形化するかは重要である。この制約条件を線形化するため、制約条件の中に含まれている未知のパラメータを繰り返し更新する手法を開発し、上記の有理関数の最小化問題を繰り返し線形計画問題に近似することができる。全域通過型位相補償器の設計例を用いて、この繰り返し線形計画手法の有効性を確認した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
2022年度の研究では、近似精度の高い全域通過型位相補償器の設計を行うため、主に上記の線形計画法に基づく繰り返し最小化手法を開発した。しかし、COVID-19による影響がまだ続いていたため、また、その他の教育活動などもあり、多忙であったため、従来ほど研究は進まなかった。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後の研究では、2022年度の研究を更に発展させ、以下のように本研究を進めて行く。
全域通過型位相補償器（定常位相補償器）の新しい周波数応答誤差関数を導出し、2次錐計画法（second-order cone programming）に基づく新しい最適設計法を開発する。また、これらの新しい最適化手法と誤差関数を可変全域通過型位相補償器の設計に拡張し、可変全域通過型位相補償器の最適設計を行う。
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Report
(4 results)
Research Products
(13 results)
