ローリングシャッタ型可視光通信における通信可能領域拡大に関する研究
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21K14159
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 21020:Communication and network engineering-related
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| Research Institution | Chiba Institute of Technology |
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Principal Investigator |
木下 雅之 千葉工業大学, 工学部, 准教授 (80845149)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
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| Keywords | 可視光通信 / イメージセンサ / ローリングシャッタカメラ / 可視光ID |
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| Outline of Research at the Start |
LEDを送信機に用いる可視光通信は，光源のある場所であればどこにでも通信機能を付加することができる．ポスト5G/6Gにおいて，可視光通信は，電波の使用が制限される場所での通信を補間・補助する役割が期待される通信技術である．可視光通信はカメラで受信することが可能であることから，スマートフォンを用いることで容易に導入可能である．本研究では，スマートフォンに一般に搭載されるローリングシャッタカメラを用いた可視光通信に着目し，その課題である通信距離の拡大と移動性の提供について検討する．
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| Outline of Annual Research Achievements |
LEDを送信機に用いる可視光通信は，光源のある場所であればどこにでも通信機能を付加することができる．ポスト5G/6Gにおいて，可視光通信は，電波の使用が制限される場所での通信を補間・補助する役割が期待される通信技術である．可視光通信はカメラで受信することが可能であることから，スマートフォンを用いることで容易に導入可能である．本研究では，スマートフォンに一般に搭載されるローリングシャッタカメラを用いた可視光通信に着目する．ローリングシャッタ型可視光通信の課題として，通信距離が挙げられる．画像上でLED光源を捉えている行が情報をもつことから，所望の通信速度を達成するために十分な行数を投影できる通信距離を保つ必要がある．この性質から，LED 光源の投影面積が縮小する遠距離での通信が困難であり，また，移動により生じる投映面積の変化に柔軟に対応することができない．こうした課題は，ローリングシャッタ型可視光通信のサービス用途を制限してしまう．そこで本研究では，ローリングシャッタ型可視光通信の通信可能領域の拡大を目的とし，(1)重畳符号化を用いた通信距離の変化に柔軟な送受信手法および(2)複数カメラを用いた受信信号の選択/合成による通信距離の伸長を検討することで，その用途拡大を目指す．
令和4年度は，令和3年度に検討した重畳繰返し伝送において，多面的な実験評価を行いその有効性を確認した．また，複数カメラを用いた合成受信について検討し，従来の単眼カメラ受信と比較して通信性能を改善することを実験により示した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
ローリングシャッタ型可視光通信において，通信距離の変化に柔軟な送受信手法として重畳繰り返し伝送を検討し，屋内通信実験を行った．実験結果から，重畳符号化を用いた繰り返し伝送は，従来手法に対し，スループットを約200bps改善しつつ，通信距離を30cm拡大し，その有効性を確認した．また，複数カメラを用いた合成受信を検討し，従来の単眼カメラ受信に対して，通信誤りの改善を確認した．通信実験の結果，従来の単眼カメラ受信ではシンボル誤り率が10^-2-10^-3程度であったのに対し，複数カメラによる合成受信ではエラーフリーを達成した．
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| Strategy for Future Research Activity |
通信距離の変化に柔軟な重畳繰返し伝送について，これまでの検討では，2つのターゲット距離を設定してその範囲内におけるモビリティの提供を可能とした．今後は，各ターゲット距離の有効範囲拡大を図る．また，複数カメラを用いた受信手法については，これまで信号の選択/合成による通信性能の改善を確認したため，今後は選択/合成受信の比較および，多値パルス振幅変調に対する有効性を評価する．
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Report
(2 results)
Research Products
(4 results)
