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Channel Sounding and Channel Simulation Techniques of Doubly Selective Channel Environments for Underwater Acoustic Communications

Research Project

Project/Area Number 22K04095
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 InstitutionRitsumeikan University

Principal Investigator

久保 博嗣  立命館大学, 理工学部, 教授 (40633243)

Project Period (FY) 2022-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Keywords通信方式 / 変復調 / 伝搬解析 / 水中音響通信 / シミュレーション
Outline of Research at the Start

本研究では,水中音響通信において問題となる二重選択性伝搬環境を,計測・模擬する技術を検討する.水中音響通信では通信技術と同様,厳しい二重選択性に対応可能な伝搬路計測・模擬技術の確立が必須となる.本研究の狙いは,二重選択性が厳しい水中音響通信にて伝搬路を計測し,この計測値を用いて伝搬路を模擬する技術を確立することである.具体的な数値目標は,従来と比較して十倍以上厳しい二重選択性伝搬環境への対応を可能とすることである.本研究では,伝搬路計測を,瞬時ドップラーシフト計測とインパルス応答の時間変動計測の2ステップで実施し,これら計測結果をもとに伝送路を模擬することで,上記数値目標を達成する.

Outline of Annual Research Achievements

本研究では,水中音響通信において問題となる二重選択性伝搬環境を,計測・模擬する技術を検討する.水中音響通信では通信技術と同様,厳しい二重選択性に対応可能な伝搬路計測・模擬技術の確立が必須となる.本研究の狙いは,二重選択性が厳しい水中音響通信にて伝搬路を計測し,この計測値を用いて伝搬路を模擬する技術を確立することである.具体的な数値目標は,従来と比較して十倍以上厳しい二重選択性伝搬環境への対応を可能とすることである.本研究では,伝搬路計測を,瞬時ドップラーシフト計測とインパルス応答の時間変動計測の2ステップで実施し,これら計測結果をもとに伝送路を模擬することで,上記数値目標を達成する.
本研究では,厳しい二重選択性環境となる移動時の水中音響通信の研究開発において,(a)二重選択性伝搬路の計測(チャネルサウンダ),(b)海洋移動環境の伝搬路模擬(チャネルシミュレータ),の2点に関して研究を実施する.ここで,上記(a)は,(a1)瞬時ドップラーシフトの計測と(a2)時変インパルス応答の計測という2つの課題に分割して議論する.
令和5年度は,上記(a2)に関して,インパルス応答の時間変動計測の研究を実施した.具体的には,インパルス応答計測において,標本化周期を制御するリサンプラを複数準備し,最適なリサンプラの出力に対応するインパルス応答を出力する技術を開発した.その結果,本研究成果により,従来より十倍以上厳しい二重選択性伝搬環境にてインパルス応答計測が可能なことを確認した.更に,上記(b)の海洋移動環境の伝搬路模擬(チャネルシミュレータ)に関する検討にも着手した.
なお,上記成果にもとづき,査読付き論文が2件掲載され,学会発表を13件実施した(内招待講演は1件,奨励講演は1件)

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

計画通りに進捗している.
研究実績の概要に記載の通り,当初の計画に則り,インパルス応答の時間変動計測の研究にて目標を達成している.
令和5年度成果のインパルス応答の時間変動計測の研究は,今後も継続して検討を実施する.他方,令和6年度成果予定の海洋移動環境の伝搬路模擬(チャネルシミュレータ)の検討にも着手した.

Strategy for Future Research Activity

令和6年度は,上記(b)のために,チャネルサウンダを活用した海洋移動環境シミュレータ構築のための研究を実施する.本研究により,チャネルシミュレータにて実際の海洋移動環境に近い性能評価が可能なことを確認する.具体的には,⑤海洋環境オフラインチャネルサウンダと⑥海洋移動環境チャネルシミュレータに関する研究を実施する.上記⑤では,実海洋環境で実験計測することで,海洋移動環境チャネルパラメータを抽出する.上記⑥では,海洋移動環境チャネルパラメータをもとに,計算機にて海洋移動環境を模擬するチャネルシミュレータを作成する.

Report

(2 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • Research Products

    (25 results)

All 2024 2023 2022 Other

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (22 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 3 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] A Channel Sounder for Severe Doubly-Selective Channels of Underwater Acoustic Communications2024

    • Author(s)
      橋本宏一, 藤田太一, 吉村拓真, 久保博嗣
    • Journal Title

      電子情報通信学会論文誌B 通信

      Volume: J107-B Issue: 3 Pages: 164-175

    • DOI

      10.14923/transcomj.2023GWT0002

    • ISSN
      1881-0209
    • Year and Date
      2024-03-01
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Differential OFDM for Severe Doubly-Selective Channels of Underwater Acoustic Communications2024

    • Author(s)
      藤田太一, 橋本宏一, 吉村拓真, 久保博嗣
    • Journal Title

      電子情報通信学会論文誌B 通信

      Volume: J107-B Issue: 3 Pages: 176-189

    • DOI

      10.14923/transcomj.2023GWT0003

    • ISSN
      1881-0209
    • Year and Date
      2024-03-01
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 水中音響通信に有効なチャネルサウンダの浅海実験結果2024

    • Author(s)
      橋本宏一, 藤田太一, 吉村拓真, 久保博嗣
    • Organizer
      2023年電子情報通信学会技術研究報告 (無線通信システム)
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 水中音響通信に有効な差動OFDMの浅海実験結果2024

    • Author(s)
      藤田太一, 橋本宏一, 吉村拓真, 久保博嗣
    • Organizer
      2023年電子情報通信学会技術研究報告 (無線通信システム)
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 簡易な浅海チャネルモデルによる二重選択性水中音響伝搬環境評価2024

    • Author(s)
      國松彩乃, 下村崇碩, 橋本宏一, 藤田太一, 久保博嗣
    • Organizer
      2023年電子情報通信学会二種研 水中無線技術研究会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 広帯域音響チャネル計測に適した音響通信用広帯域差動OFDM2024

    • Author(s)
      下村崇碩, 橋本宏一, 藤田太一, 久保博嗣
    • Organizer
      2023年電子情報通信学会二種研 水中無線技術研究会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 水中音響通信のためのテーブル選択を用いたOFDM伝送方式2024

    • Author(s)
      吉村拓真, 藤田太一, 久保博嗣
    • Organizer
      2023年電子情報通信学会二種研 水中無線技術研究会
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      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 水中音響通信のための差動OFDM用ソフトウェアモデムの浅海実験評価2024

    • Author(s)
      藤田太一, 橋本宏一, 吉村拓真, 久保博嗣
    • Organizer
      2023年電子情報通信学会二種研 水中無線技術研究会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 広帯域音響チャネル計測に適した音響通信用広帯域差動OFDM2024

    • Author(s)
      下村崇碩, 橋本宏一, 藤田太一, 久保博嗣
    • Organizer
      2024年電子情報通信学会総合大会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] DSTBC-OFDMのための伝送路予測判定帰還多重遅延検波2024

    • Author(s)
      川部祐介, 藤田太一, 久保博嗣
    • Organizer
      2024年電子情報通信学会総合大会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 差動OFDMの浅海水中音響通信実験における性能改善に関する検討2024

    • Author(s)
      藤田太一, 下村崇碩, 橋本宏一, 吉村拓真, 久保博嗣
    • Organizer
      2023年電子情報通信学会技術研究報告 (無線通信システム)
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      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 浅海水中音響通信のための簡易チャネルシミュレータと簡易チャネルパラメータ評価手法2024

    • Author(s)
      橋本宏一, 有田英司, 下村崇碩, 國松彩乃, 藤田太一, 久保博嗣
    • Organizer
      2023年電子情報通信学会技術研究報告 (無線通信システム)
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 水中音響通信の厳しい二重選択性を模擬するチャネルシミュレータ2023

    • Author(s)
      橋本宏一, 藤田太一, 久保博嗣
    • Organizer
      2023年電子情報通信学会ソサイエティ大会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 水中音響通信に有効な差動OFDMとその浅海実験結果2023

    • Author(s)
      久保博嗣, 藤田太一, 橋本宏一,吉村拓真
    • Organizer
      2023年電子情報通信学会技術研究報告 (無線通信システム)
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 水中音響通信に有効なチャネルサウンダとその浅海実験結果2023

    • Author(s)
      久保博嗣, 橋本宏一, 藤田太一, 吉村拓真
    • Organizer
      2023年電子情報通信学会二種研 水中無線技術研究会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] Performance comparison of differential OFDM employing multiple differential detection for underwater acoustic communications2023

    • Author(s)
      T. Fujita and H. Kubo
    • Organizer
      Symposium on Underwater Technology 2023 (UT23)
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 水中音響通信のための並列blindリサンプラ選択を用いた差動OFDM2023

    • Author(s)
      藤田太一, 久保博嗣
    • Organizer
      電子情報通信学会 無線通信システム研究会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 多重開ループ周波数推定による時変ドップラーシフト計測法2023

    • Author(s)
      有田英司, 久保博嗣
    • Organizer
      電子情報通信学会 総合大会
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      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 水中音響通信用のcoherent OFDMとdifferential OFDMの比較検討2023

    • Author(s)
      吉村拓真, 藤田太一, 樹田行弘, 出口充康, 志村拓也, 久保博嗣
    • Organizer
      電子情報通信学会 総合大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 水中音響通信に有効な並列ブラインド復調方式を用いた差動OFDM2022

    • Author(s)
      藤田太一, 久保博嗣
    • Organizer
      電子情報通信学会 ソサイエティ大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 並列ブラインドリサンプラ選択による三次元チャネルサウンド2022

    • Author(s)
      橋本宏一, 久保博嗣
    • Organizer
      電子情報通信学会 ソサイエティ大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 水中音響通信の厳しい二重選択性伝搬環境に有効なチャネルサウンダ2022

    • Author(s)
      久保博嗣, 橋本宏一, 藤田太一, 吉村拓真
    • Organizer
      電子情報通信学会 無線通信システム研究会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 水中音響通信の厳しい二重選択性伝搬環境に有効な差動OFDM2022

    • Author(s)
      久保博嗣, 藤田太一, 橋本宏一,吉村拓真
    • Organizer
      電子情報通信学会 無線通信システム研究会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] [依頼講演]水中音響通信の厳しい二重選択性伝搬環境に有効な無線伝送方式に関する一検討2022

    • Author(s)
      久保博嗣, 藤田太一, 橋本宏一,吉村拓真
    • Organizer
      電子情報通信学会 無線通信システム研究会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Invited
  • [Remarks] 水中音響通信に関する研究成果

    • URL

      https://www.ritsumei.ac.jp/~kubohiro/wspl-uwac.pdf

    • Related Report
      2022 Research-status Report

URL: 

Published: 2022-04-19   Modified: 2024-12-25  

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