• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to previous page

A Study on hyper-multiplexed Radio over Fiber transmission using wavelength and spatial multiplexing

Research Project

Project/Area Number 23K20934
Project/Area Number (Other) 21H01331 (2021-2023)
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeMulti-year Fund (2024)
Single-year Grants (2021-2023)
Section一般
Review Section Basic Section 21020:Communication and network engineering-related
Research InstitutionTokyo University of Science

Principal Investigator

前田 譲治  東京理科大学, 創域理工学部電気電子情報工学科, 教授 (10256670)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 高野 勝美  山形大学, 大学院理工学研究科, 教授 (60302303)
Kariyawasam Amila  九州大学, システム情報科学研究院, 助教 (90801192)
Project Period (FY) 2021-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2024)
Budget Amount *help
¥17,290,000 (Direct Cost: ¥13,300,000、Indirect Cost: ¥3,990,000)
Fiscal Year 2024: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
Fiscal Year 2023: ¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2021: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Keywords光ファイバ / 無線システム / マイクロ波 / 波長多重 / 空間多重 / 光ファイバ無線 / 光単側波帯信号 / 光空間多重 / MIMO
Outline of Research at the Start

5G/6G 無線ネットワークでは、多入力多出力伝送実現のために基地局に多数のアンテナが配置され、それぞれに高度な制御が要求されている。本研究では、基地局で使用する多数のアンテナをアナログ光ファイバ無線によるリモートアンテナによって構成し、極めて簡素な基地局を実現することを目的として、波長・空間の多重化方式を併用して高次の多重化を行う方式を検討する。光単側波帯変調による波長帯域の高効率利用とモード多重により、1 本のファイバで 1 つの基地局分のリモートアンテナを収容することを目指す。

Outline of Annual Research Achievements

高密度波長多重およびファイバのモード多重を併用したアナログ光ファイバ無線 (A-RoF) システムの原理確認を試みる。モードの異なるチャネルに多入力多出力 (MIMO) 伝送による同一の無線送受信グループを割り当て、無線受信機のMIMO処理でモード間クロストークを等化する。またファイバの波長分散によるフェージングを回避するため、搬送波付き光単側波帯 (OSSB+C) 信号を生成して伝送に用いる。
2023年度は、光直交変調器の直流バイアス点の相違による変調歪特性の変化を詳細に調査した。また直流バイアスを自動制御するコントローラを導入し、安定したOSSB+C信号の生成を実現した。また、2022年度に購入したモード多重・分離装置のクロストーク特性を詳細に調査した。
・光直交変調器を用いた搬送波付き光単側波帯信号生成における変調歪の調査:光直交変調器を用いたOSSB+C信号の生成にあたり、変調歪の影響を小さくできるバイアス点を実験を通じて調べた。この結果、搬送波を同相成分にのみ重畳する方法が低歪な信号を生成できること、また伝送時に生じるペナルティも小さくなることが明らかになった。
・光直交変調器の直流バイアスの自動制御による光単側波帯信号の安定生成:ニオブ酸リチウムを使用した光直交変調器では変調曲線が時間的に変動する。そこで2023年度には直流バイアスを自動制御するコントローラを導入し、側波帯抑圧特性の長時間安定化を試みたところ、長時間にわたって安定した動作を実現した。
・少数モードファイバのモード多重・分離装置によるモード間クロストークの詳細:モードの多重装置の入射側ピグテイルにおける偏波状態を変化させた際に生じる分離側におけるクロストークを詳細に調べた。この結果、モード群の間のクロストークは比較的小さいが、各モード群内では極めて強い結合が生じることを確認した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

本研究の最終目標である、A-RoFの波長・モード分割多重によるマイクロ波帯MIMOチャネルの収容システムの構築とその伝送特性の評価に必要な準備は以下の通りである。
1. マイクロ波帯2x2MIMO送受信システムの構築 2. 他チャネルを模擬するオフライン送受信システム 3. OSSB+C信号の低歪かつ安定した生成 4. 波長多重合分波器の導入と特性評価 5. 少数モードファイバとモード合分波器の導入と特性評価
このうち2022年度までに 2, 4 は完了している。2023年度には、1 のアップコンバート部の改良と 3 の詳細の詰め、ならびに 5 の基礎的検討を行った。この結果、マイクロ波の送受信部および光直交変調器の駆動部などの不安定要素を排除することができた。また、モード合分波器の基本特性が実験により明らかになり、最終年度の総合実験に向けた準備が整った。以上より、進捗はおおむね順調と考えている。

Strategy for Future Research Activity

最終年度の総合実験では、a. 2x2 MIMO無線チャネルのOSSB+C信号によるA-RoFへの収容 b. 少数モードファイバ内のモード間クロストークのA-RoF伝送への影響の調査 c. ファイバのモード多重による2x2 MIMO無線チャネルの収容可能性の検討 を順に行う。
a. の実現に向け、特性の揃った1対のOSSB+C信号生成システムを構築する。専用のケーブル配線を用いて2つのチャネルの対称性を向上するなど、実装面でのチューニングを高精度に行う。
b. では、モード群間のクロストークの影響を調べる。昨年度の研究により、同一モード群内では極めて大きい結合が生じることがわかった。そこで、異なるA-RoFチャネルを異なるモード群に収容した際に生じる、モード間クロストークによるペナルティを調べる。
c. では、異なるモード群に2つのMIMO空間ストリームを収容した場合と、同一のモード群に属する2つのモードに収容した場合を検討し、それぞれの伝送特性を詳細に調べる。

Report

(3 results)
  • 2023 Annual Research Report
  • 2022 Annual Research Report
  • 2021 Annual Research Report
  • Research Products

    (14 results)

All 2024 2023 2022 2021

All Journal Article (2 results) Presentation (12 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] アナログ光ファイバ無線の偏波多重に関する実験的検討2021

    • Author(s)
      中村 容・カーリヤワサム アミラ・前田譲治
    • Journal Title

      電子情報通信学会技術研究報告

      Volume: 121, no. 75 Pages: 15-19

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Journal Article] アナログ光ファイバ無線における自己位相変調による分散誘起フェージング補償に関する実験的検討2021

    • Author(s)
      奥主健人・カーリヤワサム アミラ・前田譲治
    • Journal Title

      電子情報通信学会技術研究報告

      Volume: 121, no. 251 Pages: 21-26

    • NAID

      40022768886

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 数モードファイバの光ファイバ無線伝送への応用に関する検討~モード合波器への入射偏波に対する合分波特性の変化 ~2024

    • Author(s)
      梅雨軒, 竹島大貴, 前田譲治
    • Organizer
      電子情報通信学会2024年総合大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 光残留側波帯変調の円状信号軌跡を利用した光QPSK信号の変調スペクトル2024

    • Author(s)
      片山涼雅,高野勝美
    • Organizer
      応用物理学会令和6年東北地区若手研究者研究発表会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 光直交変調器を用いた搬送波付き光単側波帯信号生成手法の比較2023

    • Author(s)
      髙橋優輝, 前田譲治
    • Organizer
      電子情報通信学会2023年ソサイエティ大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 電界吸収型変調器と位相変調器の縦続接続によるOSSB信号の生成2023

    • Author(s)
      浅野智哉・前田譲治・Amila Kariyawasam
    • Organizer
      電子情報通信学会2023年総合大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] DP-IQ変調器と偏波干渉計を用いたOSSB+C信号送信機の検討2023

    • Author(s)
      鈴木優介・藤嶋宏典・カーリヤワサム アミラ・前田譲治
    • Organizer
      電子情報通信学会2023年総合大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] Evaluation of Nonlinear Phase Shift Mitigating Dispersion-Induced Fading in Radio-over-Fiber Link2022

    • Author(s)
      Kento Okunushi, Amila Kariyawasam, and Joji Maeda
    • Organizer
      15th Pacific Rim Conference on Lasers and Electro-Optics (CLEO-PR2022)
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] An Experimental Study on the Effect of Modulation Distortion on DDMZM Based OSSB+C Signal Generation2022

    • Author(s)
      Yusuke Suzuki, Ryo Okajima, Amila Kariyawasam, and Joji Maeda
    • Organizer
      15th Pacific Rim Conference on Lasers and Electro-Optics (CLEO-PR2022)
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Effect of Chromatic Dispersion on Modulator Distortion in Analogue Radio-over-Fiber System Employing Electrical Pre-Distortion2022

    • Author(s)
      Kosuke Fujishima, Amila Kariyawasam, Joji Maeda
    • Organizer
      2022 International Conference on Emerging Technologies for Communications
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Evaluation of Nonlinear Phase Shift Mitigating Dispersion-Induced Fading in Radio-over-Fiber Link2022

    • Author(s)
      Kento Okunushi, Amila Kariyawasam, Joji Maeda
    • Organizer
      The 15th Pacific Rim Conference on Lasers and Electro-Optics
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] An Experimental Study on the Effect of Modulation Distortion on DDMZM Based OSSB+C Signal Generation2022

    • Author(s)
      Yusuke Suzuki, Ryo Okajima, Amila Kariyawasam, Joji Maeda
    • Organizer
      The 15th Pacific Rim Conference on Lasers and Electro-Optics
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 搬送波抑圧光単側波帯変調技術とその展開2022

    • Author(s)
      高野勝美・カーリヤワサム アミラ
    • Organizer
      レーザー学会講演会第42回年次大会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Overcoming Chromatic Dispersion Effects in Radio over Fiber System Using Optical Vestigial Sideband plus Carrier Signal2021

    • Author(s)
      Yusuke Suzuki, Amila Kariyawasam, Joji Maeda
    • Organizer
      2021 International Conference on Emerging Technologies for Communications
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2021-04-28   Modified: 2024-12-25  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi