2016 Fiscal Year Research-status Report
Bent型ZCZ符号を用いた高効率・高信頼CDMA方式に関する研究
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15K06068
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| Research Institution | Yamaguchi University |
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Principal Investigator |
松藤 信哉 山口大学, 創成科学研究科, 教授 (00173873)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松元 隆博 山口大学, 創成科学研究科, 准教授 (10304495)
井田 悠太 山口大学, 創成科学研究科, 助教 (20711229)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | ZCZ系列 / Bent関数 / ブロック符号化 / CDMA / 干渉除去 / 直交変換 / 無線ネットワーク / 高速移動体伝送 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目標は，複数移動ユニット間でネットワークを動的に結び、柔軟にニーズに対応できるような符号分割多元接続（CDMA）方式の最適設計である。これは、車車間ネットワークシステム等の高度道路情報システム（ITS）やロボットやドローン等の高度リモートコントロールへの応用等、今までに実現できず、断念せざるをえなかった応用に対して有効であるだろう。
本研究内容は、零相関領域(Zero Correlation Zone)を有するZCZ系列セット(ZCZ符号)を拡散符号と準同期方式および零相関領域を見かけ広がるようなブロック符号化方式を適用することにより、高速伝送に伴うマルチパスフェージング通信路 (超遅延)に対してもシンボル間干渉や他局間干渉は無く、同時伝送局数は最多となり、回路設計容易であるようなブロック符号化ZCZ-CDMAの構築である。本方式には、シングルキャリア伝送とマルチキャリア伝送に分けられ、各々の特徴を明確にし、適応性、最適性の観点から議論する必要がある。
同期ずれも含めて遅延波が想定より遅れたとしても耐干渉性に優れ，さらに，高速処理可能な送受信回路の設計容易性を兼ね備えることも大事である。その実現のために，アダマール変換（直交変換)上で全ての変換値の絶対値が一定となるZCZ 符号（以下， Bent 型ZCZ 符号と呼ぶ）の設計法を明確化し、また、その相関特性が全体的に低い（一般には零相関領域から外れた付近は高い相関特性を有す）ことが示された。また、ブロック符号化ZCZ-CDMAにおいて、想定外の超遅延波が表れたとしても、Bent型ZCZ符号を適用すると干渉への耐性が高いことを示した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
学科長、専攻長の仕事が平成27年度よりもさらに多忙となってしまい、研究を計画通り実施することが困難となってしまった。論文をまとめていく余裕がなく、学会、研究会に参加する時間も調整できなかった。平成28年9月に、IEEE Trans. Information Teoryにも論文を投稿しているが、まだ、査読結果を得ていない。しかし、現在、核となる理論的かつ新しいアイディアをまとめている最中であり、本年度にできるだけ論文誌への投稿の準備をしている。
それから、平成28年度からシステムソフトウエア（LabVIEW）による送受信回路を試作し、ソフトウエア無線機（USRP)を用いて有線上にて多重伝送実験を行い、検討しているが、パソコン上での処理速度の問題から、準同期方式での通信性能を評価ができないことが分かった。それゆえ、多重実験における性能評価および実現性を検討するために、新しく高速信号処理可能なFPGA付のUSRPを購入し、そのテストを行っているところである。
上記の理由から、想定していた以上に、研究計画にそって進むことができなかった。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成29年度は、今までに温めていたブロック符号化ZCZ-CDMAに関する研究内容をとりまとめ、数編を論文誌に投稿する予定である。特に、マルチキャリア伝送方式の送受信方式について議論する。これは、マルチパスの受信電力の大きさを考慮したレイク受信を可能とする方式であり、OFDMへの適用も検討する。さらには、シングルキャリア伝送との通信性能を比較し、全体的な総合評価を行う。
さらに、本格的に、社会人ドクターには、システムソフトウエアによりGPSを準同期方式に取り入れた送受信回路を試作してもらい、空間上での多重伝送実験を行う予定である。また、研究分担者 井田氏においても、回路試作と実験に取り組んでもらうことになった。そのために、処理時間の短縮を補うために、昨年購入したFPGAを搭載したソフトウエア無線機による通信実験を行い、実用化のめどをつけたい。また、そのための通信プロトコルの設計も確立したい。
研究室にある既存のソフトウエア無線機USRPで多重伝送実験を行うことは困難であることが分かったので、新しく発売された高速処理実現可能なFPGA付きソフトウエア無線機を少なくとも1台以上の購入を必要とした。そのために平成28年度では、出張旅費等も含む研究経費を極力抑え、大学の公費や企業からの助成金で何とか賄えることができた。平成29年度では、空間上での多重伝送実験を行う予定である。そのために、既に、電波を利用した実験のための資格等の準備を行っている。それから、国際会議や学会等に参加予定であり、既に論文を投稿している。
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| Causes of Carryover |
先にも述べたように、大学の仕事の比重が非常に大きくなり、出張等も都合つかない状況となった。また、既存のソフトウエア無線機(USRP)は、処理時間に問題のために多重伝送実験ができない状況であった。そのために、本年度の予定を変更し、FPGA付USRPを購入し、その動作確認をしている。来年度、通信実験を実施するために、同機種を少なくとも1台購入する必要がある。そのために、使用計画を変更せざるを得なくなった。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
現在、考えている設計で、送受信回路を試作し、動作確認を行う。その後に、通信実験、特に空間多重伝送実験を行う。そのために、もう一台、FPGA付USRPを購入し、通信性能や実用性を検討する。また、今までの研究内容をまとめ、国内外にて発表を行うとともに、論文をとりまとめ、学会誌に投稿する。
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Research Products
(16 results)
