2016 Fiscal Year Research-status Report
水中音響通信方式における耐ドップラーシフト頑健性の研究
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16K18099
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| Research Institution | Kitami Institute of Technology |
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Principal Investigator |
吉澤 真吾 北見工業大学, 工学部, 准教授 (20447080)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 水中音響通信 / OFDM / ドップラーシフト / リサンプリング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
水中音響通信は自律型無人潜水機(AUV)のデータ収集や遠隔制御などに利用されるが、通信環境によってはマルチパスやドップラーシフトの影響が強く、安定した通信を実現するにはこれらの対策が不可欠である。最近の水中音響通信は周波数利用効率の高い直交周波数分割多重方式(OFDM)が利用されている。OFDMはマルチパスに効果的であるが、ドップラーシフトが発生しているときは周波数方向に隣接する信号同士が干渉を受けやすく、通信特性が劣化する問題がある。従来のドップラーシフト対策ではドップラーシフト量に応じて受信信号をリサンプリングにより時間伸縮させて元の信号に戻す処理を行う。ただし、ドップラーシフト量が時間に応じて変動するばらつきが大きい場合には従来手法は不十分である。本研究ではドップラーシフトばらつきを考慮した並列構成リサンプリング処理を提案し、その有効性を検証した。提案法は複数のリサンプリングレートに対応したリサンプリング処理器とOFDM復調器を並列構成にして復号処理を行う。その復号データから誤り検出符号を用いて誤りのないデータを選択することで実ドップラーシフトに対するリサンプリングレートのミスマッチを極力抑えるようにする。本手法の有効性は実海域試験で検証している。実海域試験は北海道紋別市および沖縄県石垣市海域で実施し、送波器を船で牽引してドップラーシフトを発生させた状態で通信試験を行った。通信試験結果では提案法は従来法よりもビット誤り率が0になる通信フレームを2倍以上増やすことができた。
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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
計画通りにドップラーシフト対策技術の検討および実海域での実証試験を実施することができている。
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| Strategy for Future Research Activity |
ドップラーシフト対策手法の改良として、伝送レートを上げても通信品質を維持できる方法を検討し、1年目と同様に実海域試験により検証を行う予定である。
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| Causes of Carryover |
当初計画では水中音響通信試験装置で増幅器や高性能ハイドロフォンを購入する予定であったが、交付決定額では予算が不足していることが判明し、増幅器やハイドロフォン購入を見合わせて現行装置で対応することにした。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
より多くの試験データを取るため、海域試験を年1回から年2回の実施体制に変更し、その海域試験の旅費や試験準備の消耗品費に充てる予定である。
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