2017 Fiscal Year Research-status Report
OFDMベースバンド伝送方式を活用した無線ネットワークの広域化・低消費電力化
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17K00122
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| Research Institution | Shinshu University |
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Principal Investigator |
笹森 文仁 信州大学, 学術研究院工学系, 教授 (70298090)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | ＯＦＤＭ / センサーネットワーク / 広域化 / 長寿命化 / 低消費電力化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
初年度は，無線ネットワークの広域化・長寿命化（低消費電力化）が見込めるスペクトル拡散方式（M-ary SS方式）に着目し，同方式をOFDMベースバンド伝送方式に適用したときの電力利用効率の特性について検討した．
まず，M-ary SS/OFDM方式のコンピュータシミュレーションプログラムを作成した．具体的には，M-ary SS方式の送受信処理，すなわち，送信側で情報ビット列に応じたユニークな拡散符号（直交符号）を選択・送信し，受信側で全ての直交符号に対する相関処理後に最大値を検出して情報ビット列を復元する処理をOFDM変復調処理に応用して組み込んだ．また，無線回線における様々なフェージング状態を模擬できる仲上-mフェージングシミュレータを準備し，M-ary SS/OFDM方式における電力利用効率の特性を取得・解析するための計算機シミュレーションを実施できる環境を整えた．
一方，実機を用いた実験的検討として，可視光伝送系を想定して距離対スループット特性を取得・評価した．その結果，ダイバーシチ技術を適用したOFDM方式と比較して，同一の伝送レートを保ちながら伝送距離を約1.2倍延ばせることを確認し，国際会議 International Conference on ICT Convergence (ICTC) 2017 で発表した．
さらに，可視光伝送系だけでなく，ステレオFM伝送系や超音波伝送系を用いる実験の準備を進めた．センサネットワークを視野に入れた送受信端末として，マイコン開発ボードやシングルボードコンピュータにM-ary SS/OFDM信号処理を実装する環境を整えた．OFDMベースバンド信号処理の選択肢を増やすことを目的として，FFTではなくWavelet変換を用いた-OFDM方式（Wavelet-OFDM方式）を用いる準備も進めた．
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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
当初の計画のうち，平成29年度に実施する予定が実際には実施できなかった検討事項がある一方で，平成30年度に実施する予定の検討項目を前倒しで実施したものもある．具体的には，平成29年度に実施できなかった事項は「様々なフェージング環境を想定した計算機シミュレーションによる電力利用効率特性の取得・解析」である．一方，前倒しで実施した事項は「回線利用効率に関するコンピュータシミュレーションプログラムの作成」および「マイコン開発ボードやシングルボードコンピュータへの実装」である．上記の理由により，トータルとして「おおむね順調に進展している」と自己評価した．
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| Strategy for Future Research Activity |
まずは当初の計画で平成29年度と平成30年度において実施予定としていた検討事項を中心に進める．具体的には，研究代表者らが過去に提案したディジタル変調の多値化方法をM-ary SS/OFDM方式に適用し，電力利用効率だけでなく回線利用効率とのバランスも考慮に入れながら，コンピュータシミュレーションを用いて伝送特性を取得・解析する．その結果を基に，提案方式全体の設計方針を決定する．
次に，コンピュータシミュレーションで得られた提案方式の効果を実機を用いて実証する．実証実験の際には可視光伝送系，ステレオFM伝送系，超音波伝送系の3種類の無線回線を活用する．送受信端末として，サイバーフィジカルシステム（CPS）やモノのインターネット（IoT）を視野に入れ，なるべく低価格・小型でかつ相応の計算処理能力のあるマイコン開発ボードを選定して実装する．
さらに，平成31年度で実施予定の検討事項についても前倒しでできるか検討する．特に，研究が当初計画通りに進まなかった場合の対応のうち，誤り訂正符号化については平成29年度の検討で可能性が確認できたため，本格的に検討を進める．
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Research Products
(6 results)
