2019 Fiscal Year Research-status Report
High Power Efficiency Intensity Modulation for Simultaneous Wireless Information and Power Transfer in Underwater Visible Light Communications
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17K18143
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| Research Institution | Ibaraki University |
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Principal Investigator |
小澤 佑介 茨城大学, 理工学研究科(工学野), 助教 (20634215)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 可視光ワイヤレス給電通信 / 可視光通信 / 水中可視光通信 / ワイヤレス給電 / 水中無線通信 / 海中高速無線ネットワーク / 水中通信 / 海中通信 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題では、海中高速無線ネットワーク網を柔軟に構築するために、海中で用いるあらゆる情報収集用センサのバッテリレス化およびワイヤレス化の同時実現のための基礎理論構築を目的としている。この研究目的実現のために３つの課題、（A）海中可視光ワイヤレス給電システムの高電力効率化（H29年度課題）、（B）可視光ワイヤレス給電通信システムの高電力効率化（H30年度課題）、（C）可視光ワイヤレス給電通信システムのプロトタイプ制作（R01年度課題）の達成を目的としている。今年度は特に、昨年度課題（B）により判明した受光素子にソーラーパネル（SP）を使用した際に生じる（１）SPの低い周波数応答特性による通信速度の限界問題、（２）高SNR比によるSPの容量性増大による最大通信速度の劣化問題、を解決するために引き続き課題（B）に取り組んだ。成果として、送信機に複数波長（色）の発光素子を用いた波長多重型の海中可視光ワイヤレス給電通信を適用し、水中環境に応じた最適な信号点配置を用いることで通信性能を改善し、結果として通信速度の改善が可能であることを理論解析により確認した。さらに、受信機構成としてSPに加えフォトダイオード（PD）を同時に使用し、所望の通信性能・給電性能に応じてSP/PDを時間的・空間的に適応制御することで高SNR比による最大通信速度の劣化を軽減可能であることが確認できた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
研究計画においてR01年度課題は「可視光ワイヤレス給電通信システムのプロトタイプ制作」を予定していたが、R01年度はH30年度課題において判明した新たな問題（H30年度・R01年度研究実績の概要参照）を解決するために新たな変復調方式・システム構成の研究開発に取り組んだ。そのため、本来のR01年度課題の達成が遅れている。
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| Strategy for Future Research Activity |
上記の通り本研究課題の進捗状況は「やや遅れている」。そこで本研究課題の研究期間を延長し、R02年度はR01年度に取り組んだ「複数波長（色）の発光素子を用いた波長多重型の海中可視光ワイヤレス給電通信」の研究成果を基にプロトタイプ機製作に取り組み実験的評価を行う。さらに、この実験的評価結果からR01年度に作成した理論解析モデル・シミュレーションモデルの検証を行い、有用性のある基礎理論解析の構築を目指す。
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| Causes of Carryover |
成果発表を予定していた国際会議RISP NCSP2020(開催地:米国)が新型コロナウイルスの影響で開催中止となり、研究成果の発表が出来なかった 。これに加えて、同様の影響で研究が中断したこともあり次年度使用額が生じた。この次年度使用額は当初R01年度に予定していた研究成果の発表費用、およびプロトタイプ製作費用に使用する予定である。
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