2019 Fiscal Year Annual Research Report
Establishment of Bit Error Rate Improvement Methods for CDMA-QAM Transmission and Applications in Railway Systems
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17K18153
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| Research Institution | Nihon University |
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Principal Investigator |
望月 寛 日本大学, 理工学部, 准教授 (10434119)
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2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | CDMA / 直交符号 / QAM / 多値PSK / 鉄道信号システム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
現在，デジタルATC(自動列車制御)システムなどに代表される鉄道信号システムの多情報化を実現するためにCDMA-QAM伝送方式が提案されている．本研究では，そのビット誤り率特性向上を目的として，CDMAで用いられている直交符号の相関特性を利用した誤り訂正機能の実現，およびCDMA多重化信号の振幅分布の不均一性に注目した最適なQAMのシンボル配置の検討を行った．
まず，先行研究で示された雑音の影響を受ける前後のシンボルのノルム計算が複数ビット誤りに対してどのような特性になるかを検討した結果，CDMA多元接続数64に対して4ビットまで線形のノルム特性が得られることを確認した．したがって，1 ビットずつ訂正しノルム値がしきい値以下になるまで繰り返す手法を採用することによって3ビットまでの誤り訂正が可能であることを明らかにした．また，CDMA-QAM伝送方式においてCDMAの拡散変調後の振幅分布が不均一な分布になることを利用するとともに， CDMAの元の1つに平衡ビットを与えることで，拡散変調後の振幅が割り当てられていた64QAMのシンボル数を1/4の16QAMにできることを明らかにした．
これらのことを踏まえて，実際に雑音を与えた際のビット誤り率特性を計算機シミュレーションにより評価した．その結果，CDMA多元接続数64の1回の伝送に対して数ビット誤りが発生するような雑音環境下において，提案手法のビット誤り率特性が向上しており，本手法の有効性が明らかとなった．
以上，CDMA-QAM伝送方式に対して検討を行ってきたが，先の研究成果によってQAMのシンボル数を16に削減することを可能としたため，QAMの代わりに振幅成分を持たない多値PSKを採用したCDMA-16PSK伝送方式についてもあわせて検討し，計算機シミュレーションによって適用できる可能性があることを明らかにした．
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