2019 Fiscal Year Research-status Report
A study of broadband LED visible light communication systems for IoT
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18K04143
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
冨里 繁 岡山大学, 自然科学研究科, 准教授 (60362951)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
上原 一浩 岡山大学, 自然科学研究科, 教授 (10221798)
田野 哲 岡山大学, 自然科学研究科, 教授 (80378835)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | LED / 可視光通信 / 空間的並列信号伝送 / 非線形歪補償 / 高速信号伝送 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
可視光通信用LEDの非線形歪補償手法として，圧縮・伸長処理を行う非線形歪補償手法とプリディストーションとを組み合わせる提案手法について，実用的なシステムを想定したパラメータで有効性を検討することにより，受信レベルによらず線形化できることを明らかにした．
さらに，送信側の非線形歪補償で残留する非線形歪を，受信信号の仮判定結果から受信側でキャンセルする手法を提案し，送信側のプリディストーションと組み合わせることで，より効果的に非線形歪補償ができることを明らかにした．この提案手法を用いることにより，LEDにおける入力バックオフを2dBとした飽和領域で利用した場合でも，良好な受信特性が得られることを計算機シミュレーションにより明らかにした．
また，広帯域信号伝送時に問題となるLEDの周波数特性における振幅偏差について，送信電力制御と受信側の非線形歪補償により補償する手法を提案し，信号帯域内の偏差が12dBの信号に対して，その有効性を明らかにした．
LED可視光通信システムの広帯域化のため，複数のLED照明と同じ場所に配置した複数の受光素子を空間的に並列な信号伝送を行う手法を新たに提案した．また，提案手法の有効性を計算機シミュレーションにより評価し，その評価結果から，屋内の90%以上の地点で，複数のLED照明からの信号を同時に受信することが可能であることを示した．このことから，可視光通信においても空間的並列信号伝送が可能で，等価的に伝送信号を広帯域化できることを明らかにした．
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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
本研究課題の広帯域LED可視光通信システム構成法を確立する上で必要となる，可視光通信用の空間的並列信号伝送方法を新たに提案できた．また，提案手法の有効性を計算機シミュレーションにより評価し，その評価結果から，屋内の90%以上の地点で，可視光通信においても空間的並列信号伝送が可能であることを明らかにした．このことから，等価的に広帯域化できることを示すことができた．
次に，LEDの非線形性に起因する送信機の非線形歪を，提案する送受協調型の非線形歪補償方法により，従来の送信側か受信側の一方で行う非線形歪補償手法より効果的に線形化できることを示した．
また，広帯域信号伝送時に問題となるLEDの周波数特性における振幅偏差について，送信電力制御と受信側の非線形歪補償により補償する手法を提案し，その有効性を明らかにした．
以上の点から，計画していた研究内容を実施して有効な結果が得られており，研究課題はおおむね順調に進展していると考えられる
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| Strategy for Future Research Activity |
可視光通信用LEDの非線形歪補償手法として，送信側のプリディストーションと受信側の非線形歪キャンセラを組み合わせる提案手法について，実用的なシステム構成における有効性を検討し，伝送特性改善効果の評価を行う．
また，広帯域信号伝送時に問題となるLEDの周波数特性における振幅偏差の補償について，システム構成時のパラメータに合わせた評価を行い，実用的なシステムにおける有効性を評価する．また，受信状況に応じた送信電力制御を行う場合の伝送特性を評価する．
LED可視光通信における空間的並列信号伝送について，受信レベルに合わせて適応的に変調方式を選択する適応変調方式を適用した場合の伝送特性を評価する．また，受光素子ごとの受信レベルに応じて情報信号を送信するLED照明を受光素子ごとに適応的に選択する手法を提案し，その有効性を評価する．
さらに，実用的なシステム構成において，空間的並列信号伝送における信号伝送速度の高速化効果について評価し，その効果を定量的に明らかにする．
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| Causes of Carryover |
研究成果の学会発表について，一部の学会の開催が中止となったため，研究費が残ることとなった．この研究費は，次年度の研究成果の発表及び投稿に関する費用に加算して使用する．
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