2020 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 – 2022-03-31
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| Keywords | 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，受信状況に応じて圧縮・伸長処理の関数を適応的に変更する手法を新たに提案し，その有効性を明らかにした．評価結果から，変調方式により効果が異なり，16QAMと64QAMで受信特性改善効果が高いことを明らかにした．
次に，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繰り返し処理でキャンセルする送受協調非線形歪補償手法について，受信状況に応じて繰り返し回数を変える手法を検討し，その時の計算量削減効果を明らかにした．評価結果から，送受協調することにより，繰り返し処理回数を256QAMでも3回程度に抑えることが可能となり，実用的な計算量で処理可能なことを明らかにした．
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，送信側の振幅偏差補償とその補償により発生する非線形歪を受信側の繰り返しキャンセラで補償する手法を提案し，その有効性を明らかにした．評価結果から，非線形歪を効果的に補償できるため，周波数特性における振幅偏差の補償範囲を拡大できることを示した．
さらに，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提案手法について，その有効性を実際の屋内の部屋を想定した条件で計算機シミュレーションにより評価した．評価結果から，受光素子の設置角度の調整により，屋内のほぼ100%の場所で並列伝送が可能で，4系列の信号を並列化可能であることを示した．このことから，LED照明を用いた可視光通信においても空間的並列化することが可能で，等価的に伝送信号を高速・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について，実際の室内を想定した条件で実現性を明らかにした．このことから，等価的に信号伝送の高速・広帯域化が可能であ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，実用的な計算量で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，受信側の非線形歪補償と組み合わせた手法を提案し，その有効性を明らかにできた．
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，研究課題の研究はおおむね順調に進展していると考えられる．ただし，新型コロナウィルスによる感染症の広がりにより，研究成果の学会等への発表に関して不十分な点がある．このため，このような点について，延長した研究期間に実施する．
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| Strategy for Future Research Activity |
感染症の広がりにより一部の学会の開催が中止となったため，研究成果の学会発表について前年度に十分行えていない．これらの学会発表と研究成果の論文化のための論文投稿を行う．また，これらの研究成果の外部発表に対応して，提案手法とその有効性について整理し，研究成果のまとめを行う．
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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の一部として使用する．
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