2019 Fiscal Year Research-status Report
車載センサネットワークにおける微弱信号検出技術に関する研究
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18K04157
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| Research Institution | Toyota Central R&D Lab., Inc. |
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Principal Investigator |
田中 宏哉 株式会社豊田中央研究所, 戦略先端研究領域 ナノセンシングプログラム, --- (00524646)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
羽多野 裕之 三重大学, 工学研究科, 准教授 (40402531)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 確率共鳴 / 通信 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
今年度は、以下の二点に取り組んだ。
(1) これまでに本研究では、干渉信号を用いて確率共鳴現象を発生させ、微弱な信号を検出する手法を提案してきた。今年度は、受信端末の周辺に配置した端末から送られる干渉信号を用いた受信端末の感度向上手法について、振幅変調および位相変調での効果を通信容量の観点から検証した。その結果、本手法の通信容量を明らかにした。これより、近年注目されているIoT（Internet of Things）やウェアラブル通信などの次世代の通信システムへ提案手法を適応する際の、設計指針を与えることができた。
(2) Received Signal Strength Indicator（RSSI）は無線通信端末での受信信号の強度を示す指標である。RSSIは、主に無線LANやBluetoothで、端末位置の測位や送信範囲の制御などの目的で利用されている。RSSIから得られる受信信号強度は、受信信号電圧をA/D変換することで得られる。そのためRSSIから得られる受信信号強度は離散値となり、その分解能はA/D変換器の性能に依存する。確率共鳴現象の応用例として、Dither法がある。Dither法は、ゆらぎを観測データに追加することで、誤差を周囲のデータに拡散し、推定精度を向上する手法である。通信分野では、これまでに、1bit A/D変換による多レベル信号の復調などが報告されており、RSSIを用いた測位技術においても確率共鳴現象を用いることで高精度化が可能であると予想される。今年度は、RSSIを用いた測距技術を対象に、干渉信号を用いた確率共鳴現象により得られる測距精度の向上効果を数値解析から明らかにした。
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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
受信機の周辺に配置した端末から送られる干渉信号を用いた受信端末の感度向上手法について、振幅変調および位相変調での効果を検証した。この結果は、IEEE Transactions on Vehicular Technologyに掲載された。
また、RSSIを用いた測距手法での、干渉波を用いたDither法による距離推定精度の向上手法について、RSSIの分解能とサンプル数に注目し、それらが推定精度に及ぼす影響を調査した。分解能が悪い場合でも、サンプル数を増やすことで推定精度が向上することがわかった。これは、安価なA/D変換器を用いたRSSI検出器であっても、Dither法により測位性能を向上できることを示唆している。この結果は、2020年3月に開催された電子情報通信学会 総合大会にて報告された。
以上の理由より、本研究課題はおおむね順調に進捗していると思われる。
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| Strategy for Future Research Activity |
RSSIを用いた測距手法での、干渉波を用いたDither法による距離推定精度の向上効果について、以下の二点を中心に検討する。
(1) 昨年度までの検討から、RSSI値を振幅値に変換することで距離推定の際に用いる確率密度関数に歪が生じ、推定誤差の原因となることが分かった。確率密度関数の推定手法を改良することで誤差の低減を目指す。
(2) 伝搬モデルや使用する端末数などについて、より実際に即したパラメータを用いて測位性能を評価する。結果を従来手法と比較することで、干渉波を用いたDither法による測位手法の有用性を明らかにする。
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| Causes of Carryover |
当該年度に予定していた国際会議での発表を次年度に延期したため未使用の経費が生じた。残額は次年度の国際会議への参加費に使用する。また、次年度分として請求した助成金は、本研究課題開始時の予定通り使用する。
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