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2020 Fiscal Year Annual Research Report

小型移動体群による海中IoT基盤構築に向けた長期間稼働可能な長距離高速同時通信

Research Project

Project/Area Number 19H02351
Research InstitutionUniversity of Tsukuba

Principal Investigator

海老原 格  筑波大学, システム情報系, 准教授 (80581602)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 若槻 尚斗  筑波大学, システム情報系, 准教授 (40294433)
水谷 孝一  筑波大学, システム情報系, 教授 (50241790)
円崎 祐貴  武蔵野大学, データサイエンス学部, 助教 (70716472)
Project Period (FY) 2019-04-01 – 2023-03-31
Keywords水中音響通信 / マルチパス / ドップラー / 音響レンズ
Outline of Annual Research Achievements

○マルチユーザ通信に適したミラーレンズ通信機の設計・評価
2020年度は,小型ミラーレンズ通信機を設計し,その性能をシミュレーションによって評価した.その結果,移動する通信相手を理想的に捕捉・追尾することができれば,既存通信機と比較して,信号電力を半減できることを明らかにした.一方,この仕組みは,機械的にレンズを通信相手に指向する必要があるため,複数の小型移動体と同時に通信するには,通信相手と同数のレンズを備えて,絶えず指向させ続ける必要があることも明らかになった.
そこで,マルチユーザ水中音響通信に適する広角複眼ミラーレンズを設計し,複数の通信相手と同時に通信できる仕組みを構築し,その性能をシミュレーションで明らかにした.その結果,広角複眼ミラーレンズ通信機は,複数のユーザと同時に通信してもユーザ間干渉の影響が小さく,十分な品質で通信出来ることを明らかにした.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

当初の計画通り,マルチユーザ水中音響通信に適する広角複眼ミラーレンズを設計し,複数の通信相手と同時に通信できる仕組みを構築し,その性能をシミュレーションで明らかにした.その結果,広角複眼ミラーレンズ通信機は,複数のユーザと同時に通信してもユーザ間干渉の影響が小さく,十分な品質で通信出来ることを明らかにした.

Strategy for Future Research Activity

今年度は,新型コロナウイルスの感染拡大の影響で,理論的な検討と,シミュレーションによる検討を主に行った.今後は,当初の計画通り,実験を通じて,小型ミラーレンズ通信機の有効性を,詳細に評価していく必要がある.

  • Research Products

    (11 results)

All 2021 2020 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 3 results) Presentation (7 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Int'l Joint Research] デルフト工科大学(オランダ)

    • Country Name
      NETHERLANDS
    • Counterpart Institution
      デルフト工科大学
  • [Journal Article] Design of a wide-angle compound eye acoustic lens system suitable for multi-user underwater acoustic communication2021

    • Author(s)
      Sato Yuji、Ebihara Tadashi、Mizutani Koichi、Wakatsuki Naoto
    • Journal Title

      Japanese Journal of Applied Physics

      Volume: 60 Pages: SDDF01~SDDF01

    • DOI

      10.35848/1347-4065/abf2a6

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Improvement of communication quality using compressed sensing in underwater acoustic communication system with orthogonal signal division multiplexing2020

    • Author(s)
      Tabata Yushi、Ebihara Tadashi、Ogasawara Hanako、Mizutani Koichi、Wakatsuki Naoto
    • Journal Title

      Japanese Journal of Applied Physics

      Volume: 59 Pages: SKKF04~SKKF04

    • DOI

      10.35848/1347-4065/ab8be5

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Underwater Acoustic Communication Using Multiple-Input?Multiple-Output Doppler-Resilient Orthogonal Signal Division Multiplexing2020

    • Author(s)
      Ebihara Tadashi、Ogasawara Hanako、Leus Geert
    • Journal Title

      IEEE Journal of Oceanic Engineering

      Volume: 45 Pages: 1594~1610

    • DOI

      10.1109/JOE.2019.2922094

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] 音響レンズを用いた水中通信における入射条件の影響2020

    • Author(s)
      田邊昭子,佐藤祐治,海老原格,若槻尚斗,水谷孝一
    • Organizer
      海洋音響学会2020年度研究発表会
  • [Presentation] 水中移動体通信における圧縮センシングを用いた通信路推定の最適パラメータ2020

    • Author(s)
      田端佑至,海老原格,小笠原英子,水谷孝一,若槻尚斗
    • Organizer
      海洋音響学会2020年度研究発表会
  • [Presentation] 音源方向推定技術を用いて対向させるパラボラ反射鏡を用いる水中音響通信シミュレーション2020

    • Author(s)
      茅根涼太郎,海老原格,水谷孝一,若槻尚斗
    • Organizer
      日本音響学会2020年秋季研究発表会
  • [Presentation] 複眼水中音響レンズの隔壁による性能向上2020

    • Author(s)
      佐藤裕治,海老原格,水谷孝一,若槻尚斗
    • Organizer
      第41回超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム
  • [Presentation] ガードバンドを超えるドップラーシフトが存在する環境下における水中音響通信2020

    • Author(s)
      田端佑至,海老原格,小笠原英子,水谷孝一,若槻尚斗
    • Organizer
      第41回超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム
  • [Presentation] エバネッセント波が生ずる楔の音波透過特性2020

    • Author(s)
      田邊昭子,佐藤祐治,海老原格,若槻尚斗,水谷孝一
    • Organizer
      第41回超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム
  • [Presentation] 水中音響通信の先端技術2020

    • Author(s)
      海老原 格
    • Organizer
      海洋音響学会第30回技術講習会
    • Invited

URL: 

Published: 2021-12-27  

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