2022 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
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19H02351
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
海老原 格 筑波大学, システム情報系, 准教授 (80581602)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
若槻 尚斗 筑波大学, システム情報系, 教授 (40294433)
水谷 孝一 筑波大学, システム情報系, 研究員 (50241790)
円崎 祐貴 武蔵野大学, データサイエンス学部, 助教 (70716472)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 水中音響通信 / マルチパス / 音響レンズ / ドップラー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
○音響反射鏡を用いた水中音響通信の性能評価：多重反射の影響が顕著な環境において，音響反射鏡を有する通信機を用いた際の音響通信の性能をシミュレーションで評価した．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，通信に必要な信号電力を削減できることを明らかにした．また，これまでの反射鏡は凹形状であったが，水中移動体の形状に適合させるため，任意の凸形状の入射面を持つシュミットカメラを最適化手法により設計した．そして，入射面が任意の凸形状の補正板を用いるシュミットカメラが設計できること，入射面の傾角が大きいほど，広い画角を得られる可能性があることを示した．
○マルチユーザ通信に適した音響レンズの設計・評価：水中音響レンズは，音波が境界面に臨界角を超えて入射すると全反射が起こり，画角が制限される．この問題を解決するために，エバネッセント場を利用する，臨界角を超える画角を持つ薄型レンズを設計した．
○多重反射とドップラーの影響に頑健な通信方式の設計および実験での性能評価：水中音響通信は大きな遅延広がりととドップラー広がりを有している．それらに頑健な通信方式が提案されているが，水中通信路のモデルと実態の誤差が通信品質のさらなる向上の妨げとなっていた．そこで，水中通信方式の一つであるD-OSDMに，複数のトランスデューサを用いるMIMOを適用し，さらに，圧縮センシングを組み合わせることで，通信品質の改善を試みた．そして，シミュレーションと実験により，通信品質を向上させることができることを明らかにした．
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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