高次・高安定・可変位相補償器の最適設計と高品質通信の実現

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K04379
• Research Institution: Toho University
• Principal Investigator: 伊藤 登 東邦大学, 理学部, 教授 (00237041)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 通信波形 / 非線形位相 / 全域通過 / 位相補償器 / 縦続型

Outline of Annual Research Achievements

ディジタル通信においては、通信路の位相特性は極めて重要である。もし通信路は非線形位相特性をもつならば、通信信号の波形が歪められ、波形歪みが生じ、通信信号の波形が変形されてしまう。従って、通信信号の波形を保つため、ディジタル通信路の位相特性を線形化しなければならない。本研究では、このような波形歪みを解消するための位相補償器を設計し、通信路の非線形位相特性を整形（補償）することにより、通信信号の波形忠実度を高める。位相補償器を設計するに当たり、まず位相補償器の設計誤差関数を開発しなければならない。2020年度の研究では、主に以下の研究開発を行った。

(1)　2次全域通過型位相補償器（2次定常位相補償器）は縦続型高次の全域通過位相補償器の基本構成ブロックであるため、まず2次全域通過位相補償器の設計誤差関数を導出することが不可欠である。2020年度の研究では、まず2次全域通過位相補償器の周波数応答誤差関数を導出した。この周波数応答誤差関数は複素関数となり、設計においては、この複素誤差関数の絶対値を取り、絶対値誤差の最大値を何らかの方法で最小化すればよい。

(2)　縦続型高次の全域通過位相補償器（高次定常位相補償器）を設計するため、高次の位相補償器の設計誤差関数を導出することが必要となる。2020年度の研究では、縦続型高次の全域通過位相補償器の周波数応答誤差関数も導出した。2次全域通過位相補償器の周波数応答誤差関数と同様に、縦続型高次位相補償器の設計誤差関数も複素関数となる。設計に際して、この複素誤差関数の絶対値を取り、絶対値誤差の最大値を最適化手法で最小化すればよい。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

2次全域通過型位相補償器は縦続型高次の位相補償器の基本構成ブロックであるため、2020年度の研究では、主に定常型2次全域通過位相補償器と定常型高次の位相補償器の周波数応答誤差関数を導出したが、COVID-19の影響もあり、多忙であるため、研究は当初の計画よりやや遅れている。

Strategy for Future Research Activity

今後の研究では、2020年度の研究を更に発展させ、以下のように本研究を進めていく。

(1)　導出した2次全域通過型位相補償器（定常位相補償器）の周波数応答誤差関数に基づき、一定の安定余裕をもつ2次定常型全域通過可変位相補償器の最適設計法を開発する。
(2)　導出した縦続型高次の全域通過型位相補償器（定常位相補償器）の周波数応答誤差関数に基づき、一定の安定余裕をもつ縦続型高次の全域通過可変位相補償器の最適設計法を開発する。
(3)　2次と縦続型高次の全域通過型位相補償器（定常位相補償器）の周波数応答誤差関数を可変の場合に拡張し、可変2次と縦続型可変高次の全域通過型位相補償器の周波数応答誤差関数を導出し、一定の安定余裕をもつ可変2次と縦続型可変高次の全域通過型位相補償器の最適設計法を開発する。

Causes of Carryover

理由：COVID-19の影響で、国際会議は中止され、国際会議に出席することができなかったため。

使用計画：
2020年度の未使用額と2021年度の請求額を合わせて使用し、まず2次と縦続型高次の全域通過型位相補償器（定常位相補償器）の最適設計法を開発する。次に、2次可変と縦続型高次可変の全域通過型位相補償器（可変位相補償器）の最適設計法を開発する。世界に向けて積極的に情報を発信するため、IEEE国際会議をはじめとする権威のある国際会議に出席し、研究成果を発表する予定である。