Performance Improvement of Visible Light Communication System Using Multiple Cameras

2021 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19K23520
• Research Institution: Chiba Institute of Technology
• Principal Investigator: 木下 雅之 千葉工業大学, 工学部, 助教 (80845149)
• Project Period (FY): 2019-08-30 – 2022-03-31
• Keywords: 可視光通信 / イメージセンサ / IoT

Outline of Annual Research Achievements

本研究では，スマートフォンカメラを受信機に想定した可視光通信システムの高度化を検討する．単眼カメラが用いられてきた従来の可視光通信では，既に実用化された例もあるが，通信可能距離やデータレートに課題を残している．これに対し，本研究では，近年スマートフォンに搭載されつつあるデュアルカメラ・トリプルカメラといった複数カメラを利用した受信機構成を考え，上記課題の改善を目的とする．具体的には，複数カメラから同時刻に得られる画像を用い，ダイバーシティ受信を検討することで，ビット誤り率特性や通信可能距離といった通信性能の向上を目指す．
令和3年度は，引き続き複数ローリングシャッタカメラを用いたダイバーシティ受信の検討および実験評価を行った．ローリングシャッタカメラを用いた可視光通信では，データレートを向上できる一方で，不均一な輝度分布により，通信距離が制限される．この課題に対し，複数カメラから得られる受信信号を選択して復調することで通信性能の向上を図った．特に，受信信号の選択基準について更なる検討を行った．具体的には，ローリングシャッタパターンの縞の幅に基づいた信号選択と通信路推定に基づいた信号選択を行ったところ，いずれも従来の単眼カメラ受信に比べて通信性能（ビット誤り率）を10^-1程改善した．