2009 Fiscal Year Annual Research Report
脳型信号処理とゆらぎを利用した通信方式の研究とその通信システム評価
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20800074
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| Research Institution | The Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
高橋 亮 The Institute of Physical and Chemical Research, Zhang独立主幹研究ユニット, 特別研究員 (00455354)
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| Keywords | 複雑系 / 通信方式 / 統計物理学 / カオス / CDMA / ゆらぎ / 独立成分分析 / 信号処理 |
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| Research Abstract |
現在使用されているCDMA通信方式では、各信号に適切な疑似乱数で構成された拡散符号を適用することで複数ユーザーが同一周波数帯を同時に使用することを可能としている。本研究ではカオス的なゆらぎを持った拡散符号や、脳型信号処理を利用して生成した直交拡散符号など、より性能の高い符号を提案しその評価を行った。また、カオス系列と純粋な乱数系列に対して異なる値を示す物理量を見つけ出し、解析的数値的に示した。
CDMAにおいて重要な役割を果たす拡散符号には、使用環境に応じて様々な特性が要求される。現在、上り回線、下り回線それぞれにおいて異なる種類の拡散符号が使用されているが、これは同期において要求される理想的な符号間相関特性と、多元接続干渉を避けるための符号間直交性を同時に満たすことが困難であるためである。そこで、カオス系列と脳型信号処理の一つである独立成分分析を用いることで、理想的な相関特性を持ち、更に同期時には符号間が直交する拡散符号を提案し、下り回線における帯域制限を施した通信路で、CDMA通信評価を行った。その結果、現在実際に使用されている直交拡散符号に比べて格段に性能が向上されることが分かった。この拡散符号はこれまでのものと異なり、上り下り両回線で使用することができる。
また、信号のパワーが一定となる複素カオス拡散符号を提案しその性能評価を行った。この複素カオス系列は複素平面上に単位円を描くようにプロットされる。そこで更に、系列を3点連続的にプロットしそれぞれ線で結んだ際にできる内角に注目し、その値の統計的評価を行った。その結果を、単位円上に点を一様乱数的にプロットした場合と比較すると、明らかな違いが生じることを解析的数値的に示した。
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