2023 Fiscal Year Annual Research Report
マルチパスフェージングの局所性を超える遠地点伝搬特性推定技術の開発
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21K04048
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| Research Institution | Doshisha University |
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Principal Investigator |
岩井 誠人 同志社大学, 理工学部, 教授 (70411064)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | マルチパスフェージング / 相関距離 / 伝搬特性の局所性 / 無線物理層セキュリティ / アレーアンテナ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、無線通信環境において一般的となるマルチパスフェージング環境において、フェージングの相関距離以上に離れた遠方地点での伝搬特性の推定を狙ったものである。このような技術は、無線物理層セキュリティ技術の耐盗聴特性を定量的に評価し、その対策を検討するために重要である。本研究では、アレーアンテナと到来方向推定技術を組み合わせてこの目的を実現しようとした。複数アンテナの信号処理方法としては、圧縮センシング技術の一つであるFISTAを使用している。特に、本技術において伝搬特性推定の基礎となる、球面波環境における波源位置推定においては、より遠方地点からの到来波が伝搬距離による減衰を受けることにより、その推定精度が劣化する(特に距離の推定)が問題であった。これに対して、FISTA処理の一部に、距離減衰を補償する処理を導入することにより、遠方の波源推定精度を改善し、最終的な伝搬特性推定の精度を向上させた。さらに、最終年度となるR5年度は、広帯域信号が導入されたシステムを想定して、推定精度の改善効果を示した。その結果として、フェージング環境の相関距離は1/4波長程度であるのに対して、たとえば帯域幅が20MHzの場合には、誤差が1dB以下となるような信号強度変動の推定が測定位置から35波長程度の地点まで実現できることを示した。さらに、本研究で検討する技術が盗聴対象とするような、無線物理層セキュリティ技術の検討も行った。その具体例として、空間選択性変調技術において、多数アンテナからより耐盗聴性能の高いアンテナを選択的に使用する方法を明らかにした。また、秘密鍵共有方式において、量子化符号語の不一致低減と誤り訂正技術による不一致訂正をバランスよく併用する新しい不一致訂正技術を提案し、その性能を定量的に示した。
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