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2023 Fiscal Year Research-status Report

Evaluation and Implementation of Parallel Optical Wireless Communication System Resistant to Beam Spreading

Research Project

Project/Area Number 21K04062
Research InstitutionKagoshima University

Principal Investigator

松元 隆博  鹿児島大学, 理工学域工学系, 教授 (10304495)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 井田 悠太  山口大学, 大学院創成科学研究科, 准教授 (20711229)
小嶋 徹也  東京工業高等専門学校, 情報工学科, 教授 (20293136)
大平 康旦  鹿児島大学, 理工学域工学系, 助教 (80816778)
Project Period (FY) 2021-04-01 – 2025-03-31
Keywords水中通信 / 散乱 / ビーム広がり / 光CDMA / 光ZCZ系列 / 光OFDM
Outline of Annual Research Achievements

本研究では,海中で光を伝送するときに生じる散乱によって生じる光ビームの広がりによる干渉を抑圧し,かつ複数機器による同時通信が可能な高速光無線通信方式の実現を目指す.これは複数の送信局の識別と光の散乱によるビーム広がりの干渉を抑圧するための空間軸方向に施した符号分割多元接続(CDMA;Code Division Multiple Access)技術と時間軸方向に施した光無線通信に適した直交周波数分割多重(OFDM;Orthogonal Frequency Division Multiple Access)技術によって実現する.なお,ここでは電波による場合と異なり,負の振幅が使用出来ないことを考慮した方式を考える.CDMAで用いる系列は系列数が数学的上界を満たした上で,系列間で直交し,かつ光通信のために正の値のみを要素とし,また空間軸方向への拡散に使用するために2次元の系列を設計する.また,OFDMでは,その基底帯域信号が実信号でかつ正の値のみになるような新しい直交変換を適用することを検討する.また,その際に信号処理の複雑化による回路規模と電力の増大が問題になるが,その小規模化と省電力化についても検討し,実用的なシステムの実現を目指す.
令和5年度は,前年度に検討した基底帯域信号が1と0の2値となる新しい直交変換を用いたOFDM方式の問題点であったピーク電力対平均電力比(PAPR; Peak to Average Power Ratio)が大きい問題を解決する新しい直交変換の検討を行った.変調波形の振幅分布を確認した結果,前年度に提案した直交変換を用いる場合よりも低い振幅に抑えられることが明らかになった.
これらは国内のシンポジウムや国際会議で今後発表予定である.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

新型コロナの影響で対面による研究について議論する時間が制限されたことと,研究代表者の大学異動により研究室の立ち上げがスムーズにいっていないため.

Strategy for Future Research Activity

令和6年度より,対面で研究が出来るようになり,学内の共同研究者とは対面で議論及び実験を行い,研究をの推進に努める.また,学外の共同研究者とはこれまでと引き続き,オンライン会議システムを有効に利用して研究の推進に努める.

Causes of Carryover

新型コロナの影響で,学外発表の機会が制限されたこと,伝送実験等の対面での研究活動が制限されたために今年度の使用額が少なかった.
次年度はこれらの学会での発表と伝送実験を行うために研究費を使用する予定である.

  • Research Products

    (14 results)

All 2024 2023

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 7 results) Presentation (7 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Study on Digital Watermarking Using PPM Method Based on Two-Dimensional ZCZ Sequences2024

    • Author(s)
      Makoto ONITSUKA, Takahiro MATSUMOTO, Yasuaki OHIRA, Hideyuki TORII, Yuta IDA
    • Journal Title

      Proc. of the 2024 RISP International Workshop on Nonlinear Circuits, Communications and Signal Processing (NCSP2024)

      Volume: - Pages: pp. 27-30

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Study on Generation Method of 2D Optical ZCZ Sequences Suitable for 2D-PPM-OCDMA2024

    • Author(s)
      Yasuaki OHIRA, Takahiro MATSUMOTO, Hideyuki TORII, Yuta IDA
    • Journal Title

      Proc. of the 2024 RISP International Workshop on Nonlinear Circuits, Communications and Signal Processing (NCSP2024)

      Volume: - Pages: pp. 71-74

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Study on Generation Method of Optical ZCZ Sequence with ZCZ Size of 2^n(2z-1)2024

    • Author(s)
      Yasuaki OHIRA, Takahiro MATSUMOTO, Hideyuki TORII, Yuta IDA
    • Journal Title

      Proc. of the 2024 RISP International Workshop on Nonlinear Circuits, Communications and Signal Processing (NCSP2024)

      Volume: - Pages: pp. 75-78

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 2D Mesh Image Subcarrier Assignment for MUDiv/OFDMA with Convolutional Neural Networks2023

    • Author(s)
      Hayato MATSUSHITA, Yuta IDA, Kazuki MARUTA, Yasuaki OHIRA, Sho KURODA, Takahiro MATSUMOTO
    • Journal Title

      Proc. of the 2023 IEEE 12th Global Conference on Consumer Electronics (GCCE2023)

      Volume: RDM-3 Pages: pp. 172-173

    • DOI

      10.1109/GCCE59613.2023.10315676

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Deep Neural Networks Based on QRM-MLD for SD-SM-MIMO2023

    • Author(s)
      Ryu YOSHIMURA, Yuta IDA, Kazuki MARUTA, Yasuaki OHIRA, Sho KURODA, Takahiro MATSUMOTO
    • Journal Title

      Proc. of the 2023 IEEE 12th Global Conference on Consumer Electronics (GCCE2023)

      Volume: RDM-4 Pages: pp. 174-175

    • DOI

      10.1109/GCCE59613.2023.10315262

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Study on Robustness to Optical Diffusion on Undersea Optical CDMA System Using 2D Optical ZCZ Sequences2023

    • Author(s)
      Koichiro MIZOZOE, Takahiro MATSUMOTO, Yasuaki OHIRA, Hideyuki TORII, Yuta IDA
    • Journal Title

      Proc. of the 2023 IEEE 12th Global Conference on Consumer Electronics (GCCE2023)

      Volume: POS(4A)-18 Pages: pp. 1094-1098

    • DOI

      10.1109/GCCE59613.2023.10315397

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Logic Functions of Polyphase Complementary Sets2023

    • Author(s)
      Shinya MATSUFUJI, Sho KURODA, Yuta IDA, Takahiro MATSUMOTO, Naoki SUEHIRO
    • Journal Title

      IEICE Trans. Fundamentals

      Volume: Vol.E106-A,No. 12 Pages: pp. 1475-1483

    • DOI

      10.1587/TRANSFUN.2023SDP0003

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] チャネル状態情報とDNNを用いた最適なOFDMサブキャリア割当2024

    • Author(s)
      津森駿介, 井田悠太, 大平康旦, 黒田翔, 松元隆博
    • Organizer
      2024年電子情報通信学会総合大会講演論文集
  • [Presentation] 効果的なCSIの特徴抽出と深層学習による屋内位置推定手法の比較検討2024

    • Author(s)
      本間晴羽, 松下隼人, 井田悠太, 大平康旦, 黒田翔, 松元隆博
    • Organizer
      電子情報通信学会技術研究報告, CS2023-112
  • [Presentation] 総チャネル容量を考慮したCNNに基づくOFDMサブキャリア割当の検討2024

    • Author(s)
      松下隼人, 本間晴羽, 井田悠太, 大平康旦, 黒田翔, 松元隆博
    • Organizer
      電子情報通信学会技術研究報告, CS2023-118
  • [Presentation] 2次元PPM-OCDMA方式に適した2次元光ZCZ系列セットの構成に関する検討2024

    • Author(s)
      大平康旦, 松元隆博, 鳥井秀幸, 井田悠太
    • Organizer
      電子情報通信学会技術研究報告, CS2023-102
  • [Presentation] QRM-MLDに基づくDNNを適用したSD-SM-MIMOの検討2023

    • Author(s)
      吉村龍, 井田悠太, 丸田一輝, 大平康旦, 黒田翔, 松元隆博
    • Organizer
      2023年電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集
  • [Presentation] MUDiv/OFDMAにおける2Dメッシュ画像を用いたCNNによるサブキャリア割当の検討2023

    • Author(s)
      松下隼人, 井田悠太, 丸田一輝, 大平康旦, 黒田翔, 松元隆博
    • Organizer
      2023年電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集
  • [Presentation] マルチユーザダイバーシチ利得を与えるOFDMサブキャリアのスケジューリング2023

    • Author(s)
      井田悠太, 大平康旦, 黒田翔, 松元隆博
    • Organizer
      電子情報通信学会技術研究報告, RCS2023-182
    • Invited

URL: 

Published: 2024-12-25  

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