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ダブルセレクティブ伝搬環境に適したMIMO水中音響通信に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 16K06374
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 通信・ネットワーク工学
研究機関立命館大学

研究代表者

久保 博嗣  立命館大学, 理工学部, 教授 (40633243)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2018年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2017年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2016年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワード通信方式 / 変復調 / 信号処理 / 符号化 / MIMO伝送方式 / 水中音響通信 / 移動体通信 / 海洋探索 / 情報通信工学 / 海洋探査
研究成果の概要

本研究では,伝搬路が高速に時間変動し,遅延広がりが大きいダブルセレクティブ伝搬環境が問題となる水中音響通信に関して,通信の高信頼化・大容量化を図る研究を実施した.本研究では,(1)水中音響通信のダブルセレクティブ伝搬路において性能評価を容易化できるシミュレータ,(2)厳しいダブルセレクティブ環境に有効な高信頼伝送方式 (8kbps) と大容量伝送方式 (64kbps) を提案した.特に,ダブルセレクティブ環境を模擬した実験水槽,海洋浅瀬環境での実環境試験により,提案したチャネルシミュレータにより水中音響通信環境を模擬できること,提案した無線伝送方式が良好な性能を有することを確認した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究成果にて,水中音響通信の実現性を実際の海洋浅瀬環境で実験実証した.具体的には,高信頼伝送方式について,従来の2倍を超える厳しさのダブルセレクティブ水中音響通信伝搬路での8kbps伝送,大容量伝送方式について,従来は10kbps程度であった海洋浅瀬環境での64kbps伝送の実現性を実証した.
本技術の適用先は,海洋資源採掘などに活用されている自律型無人潜水機 (AUV) の通信制御手段である.今回の研究により,8kbps高信頼伝送方式では移動環境・長距離環境での水中音響通信の信頼性向上,64kbps大容量伝送方式では画像信号も視野に入れた水中音響通信の容量拡大に寄与する成果を得た.

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (42件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 9件、 オープンアクセス 8件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (30件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] 軟判定出力Per-Survivor Processing による予測形MLSEの評価2019

    • 著者名/発表者名
      下村和輝, 久保博嗣
    • 雑誌名

      信号処理

      巻: 23 号: 3 ページ: 105-114

    • DOI

      10.2299/jsp.23.105

    • NAID

      130007649798

    • ISSN
      1342-6230, 1880-1013
    • 年月日
      2019-05-15
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] マルチキャリア伝送路予測Per-Survivor Processing 多重遅延検波のためのオフライン水中音響ソフトウェアモデム2019

    • 著者名/発表者名
      竹村真志, 塚本圭哉, 吉井綸太朗, 高橋拓也, 久保博嗣
    • 雑誌名

      信号処理

      巻: 23 号: 3 ページ: 115-126

    • DOI

      10.2299/jsp.23.115

    • NAID

      130007649795

    • ISSN
      1342-6230, 1880-1013
    • 年月日
      2019-05-15
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 変形M系列による2重選択性音響伝送路用チャネルサウンダ2019

    • 著者名/発表者名
      森田宗一郎, 村山陽寛, 湯本菜々瀬, 中務光基, 竹村真志, 久保博嗣
    • 雑誌名

      信号処理

      巻: 23 号: 1 ページ: 23-34

    • DOI

      10.2299/jsp.23.23

    • NAID

      130007556974

    • ISSN
      1342-6230, 1880-1013
    • 年月日
      2019-01-25
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A list Viterbi equalizer with simple liner channel interpolation for acoustic communications2019

    • 著者名/発表者名
      K. Shimomura, S. Nagano and H. Kubo
    • 雑誌名

      IEICE Communications Express

      巻: 8 号: 4 ページ: 110-115

    • DOI

      10.1587/comex.2019XBL0011

    • NAID

      130007622377

    • ISSN
      2187-0136
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Double decision-feedback multiple differential detection for double differential encoding2019

    • 著者名/発表者名
      T. Mori and H. Kubo
    • 雑誌名

      IEICE Communications Express

      巻: 8 号: 5 ページ: 147-152

    • DOI

      10.1587/comex.2019XBL0019

    • NAID

      130007641637

    • ISSN
      2187-0136
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Generalization of channel estimation weights for multiple differential detection based on per-survivor processing2018

    • 著者名/発表者名
      N. Yumoto, T. Mori, T. Yamagishi, K. Shimomura and H. Kubo
    • 雑誌名

      IEICE Communications Express

      巻: 7 号: 12 ページ: 432-437

    • DOI

      10.1587/comex.2018XBL0112

    • NAID

      130007539759

    • ISSN
      2187-0136
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Differential MIMO Spatial Multiplexing Employing PADM Based on Channel Prediction for Fast Time-Varying Channels2017

    • 著者名/発表者名
      T. Mori, T. Yamagishi, A. Murayama and H. Kubo
    • 雑誌名

      信号処理

      巻: 21 号: 2 ページ: 53-62

    • DOI

      10.2299/jsp.21.53

    • NAID

      130006832223

    • ISSN
      1342-6230, 1880-1013
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Non-Coherent MIMO of Per Transmit Antenna Differential Mapping (PADM) Employing Asymmetric Space-Time Mapping and Channel Prediction2017

    • 著者名/発表者名
      H. Kubo, T. Yamagishi and T. Mori
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Communications

      巻: E100.B 号: 5 ページ: 808-817

    • DOI

      10.1587/transcom.2016EBP3162

    • NAID

      130005631658

    • ISSN
      0916-8516, 1745-1345
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 市販の音響電子機器を用いた水中音響通信用チャネルサウンダとそのフィールド評価結果2017

    • 著者名/発表者名
      村山陽寛, 森田宗一郎, 相澤大, 上田俊一, 市川貴英, 久保博嗣
    • 雑誌名

      Journal of Signal Processing

      巻: 21, 3 ページ: 97-107

    • NAID

      130005679579

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 水中音響通信モデムの実験性能評価結果~音響実験水槽と海洋浅瀬音響環境における性能比較~2019

    • 著者名/発表者名
      久保博嗣, 竹村真志, 塚本圭哉, 吉井綸太朗, 高橋拓也, 佐野隆貴
    • 学会等名
      2018年電子情報通信学会技術研究報告 (無線通信システム)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 水中音響通信のための2重選択性チャネルシミュレータ~キャリア周波数帯サンプリング性能ベンチマークチャネルモデル~2019

    • 著者名/発表者名
      久保博嗣, 竹村真志, 塚本圭哉
    • 学会等名
      2018年電子情報通信学会技術研究報告 (無線通信システム)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 伝送路予測多重遅延検波を用いた差動トレリス符号化変調2019

    • 著者名/発表者名
      久保哲朗, 高橋 拓也, 下村和輝, 久保博嗣
    • 学会等名
      2019年電子情報通信学会総合大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] キャリア間干渉自己キャンセラを用いた2重差動OFDM2019

    • 著者名/発表者名
      田中優花, 中井 唯, 久保博嗣
    • 学会等名
      2019年電子情報通信学会総合大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 差動OFDM のための多重開ループ周波数オフセット推定によるAFC2019

    • 著者名/発表者名
      中井 唯, 田中優花, 久保博嗣
    • 学会等名
      2019年電子情報通信学会総合大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 音響通信のためのシングルキャリアブロック伝送方式とそのフィールド試験評価2018

    • 著者名/発表者名
      佐野隆貴, 堀田浩太郎, 久保博嗣
    • 学会等名
      2018年電子情報通信学会技術研究報告 (無線通信システム)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 水中音響通信のための差動マルチキャリア伝送方式と予測形判定帰還多重遅延検波2018

    • 著者名/発表者名
      塚本圭哉, 竹村真志, 久保博嗣
    • 学会等名
      2018年電子情報通信学会技術研究報告 (無線通信システム)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 水中音響通信のための64kbps差動マルチキャリア伝送方式とPer-Survivor Processingによる予測形多重遅延検波2018

    • 著者名/発表者名
      吉井綸太朗, 竹村真志, 高橋拓也, 久保博嗣
    • 学会等名
      2018年電子情報通信学会技術研究報告 (無線通信システム)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] リード・ソロモン符号を用いた差動OFDMの特性2018

    • 著者名/発表者名
      堀田浩太郎, 佐野隆貴, 久保博嗣
    • 学会等名
      2018年電子情報通信学会技術研究報告 (無線通信システム)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 厳しい2重選択性伝搬路に適した無線伝送方式~高速移動体通信と移動体音響通信の高信頼化に向けて~2018

    • 著者名/発表者名
      久保博嗣
    • 学会等名
      2018年電子情報通信学会技術研究報告 (コミュニケーションクオリティ).
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Multiple differential detection with channel prediction employing softoutput per-survivor processing2018

    • 著者名/発表者名
      K. Shimomura and H. Kubo
    • 学会等名
      Asia-Pacific Signal and Information Processing Association Annual Summit and Conference 2018 (APSIPA2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 移動体音響通信に適した無線伝送方式2018

    • 著者名/発表者名
      久保博嗣
    • 学会等名
      平成30年電気関連学会関西連合大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 高速時変伝送路のための伝送路予測形差動時空符号の比較2018

    • 著者名/発表者名
      久保博嗣, 森 俊樹, 村山陽寛, 山岸拓真, 湯本菜々瀬
    • 学会等名
      電子情報通信学会 無線通信システム研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 高速時変伝送路に有効な2重判定帰還多重遅延検波を用いた2重差動符号化2018

    • 著者名/発表者名
      森 俊樹, 久保博嗣
    • 学会等名
      電子情報通信学会 無線通信システム研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] マルチキャリア音響通信用オフラインソフトウェアモデム2018

    • 著者名/発表者名
      久保博嗣, 竹村真志, 村山陽寛, 森田宗一郎, 湯本菜々瀬, 森 俊樹, 山岸拓真
    • 学会等名
      電子情報通信学会 無線通信システム研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 変形M系列による2重選択性音響伝送路用チャネルサウンダ2018

    • 著者名/発表者名
      久保博嗣, 森田宗一郎, 村山陽寛, 湯本菜々瀬, 中塚真衣, 中務光基
    • 学会等名
      電子情報通信学会 無線通信システム研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 水中音響通信における64kbps多重遅延検波とそのフィールド評価2018

    • 著者名/発表者名
      吉井綸太朗, 森 俊樹, 竹村真志, 高橋拓也, 久保博嗣
    • 学会等名
      電子情報通信学会 総合大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 音響通信用シングルキャリアブロック伝送方式2018

    • 著者名/発表者名
      佐野隆貴, 久保博嗣,
    • 学会等名
      電子情報通信学会 総合大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] ダブルセレクティブ音響伝送路用MIMOチャネルサウンダとそのチャネルシミュレータへの応用2017

    • 著者名/発表者名
      久保博嗣, 村山陽寛, 森田宗一郎, 湯本菜々瀬, 中塚真衣, 竹村真志, 松本侑亮, 中務光基
    • 学会等名
      電子情報通信学会 無線通信システム研究会
    • 発表場所
      東京工業大学 (東京都目黒区)
    • 年月日
      2017-03-03
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 軟判定出力per-survivor processingによる伝送路予測形多重遅延検波2017

    • 著者名/発表者名
      下村 和輝, 森 俊樹, 久保 博嗣
    • 学会等名
      電子情報通信学会 無線通信システム研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 市販の音響電子機器を用いたオフラインソフトウェア音響モデムとそのフィールド評価結果2017

    • 著者名/発表者名
      竹村 真志, 森田 宗一郎, 湯本 菜々瀬, 村山 陽寛, 近藤 拡, 久保 博嗣
    • 学会等名
      電子情報通信学会 無線通信システム研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] M系列信号を用いた音響通信用チャネルサウンダの性能改善手法2017

    • 著者名/発表者名
      中塚 真衣, 中務 光基, 森田 宗一郎, 湯本 菜々瀬, 村山 陽寛, 近藤 拡, 久保 博嗣
    • 学会等名
      電子情報通信学会 無線通信システム研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 変形M系列を用いたチャネルシミュレータの検討2017

    • 著者名/発表者名
      中務光基, 竹村真志, 森田宗一郎, 村山陽寛, 久保博嗣
    • 学会等名
      電子情報通信学会 ワイドバンドシステム研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 差動符号化OFDM音響通信の基本性能評価2017

    • 著者名/発表者名
      松本侑亮, 竹村真志, 森田宗一郎, 村山陽寛, 山岸拓真, 久保博嗣
    • 学会等名
      電子情報通信学会 ワイドバンドシステム研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] シングルキャリアブロック伝送方式による音響通信基本性能評価2017

    • 著者名/発表者名
      中村弘幸, 佐野隆貴, 竹村真志, 中塚真衣, 森田宗一郎, 村山陽寛, 久保博嗣
    • 学会等名
      電子情報通信学会 ワイドバンドシステム研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 高速時変伝送路に有効なPer-Survivor Processingに基づく1次予測多重遅延検波2016

    • 著者名/発表者名
      湯本 菜々瀬, 村山 陽寛, 久保 博嗣
    • 学会等名
      電子情報通信学会 無線通信システム研究会
    • 発表場所
      東北学院大学 (宮城県多賀城市)
    • 年月日
      2016-08-19
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 多値PSKを用いたDSTBCのための判定帰還ブロック遅延検波2016

    • 著者名/発表者名
      村山 陽寛, 湯本 菜々瀬, 久保 博嗣
    • 学会等名
      電子情報通信学会 無線通信システム研究会
    • 発表場所
      東北学院大学 (宮城県多賀城市)
    • 年月日
      2016-08-19
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 厳しいダブルセレクティブフェージングに有効なマルチキャリア差動MIMO空間多重2016

    • 著者名/発表者名
      森 俊樹, 山岸 拓真, 久保 博嗣
    • 学会等名
      電子情報通信学会 無線通信システム研究会
    • 発表場所
      東北学院大学 (宮城県多賀城市)
    • 年月日
      2016-08-19
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] M系列を用いた水中音響通信路のための伝送路インパルス応答と雑音の同時推定法2016

    • 著者名/発表者名
      森田 宗一郎, 村山 陽寛, 久保 博嗣
    • 学会等名
      電子情報通信学会 無線通信システム研究会
    • 発表場所
      東北学院大学 (宮城県多賀城市)
    • 年月日
      2016-08-18
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 高速時変伝送路変動に有効な伝送路予測に基づくPADMによる差動MIMO空間多重方式2016

    • 著者名/発表者名
      森 俊樹, 山岸 拓真, 久保 博嗣
    • 学会等名
      電子情報通信学会 無線通信システム研究会
    • 発表場所
      名古屋工業大学 (愛知県名古屋市)
    • 年月日
      2016-07-20
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [備考] 水中音響通信に関する研究

    • URL

      http://www.ritsumei.ac.jp/~kubohiro/wspl-uwac.pdf

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 水中音響通信に関する研究成果 (立命館大学 理工学部 無線信号処理研究室HP)

    • URL

      http://www.ritsumei.ac.jp/~kubohiro/wspl-uwac.pdf

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] 水中音響通信に関する研究成果

    • URL

      http://www.ritsumei.ac.jp/~kubohiro/wspl-uwac.pdf

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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