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光無線通信へのラゲールガウスビームの適用に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 17K06445
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
研究機関日本女子大学

研究代表者

小川 賀代  日本女子大学, 理学部, 教授 (20318794)

研究分担者 前原 文明  早稲田大学, 理工学術院, 教授 (80329101)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2019年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2018年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2017年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
キーワード光無線通信 / ラゲールガウスビーム / OAM / モード多重伝送 / MIMO / UCA / 計算機ホログラム / CGH / 通信方式
研究成果の概要

本研究では,光無線通信において問題となる大気乱流に起因した伝送特性劣化を克服すべく,ラゲールガウスビームに着目し,シンチレーションの影響を軽減するモードを見出した.また,多重伝送においては,モード間干渉の小さいモードの組み合わせを導き,1枚の計算機多重ホログラムを用いて多重モード分波器を提案・実現し,システムの簡易化も図った.
電波におけるモード多重伝送方式の検討においては,UCAによるOAM-MIMO方式を採り上げ,逐次干渉除去の適用を図る方式の提案を行った.提案方式の伝送特性の評価,及び多重度やアンテナ軸のずれの影響について解析的に評価を行い,有効性を確認した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

10年で100倍の伝送容量の増加が見込まれる中,世界中において,すでにbeyond5G,6Gの検討が始まっている.次世代の通信を実現させる手法として,ラゲールガウス(LG)ビーム(OAMはLGビームの一部)のモード多重伝送が注目を集めており,電波だけでなく,ミリ波,テラヘルツ波,光など,高周波数帯域まで視野に入っている.本研究成果は,光と電波について検討を進めてきたが,いずれも,次世代の通信技術を構築していく上で,重要な成果であり,学術的及び社会的意義が大きいといえる.

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (16件) (うち国際学会 7件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] ラゲールガウシアンビームを適用した光無線通信システムの特性評価2019

    • 著者名/発表者名
      齋藤彩,小川賀代,前原文明
    • 巻
      J102-B
    • 号
      2
    • ページ
      80-89
    • DOI

      10.14923/transcomj.2018GTP0007

    • ISSN
      1344-4697
    • 年月日
      2019-02-01
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Investigation of mode demultiplexer for Laguerre-Gaussian mode multiplexing in free space2018

    • 著者名/発表者名
      Ayano Sakamoto, Kayo Ogawa
    • 雑誌名

      SPIE proceedings: Laser Communication and Propagation through the Atmosphere and Oceans VII

      巻: 10770 ページ: 1077011-1077011

    • DOI

      10.1117/12.2322070

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Performance Analysis of Polarized OAM Multiplexing Considering the Effect of Polarization Interference2020

    • 著者名/発表者名
      S. Saito, Y. Ito, H. Suganuma, K. Ogawa, F. Maehara
    • 学会等名
      IEEE ICC2020 Workshop
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 大気乱流を伝搬したラゲールガウスビームのモード分布 の検証2020

    • 著者名/発表者名
      安国依子, 達富美樹, 小川賀代
    • 学会等名
      応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ラゲールガウスビームを用いたモード多重通信における 分離フィルタの設計2020

    • 著者名/発表者名
      箭田こなみ, 小川賀代
    • 学会等名
      応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 光無線通信におけるラゲールガウスモード多重分離システム2019

    • 著者名/発表者名
      小川賀代
    • 学会等名
      電子情報通信学会フォトニックネットワーク研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Performance Analysis of OAM-MIMO Using SIC in the Presence of Misalignment of Beam Axis2019

    • 著者名/発表者名
      S. Saito, H. Suganuma, K. Ogawa, F. Maehara
    • 学会等名
      IEEE ICC2019 Workshop
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Inter-Mode Interference Suppression Employing Even-Numbered Modes for UCA-Based OAM Multiplexing2019

    • 著者名/発表者名
      H. Suganuma, S. Saito, K. Ogawa, F. Maehara
    • 学会等名
      IEEE Globecom 2019 Workshop
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ラゲールガウスビームによる光無線伝搬特性2019

    • 著者名/発表者名
      小川賀代
    • 学会等名
      電子情報通信学会総合大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Investigation of mode demultiplexer for Laguerre-Gaussian mode multiplexing in free space2018

    • 著者名/発表者名
      Ayano Sakamoto, Kayo Ogawa
    • 学会等名
      SPIE Optics+Photonics
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] UCAによるOAM伝送においてモード多重数がシステム容量に与える影響2018

    • 著者名/発表者名
      齋藤周平, 菅沼碩文, 小川賀代, 前原文明
    • 学会等名
      電子情報通信学会ソサイエティ大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] UCAによるOAM-MIMO伝送への逐次干渉除去の適用に関する一検討2018

    • 著者名/発表者名
      齋藤周平, 菅沼碩文, 小川賀代, 前原文明
    • 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
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Influence of the number of uniform circular arrays on system capacity in OAM multiplexing2018

    • 著者名/発表者名
      Shuhei Saito, Hirofumi. Suganuma, Kayo Ogawa, Fumiaki Maehara
    • 学会等名
      The 21st International Symposium on Wireless Personal Multimedia Communications (WPMC2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] UCAアンテナによるOAM信号の受信特性に関する一検討2018

    • 著者名/発表者名
      栗原直己,齋藤周平,小川賀代,前原文明
    • 学会等名
      2018年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] ラゲールガウスビームを適用した光無線通信における 大気乱流の影響2018

    • 著者名/発表者名
      小川賀代,齊藤彩,前原文明
    • 学会等名
      2018年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] 気乱流を考慮したラゲールガウスモード多重の基礎検討2018

    • 著者名/発表者名
      安井碧空, 小川賀代
    • 学会等名
      第65回応用物理学会春季講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Evaluation of crosstalk in Laguerre-Gaussian mode multiplexing for optical wireless communication2017

    • 著者名/発表者名
      Ayano Sakamoto, Kayo Ogawa, Hiroshi Takahashi, Takeshi Ozeki
    • 学会等名
      The 24th Congress of the International Commission for Optics (ICO-24)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Propagation Characteristics of Laguerre-Gaussian Beams through Atmospheric Turbulence in Optical Wireless Communication2017

    • 著者名/発表者名
      Aya Saito, Kayo Ogawa, Fumiaki Maehara
    • 学会等名
      2017 International Symposium on Antennas and Propagation (ISAP 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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