| 研究課題/領域番号 |
19H02145
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分21020:通信工学関連
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| 研究機関 | 国立研究開発法人情報通信研究機構 |
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研究代表者 |
淡路 祥成 国立研究開発法人情報通信研究機構, ユニバーサルコミュニケーション研究所, 研究統括 (50358876)
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| 研究分担者 |
小島 一信 東北大学, 多元物質科学研究所, 准教授 (30534250)
吉田 悠来 国立研究開発法人情報通信研究機構, ネットワーク研究所フォトニックICT研究センター, 主任研究員 (50573036)
秩父 重英 東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (80266907)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2021年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2020年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2019年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
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| キーワード | 光無線通信 / 深紫外LED / 光センシング / ソーラーブラインド通信 / MIMO伝送 / ソーラーブラインド / 窒化物光半導体 / ５G |
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| 研究開始時の研究の概要 |
波長280nm以下の深紫外波長帯は、地表において陽光の影響がなく、また大気構成分子による散乱を用いた見通し外通信が可能など、情報通信資源として稀有な特徴を持つことが古くから知られてきたが、実用的な光源の不足などからこれまで高い注目を集めてこなかった。本課題では、殺菌用途などで近年発展著しい深紫外LEDを中心として、その光物性評価から、LEDアレーによるMIMO伝送技術までを一気通貫に検討し、5ポスト5G時代における新たなギガビット級情報通信資源として深紫外帯を再探索・再評価する。
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| 研究成果の概要 |
波長280nm以下の深紫外波長帯は、地表において陽光の影響を受けない所謂ソーラーブラインド帯であり、日中屋外においても高速光無線通信を実現可能であると期待される。しかし、高速変調可能な光源の不足から、先行研究における伝送速度は数Mbps程度であり、5G以降の要件を満たしていなかった。本研究では、殺菌用途などで発展著しいAlGaN系深紫外LEDを用い、日中屋外にてGbps級伝送を達成するとともに、高速変調を可能とするAlGaN LED特有の発光メカニズムを解明した。さらに、広視野角と高速伝送を両立するソーラーブラインド帯波長多重伝送システムを提案し、Gbps級伝送実験に成功した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
５G以降の無線アクセス網では、より広帯域なミリ波・テラヘルツ帯、そして"光"の活用が重要となる。光無線通信としては、LEDを用いた可視光通信（VLC)が知られるが、可視帯は陽光の影響が大きく、日中屋外での使用が制限される。本研究では、殺菌用途などで発展著しいAlGaN系深紫外帯LEDを用い、陽光の影響を受けない深紫外帯で通信することで、VLCのコンセプトを陽光下でも実現可能であることを実証した。また、AlGaN LEDが高速変調に好適な発光メカニズムを持ち、ギガビット級伝送が可能であることも明らかにした。以上により、深紫外帯の５G以降の新たな情報通信資源としての活用に端緒を得た。
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