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長距離光ファイバ伝送における符号化変調方式を応用した非線形光学効果の低減・補償法

研究課題

研究課題/領域番号 19K04386
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分21020:通信工学関連
研究機関茨城大学

研究代表者

那賀 明  茨城大学, 理工学研究科(工学野), 教授 (20765854)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2019年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワード非線形光学効果 / 符号化変調
研究開始時の研究の概要

長距離光ファイバ通信における根源的な課題である非線形光学効果の低減機能を有し、かつ高感度な新規符号化変調信号を考案する。さらに、この変調信号を適用する光ファイバ伝送路の波長分散条件に限定することで、信号処理による非線形光学補償の効果を最大化する。
新規符号化変調には、例えば、非線形耐力のある多次元変調信号、或いは非線形低減効果を有するシェーピングを行った変調信号に対し、偏光度を低下させる冗長シンボルを付加した変調信号等を想定し、伝送速度の低下を調整しつつ非線形低減効果を保持し、信号処理による非線形補償効果の最大化を狙う。

研究成果の概要

非線形光学効果の低減機能を有しかつ高感度な新規符号化変調信号を提案した。また、長距離光ファイバ伝送おける伝送特性を評価し、信号処理による非線形光学補償を最大化する光ファイバ伝送路条件について知見を得た。
符号化変調方式の1つであるPAS(Probability Amplitude Shaping)方式にBICM-ID(Bit Interleaved Coded Modulation-Iterative Detection)技術を適用した符号化変調方式を提案し、この方式特有のバースト誤り低減方法の提案などの研究成果結果を得て、論文3件、国際会議1件、学会発表12件として外部発表を行った。

研究成果の学術的意義や社会的意義

今回取り組んだ多次元符号化光変調方式の高度化は、無線伝送分野でも研究が進んでいる情報理論に基づく符号化変調方式をさらに発展させ、光ファイバ通信特有の条件を考慮して応用を試みる点に大きな学術的意義がある。今回得られた成果は、近年のインターネットを介した動画や音楽などの大容量コンテンツの普及に伴い、益々重要性を増している光通信ネットワークの超高速化・大容量化のための基盤技術を提供する。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Burst error characteristics in probabilistic constellation shaping2021

    • 著者名/発表者名
      Naka Akira
    • 雑誌名

      IEICE Communications Express

      巻: 10 号: 10 ページ: 775-779

    • DOI

      10.1587/comex.2021XBL0117

    • NAID

      130008097990

    • ISSN
      2187-0136
    • 年月日
      2021-10-01
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Performance of Probabilistic Amplitude Shaping with BICM-ID2021

    • 著者名/発表者名
      Naka Akira
    • 雑誌名

      Electron. Letters

      巻: 57 号: 5 ページ: 226-228

    • DOI

      10.1049/ell2.12093

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Performance comparison of probabilistic amplitude shaping and multidimensional modulation2020

    • 著者名/発表者名
      Naka Akira
    • 雑誌名

      IEICE Communications Express

      巻: 9 号: 4 ページ: 105-110

    • DOI

      10.1587/comex.2019XBL0156

    • NAID

      130007825929

    • ISSN
      2187-0136
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 多次元変調方式における光ファイバ波長分散のゆらぎ及び非線形効果による伝送特性2022

    • 著者名/発表者名
      髙木 歩、那賀 明
    • 学会等名
      2022年電子情報通信学会東京支部学生会「研究発表会」講演番号 46
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] BICM-ID を適用した 8D-4096SP-16QAM 変調方式の BER 特性評価 および EXIT チャート解析2022

    • 著者名/発表者名
      花島 颯、那賀 明
    • 学会等名
      2022年電子情報通信学会東京支部学生会「研究発表会」講演番号 51
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] BICM-IDを適用したPAS方式におけるインターリーバの効果2022

    • 著者名/発表者名
      小松 衛・那賀 明
    • 学会等名
      2022 年 電子情報通信学会総合大会 B-10-37
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] PAS方式におけるバースト誤り特性と特性改善方法の提案2021

    • 著者名/発表者名
      那賀明
    • 学会等名
      2021年電子情報通信学会通信ソサイエティ大会 B-10-24
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] BICM-IDを適用したPAS方式の特性評価2021

    • 著者名/発表者名
      小松 衛・那賀 明
    • 学会等名
      2021年電子情報通信学会通信ソサイエティ大会 B-10-25
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] PAS(Probabilistic Amplitude Shaping)方式におけるBER特性の振幅分布依存性2021

    • 著者名/発表者名
      位田菜奈美、那賀明
    • 学会等名
      2021年電子情報通信学会東京支部学生会「研究発表会」講演番号47
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 伝送路の光ファイバ特性に伴う4次元変調方式(4D-PS-QPSK)の非線形伝送特性2021

    • 著者名/発表者名
      野崎暁、那賀明
    • 学会等名
      2021年電子情報通信学会東京支部学生会「研究発表会」講演番号61
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] BICM-ID を適用した 4D-32SP-2A8PSK 変調方式のBER特性評価及びEXIT チャート解析2021

    • 著者名/発表者名
      関口友浩、那賀明
    • 学会等名
      2021年電子情報通信学会東京支部学生会「研究発表会」講演番号64
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Performance of Probabilistic Amplitude Shaping with a single LUT Distribution Matcher2020

    • 著者名/発表者名
      Naka Akira
    • 学会等名
      OECC2020 VP44, Taipei, October 4-8.
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] BICM-ID を適用したProbabilistic Amplitude Shaping 方式の特性2020

    • 著者名/発表者名
      那賀明
    • 学会等名
      2020年電子情報通信学会通信ソサイエティ大会 B-10-18
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 光ファイバの非線形学効果を考慮した4次元変調方式 (4D -PS -QPSK) の伝送方式2020

    • 著者名/発表者名
      梶谷 諒介、 那賀 明
    • 学会等名
      2020年電子情報通信学会東京支部学生会「研究発表会」講演番号122
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 多次元符号化変調におけるBER 特性及びEXIT チャート解析2020

    • 著者名/発表者名
      西組 誠、 那賀 明
    • 学会等名
      2020年電子情報通信学会東京支部学生会「研究発表会」講演番号124
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Probabilistic Amplitude Shaping方式と多次元変調方式の特性比較2019

    • 著者名/発表者名
      那賀明
    • 学会等名
      2019年電子情報通信学会通信ソサイエティ大会 B-10-32
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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