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符号分割多元接続技術を用いた中継伝送方式と海中光無線通信への応用

研究課題

研究課題/領域番号 19K04403
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
研究機関横浜商科大学 (2021-2022)
独立行政法人高齢・障害・求職者雇用支援機構職業能力開発総合大学校(能力開発院、基盤整備センター) (2019-2020)

研究代表者

松嶋 智子  横浜商科大学, 商学部, 教授 (30648902)

研究分担者 宮崎 真一郎  独立行政法人高齢・障害・求職者雇用支援機構職業能力開発総合大学校(能力開発院、基盤整備センター), 能力開発院, 准教授 (40648937)
大村 光徳  独立行政法人高齢・障害・求職者雇用支援機構職業能力開発総合大学校(能力開発院、基盤整備センター), 能力開発院, 准教授 (40725719)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
キーワード海中無線通信 / 可視光通信 / 光符号分割多元接続 / 中継伝送 / 一般化拡張プライム系列符号 / 干渉光除去 / チップペア符号 / 符号分割多元接続 / 拡張プライム系列符号
研究開始時の研究の概要

本研究では,海中無線通信への応用を目的として,干渉信号と背景光雑音を同時に除去することが可能な光無線中継伝送方式について研究を行う.近年,海中無線通信の必要性が高まっているが,これまで海中での長距離・大容量の無線通信は実現が難しかった.本研究では,可視光波による符号分割多元接続技術(拡散符号を用いた多重化技術)を用いて,他の中継ノードからの干渉と太陽光等の背景光雑音を同時に抑制する中継伝送方式を提案する.提案方式を用いることで海中無線通信の伝送距離とデータ速度を同時に高めることが期待される.さらに,本研究では,提案方式の理論的な特性評価と実験系の構築を行う.

研究成果の概要

本研究では,高速かつ長距離の海中無線通信の実現を目的として,他の中継ノードからの干渉光と太陽光等の背景光を同時に抑制する可視光無線中継伝送方式を検討した.本研究により一般化拡張プライム系列符号(GMPSC)を用いる光符号分割多元接続(CDMA)方式を海中無線通信に適用した場合,優れた干渉光除去能力を有することが示された.この光CDMA方式により,他ノードからの干渉光と太陽光等の背景光を同時に除去する中継用送受信機を実現することができる.また,GMPSCの一部は高速に強度変動する背景光を除去することを発見し,その特性を有する拡散符号(チップペア符号)の具体的な構成方法を明らかにした.

研究成果の学術的意義や社会的意義

わが国は海に囲まれ潜在的な海洋資源を多く有している.また,地震や津波等の災害対策の観点からも海中での様々な調査や観測が必要とされている.しかし,海中では長距離かつ大容量のデータ通信が難しく,海中での無線通信技術の確立が課題となっている.本研究では,海中で減衰が小さい可視光スペクトルと光CDMA技術を利用して,伝送距離と伝送速度を同時に高める無線中継伝送方式を提案する.この方式は自律型無人潜水機(AUV)等を中継ノードとして想定し,拡散符号GMPSCを各ノードに割り当てる.提案方式は背景光雑音と他ノードからの干渉光を同時に抑制できるため,海中無線データ通信方式として有効であると考えられる.

報告書

(5件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (47件)

すべて 2023 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (11件) (うち査読あり 11件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (36件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Orthogonal Variable Spreading Factor Codes Suppressing Signal-Envelope Fluctuation2023

    • 著者名/発表者名
      Tomoko K. Matsushima, Shoichiro Yamasaki, Hirokazu Tanaka
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences

      巻: E106.A 号: 3 ページ: 445-449

    • DOI

      10.1587/transfun.2022TAL0003

    • ISSN
      0916-8508, 1745-1337
    • 年月日
      2023-03-01
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Orthogonal Variable Spreading Factor Codes over Finite Fields2022

    • 著者名/発表者名
      YAMASAKI Shoichiro、MATSUSHIMA Tomoko K.
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences

      巻: E105.A 号: 1 ページ: 44-52

    • DOI

      10.1587/transfun.2021EAP1001

    • NAID

      130008138729

    • ISSN
      0916-8508, 1745-1337
    • 年月日
      2022-01-01
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Visible-Light CDMA Communications Using Inverted Spread Sequences2022

    • 著者名/発表者名
      Tomoko K. Matsushima, Shoichiro Yamasaki, Kyohei Ono, Hirokazu Tanaka
    • 雑誌名

      Electronics

      巻: 11 号: 12 ページ: 1823-1839

    • DOI

      10.3390/electronics11121823

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Signature Codes to Remove Interference Light in Synchronous Optical Code-Division Multiple Access Systems2021

    • 著者名/発表者名
      MATSUSHIMA Tomoko K.、YAMASAKI Shoichiro、ONO Kyohei
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences

      巻: E104.A 号: 11 ページ: 1619-1628

    • DOI

      10.1587/transfun.2021EAP1015

    • NAID

      130008109901

    • ISSN
      0916-8508, 1745-1337
    • 年月日
      2021-11-01
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Optical CDMA Scheme Using Generalized Modified Prime Sequence Codes and Extended Bi-Orthogonal Codes2021

    • 著者名/発表者名
      ONO Kyohei,YAMASAKI Shoichiro,MIYAZAKI Shinichiro,MATSUSHIMA Tomoko K.
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences

      巻: E104.A 号: 9 ページ: 1329-1338

    • DOI

      10.1587/transfun.2020EAP1148

    • NAID

      130008081821

    • ISSN
      0916-8508, 1745-1337
    • 年月日
      2021-09-01
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書 2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] レベル分割多重を用いた光符号分割多元接続方式2021

    • 著者名/発表者名
      上方 文理、小野 恭平、宮崎 真一郎、山嵜 彰一郎、松嶋 智子、大村 光徳
    • 雑誌名

      電子電子情報通信学会論文誌A 基礎・境界

      巻: J104-A 号: 8 ページ: 178-190

    • DOI

      10.14923/transfunj.2020JAP1034

    • ISSN
      1881-0195
    • 年月日
      2021-08-01
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] レベル分割多重を用いた光符号分割多元接続方式2021

    • 著者名/発表者名
      上方文理,小野恭平,宮崎真一郎,山嵜彰一郎,松嶋智子,大村光徳
    • 雑誌名

      電子情報通信学会論文誌A

      巻: J104-A

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Complex Orthogonal Variable Spreading Factor Codes Based on Polyphase Sequences2020

    • 著者名/発表者名
      MATSUSHIMA Tomoko K., YAMASAKI Shoichiro
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences

      巻: E103.A 号: 10 ページ: 1218-1226

    • DOI

      10.1587/transfun.2019DMP0007

    • NAID

      130007920242

    • ISSN
      0916-8508, 1745-1337
    • 年月日
      2020-10-01
    • 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] 多重ユーザ干渉と背景光を同時に除去する同期光CDMAシステムに関する研究2020

    • 著者名/発表者名
      上方文理,松嶋智子,山嵜彰一郎,宮崎真一郎,大村光徳
    • 雑誌名

      電子情報通信学会論文誌A

      巻: J103-A ページ: 126-141

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 多重ユーザ干渉と背景光を同時に除去する同期光CDMA システムに関する研究2020

    • 著者名/発表者名
      上方文理,松嶋智子,山嵜彰一郎,宮崎真一郎,大村光徳
    • 雑誌名

      電子情報通信学会論文誌A

      巻: vol.J103-A, no.7

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Complex Orthogonal Variable Spreading Factor Codes Based on Polyphase Sequences2020

    • 著者名/発表者名
      Tomoko K. Matsushima and Shoichiro Yamasaki
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences

      巻: vol.E103-A, no.10

    • 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] A Study on Secure Coded Communications Using Discrete Fourier Transform over Finite Fields2023

    • 著者名/発表者名
      Shoichiro Yamasaki, Tomoko K. Matsushima, Hirokazu Tanaka
    • 学会等名
      IEICE Technical Report, IT2022-79, vol. 122, no. 427, IT2022-79, pp. 74-79, March 2023
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] A Security Enhanced Data Transmission Scheme Using Sequences Generated by Non-Systematic Reed-Solomon Coding2022

    • 著者名/発表者名
      Shoichiro Yamasaki, Tomoko K. Matsushima, Hirokazu Tanaka
    • 学会等名
      International Symposium on Information Theory and Its Applications, W-1-102-3, pp.173-177, Oct. 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Study on Multiplexing Scheme for Multi-Rate Information in Visible-Light Communications2022

    • 著者名/発表者名
      Shoichiro Yamasaki, Tomoko K. Matsushima, Kyohei Ono, Hirokazu Tanaka
    • 学会等名
      IEICE Technical Report, vol. 122, no. 132, MICT2022-31, pp. 82-87, July 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] レベル分割多重を用いた光符号分割多元接続の符号割当の検討2022

    • 著者名/発表者名
      宮崎真一郎,山嵜彰一郎,松嶋智子
    • 学会等名
      電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集, BS-5-1, Sept. 2022(依頼講演)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 反転符号と非反転符号を組み合わせた光CDMA調光方式の特性評価2022

    • 著者名/発表者名
      小野恭平,松嶋智子,山嵜彰一郎,田中宏和
    • 学会等名
      電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集, BS-5-4, Sept. 2022(依頼講演)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] A Study on Orthogonal Variable Length Sequences over Finite Fields Applied to Reed-Solomon Coding and Multi-Rate Communications2022

    • 著者名/発表者名
      Shoichiro Yamasaki, Tomoko K. Matsushima, Hirokazu Tanaka, Kyohei Ono
    • 学会等名
      The 45th Symposium on Information Theory and its Applications, 3.3.2, pp. 271-276, Dec. 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 同期光CDMAにおける二重拡散符号を用いたマルチレート伝送方式の検討2022

    • 著者名/発表者名
      小野恭平,田中宏和,松嶋智子,山嵜彰一郎
    • 学会等名
      電子情報通信学会技術研究報告,IT, vol. 121, no. 327, IT2021-50, pp. 119-124
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] レベル分割多重を用いた同期光CDMA方式の受信光強度推定に関する検討2022

    • 著者名/発表者名
      上方文理, 宮崎真一郎, 大村光徳, 大野成義, 山嵜彰一郎, 松嶋智子
    • 学会等名
      電子情報通信学会技術研究報告,IT, vol. 121, no. 327, IT2021-51, pp. 125-130
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 物理層と上位層に適用される離散フーリエ変換を用いた情報保護方式の基礎検討2021

    • 著者名/発表者名
      山嵜彰一郎,松嶋智子,田中宏和
    • 学会等名
      電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集, A-2-2
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] A Study on Information Security Scheme Using Discrete Fourier Transform and Reed-Solomon Code2021

    • 著者名/発表者名
      Shoichiro Yamasaki, Tomoko K. Matsushima, Hirokazu Tanaka
    • 学会等名
      第44回情報理論とその応用シンポジウム, 4.3.2, pp. 276--281
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] A Study on Orthogonal Variable Spreading Factor Codes over the Complex Number Field2021

    • 著者名/発表者名
      Tomoko K. Matsushima, Shoichiro Yamasaki, Hirokazu Tanaka
    • 学会等名
      第44回情報理論とその応用シンポジウム, 6.2.1, pp. 354--359
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] LDMを用いた同期光CDMA方式の受信光強度推定に関する検討2021

    • 著者名/発表者名
      上方文理, 宮崎真一郎, 大村光徳, 大野成義, 山嵜彰一郎, 松嶋智子
    • 学会等名
      第44回情報理論とその応用シンポジウム, 6.2.2, pp. 360--365
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 無線伝送の周波数領域等化における残留歪みの軽減方式の検討2021

    • 著者名/発表者名
      髙田康平,宮崎真一郎,山嵜彰一郎,松嶋智子
    • 学会等名
      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
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 短縮化拡張プライム系列符号を重畳する同期光CDMA方式の提案2021

    • 著者名/発表者名
      小野恭平,山嵜彰一郎,松嶋智子
    • 学会等名
      電子情報通信学会技術研究報告(情報理論)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 光符号分割多元接続のための可変拡散率符号の提案2021

    • 著者名/発表者名
      小野恭平,山嵜彰一郎,松嶋智子
    • 学会等名
      電子情報通信学会技術研究報告(情報理論)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] チップペア符号を用いた同期光符号分割多元接続方式の誤り率特性2021

    • 著者名/発表者名
      松嶋智子,山嵜彰一郎,小野恭平
    • 学会等名
      電子情報通信学会技術研究報告(情報理論)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 陪直交符号とEWO信号方式を用いた光CDMAシステムに関する考察2020

    • 著者名/発表者名
      小野恭平,山嵜彰一郎,松嶋智子
    • 学会等名
      電子情報通信学会技術研究報告(情報理論)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 光CDMAにおける可変拡散率の符号構成法に関する研究2020

    • 著者名/発表者名
      山嵜彰一郎,松嶋智子,小野恭平
    • 学会等名
      電子情報通信学会技術研究報告(情報理論)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 一般化拡張プライム系列符号の構成法に関する検討 ~チップペア符号の提案とその応用~2020

    • 著者名/発表者名
      松嶋智子,山嵜彰一郎,小野恭平
    • 学会等名
      電子情報通信学会技術研究報告(ワイドバンドシステム)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 拡張プライム系列符号とその反転符号を同時に用いる同期光CDMA方式2020

    • 著者名/発表者名
      小野恭平,山嵜彰一郎,松嶋智子
    • 学会等名
      電子情報通信学会技術研究報告(情報理論)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] A Study on Chip-Pair Codes for Synchronous Optical CDMA Systems2020

    • 著者名/発表者名
      Tomoko K. Matsushima, Shoichiro Yamasaki, and Kyohei Ono
    • 学会等名
      IEICE Technical Report (Information Theory)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 同期光CDMAシステムのための拡散符号に関する研究 ~一般化拡張プライム系列符号を短縮化した符号の提案~2020

    • 著者名/発表者名
      小野恭平,山嵜彰一郎,松嶋智子
    • 学会等名
      電子情報通信学会技術研究報告(情報理論)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] レベル分割多重を用いた光CDMA伝送方式の特性評価2020

    • 著者名/発表者名
      上方文理,小野恭平,宮崎真一郎,山嵜彰一郎,松嶋智子,大村光徳
    • 学会等名
      電子情報通信学会技術研究報告(情報理論)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 可視光CDMA通信における調光制御方式に関する研究2020

    • 著者名/発表者名
      笠結衣紀,小野恭平,山嵜彰一郎,松嶋智子
    • 学会等名
      電子情報通信学会技術研究報告(情報理論)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 複数の拡散符号を重畳する同期光CDMA方式に関する研究2020

    • 著者名/発表者名
      小野 恭平,山嵜 彰一郎,松嶋 智子
    • 学会等名
      第28回職業能力開発研究発表講演会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 背景光とシンチレーションを考慮した光CDMA空間伝送の評価2020

    • 著者名/発表者名
      上方文理,小野恭平,松嶋智子,山嵜彰一郎,宮崎真一郎,大村光德
    • 学会等名
      第28回職業能力開発研究発表講演会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 背景光と多重ユーザ干渉を同時に除去する同期光CDMA方式に関する研究2019

    • 著者名/発表者名
      松嶋智子,山嵜彰一郎,上方文理,大村篤生,遠藤克帆,宮崎真一郎,大村光徳
    • 学会等名
      電子情報通信学会技術研究報告,WBS2019-20
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] レベル分割多重を用いた光CDMA多重伝送に関する研究2019

    • 著者名/発表者名
      松嶋智子,山嵜彰一郎,宮崎真一郎,大村光徳
    • 学会等名
      電子情報通信学会ソサイエティ大会, 基礎境界/NOLTA講演論文集, A-2-2
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Construction Method of Orthogonal Variable Spreading Factor Codes over the Complex Number Field2019

    • 著者名/発表者名
      Tomoko K. Matsushima and Shoichiro Yamasaki
    • 学会等名
      第42回情報理論とその応用シンポジウム(SITA2019), 1.4.3
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] レベル分割多重を用いた光CDMA多重伝送方式2019

    • 著者名/発表者名
      山嵜彰一郎,松嶋智子,小野恭平,遠藤克帆,大村篤生,宮崎真一郎,大村光德
    • 学会等名
      第42回情報理論とその応用シンポジウム(SITA2019), 3.4.4
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 可変長直交拡散系列の有限体上における構成法に関する研究2019

    • 著者名/発表者名
      山嵜彰一郎,松嶋智子
    • 学会等名
      電子情報通信学会技術研究報告,IT2019-66
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 拡張プライム系列符号と陪直交符号を用いた光CDMAの多重化方式2019

    • 著者名/発表者名
      小野恭平,山嵜彰一郎,松嶋智子
    • 学会等名
      電子情報通信学会技術研究報告,WBS2019-65
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] A Note on Orthogonal Variable Spreading Factor Codes Based on Polyphase Sequences2019

    • 著者名/発表者名
      Tomoko K. Matsushima and Shoichiro Yamasaki
    • 学会等名
      電子情報通信学会技術研究報告,WBS2019-66
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 背景光を除去する同期光CDMA方式の評価2019

    • 著者名/発表者名
      上方文理,松嶋智子,山嵜彰一郎,宮崎真一郎,大村光德
    • 学会等名
      第27回職業能力開発研究発表講演会講演論文集, 30-H-8
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] レベル分割多重を用いた光CDMA伝送の基本構成と特性2019

    • 著者名/発表者名
      遠藤克帆,山嵜彰一郎,松嶋智子,宮崎真一郎,大村光德
    • 学会等名
      第27回職業能力開発研究発表講演会講演論文集, 30-H-9
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 多段階のレベル分割を用いた光CDMA方式における多重化分離処理2019

    • 著者名/発表者名
      大村篤生,山嵜彰一郎,松嶋智子,宮崎真一郎,大村光德
    • 学会等名
      第27回職業能力開発研究発表講演会講演論文集, 30-H-10
    • 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: 2024-01-30  

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