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電波散乱壁を用いた次世代高速無線通信の室内伝搬環境制御技術に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 20K14744
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分21020:通信工学関連
研究機関電気通信大学 (2021-2022)
国立研究開発法人情報通信研究機構 (2020)

研究代表者

村上 靖宜  電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 助教 (70849041)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
キーワードメタマテリアル / 電波伝搬 / 反射板 / 電波散乱 / アレーアンテナ理論 / 高速無線通信
研究開始時の研究の概要

次世代の高速無線通信での使用が予想される300 GHz帯において電波の散乱を制御し,屋内での通信品質の改善や通信領域の限定化などを実現する電波散乱壁の研究開発を行う.電波散乱壁は送信アンテナからの電波に対して,通常の金属平板とは異なる散乱特性を有し,屋内の天井や壁に配置され,空間の電波伝搬環境の制御を実現する.また電波散乱壁は近似的解析手法を用いて高速・効率的に設計し,実験等で電波伝搬改善効果の有効性を明らかにする.

研究成果の概要

本研究では,次世代の無線通信における見通し外の通信品質を改善するために,散乱波を制御する電波散乱壁の開発を行った.まず,入射した電波を複数の方向に広角に散乱させるための反射板の設計方法について提案した.提案した設計手法は,等価回路,アレーアンテナ理論および遺伝的アルゴリズムを利用した高速に最適構造を決定できる.また,設計した電波散乱壁を用いて,30 GHz帯での電波伝搬計測実験を行い,不感地帯の通信品質改善効果を明らかにした.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では,電波伝搬環境を制御できる電波散乱壁の最適設計方法を明確にすることで,任意の通信空間の実現に寄与する.近年,通信端末の爆発的な増大・使用周波数の高周波化に伴い,通信品質の確保や不感地帯の問題に対して,アンテナなどの通信機器だけで解決することは難しい.そのため本研究で提案して電波散乱壁を利用し,電波伝搬環境を制御することで,次世代高速無線通信のサービス向上に資することができる

報告書

(4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
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2023 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] Electromagnetic diffusion of a wall with modified checkerboard pattern2022

    • 著者名/発表者名
      Yasutaka Murakami, Jerdvisanop Chakarothai, Katsumi Fujii
    • 雑誌名

      IEICE Communications Express

      巻: 11 号: 1 ページ: 58-63

    • DOI

      10.1587/comex.2021XBL0187

    • NAID

      130008139299

    • ISSN
      2187-0136
    • 年月日
      2022-01-01
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Design of electromagnetic scattering wall using genetic algorithm2020

    • 著者名/発表者名
      Murakami Yasutaka、Chakarothai Jerdvisanop、Fujii Katsumi
    • 雑誌名

      IEICE Communications Express

      巻: 9 号: 7 ページ: 282-287

    • DOI

      10.1587/comex.2020XBL0028

    • NAID

      130007868215

    • ISSN
      2187-0136
    • 年月日
      2020-07-01
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 通信エリア拡大のための電波散乱シートの実証実験2023

    • 著者名/発表者名
      村上靖宜
    • 学会等名
      電子情報通信学会 総合大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Design of Electromagnetic Scattering Sheet for Improvement of Wireless Communications Quality at 28 GHz2022

    • 著者名/発表者名
      Yasutaka Murakami
    • 学会等名
      2022 Asia-Pacific Microwave Conference
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 電波散乱壁を用いた28GHz帯の電波伝搬環境改善の実験的検証2022

    • 著者名/発表者名
      村上靖宜,チャカロタイ ジェドヴィスノプ,浜田リラ,藤井勝巳
    • 学会等名
      電子情報通信学会 総合大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Improvement of EM Diffusion Performance of Checkerboard Structure in 28 GHz Band2021

    • 著者名/発表者名
      Yasutaka Murakami, Jerdvisanop Chakarothai and Katsumi Fujii
    • 学会等名
      2021 IEEE INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON ELECTROMAGNETIC COMPATIBILITY, SIGNAL & POWER INTEGRITY
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] A Design of Metamaterial Electromagnetic Scattering Wall2020

    • 著者名/発表者名
      Y. Murakami, J. Chakarothai and K. Fujii
    • 学会等名
      URSI General Assembly and Scientific Symposium 2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Design of an Electromagnetic Scattering Wall Applying Array Antenna Theory2020

    • 著者名/発表者名
      Y. Murakami, J. Chakarothai and K. Fujii
    • 学会等名
      EMC Europe2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] アレーアンテナ理論を応用した電波散乱壁の設計-メタマテリアルによる薄型化-2020

    • 著者名/発表者名
      村上靖宜,チャカロタイジェドヴィスノプ,藤井勝巳
    • 学会等名
      信学技報EMCJ 2020-13
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [図書] ~5G/Beyond5Gに向けた~ 高速・高周波対応部材の最新開発動向2021

    • 著者名/発表者名
      複数、村上靖宜(第6章 7節担当)
    • 総ページ数
      653
    • 出版者
      技術情報協会
    • ISBN
      9784861048289
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [図書] 電波吸収体・電磁波シールド材の開発最前線 ─5Gに向けた設計と高性能化─2020

    • 著者名/発表者名
      橋本修 監修,村上靖宜(第25章担当)
    • 総ページ数
      318
    • 出版者
      シーエムシー出版
    • ISBN
      9784781315133
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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