| 研究課題/領域番号 |
21K04047
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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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 | 名城大学 |
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研究代表者 |
中條 渉 名城大学, 理工学部, 教授 (40292289)
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| 研究分担者 |
小林 健太郎 名城大学, 理工学部, 准教授 (40583878)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2023年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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| キーワード | 可視光通信 / イメージセンサ / ローリングシャッター / 空間分割多重 / 波長分割多重 / デジタルサイネージ / 均等色空間 / ダイバシチ / セグメンテーション / 空間合成 / カメラ / スマートフォン / LED / 空間多重 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
LED光の空間直進性とイメージセンサの高空間分解能特性を活かして，5Gの先に向けて近距離可視光通信の高速化に取り組む．
今後のマイクロLED技術の進展を見据え，多数の発光素子で構成するLED照明やディスプレイから，多数のLED光を送信する．オンオフキーイングやサブキャリア変調の手法を用いて，各LED光の振幅と位相を変調する．光の空間直進性により空間多重された多数のLED変調光を，イメージセンサの高空間分解能特性を活かして個別に受信する．イメージセンサで個別に受信した各LED変調光の振幅と位相を空間合成する．これにより背景の雑音光や干渉光を抑圧し高速化を実現する．
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| 研究成果の概要 |
LED照明やディスプレイを送信機としたインコヒーレント変調光をイメージセンサで受信して空間コヒーレンス合成を実現した．
イメージセンサの空間合成は，空間4パルス位置変調を組み合せてシンボル判定を閾値学習を行わずに相関により実現した．複眼カメラの空間合成は，バックライトLEDをサブキャリア変調した位相シフトキーイングを重畳画像と変調の両方を考慮したγ特性補正で実現した．重畳データの空間合成ではJzazbz均等色空間の優位性を明らかにした．
フォトダイオードの空間合成は，カメラの露光時間を短くした物体検出により，送信機と照明の違いを学習し，光軸合わせ精度0.1°でスループット600Mbpsを実現した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
周囲光や重畳画像の影響により，機械学習などの事前学習に基づくシンボル判定は困難となる．空間分割多重で空間4パルス位置変調パターンの相関を用いたシンボル判定，複眼カメラでバックライトLEDのサブキャリア変調信号の重畳画像補正，Jzazbz均等色空間の優位性，何れも事前学習なしでシンボル判定を実現した点は学術的意義が大きい．
電波では衝突や干渉が生じる多数機器で構成される無線通信ネットワークに対応する光技術として，LED照明やディスプレイを送信機，イメージセンサを受信機に用いて空間合成を実現した点，更にフォトダイオードとカメラを組み合わせた高スループットの空間合成に発展できた点に社会的意義がある．
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