| 研究課題/領域番号 |
16K06361
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| 研究機関 | 熊本大学 |
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研究代表者 |
常田 明夫 熊本大学, 大学院先端科学研究部(工), 准教授 (40274493)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | カオス理論 / CDMA / フィードバックシフトレジスタ / スペクトル拡散符号 / 負相関 / 直交符号 / 可視光通信 / 超音波測位 |
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| 研究実績の概要 |
本研究は，近年のネットワーク社会において，生活の利便性をさらに向上させる近距離通信（可視光通信・超音波測位）へ応用可能な通信用符号の設計に関するもので，(1) １次元非線形カオス写像に基づいた各種符号設計，(2) 線形／非線形フィードバックシフトレジスタ（LFSR/NFSR）による実現と符号の性能評価，(3) CDMA技術を利用した可視光通信・超音波測位への応用，について検討を行ない，カオス理論に基づいて設計された符号の特性解析，およびCDMA技術を利用した可視光通信・超音波測位などの近距離通信技術に有用な符号生成器の実現を目的としている．平成29年度は以下の研究成果が得られた．
●符号設計と評価
ベルヌイ写像と２値関数を用いて生成されるカオス２値系列の自己相関関数の理論的解析について，これまで実数区間[0,1]を８等分割した部分区間に基づいた２値関数が考えられていたが，これを2のm乗個の部分区間に基づいた２値関数へ一般化した．その結果，mを大きくすることで，CDMA通信に有用な負相関スペクトル拡散符号がより多く生成できることを明らかにした．
●可視光通信シミュレーション
NFSRから生成されるスペクトル拡散符号を用いて，CDMA技術を利用した可視光通信のシミュレーションを行った．ここで，一人のユーザが複数のスペクトル拡散符号を用いて複数ビットを同時送信するCDMA方式を想定し, これに適した負相関直交符号（負の自己相関をもち互いに直交する符号）を構成し，シミュレーションによりそのビット誤り率特性を評価した. また, 負相関をもつ非直交符号，無相関の直交符号，無相関の非直交符号を用いた場合の結果との比較検討も行い，負相関をもち, かつ互いに直交する系列の特性を活かした光CDMA通信が可能であることが確認された．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
当初の予定では，符号生成器実装を行う予定であったが，2016年4月の熊本地震の影響もあり，実装まで至らなかった．しかし，その他は期待した成果が得られており，符号生成器実装も平成30年度内に可能な見込みであることから「やや遅れている」と自己評価する．
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| 今後の研究の推進方策 |
29年度の研究成果を踏まえ，当初予定していた以下の研究を進めていく．
●符号設計・可視光通信シミュレーション：29年度の研究結果により，負相関直交系列が有効であることが明らかになったので，そのような符号を多数設計することを試みる．ここでmを増大する方法以外についても検討する．また得られた符号を用いて可視光通信のシミュレーションを行い，その有効性を検証する．
●可視光通信実験：良好な結果が得られた符号生成器をFPGAボードに実装し，LED（送信機）とフォトダイオード（受信機）を用いた可視光通信の簡易実験を行い，性能を評価する．
●超音波測位に関する研究：超音波を利用した測位システムにおいて有用なスペクトル拡散符号について検討を行なう．
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| 次年度使用額が生じた理由 |
符号生成器実装のためのFPGAボードを購入する予定であったが，符号設計とその評価に時間を要し，実装まで至らなかったため，その分の予算が次年度に繰り越された．また，学会出張費も予定より少なかったため，その分の予算が繰り越された．
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