| 研究課題/領域番号 |
17K06443
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| 研究機関 | 東京理科大学 |
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研究代表者 |
八嶋 弘幸 東京理科大学, 工学部情報工学科, 教授 (30230197)
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| 研究分担者 |
細谷 剛 東京理科大学, 工学部情報工学科, 講師 (60514403)
五十嵐 保隆 東京理科大学, 理工学部, 助教 (80434025)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| キーワード | 光ＣＤＭＡ / 全光信号処理 / 量子ドット |
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| 研究実績の概要 |
現在の光通信では、光信号を電気信号に変換した後に信号処理を行っており、この電気信号処理が通信速度を制限している。この問題を解決するための技術として、電気信号への変換を伴わない全光信号処理や全光信号処理を行う光CDMAが注目されている。
光CDMAシステムにおいて，全光デバイスからなる干渉抑圧器を提案した。提案した干渉抑圧器は両アームに量子ドット光増幅器をそれぞれ配したマッハツェンダー干渉計であり、波動方程式とレート方程式を数値解析することにより量子ドット光増幅器の動作を解析した。これにより、提案する干渉抑圧器が、時間ゲート処理と閾値処理機能を有する全光機能デバイスとして動作することを確認し、シミュレーションによりランダムデータを送信し受信信号からアイパターンを求め動作を確認した。また提案デバイスが全光CDMAに適用可能か検証するため、光CDMAのクロックと信号のタイミングのずれの影響も評価した。
また、光CDMAの干渉を除去するデバイスとして、全光信号処理の実現のための最も基本的な素子として全光NORゲートがある。本研究では、量子ドット半導体光増幅器の内部で生じる非線形光学効果を用いた全光NORゲートを構築し、シミュレーションにより性能評価を行った。その結果、提案した回路が従来型の回路よりも簡単な構成で、かつ高品質で動作することが確認された。
また、干渉を除去しきれない場合の誤り訂正符号としてLDPCを改良した。さらに、セキュリティ対策として、ブロック暗号および軽量暗号の階差パス解析を行った。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
申請時の平成29年度の研究計画として、１．全光CDMAの受信器に用いる干渉抑圧器の提案と基礎特性の評価 ２．多値・長周期符号を用いた光CDMAシステムの符号の構築および相互情報量特性の評価 があった。これらと比べ、概ね順調に推移してきている。
また、平成30年度の研究計画である ４．干渉を抑圧した全光CDMAにおける暗号攻撃法に対するセキュリティ強度の評価 についても部分的に結果が得られている。以上の理由により、概ね順調に進展していると判断する。
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| 今後の研究の推進方策 |
平成30年度は、当初の計画通り、３．干渉を抑圧した全光CDMAシステムの特性評価 ４．干渉を抑圧した全光CDMAにおける暗号攻撃法に対するセキュリティ強度の評価 を主として実施する予定である。また、長周期符号を用いた光CDMAシステムの符号の相互情報量特性について補足的な検討をする。
さらに平成31年度は、５．提案した全光CDMAにおける量子ドット光増幅器の不均一性の影響の検討 を実施する予定である。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
平成29年度の残額が75,500円となり、平成30年度の経費と合わせてシミュレーション用コンピュータを購入したほうが、研究の推進に有効と判断したため、次年度使用額が生じた。
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