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2020 年度 実施状況報告書

高速回転式LED送信機を用いたカメラ型可視光通信の高速化及び全方位受信の実現

研究課題

研究課題/領域番号 17K18282
研究機関岡山理科大学

研究代表者

荒井 伸太郎  岡山理科大学, 工学部, 講師 (10599195)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2022-03-31
キーワード可視光通信 / LED / イメージセンサ / 回転
研究実績の概要

カメラを受信機に用いた可視光通信では,通信速度がカメラの撮影速度に依存して決まるため,一般的な市販のカメラを用いた場合,通信速度は非常に低速になってしまう問題がある.本研究課題では,送信機自体が高速回転する「高速回転式LED送信機」を提案し,この問題点の解決に努めている.
令和2年度は,前年度までに開発した「高速回転式LED送信機」と,その送信機からのデータを受信するための受信アルゴリズムを用いた通信シミュレーションおよび通信実験を行い,両結果から本通信方式の有効性・妥当性を検証した.具体的には,送信機と受信機を向かい合わせて設置し,送受信機間の通信距離を変化させながらビット誤り率(BER)を測定した.その結果,シミュレーションで得られたBER特性のカーブと,実験で得られたそれとがほぼ同様の特性を示した.つまり,これにより,本通信実験の妥当性が確認できたと言える.さらに,本通信システムの通信速度が従来手法の60倍の通信速度を達成したことも確認した.
これらの研究成果の一部を学術論文(IEICE Communications Express(2020年9月), 電子情報通信学会英文論文誌A(2021年1月))として2編,国際会議(IEEE Globecom WS: OWC,2020年12月)で1件,国内研究会(電子情報通信学会総合大会(2021年3月),ワイドバンドシステム研究会(2020年12月,2021年3月))で4件発表した.これに加え,現在,本研究に関連した新たな論文を執筆中である.

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

上述の「研究実績の概要」で説明した通り,高速回転式LED送信機を用いた可視光通信システムをシミュレーションおよび実験の両方から検証し,実験の妥当性,本手法の有効性の両方を確認できた.さらに,本研究課題に関連した研究業績も発表出来ていることから,現在のところ,本研究課題の進捗はおおむね順調であると言える.

今後の研究の推進方策

上述の通り,本研究課題に関連した新たな論文を執筆中であり,追加実験を行いながら,今年度中に投稿する.また,本来なら令和2年度中に、国際会議にて,本研究成果の一部を発表予定であったが,COVID-19の感染拡大の影響により,会議の開催がキャンセルとなってしまった.キャンセルされた会議は現在のところ今年度開催予定であるため,その国際会議にて成果を発表したいと考えている.

次年度使用額が生じた理由

本研究の成果発表として2020年に参加予定だった国際会議および国内会議がキャンセルもしくはオンライン開催となり,本研究費を旅費として使用することができずなかった.そこで,2021年度では今年度中に開催予定の国際会議もしくは国内会議にて,本研究成果を発表する経費として使用する.

備考

「Communication System Laboratory」は研究代表者である荒井のWebページです.

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] Shanghai Key Laboratory of Navigation.../Dept. of Electronic Engineering/Shanghai Jiao Tong University(中国)

    • 国名
      中国
    • 外国機関名
      Shanghai Key Laboratory of Navigation.../Dept. of Electronic Engineering/Shanghai Jiao Tong University
  • [雑誌論文] Optical Wireless Communication: A Candidate 6G Technology?2021

    • 著者名/発表者名
      Shintaro Arai, Masayuki Kinoshita, Takaya Yamazato
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences

      巻: E104.A ページ: 227~234

    • DOI

      10.1587/transfun.2020WBI0001

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Sequential maximum likelihood decoding incorporating reliability determination for image sensor communication2020

    • 著者名/発表者名
      Zhengqiang Tang, Shintaro Arai Tomohiro Yendo, Di He, Takaya Yamazato
    • 雑誌名

      IEICE Communications Express

      巻: 9 ページ: 365~370

    • DOI

      10.1587/comex.2020XBL0058

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] [ポスター講演]回転式LED送信機を用いたイメージセンサ通信におけるAlamouti型時空間符号化の実験評価2021

    • 著者名/発表者名
      唐 正強,荒井伸太郎,山里敬也
    • 学会等名
      電子情報通信学会ワイドバンドシステム研究会
  • [学会発表] 回転式LED送信機を用いたイメージセンサ通信におけるAlamouti型時空間符号化のためのデータ受信可能範囲の判定法2021

    • 著者名/発表者名
      唐 正強,荒井伸太郎,山里敬也
    • 学会等名
      2021年電子情報通信学会総合大会
  • [学会発表] 回転式LED送信機を用いた新しいイメージセンサ通信システムの提案2021

    • 著者名/発表者名
      荒井伸太郎
    • 学会等名
      2021年電子情報通信学会総合大会
  • [学会発表] Implementation Experiment of a Rotary LED Transmitter for Improving the Transmission Rate for Image Sensor Communication2020

    • 著者名/発表者名
      Shintaro Arai, Zhengqiang Tang, Akinori Nakayama, Haruhiro Takada, Tomohiro Yendo
    • 学会等名
      2020 IEEE Globecom Workshops: OWC
    • 国際学会
  • [学会発表] 回転式LED送信機を用いたイメージセンサ通信のための光の残像に基づくAlamouti型時空間符号化2020

    • 著者名/発表者名
      唐 正強,荒井伸太郎
    • 学会等名
      電子情報通信学会ワイドバンドシステム研究会
  • [備考] Communication System Laboratory

    • URL

      http://vlc.sakura.ne.jp/

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公開日: 2021-12-27  

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