| 研究課題/領域番号 |
18K11232
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| 研究機関 | 小山工業高等専門学校 |
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研究代表者 |
飯島 洋祐 小山工業高等専門学校, 電気電子創造工学科, 講師 (90565441)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | VLSIシステム / ディジタル信号処理 / 多値伝送 / 高速通信 / 伝送回路 |
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| 研究実績の概要 |
大規模集積回路システム内において、電気配線上での通信の大容量化に伴い、信号の多値化と高周波数化が進んでいる。しかし、それに伴って受信端での伝送波形の歪みの影響が複雑化してきており、さらに高周波雑音やD/A変換（DAC）回路等の非線形性の影響がその問題を深刻化させている。特に、本研究では多値伝送特有の伝送歪みの影響に対して、より柔軟に受信端にて歪み等の影響を除去可能な波形整形回路の開発を目指している。
H30年度では、これまで申請者が提案したディジタル信号処理に基づく波形整形回路をベースに、多値伝送に対応した新たな波形整形回路の基礎開発に取り組んだ。具体的には、伝送路で生じる多値伝送特有なシンボルパターン依存の伝送歪みの影響をパラメータ調整で柔軟に制御可能とし、受信端でのアイパターン評価にて振幅および時間軸方向にアイを改善可能な波形整形回路の開発および評価に取り組んだ。従来のディジタル信号処理に基づく波形整形に加え、アナログ等化回路の概念を取り入れる事で、高周波数特性を改善し、多値伝送歪みに対して効果的な歪み補正が実現可能なディジタル・アナログハイブリッドの波形整形回路を新たに提案した。さらに、差動信号に対応した伝送評価用のプリント基板を新たに試作し、PAM-4（Pulse amplitude modulation-4）伝送において提案した波形整形の基礎的な効果をシミュレーションおよび実測にて評価した。基礎な評価の結果、従来回路に比べ、提案回路では回路パラメータ調整によって多値伝送の歪み除去に有効かつ柔軟な波形整形効果が得られる事を確認した。実測評価では、任意の高周波信号を生成可能な測定器（任意波形発生器）による実測評価に加え、書き換え可能なハードウェアであるFPGAによる実装評価に向けたシステム開発に取り組んだ。さらに、次年度計画の伝送波形歪み評価の事前検証を進めた。
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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
今年度は当初の計画通りに、多値伝送特有の伝送歪みの特徴に考慮した波形整形回路の開発に取り組んだ。具体的には、新たにディジタル・アナログハイブリッドの波形整形回路を提案し、試作したマイクロストリップ線路の実測特性に基づいたシミュレーションにて波形整形の基礎的な効果検証を実施した。さらに、測定器連携による実測波形での評価を実施し、実測での検証も実施した。その成果は、国内外の関連学会および研究会で発表しており、IEEE International Symposium on Multiple-Valued Logic 2019での成果発表も決定している。しかしながら、今年度予定していたFPGAとDAC回路による実機評価にて、高周波回路特有の実装上の問題が生じた事で当初予定していた実装評価が完了できていない。このため、当初の計画に比べて進捗にやや遅れが生じている状況である。
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| 今後の研究の推進方策 |
H31年度は、FPGA回路とDAC回路による実機での実測評価を進めつつ、提案した波形整形回路の伝送路環境に応じた自動調整に向けた受信端での多値伝送歪み評価手法の開発を計画している。具体的には、通信の信号周波数に対して低周波数（低サンプリングレート）でサンプリングした受信端波形データに基づき、統計的な手法によって受信端伝送歪みの数値的評価を実現する手法を開発する。さらに、その評価手法の有効性について、基礎的な評価および検証を実施する計画である。低サンプリングレートで伝送波形の歪み評価を実現可能にする事で、歪み評価回路の実装コストを抑える効果を検証する。さらに、その評価結果を用い、伝送路特性に応じた波形整形回路の回路パラメータの自動調整アルゴリズを検討し、シミュレーションと実測による評価および有効性の検証を計画している。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
研究の遂行に合わせて計画通りに設備等を導入したが、若干の価格変動のため次年度使用額が生じた。次年度計画している設備等の購入に合わせて使用する予定である。
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