• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2020 年度 実績報告書

ヘテロジニアス微小ノード群による無線通信機能の創発

研究課題

研究課題/領域番号 19H02191
研究機関東京工業大学

研究代表者

伊藤 浩之  東京工業大学, 科学技術創成研究院, 准教授 (40451992)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
キーワード電子回路 / 無線通信回路 / センサノード
研究実績の概要

昨年度の研究においてエキサイターからの励起信号を活用することにより同期の強化や隠れたダイナミクスが観察できる可能性を見出した.本年度はこれを発展させて,微小ノード間の無線信号の反射を活用して群全体から放射される信号強度を高めることや,群全体のバックスキャッタリングによる無線通信をするための基礎技術を研究した.まずは一つのノードが反射する信号レベルを高めることができる条件を計算し,アンテナ側の基準インピーダンスを高くすることで反射信号レベル(変調波のパワー)を改善できることを明らかにした.例えば,基準インピーダンスを従来の50Ωではなく550Ωに高めることができれば約10dB程度のリンクバジェットの改善が期待できる.さらに,発振器型センサの出力信号で反射係数を変調する方式において,ノード単体で期待しうる消費電力・センシング分解能・感度・信号帯域幅の関係を定式化することでトレードオフを見通した設計を可能にした.これらのモデル式と測定値が良く一致することを確認した.また,発振器型センサ回路の性能向上が不可欠であるため,スロープブースト方式を用いた弛張発振器型センサ回路を発明した.180nm Si CMOSプロセスによる試作・評価の結果,430nWの低消費電力動作,0から197pFのワイドレンジ動作,710aFの分解能を達成した.従来の発振器型センサ回路と比較して優れたエネルギー効率と分解能を有していることを確認した.

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

本年度は他のノードから入力された信号自体を再活用することを考え,ノード単体の設計論の構築に努めた.モデル式を導出するなど,今後の研究に有用な成果を得ることができた.また,世界トップクラスの発振器型センサ回路を開発することに成功した.これらの成果を国内学会・国際会議で発表することができた.

今後の研究の推進方策

超小型ノードの設計を進め,引き続き,カオス発振パターンに着目したセンシング,外部励起・反射の活用法の研究に注力する.

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2021 2020

すべて 学会発表 (3件) (うち国際学会 2件)

  • [学会発表] Capacitive Sensor Circuit with Relative Slope-Boost Method Based on a Relaxation Oscillator2021

    • 著者名/発表者名
      Ryo Onishi, Koki Miyamoto, Korkut Kaan Tokgoz, Noboru Ishihara, Hiroyuki Ito
    • 学会等名
      The 26th Asia and South Pacific Design Automation Conference
    • 国際学会
  • [学会発表] Current-Starved Chaotic Oscillator Over Multiple Frequency Decades on Low-Cost CMOS2021

    • 著者名/発表者名
      Korkut Kaan Tokgoz, Ludovico Minati, Hiroyuki Ito
    • 学会等名
      The 26th Asia and South Pacific Design Automation Conference
    • 国際学会
  • [学会発表] インピーダンス変換回路によるRFバックスキャッタリング信号レベルの改善2020

    • 著者名/発表者名
      渡邉伊織,石原 昇,伊藤 浩之
    • 学会等名
      短距離無線通信研究会

URL: 

公開日: 2021-12-27  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi