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2019 年度 実績報告書

小型移動体群による海中IoT基盤構築に向けた長期間稼働可能な長距離高速同時通信

研究課題

研究課題/領域番号 19H02351
研究機関筑波大学

研究代表者

海老原 格  筑波大学, システム情報系, 准教授 (80581602)

研究分担者 若槻 尚斗  筑波大学, システム情報系, 准教授 (40294433)
水谷 孝一  筑波大学, システム情報系, 教授 (50241790)
円崎 祐貴  筑波大学, システム情報系, 助教 (70716472)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
キーワード水中音響通信 / マルチパス / ドップラー / 音響レンズ
研究実績の概要

○小型ミラーレンズ通信機の設計・評価
これまで確立した要素技術を基盤に,小型ミラーレンズ通信機を設計し,その性能をシミュレーションによって評価した.その結果,移動する通信相手を理想的に捕捉・追尾することができれば,既存通信機と比較して,信号電力を半減できることを明らかにした.そして,小型ミラーレンズ通信機が,長期間稼働可能な長距離通信に適していることを確認した.

○通信相手を捕捉する仕組みの設計
ミラーレンズ通信機を運用するために通信相手を捕捉する仕組みを確立した.この機構を実現するために,まず,要求・応答信号をやりとりして,小型アレイ上の信号強度分布から音源方向を測定し,ミラーレンズを向ける仕組みを構築した.これらに並行して,翌年度以降の実験に向け,ミラーレンズそのものも作製した.

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

当初の計画通り,小型ミラーレンズ通信機の設計・評価を行い,移動する通信相手を理想的に捕捉・追尾することができれば,既存通信機と比較して,信号電力を半減できることを明らかにした.さらに,ミラーレンズ通信機を運用するために通信相手を捕捉する仕組みを確立した.

今後の研究の推進方策

今年度は,主に,理論的な検討と,シミュレーションによる検討を行った.今後は,当初の計画通り,実験を通じて,小型ミラーレンズ通信機の有効性を,詳細に評価していく必要がある.

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2020 2019 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) 学会発表 (7件) (うち招待講演 1件)

  • [国際共同研究] デルフト工科大学(オランダ)

    • 国名
      オランダ
    • 外国機関名
      デルフト工科大学
  • [雑誌論文] Underwater Acoustic Communication Using Multiple-Input?Multiple-Output Doppler-Resilient Orthogonal Signal Division Multiplexing2020

    • 著者名/発表者名
      Ebihara Tadashi、Ogasawara Hanako、Leus Geert
    • 雑誌名

      IEEE Journal of Oceanic Engineering

      巻: 45 ページ: 1594~1610

    • DOI

      10.1109/JOE.2019.2922094

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Field testing of underwater acoustic communication using Doppler-resilient orthogonal signal division multiplexing in coastal area of Suruga Bay2019

    • 著者名/発表者名
      Ebihara Tadashi、Ogasawara Hanako、Mizutani Koichi、Wakatsuki Naoto
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 58 ページ: SGGF07~SGGF07

    • DOI

      https://doi.org/10.7567/1347-4065/ab17cc

    • 査読あり
  • [学会発表] Underwater Acoustic Communication Using Orthogonal Signal Division Multiplexing: An Overview of Challenges and Recent Results2019

    • 著者名/発表者名
      Tadashi Ebihara
    • 学会等名
      Seminar of Institute for Systems and Robotics, Instituto Superior Tecnico, Lisbon University
    • 招待講演
  • [学会発表] 音響レンズを用いる水中通信とその数値解析2019

    • 著者名/発表者名
      佐藤裕治,田邊昭子,茅根涼太郎,海老原格,水谷孝一,若槻尚斗
    • 学会等名
      日本音響学会2019年秋季研究発表会
  • [学会発表] 広角複眼水中音響レンズの設計2019

    • 著者名/発表者名
      佐藤裕治,海老原格,水谷孝一,若槻尚斗
    • 学会等名
      第40回超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム
  • [学会発表] 水中移動体通信における圧縮センシングを用いた通信品質の向上2019

    • 著者名/発表者名
      田端佑至,海老原格,小笠原英子,水谷孝一,若槻尚斗
    • 学会等名
      第40回超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム
  • [学会発表] 音響反射鏡を用いた水中ディジタル音響通信の数値シミュレーション2019

    • 著者名/発表者名
      茅根涼太郎,青木拓也,海老原格,佐藤裕治,水谷孝一,若槻尚斗
    • 学会等名
      第40回超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム
  • [学会発表] 水中ディジタル音響通信に用いる反射鏡の設計2019

    • 著者名/発表者名
      茅根涼太郎,海老原格,佐藤祐治,水谷孝一,若槻尚斗
    • 学会等名
      電子情報通信学会2020年総合大会, 情報・システムソサイエティ特別企画学生ポスターセッション
  • [学会発表] 水中音響レンズに音波が入射した際の多重反射の数値シミュレーション2019

    • 著者名/発表者名
      田邊昭子,海老原格,佐藤祐治,水谷孝一,若槻尚斗
    • 学会等名
      電子情報通信学会2020年総合大会, 情報・システムソサイエティ特別企画学生ポスターセッション

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公開日: 2021-01-27  

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