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2019 年度 実施状況報告書

イメージセンサ型可視光通信のための通信範囲拡大技術

研究課題

研究課題/領域番号 19K04378
研究機関千葉工業大学

研究代表者

鎌倉 浩嗣  千葉工業大学, 情報科学部, 教授 (60344967)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワード時空間符号化 / 可視光通信 / イメージセンサ / LED / 階層的符号化 / 二次元通信路 / 光直交周波数分割多重
研究実績の概要

本研究は,複数の発光ダイオード(Light Emitting Diode: LED)が二次元的に配置される点に注目し,カメラに備えられたイメージセンサ(Image Sensor: IS)で受信する可視光通信(Visible Light Communication: VLC)を高度道路交通システム(Intelligent Transport Systems: ITS)へ応用するものである.具体的な研究課題は,複数のLED から送出するデータをIS で受信するVLCにおいて,その通信範囲を拡大するための符号化技術と,異なるフレームレートで動作するカメラ受信機が混在するVLC 環境において,データレートの異なる複数のデータ系列を単一の送信機から送信する重畳伝送技術の確立である.中心的な課題は,IS を用いたVLC は,離散的に配置されたピクセルの分解能のために通信可能な距離に限界があるが,その限界を超えて通信を可能にする符号化方式の通信速度を高速化する符号化方式を検討し,実証実験によって,ビット誤りなしで可能な通信距離を明らかにすることである.当該年度に実施した研究の成果は,光空間周波数多重化したM個の離散点信号を送受信機間にあるダイナミックレンジに変換する非線形変換方式に取り組んだ.研究代表者が取り組む並列伝送方式は,M点離散フーリエ変換を経てN個の空間周波数多重信号を伝送するが,多重する空間周波数数が増加すると,ピーク・トゥ・平均電力比(PAPR)が高くなる問題があった.提案する非線形変換によれば,PAPRを下げることができ,多重可能な空間周波数数を増大させることができ,1フレーム当たりのビット数を大幅に増大させることができることを実験により明らかにした.

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

研究計画通りに,データレートの異なる複数のデータ系列を単一の送信機から送信する重畳伝送技術の具体的構成の検討が進み,おおむね順調に進展している.

今後の研究の推進方策

研究計画書における二年目の実施計画の通り,IS を用いたVLC で必要となる画像処理によって,情報光源を検出及び追尾する推進する方策である.

次年度使用額が生じた理由

研究発表助成金(学校費)を得たことにより当該年度の出張旅費の使用額が減少したことと,次年度の発表成果のための旅費として使用を計画している.

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 8件)

  • [雑誌論文] イメージセンサ可視光通信におけるプリコードPWMの性能評価2020

    • 著者名/発表者名
      亀川智史,木下雅之,山里敬也,岡田啓,藤井俊彰,荒井伸太郎,圓道知博,鎌倉浩嗣
    • 雑誌名

      電子情報通信学会論文誌

      巻: J102-B ページ: 962-965

    • DOI

      10.14923/transcomj.2019JBL4002

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 高速二眼カメラによる画素選択/最大比合成受信を適用した可視光通信性能の評価実験2020

    • 著者名/発表者名
      木下雅之,山里敬也,岡田啓,藤井俊彰,荒井伸太郎,圓道知博,鎌倉浩嗣
    • 雑誌名

      電子情報通信学会論文誌

      巻: J102-B ページ: 90-97

    • DOI

      10.14923/transcomj.2018GTP0003

    • 査読あり
  • [学会発表] Three-Frame Demodulation for Non-Synchronous Square Wave Quadrature Amplitude Modulation2019

    • 著者名/発表者名
      Koki Yamamur, Koji Kamakura, Masayuki Kinoshita, Takaya Yamazato
    • 学会等名
      1st Workshop on Optical Wireless Communication for Smart City (1st OWC2)
    • 国際学会
  • [学会発表] Nonlinear Companding scheme for Parallel Transmission for Image-Sensor-based Visible Light Communication2019

    • 著者名/発表者名
      Kotomi Takahashi, Koji Kamakura, Masayuki Kinoshita, Takaya Yamazato
    • 学会等名
      1st Workshop on Optical Wireless Communication for Smart City (1st OWC2)
    • 国際学会
  • [学会発表] Range estimation for traffic light based on visible light communication using stereo cameras2019

    • 著者名/発表者名
      Ruiyi Huang, Takaya Yamazato, Hiraku Okada, Masayuki Kinoshita, Toshiaki Fujii, Shintaro Arai, Tomohiro Yendo, Koji Kamakura
    • 学会等名
      1st Workshop on Optical Wireless Communication for Smart City (1st OWC2)
    • 国際学会
  • [学会発表] Nonlinearity Mitigation of Received Luminance Using Inverse Pattern of the LED array in Image Sensor Communication2019

    • 著者名/発表者名
      Takuya Yamamoto, Takaya Yamazato, Hiraku Okada, Masayuki Kinoshita,Koji Kamakura, Shintaro Arai, Tomohiro Yendo, Toshiaki Fujii
    • 学会等名
      1st Workshop on Optical Wireless Communication for Smart City (1st OWC2)
    • 国際学会
  • [学会発表] An Experiment of Image Sensor Communication Using Digital Micromirror Device Projector as a Vehicle Headlight2019

    • 著者名/発表者名
      Tomoya Arisue, Takaya Yamazato, Hiraku Okada, Masayuki Kinoshita, Shintaro Arai, Tomohiro Yendo, Koji Kamakura, Toshiaki Fujii
    • 学会等名
      1st Workshop on Optical Wireless Communication for Smart City (1st OWC2)
    • 国際学会
  • [学会発表] An LED Transmitter Detection using Linear SVM and CNN for ITS Image Sensor Communication2019

    • 著者名/発表者名
      M. Hori, M. Kinoshita, T. Yamazato, H. Okada, T. Fujii, K. Kamakura, T. Yendo, S. Arai
    • 学会等名
      3rd International Conference and Exhibition on Visible Light Communications
    • 国際学会
  • [学会発表] Stereo Ranging Method Using LED Transmitter for Visible Light Communication2019

    • 著者名/発表者名
      Masayuki Kinoshita, Koji Kamakura, Takaya Yamazato, Hiraku Okada, Toshiaki Fujii, Shitaro Arai, Tomohiro Yendo
    • 学会等名
      2019 IEEE Global Communications Conference (GLOBECOM)
    • 国際学会
  • [学会発表] Visible Light Communication and Ranging System Using High-speed Stereo Cameras2019

    • 著者名/発表者名
      Masayuki Kinoshita, Koji Kamakura, Takaya Yamazato
    • 学会等名
      2019 IEEE Photonics Society Summer Topical Meeting Series (SUM)
    • 国際学会

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公開日: 2021-01-27  

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