| 研究課題/領域番号 |
19K04382
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| 研究機関 | 立命館大学 |
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研究代表者 |
久保 博嗣 立命館大学, 理工学部, 教授 (40633243)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | 通信方式 / 変復調 / 信号処理 / 移動体通信 / 音響通信 |
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| 研究実績の概要 |
本研究では，伝搬路の時間変動や遅延時間広がりが極めて大きな２重選択性の伝搬環境に有効なマルチキャリア差動トレリス符号化変復調技術を検討する．具体的には，高速鉄道のための大ゾーン空間波列車無線システムや，音波を用いた移動環境に対応した音響通信システムなど，これまでの無線通信技術ではその対応が困難であった高品質・高信頼の通信システム実現をターゲットとしている．
本研究では，(a)時間選択性への耐性向上，(b)周波数選択性への耐性向上，(c)厳しい２重選択性環境性能評価の観点から研究を実施する．具体的な数値目標は，従来比で4～6倍厳しい２重選択性伝搬環境への対応である．
本研究の技術確立により，時速500kmを超える移動速度で数十kmのカバーエリアを実現する高速鉄道用の空間波列車無線，移動速度が3knotを超える水中音響通信や歩行程度の陸上音響通信にて，高品質・高信頼の通信実現を目指す．
令和元年度は，上記(a)に関して，差動トレリス符号化変復調の研究を実施した．具体的には，次の2方向の検討を実施した．①差動トレリス符号化変調の研究により，ジョイントデテクションとの整合性を高めるために差動符号化を適用し，符号化変調により周波数利用効率の低下なく性能を改善した．②伝送路予測ジョイントデテクションの研究により，ジョイントデテクションに伝送路予測機能を追加することで，伝送路の高速な時間変動に対応可能とした．その結果，上記①と②を組合わせることで，従来比2～3倍の時間選択性への耐性を実現できることを確認した．
なお，上記成果にもとづき，雑誌論文が1件掲載され（2件採録決定），学会発表を21件実施した（内，国際会議は5件，招待講演は1件）
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| 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
計画通りに進捗している．令和元年度成果の差動トレリス符号化変復調の研究は，今後も継続して検討を実施する．他方，令和２年度成果予定の差動一般化マルチキャリア伝送方式の検討にも着手した．
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| 今後の研究の推進方策 |
令和２年度は，５．記載の(b)に関して，差動一般化マルチキャリア伝送方式の研究を実施し，従来比2倍の周波数選択性への耐性を実現する．具体的には，次の2方向の検討を実施する．③時間/周波数協調信号点配置の研究により，マルチキャリア伝送の信号点の配置を，時間・周波数の２次元の観点から，最適化を図る時間/周波数協調信号点配置によって信号点間の干渉を軽減する．ここで，比帯域の大きい周波数選択性（２重選択性）への耐性向上にも注力する．④２次元可変波形整形フィルタの研究により，フィルタ形状を信号点配置と協調しつつ伝搬環境に合わせて調整する２次元可変波形整形フィルタを導入する．本手法によりマルチキャリア伝送における周波数選択性（２重選択性）への耐性を向上させる．
令和３年度の研究は，５．記載の(c)に関して，２重選択性環境の性能評価系を構築することで，従来比4～6倍の２重選択性環境耐性の実現性を確認する．具体的には，次の2方向の検討を実施する．⑤計算機シミュレーション評価にて，令和元年度成果の差動トレリス符号化変復調技術と令和２年度成果の差動一般化マルチキャリア伝送方式を搭載した，２重選択性環境を模擬した計算機シミュレーション環境を構築する．この環境にて，従来比4～6倍の２重選択性の厳しさ（fDτD）が4%～6%での安定動作を確認する．⑥実環境簡易試験評価にて，移動体音響通信に関しては，上記⑤のシミュレーション用ソフトウェアを活用し，MIMO (multiple-input multiple-output) オフライン性能評価装置にて厳しい２重選択性環境での性能評価を実施する．陸上音響通信に対しては立命館大学構内の大型教室を活用し，水中音響通信に対してはオキシーテック保有の海洋バージを用いて実環境簡易試験評価を実施する．なお，本研究では，平成２８年度から平成３０年度実施の科研費成果である，MIMOオフライン性能評価装置を活用する．
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| 次年度使用額が生じた理由 |
（理由）
国内研究会・国際会議の開催自粛に伴い出張が中止となったこと，シミュレーション用のWindows10のPCを別途準備できたため，当初想定していた費用と比較して令和元年の経常費用が少なくなり，差異が発生した．
（使用計画）
令和２年度から令和３年度にかけて，成果発表を加速するとともに，実環境試験を実施する予定である．ゆえに，この費用差異は，令和２年度と令和３年度の２年間で吸収する予定である．
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