| 研究課題/領域番号 |
19K04391
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| 研究機関 | 静岡大学 |
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研究代表者 |
和田 忠浩 静岡大学, 工学部, 教授 (00303529)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | 流星バースト通信 / 低緯度地域 / インドネシア / ソフトウェア無線 / Polar符号 |
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| 研究実績の概要 |
流星が地球の大気圏に突入する際、大気との摩擦により電離気体柱(流星バースト) が発生する。 流星バースト通信(MBC)は、この流星バーストによる低VHF 帯電波の反射現象を利用した見通し外通信であり、最大2000km離れた通信局間で、大規模なインフラを必要とせずデータ伝送を実現できる。そのためMBCは大量のデータ伝送を必要としない、環境観測や気象観測システムなどに応用されている。現在、赤道地域でのMBCの利用を目指しインドネシアでMBC実験を開始してお
り、本課題では数年に渡る継続実験により、低緯度地域でのMBC性能や通信路特性を明らかにするものである。課題の一つとして、近年ソフトウェア無線機(SDR)が急速に発展しており、SDRに基づいたMBCシステムの通信性能の高効率化に関して検討している。この通信の高効率化において、誤り訂正符号のSDRへの実装は必要であると考え、本研究ではMBC用SDRへの組み込みに適した誤り訂正符号としてPolar符号に着目する。Polar符号は2009年に発明された比較的新しい線形ブロック符号であり、伝送速度が通信路容量よりも小さければ、符号長を増加させることにより、通信路分極によって、誤り率を0に収束させうることが証明されている。また, 逐次除去復号法によって, 低い複雑度での実装が可能な点や短い符号長においても比較的高い性能を示すことからMBCに適していると考えられる。本研究では、MBC における再送制御パケットへの Polar 符号の適用方式を提案し、そのためのパケット構成や性能について検討した。特に、Polar符号とCRC符号の様々に組み合わせるに基づいて、制御パケットの正検出率確率や誤検出確率、見逃し確率などについて詳細に評価した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
4: 遅れている
理由
流星バースト通信(MBC)の実証実験やその応用は、中緯度地域や高緯度地域で行われていたが、低緯度地域においては行われていなかった。研究代表者は低緯度地域としてインドネシアにおいてMBC実験局を開設し、世界で初めての低緯度地域におけるMBC実験を行った。本課題では、このMBC実験を数年に渡り継続することで、低緯度地域でのMBCの性能を測定するとともに、通信路の特性を明らかにしてそのモデル化について検討を行うものである。令和元年度において、インドネシアの共同研究先の大学にて、基礎実験を実施するとともに研究計画に関する協力体制を確認し、令和2年度から本格的な実験を開始する予定であった。しかしながら、新型コロナウィルスの世界的な流行により、日本からの海外渡航ならびに、インドネシアにおける人受入が厳しく制限されたため、現地でMBC実験を始めることができなかった。この状況のため、日本国内で実施できる準備として、流星バースト通信用ソフトウェア無線機に関する課題を中心に取り組んだ。
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| 今後の研究の推進方策 |
インドネシアでへの渡航が可能となり、現地での実験が可能となった際に迅速に取り組みができるよう、日本国内で実施できる課題について検討を進める。特に、ソフトウェア無線（SDR)に基づく流星バースト通信用無線機の改良を目指すこととし、無線機の性能改善のためにPolar符号を用いた通信システムに関する検討を更に進めるとともに、SDRによる流星バーストシミュレータの制作、複数受信機を用いた多受信信号合成方式の理論構築などについて検討する。インドネシアに赴くことができるようになった後には、インドネシアの共同研究先との協力の下、MBC実験の手法や体制について改めて検討する。そして、継続的な実験のため定期的に現地に赴き、低緯度地域でのMBCの通信性能の調査を、特に年変動の特性に着目して実施する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
新型コロナウィルスの世界的な拡大より共同研究先のあるインドネシアへの渡航が困難となり、現地での実験が開始できなかったため、海外出張費が未使用となった。海外渡航に関する制限が緩和された際には、現地での研究体制を再構築し、実験を継続的に実施するため、共同研究先への訪問回数を増やすことを検討している。
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