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2022 年度 実施状況報告書

ビーム広がりに強い並列光無線通信方式の評価とその実現

研究課題

研究課題/領域番号 21K04062
研究機関鹿児島大学

研究代表者

松元 隆博  鹿児島大学, 理工学域工学系, 教授 (10304495)

研究分担者 井田 悠太  山口大学, 大学院創成科学研究科, 准教授 (20711229)
小嶋 徹也  東京工業高等専門学校, 情報工学科, 教授 (20293136)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
キーワード水中通信 / 散乱 / ビーム広がり / 光CDMA / 光ZCZ系列 / 光OFDM
研究実績の概要

本研究では,海中で光を伝送するときに生じる散乱によって生じる光ビームの広がりによる干渉を抑圧し,かつ複数機器による同時通信が可能な高速光無線通信方式の実現を目指す.これは複数の送信局の識別と光の散乱によるビーム広がりの干渉を抑圧するための空間軸方向に施した符号分割多元接続(CDMA;Code Division Multiple Access)技術と時間軸方向に施した光無線通信に適した直交周波数分割多重(OFDM;Orthogonal Frequency Division Multiple Access)技術によって実現する.なお,ここでは電波による場合と異なり,負の振幅が使用出来ないことを考慮した方式を考える.CDMAで用いる系列は系列数が数学的上界を満たした上で,系列間で直交し,かつ光通信のために正の値のみを要素とし,また空間軸方向への拡散に使用するために2次元の系列を設計する.また,OFDMでは,その基底帯域信号が実信号でかつ正の値のみになるような新しい直交変換を適用することを検討する.また,その際に信号処理の複雑化による回路規模と電力の増大が問題になるが,その小規模化と省電力化についても検討し,実用的なシステムの実現を目指す.
令和4年度は,光無線通信に適したOFDM方式の検討とその方式のBER(Bit Error Rate)特性を計算機シミュレーションによって評価した.光無線通信で光の強度で変調するために,まず基底帯域信号が実数値となる新しい直交変換を提案した.但し,この直交変換は負値をとるためにバイアス信号を与える必要がある.それとは別に,基底帯域信号が1と0の2値となる新しい直交変換を提案した.これは非負値であるためにバイアスが必要ない.これらの方式のBER特性を計算機シミュレーションによって比較した.
これらは国内のシンポジウムや国際会議で今後発表予定である.

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

新型コロナの影響で対面による研究について議論する時間が制限されたことと,研究代表者の大学異動により研究室の立ち上げがスムーズにいっていないため.

今後の研究の推進方策

まずは新しい大学での研究体制を整えることに注力する.また,新型コロナの影響により,対面で研究について議論する時間が制限されているが,オンライン会議システムを有効に利用して研究の推進に努める.

次年度使用額が生じた理由

新型コロナの影響で,学外発表の機会が制限されたために今年度の使用額が少なかった.
次年度は学会で発表を行うために研究費を使用する予定である.

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (5件)

  • [雑誌論文] Adapting Zero Hybrid Guard Interval for MUDiv-DFTs-OFDMA2023

    • 著者名/発表者名
      Kojiro NAKANO, Yuta IDA, Takahiro MATSUMOTO
    • 雑誌名

      Proc. of the 2023 RISP International Workshop on Nonlinear Circuits, Communications and Signal Processing (NCSP2023)

      巻: - ページ: pp.122-125

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Deep Learning Compensation for Multiuser Diversity OFDMA without Guard Interval2023

    • 著者名/発表者名
      Shunsuke TSUMORI, Yuta IDA, Sho KURODA, Takahiro MATSUMOTO
    • 雑誌名

      Proc. of the 2023 RISP International Workshop on Nonlinear Circuits, Communications and Signal Processing (NCSP2023)

      巻: - ページ: pp.126-129

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Interleaved block subcarrier allocation and power combination for frequency symbol spreading multiuser diversity OFDMA2022

    • 著者名/発表者名
      Ida Yuta、Matsumoto Takahiro
    • 雑誌名

      EURASIP Journal on Wireless Communications and Networking

      巻: 2022 ページ: pp. 1-23

    • DOI

      10.1186/S13638-022-02131-5

    • 査読あり
  • [学会発表] チャネルモデルに適したTFI パイロット信号とCNNによる画像識別の評価2023

    • 著者名/発表者名
      柴田友暁, 高橋柊二, 井田悠太, 黒田翔, 松元隆博
    • 学会等名
      電子情報通信学会技術研究報告, CS2022-86
  • [学会発表] ヌル信号SMを用いたQO-STBC-MIMOの検討2022

    • 著者名/発表者名
      椎野凌, 行廣仁, 井田悠太, 丸田一輝, 黒田翔, 松元隆博
    • 学会等名
      2022年電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集
  • [学会発表] ゼロハイブリッドガードインターバルを適応したMUDiv-DFTs-OFDMA2022

    • 著者名/発表者名
      中野宏士朗, 井田悠太, 松元隆博
    • 学会等名
      2022年電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集
  • [学会発表] 深層学習を用いたガードインターバルを付加しないMUDiv-OFDMAの干渉除去2022

    • 著者名/発表者名
      津森駿介, 井田悠太, 黒田翔, 松元隆博
    • 学会等名
      2022年電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集
  • [学会発表] 光の拡散に強い海中光 CDMA 方式に関する BER 特性の検討2022

    • 著者名/発表者名
      溝添昂一郎, 大平康旦, 松元隆博,鳥井秀幸,井田悠太
    • 学会等名
      第24回IEEE広島支部学生シンポジウム論文集

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公開日: 2023-12-25  

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