| 研究課題/領域番号 |
26420374
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| 研究機関 | 早稲田大学 |
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研究代表者 |
嶋本 薫 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (80235639)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| キーワード | 超音波 / 超音波通信 / ＦＤＴＤ / ＡＳＫ / ＰＳＫ |
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| 研究実績の概要 |
本研究ではＦＤＴＤ（Finite Difference Time Domain）をベースにＡＤＩ（Alternating-Direction Implicit）－ＦＤＴＤ法を超音波通信へ適用することを提案している。従来のＦＤＴＤ手法は解析の過程で生じるＣＦＬ（Courant-Friedrichs-Lewy）安定条件を満たす必要があるが、超音波は周波数が従来の無線通信と比較した場合に非常に低いため、その条件を満たし解析を行う場合、解析時間が非常に長くなるという欠点がある。本論文ではその欠点を補うためにＡＤＩ－ＦＤＴＤ法をすることを提案している。ＡＤＩ－ＦＤＴＤ法CFL安定条件に拘束されることが無く解析可能であり、その結果、解析精度を損なうことなく高速に処理できることを示した。
外部から室内等に信号線を入れる場合は、通常は信号線等を壁に貫通させる場合が多いが、構造上の問題や一時的な使用等の場合で壁の貫通が困難な場合に信号を内外で伝える新たな手法として、超音波振動波に基づく通信手法を提案している。壁の素材や厚さに基づく通信特性を実証実験をもとに検証を行い、その適用範囲を明らかにしたほか、更に、人体通信として超音波を適用させた場合の特性を実証実験を通して検証している。実験結果より、壁を介した通信や人体通信において、超音波が適用可能であることを定量的に明らかにした。
空間伝搬の基礎特性を取得し、更に、具体的な変調方式としてデジタル振幅変調であるＡＳＫ（Amplitude Shift Keying）方式やデジタル位相変調方式であるＰＳＫ（Phase Shift Keying）方式を適用させた場合についてその適用範囲を示している。また、複数素子をアレイ状に配置し、各素子の位相を各々操作したフェーズドアレイ方式を超音波通信に適用した場合に関し、その効果を具体的に検証した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
（Alternating-Direction Implicit）－ＦＤＴＤ法を超音波通信へ適用することを提案し，更にＡＳＫ（Amplitude Shift Keying）方式やデジタル位相変調方式であるＰＳＫ（Phase Shift Keying）方式を適用させた場合についてその適用範囲を示している。また、複数素子をアレイ状に配置し、各素子の位相を各々操作したフェーズドアレイ方式を超音波通信に適用した場合に関し、その効果を具体的に検証するなど、多くの成果が得られた。また、それらの結果はＩＥＥＥの上位国際会議であるＷＣＮＣで発表したほか、国際ジャーナルへの採択もされており、高い評価を得ている。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後はまずＦＳＫ方式の適用に関して、具体的な通信特性を様々な周波数、伝送レートで行い、合わせて、ＡＳＫ，ＰＳＫ方式との比較から、適する変調方式の範囲を明確にしていく。アプリケーションとして、人体通信応用、無線ＬＡＮ応用など、様々な応用システムに関して考察し、提案を行う。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
国際会議にだす予定が 論文に出してしまい、最終的にその分の出張の計画が無くなったため。
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| 次年度使用額の使用計画 |
今年度は国際会議に出る予定。
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