2020 Fiscal Year Research-status Report
A code-division multiplexed data relay system and its application to underwater wireless data transmission using visible light
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19K04403
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| Research Institution | 独立行政法人高齢・障害・求職者雇用支援機構職業能力開発総合大学校(能力開発院、基盤整備センター) |
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Principal Investigator |
松嶋 智子 独立行政法人高齢・障害・求職者雇用支援機構職業能力開発総合大学校(能力開発院、基盤整備センター), 能力開発院, 教授 (30648902)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
宮崎 真一郎 独立行政法人高齢・障害・求職者雇用支援機構職業能力開発総合大学校(能力開発院、基盤整備センター), 能力開発院, 准教授 (40648937)
大村 光徳 独立行政法人高齢・障害・求職者雇用支援機構職業能力開発総合大学校(能力開発院、基盤整備センター), 能力開発院, 准教授 (40725719)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 符号分割多元接続 / 一般化拡張プライム系列符号 / 干渉光除去 / 中継伝送 / 可視光通信 / 海中無線通信 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本課題では，海中での高速かつ長距離の通信を実現する可視光無線伝送への応用を目的として，光符号分割多元接続（Code-Division Multiple Access: CDMA）技術を用いて，他の中継ノードからの干渉光と太陽光等の背景光を同時に抑制する可視光無線中継伝送方式に関する研究を行っている．
2年目の2020年度は，前年度の研究成果を発展させて，有限体GF(p^m) から生成される一般化拡張プライム系列符号（Generalized Modified Prime Sequence Code: GMPSC）を用いる光CDMAがp^mチップ単位で強度変動する干渉光を除去することを明らかにした．また，GMPSCの一部の符号はpチップ単位で強度変動する干渉光を除去することを見い出し，それをチップペア符号と名付けてチップペア符号の一般的な構成方法を明らかにした．更に，GMPSCを用いる光CDMAの伝送容量を増加させるため，レベル分割多重(Level-Division Multiplexing: LDM)を適用した新たな光CDMAを提案し，その符号化器と復号器の構成を示すとともに，ビット誤り率特性を計算機シミュレーションにより評価した．
関連する研究成果は，「Signature Codes to Remove Interference Light in Synchronous Optical Code-Division Multiple Access Systems」，「Optical CDMA Scheme Using Generalized Modified Prime Sequence Codes and Extended Bi-orthogonal Codes」，「レベル分割多重を用いた光符号分割多元接続方式」など計5件の論文として電子情報通信学会論文誌（査読有）へ投稿し（うち3件は採録決定済），国内研究会で14件の口頭発表を行った．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
2020年度には，海中可視光無線中継伝送に適した光符号分割多元接続方式と干渉耐性の高い拡散符号の提案，実験系の設計と試作機の作成を行う計画であった．実際に，従来より伝送容量の高い光符号分割多元接続方式（二方式）の提案と計算機シミュレーションによる評価，チップペア符号と名付けた新しい拡散符号の提案と評価，及び実験系の設計と試作機の作成を行った．更に，研究成果をオンライン開催された研究会等で積極的に発表し，2020年度に5件の論文（査読あり）を投稿することができた（うち3件は採録決定済）．以上のことから，研究はおおむね順調に進展していると考えられる．
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は，2019年度，2020年度に提案した可視光符号分割多元接続方式及び拡散符号について，より詳細な理論解析と性能評価を行う．まず，各種の条件下で提案方式の復号ビット誤り率特性等を解析的手法及び計算機シミュレーションにより評価し，従来の方式と比較する．更に，試作した実験系を用いて提案方式の有効性を確認する．これらの評価や実験を通して，海中無線中継伝送への応用における有効性と課題を考察する．研究成果は学会発表や論文投稿等により積極的に公開する予定である．
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| Causes of Carryover |
2019年度，2020年度に予定していた研究は，ほぼ計画通りに実施することができた．しかしながら，新型コロナウィルスの感染拡大により，出張する予定だった学会発表がすべてオンライン形式での実施または中止となり，旅費と学会参加費を利用することができなかった．それに加えて，実験系の電子回路の開発のためにアルバイトを採用する予定であったが，感染拡大防止の理由からアルバイトを採用できず，人件費を利用することができなかった．これらの費用は2021年度に繰り越し，本来の使用目的のために利用する計画である．
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