2016 Fiscal Year Annual Research Report
Development of underwater visible light communication device using Nonlinear synchronization
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26420838
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| Research Institution | Tokyo University of Marine Science and Technology |
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Principal Investigator |
田原 淳一郎 東京海洋大学, 学術研究院, 准教授 (30280366)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 非線形引き込み / 非線形同期 / RC回路 / 神経振動子 / 可視光通信 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
非線形同期回路としてRC回路とスイッチの特性を用いた神経振動子をベースとした非線形引き込みを使い同期を行った。今回は水中での透過率のよい青色を同期のクロック、緑色をデータとした通信とする。また非線形同期の演算にはマイクロプロセッサを用いた。また受光素子には青・緑のフィルター付きのフォトダイオードを用いた。本システムにより、速やかに非線形同期が発生する事をシミュレーション及び実験で確認した。
本研究では深海の圧力により回路特性が変化し通信に必要な青色LEDによるクロックの周期が変化した場合の問題に相当する問題として、この回路方程式の時定数τに注目した。この個体差として時定数τを変化させて行き同期や通信が可能な範囲を調査した。問題を簡単にするために3台の回路で構成された3リングオシレータを用いて調査した。その結果、τが異なっていても同期が出来る範囲が有ることが調査の結果理解出来た。次に、緑LEDを用いて通信を可能にするため青色による非線形同期の周期Tを1/4分割し4PPM通信を行うこととした。その結果、τを変化させても通信を行う事が可能となった。さらに、屋外や水中において通信を行う為には光の強度を自動調整する必要がある。そのためATC(Auto Threshold Control)を導入し受光信号のノイズと受信パルス除去するようにした。ATCの計算については受光信号・発光信号ともにパルスであるため移動平均から算出する形とした。特にデータ通信部は4PPM信号であるため送信信号数n回の移動平均を取る事にした。上記により気中での通信距離の増加や屋外での通信の確立等が確認できた。
現在水中用に防水容器に入れ水中での通信試験を行っており、今後はポンドや汐路丸での水中試験等を行う予定である。
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