複数のLED光変調サブキャリアの空間コヒーレンス合成による高速可視光通信

使用多个 LED 光调制子载波的空间相干合成的高速可见光通信

• 批准号: 21K04047
• 负责人: 中條 渉
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: Meijo University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K04047/
• 关键词: 可視光通信; イメージセンサ; ローリングシャッター; 空間分割多重; 波長分割多重; デジタルサイネージ; 均等色空間; セグメンテーション; 空間合成; カメラ; スマートフォン; LED; 空間多重

本研究は，多数の発光素子で構成するLED照明やディスプレイを送信機，イメージセンサを受信機に用いる．オンオフキーイングやサブキャリア変調した多数のインコヒーレント光をイメージセンサで個別に受信し，変調光の空間コヒーレンス合成を実現する．2022年度は以下の4つの技術開発を進めた．(1)LED照明光とイメージセンサによる空間合成技術：スマートフォンのディスプレイと室内カメラを用いた空間分割多重技術を進展させて，低輝度化とデータレート向上を図った．低輝度化では高輝度セルサイズを縮小する方法を新たに開発した．従来の低輝度セルよりも広角にわたって安定したシンボル誤り率が得られた．データレート向上では，低輝度の波長分割多重／空間分割多重を開発し，データレートを従来の2倍に向上させた．(2)複眼カメラによる空間合成技術：液晶ディスプレイバックライトによる位相シフトキーイング(PSK)変調の複眼カメラによる信号点の補償技術を開発した．複眼カメラを用いて信号点を補償することで、重畳画像に関係なくPSK変調の信号点のばらつきを抑えられることが明らかとなった．(3)液晶ディスプレイバックライトの空間合成技術：標準画像を重畳した液晶ディスプレイバックライト変調に最適な逆パルス位置変調(I-PPM)の評価を行った．I-2PPM, I-4PPM, I-8PPMのシンボル誤り率を比較し，I-2PPMが画像重畳に適した変調方式であることを明らかにした．(4)ディスプレイ映像に重畳されたデータ信号の空間合成技術：複数の色度成分へデータ信号を重畳するダイバシチ変復調技術を新たに開発し，データ信号を重畳する画像によらず安定した誤り率特性が得られることを明らかにした．また，セグメンテーションを用いてデータ信号を重畳する変復調技術を新たに開発し，同じ通信品質において視覚品質を高く担保できることを明らかにした．

は this study, most の 発 light element child で constitute す る LED lighting や デ ィ ス プ レ イ を messenger machine, イ メ ー ジ セ ン サ を trusted machine に with い る. オ ン オ フ キ ー イ ン グ や サ ブ キ ャ リ ア - adjustable し た most の イ ン コ ヒ ー レ ン ト light を イ メ ー ジ セ ン サ で individual に trusted し, space - the dimming の コ ヒ ー レ ン ス synthetic を be presently す る. In 2022, を the following <s:1> 4 <s:1> technological developments を advanced to めた. (1) LED lighting light と イ メ ー ジ セ ン サ に よ る space synthesis technology: ス マ ー ト フ ォ ン の デ ィ ス プ レ イ と indoor カ メ ラ を with い た を space division multiple technology progress さ せ て, low luminance change と デ ー タ レ ー ト upward を 図 っ た. Low luminance で セ high luminance セ サ ズを ズを reduction する method を new たに development た た Youdaoplaceholder0 is derived from the low luminance セ セ よ よ よ <s:1> にわたって にわたって wide Angle にわたって stabilization <s:1> たシ ボ ボ が error rate が to obtain られた. デ ー タ レ ー ト upward で は, low luminance の wavelength division multiple/space division multiple を 発 し, デ ー タ レ ー ト を 従 twice to の に upward さ せ た. (2) compound eye カ メ ラ に よ る space synthesis technology: LCD デ ィ ス プ レ イ バ ッ ク ラ イ ト に よ る phase シ フ ト キ ー イ ン グ (PSK) - adjustable の compound eye カ メ ラ に よ る signal point の compensation technology を open 発 し た. Compound eye カ メ ラ を with い て signal point を compensation す る こ と で portraits, heavy 畳 に masato is な く PSK - blend の signal の ば ら つ き を え suppression ら れ る こ と が Ming ら か と な っ た. (3) LCD デ ィ ス プ レ イ バ ッ ク ラ イ ト の space synthesis technology: standard portrait を heavy 畳 し た LCD デ ィ ス プ レ イ バ ッ ク ラ イ ト - adjustable に inverse optimal な パ ル ス place - (I - PPM) の review 価 を line っ た. I - 2 PPM, 4 PPM, I - I - 8 PPM の シ ン ボ ル り error rate を compare し, I - 2 PPM が portrait heavy 畳 に optimum し た - adjustable way で あ る こ と を Ming ら か に し た. (4) デ ィ ス プ レ イ image に heavy 畳 さ れ た デ ー の タ signal space synthesis technology: plural の chrominance component へ デ ー タ signal を heavy 畳 す る ダ イ バ シ チ - polyphony technology を た に open 発 し, デ ー タ signal を heavy 畳 す る portrait に よ ら ず settle し た り error rate characteristics が must ら れ る こ と を Ming ら か に し た. ま た, セ グ メ ン テ ー シ ョ ン を with い て デ ー タ signal を heavy 畳 す る - polyphony technology を た に open 発 し, with じ communication quality に お い て depending on high quality 覚 を く guarantee で き る こ と を Ming ら か に し た.

项目成果

低輝度青色セルを用いた空間分割多重アップリンク可視光通信

使用低亮度蓝色单元的空分复用上行链路可见光通信

• 发表时间: 2021
• 作者: Ichitsuka Yu;Kozawa Yusuke;Habuchi Hiromasa;川出有紗，中條渉，小林健太郎
• 通讯作者: 川出有紗，中條渉，小林健太郎

低輝度空間分割多重スクリーンによるアップリンク可視光通信の物理層セキュリティ強化

利用低亮度空分复用屏增强上行可见光通信物理层安全

• 发表时间: 2022
• 作者: 林 朋樹;菊間信良;榊原久二男;杉本義喜;川出 有紗，中條 渉，小林 健太郎
• 通讯作者: 川出 有紗，中條 渉，小林 健太郎

Two-wavelength adaptive thresholding with red/green and green/blue for low-luminance WDM/SDM smartphone screen to camera communication

用于低亮度 WDM/SDM 智能手机屏幕与相机通信的红/绿和绿/蓝双波长自适应阈值

• 发表时间: 2022
• 作者: A. Kawade;W. Chujo;K. Kobayashi
• 通讯作者: K. Kobayashi

スマートフォンスクリーンを利用した可視光アップリンク通信

使用智能手机屏幕的可见光上行链路通信

• 发表时间: 2022
• 作者: 中條渉

デジタルサイネージ・イメージセンサ可視光通信におけるセグメンテーションを用いた信号重畳方式の一検討 ～ セグメンテーション方式が視覚品質と通信品質に与える影響 ～

数字标牌/图像传感器可见光通信中使用分段的信号叠加方法的研究 - 分段方法对视觉质量和通信质量的影响 -

• 发表时间: 2022
• 作者: 篠﨑 泰雅;川合 勇輔;横倉 勇希;大石 潔;宮﨑 敏昌;大藪凪紗，小林健太郎，中條渉
• 通讯作者: 大藪凪紗，小林健太郎，中條渉