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

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．

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．