Evaluation and Implementation of Parallel Optical Wireless Communication System Resistant to Beam Spreading

抗扩束并行光无线通信系统的评估与实现

• 批准号: 21K04062
• 负责人: 松元 隆博
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Kagoshima 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-21K04062/
• 关键词: 水中通信; 散乱; ビーム広がり; 光CDMA; 光ZCZ系列; 光OFDM; 光無線通信; 2次元系列; ZCZ-CDMA方式

本研究では，海中で光を伝送するときに生じる散乱によって生じる光ビームの広がりによる干渉を抑圧し，かつ複数機器による同時通信が可能な高速光無線通信方式の実現を目指す．これは複数の送信局の識別と光の散乱によるビーム広がりの干渉を抑圧するための空間軸方向に施した符号分割多元接続（CDMA；Code Division Multiple Access）技術と時間軸方向に施した光無線通信に適した直交周波数分割多重（OFDM；Orthogonal Frequency Division Multiple Access）技術によって実現する．なお，ここでは電波による場合と異なり，負の振幅が使用出来ないことを考慮した方式を考える．CDMAで用いる系列は系列数が数学的上界を満たした上で，系列間で直交し，かつ光通信のために正の値のみを要素とし，また空間軸方向への拡散に使用するために2次元の系列を設計する．また，OFDMでは，その基底帯域信号が実信号でかつ正の値のみになるような新しい直交変換を適用することを検討する．また，その際に信号処理の複雑化による回路規模と電力の増大が問題になるが，その小規模化と省電力化についても検討し，実用的なシステムの実現を目指す．令和4年度は，光無線通信に適したOFDM方式の検討とその方式のBER（Bit Error Rate）特性を計算機シミュレーションによって評価した．光無線通信で光の強度で変調するために，まず基底帯域信号が実数値となる新しい直交変換を提案した．但し，この直交変換は負値をとるためにバイアス信号を与える必要がある．それとは別に，基底帯域信号が1と0の2値となる新しい直交変換を提案した．これは非負値であるためにバイアスが必要ない．これらの方式のBER特性を計算機シミュレーションによって比較した．これらは国内のシンポジウムや国際会議で今後発表予定である．

This paper aims to provide an indication for the realization of high-speed optical wireless communication mode, which is possible for simultaneous communication between multiple machines. CDMA (Code Division Multiple Access) technology and OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) technology are implemented in the direction of Timeline for optical wireless communication. CDMA uses the series of numbers. The upper bound of mathematics. The upper bound of series is orthogonal. The series of optical communication uses the positive elements. The spatial axis direction is scattered. The series of 2-dimensional designs is designed. For OFDM, the base band signal is used to determine the frequency of the signal. In addition, the complexity of signal processing at the same time, the problem of loop size and power increase, the problem of miniaturization and power saving, and the implementation of practical systems are pointed out. In 2003 and 2004, the BER (Bit Error Rate) characteristics of OFDM (Optical Wireless Communication) mode were analyzed and evaluated. Optical wireless communication is characterized by the modulation of optical intensity and the modulation of base band signals. However, the direct current conversion is negative. The base band signal is from 1 to 2. This is not the case. The BER characteristics of this system are compared with those of other systems. The future of the international conference will be decided by the Chinese government.

项目成果

深層学習を用いたガードインターバルを付加しないMUDiv-OFDMAの干渉除去

使用深度学习在不添加保护间隔的情况下消除 MUDiv-OFDMA 的干扰

• 发表时间: 2022
• 作者: 津森駿介;井田悠太;黒田翔;松元隆博
• 通讯作者: 松元隆博

チャネルモデルに適したTFI パイロット信号とCNNによる画像識別の評価

使用适合通道模型的 TFI 导频信号和 CNN 进行图像识别评估

• 发表时间: 2023
• 作者: 柴田友暁;高橋柊二;井田悠太;黒田翔;松元隆博
• 通讯作者: 松元隆博

EWOとPPMを用いた光ZCZ-CDMA 方式のBER特性の検討

利用EWO和PPM的光ZCZ-CDMA系统BER特性研究

• 发表时间: 2021
• 作者: 蝶勢広翔;清水亮介;大平康旦;松元隆博，鳥井秀幸，井田悠太
• 通讯作者: 松元隆博，鳥井秀幸，井田悠太

Phase Rotation and ASK Combination for SD-SM-MIMO

SD-SM-MIMO 的相位旋转和 ASK 组合

• DOI: 10.1109/apcc49754.2021.9609887
• 发表时间: 2021
• 期刊: Proc. of the 26th Asia-Pacific Conference on Communications (APCC2021)
• 作者: Ida Yuta;Maruta Kazuki;Matsumoto Takahiro
• 通讯作者: Matsumoto Takahiro

ゼロハイブリッドガードインターバルを適応したMUDiv-DFTs-OFDMA

具有零混合保护间隔自适应的 MUDiv-DFTs-OFDMA

• 发表时间: 2022
• 作者: 中野宏士朗;井田悠太;松元隆博
• 通讯作者: 松元隆博