Optical Wireless Sensor Systems with Hierarchical and Multidimensional Modulation for Smart Factories

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本研究課題は，工場のような大規模屋内において，多地点から非同期的に送信される情報をリアルタイムで収集するシステムを，電磁干渉の影響を受けにくくセキュリティにも優れた光無線で実現するための基盤技術を確立することを目的とする．そのために，発光ダイオードを高密度に配置した送信アレイを各送信機に設置し，複数の光電変換素子を有する受信アレイを複数分散設置したものを基地局受信機に用いることを提案する．この方式で，「時空間多元接続符号化方式」を開発する．また受信機では，受信アレイ毎に異なる伝搬環境を活用する「非線形時空間信号処理方式」を開発し，高品質な非直交多元接続の実現可能性を理論と実験により検証する．時空間多元接続符号化方式，非線形時空間信号処理方式の設計開発には，階層化多次元空間多重通信路の伝搬路行列の特性が不可欠である．そこで多次元空間多重通信路の伝搬路行列測定のハードウエアシステムを構築した．時空間多元接続符号化方式においては，そこで用いられル拡散符号の選択は，特性を支配する重要な要因である．本研究では，受信部で受信信号の平均値を受信信号から減算する信号処理により拡散信号をバイポーラ符号として処理する方式を提案し，従来手法に対する優位性を確認した．また，受信機における信号処理においては，各受光器における受信信号の合成方法について検討を行い，各受光器ごとに受信信号と参照信号の相関値を正規化してから合成復調する正規化選択合成手法を提案し，その性能を確認した．