Development of fundamental technologies for high-speed underwater wireless optical communications

高速水下无线光通信基础技术开发

基本信息

  • 批准号:
    20H02148
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 11.48万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
  • 财政年份:
    2020
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2020-04-01 至 2023-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

水中光無線伝送の高速化に向けて,パーシャルレスポンス符号化を行ったPAM4信号(Duo-PAM4信号)の最尤推定方式について,前年度に導入した広帯域光無線送受信装置(OTx-ORx)を用いた実証実験を行うことを目指した。既存の広帯域任意波形発生器と広帯域リアルタイムサンプリングオシロスコープを用いることで1Gbit/sのDuo-PAM4信号を生成し,光無線伝送後の受光信号波形を観測し、オフライン信号処理によって最尤推定することで性能評価を行うことを目指したが、空間光学系を構築したテーブルが不安定で様々な環境要因による振動が信号劣化を引き起こし、性能評価を行うまでには至らなかった。この対策として、光学除振台を導入した。前年度に実施したDuo-PAM4信号の最尤推定方式の計算機シミュレーションの追試と受信系列推定アルゴリズムの見直しを行い、従来1.7dB程度しか得られていなかった利得を2.0dBに改善した。並行して深層学習によって最尤推定方式を行う方式について符号化率1/2の畳み込み符号を対象として計算機シミュレーションを行い、符号化利得5dBの良好な結果を得た。レーザー学会学術講演会第42回年次大会においてALANコンソーシアムジョイントシンポジウム「開発が進む光水中無線技術への期待(1/14)」を協賛は日本機械学会・日本ロボット学会と共同企画し、開催した。4セッション11件の発表が行われた。また電子情報通信学会通信ソサイエティマガジンB-plus2022年春号の小特集「ラストフロンティアに挑む水中無線技術」に「水中光無線通信技術の研究開発動向」を投稿し、掲載された。
In order to improve the speed of underwater optical wireless transmission, the most important estimation method of PAM4 signal (Duo-PAM4 signal) was introduced in the previous year. Existing Broadband Arbitrary Waveform Generator (ABW) generates 1 Gbit/s Duo-PAM4 signal for use in Broadband Random Access Server (BDR), and detects and evaluates the waveform of the received signal after optical wireless transmission. Space optical system construction is unstable, the environment is affected by vibration, signal degradation, performance evaluation, etc. The optical vibration eliminator is introduced. In the previous year, the computer system of the optimal estimation method of Duo-PAM4 signal was tested and the signal series was estimated to be 1.7 dB higher than that of the original system, and the gain was 2.0 dB higher. Parallel deep learning is the best way to estimate the symbol ratio of 1/2 and the symbol ratio of 5 dB. The 42nd Annual Conference of the Japanese Society of Mechanical Engineering was held in collaboration with the Japanese Society of Mechanical Engineering and the Japanese Society of Mechanical Engineering on the theme of "Expectations for the Development of Wireless Technology in Optical Water (1/14)." 4. The 11-piece report was completed. "Research and development trends of underwater optical wireless communication technology" in the special issue of the Spring 2022 issue of the Electronic Information Communication Society Communication Solutions B-plus was submitted and published.

项目成果

期刊论文数量(3)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
水中光無線通信における信号処理の可能性
水下光无线通信中信号处理的可能性
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    塙 雅典;中村 一彦
  • 通讯作者:
    中村 一彦
Research and Development Trends of Underwater Optical Wireless Communication Technologies
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  • DOI:
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    稲葉 凌一;塙 雅典
  • 通讯作者:
    塙 雅典
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知財の導入教育におけるクイズの活用と理解度判断のための問題の類型化
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  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    阪口 真也人;豊浦 正広;赤穂 大樹;茅暁 陽;西口 敏司;塙 雅典;村上 正行;村井礼; 林敏浩; 八重樫理人; 藤本憲市; 後藤田中
  • 通讯作者:
    村井礼; 林敏浩; 八重樫理人; 藤本憲市; 後藤田中
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  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    萩原 智哉;塙 雅典
  • 通讯作者:
    塙 雅典
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  • DOI:
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    阪口 真也人;豊浦 正広;赤穂 大樹;茅暁 陽;西口 敏司;塙 雅典;村上 正行;村井礼; 林敏浩; 八重樫理人; 藤本憲市; 後藤田中;坂本 牧葉
  • 通讯作者:
    坂本 牧葉
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  • DOI:
  • 发表时间:
    2007
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  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    塙 雅典;他
  • 通讯作者:
生体データ活用の最前線~スマートセンシングによる生体情報計測と応用~』
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  • DOI:
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    2017
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
    田村 卓也

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  • 资助金额:
    $ 11.48万
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