逐次干渉キャンセラマルチアクセス可視光通信における照明環境とユーザ品質最適化

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本研究では、LED照明光を光源として符号拡散通信と色（波長）多重通信を組み合わせ、さらに多重信号分離にMIMO処理技術を用いることで、雑音耐性が高く、かつ、IoT時代に対応できるマルチアクセス通信を実現することを目標とする。一方で、照明機器を用いた可視光通信では通信機能を付加したことにより、ユーザにとって不快となる要因が生じないことが、ユーザ体感品質（QoE：Quality of Experience)を満足させる重要な条件として求められる。本年度は、LED照明を構成する波長多重数を５～８波長に拡大し、より波長間隔が狭く多チャンネル雑音の多い状態でも機械学習を用いることで、柔軟に雑音除去が可能であることをシミュレーションおよび実験で明らかにした。さらに、ヒトのサーカディアンリズムに影響を及ぼす光の量であるメラノピック照度に着目し、同じ色温度でもスペクトル分布の異なるLED照明を試作し、多色LEDの強度分布とユーザ体感品質と関係を明らかにした。具体的には、色温度と照度が一定で，一日の時間によってメラノピック照度が制御可能であるLED照明の実現を検討した．これまでメラノピック照度がどのような時間変位を辿ればメラトニンの分泌抑制に最適であるかは明らかにされていない．そこで，人間の生存に不可欠である太陽に着目し，太陽光のメラノピック照度と照度の一日の時間変位を明らかにすることで，LED照明のメラノピック照度の時間変位の基準とし、その基準に基づきLED照明を構成するピーク波長の異なる複数のLEDの光度比を変化させることで，色温度と照度が一定でメラノピック照度が制御可能であることを明らかにした．以上より、本研究の目標とするユーザ体感品質と通信品質の両方を最適化する照明環境の設計の自由度が広がる効果が得られ、照明学会や電子情報通信学会での論文発表でも注目を得た。