低緯度地域における流星バースト通信実験に基づく通信性能の解明と通信路のモデル化

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流星が地球の大気圏に突入する際、大気との摩擦により電離気体柱(流星バースト) が発生する。 流星バースト通信(MBC)は、この流星バーストによる低VHF 帯電波の反射現象を利用した見通し外通信であり、最大2000km離れた通信局間で、大規模なインフラを必要とせずデータ伝送を実現できる。そのためMBCは大量のデータ伝送を必要としない、環境観測や気象観測システムなどに応用されている。現在、赤道地域でのMBCの利用を目指しインドネシアでMBC実証実験をしており、本課題では数年に渡る継続実験により、低緯度地域でのMBC性能や通信路特性を明らかにするものである。MBCでは、アンダーデンスバーストとオーバーデンスバーストの2種類の流星バーストからの電波反射が考えられる。これまでの通信路モデル化に関する研究の多くは、アンダーデンスバーストによる反射現象を考慮したものであった。本研究では、赤道地域でのMBC実験の観測結果を利用し、オーバーデンスバーストからの反射波の通信路モデルを行い、ピーク受信電力分布の理論式を導出した。 そして通信プロトコルを考慮したシミュレーションを行い, 提案した通信路モデルが、実際のMBCの性能評価において妥当であるということを示した。赤道地域での実証実験における課題の一つとして、受信局周辺の雑音環境の時間変化が大きく安定した通信性能が得られないという問題がある。そこで、受信機を数m程度の間隔を開けて複数設置し, 各受信機の復調結果を合成することで雑音変動を軽減するマルチレシーバシステムの導入を検討している。本研究では、MBCにおけるマルチレシーバシステムの適用について、個別受信方式、軟値合成方式、対数尤度比合成方式の3つの方式を用い、アンテナの指向性やホットスポットの影響を考慮しながらシミュレーションを行い、各方式の有効性を確認した。