水中音響データ通信の高速・高信頼化に関する研究

水中音響通信の高速化、高信頼化を実現するため、水中音響通信に使われている変調方式の同期処に着目、シンボル同期のアルゴリズムの提案、シミュレーション、実装実験のよる評価を行うことを目的とした。まず、π/4シフトQPSK変調方式のシンボル同期の高信頼化について内積、外積演算を組み合わせたアルゴリズムの開発を行い、従来方式を越える同期特性を実現した。次に一般的によく使用されている16QAM変調方式のフレーム同期において新しい同期アルゴリズムを案し、評価を行った。実装としては、DSPボードの設計を行い、試作基盤をメーカーに依頼、通信ソフトウェアを作成、搭載し、実験を行った。その結果新しいフレーム同期の優位性確認ができた。水中音における障害物からの反射信号、自筐体からの反射信号によるマルチパスの影響を取り除くために適心等化アルゴリズムの検討を行った。自筐体からの反射は比較的に遅延量が少ないため、RLSアルゴリズムの適用を検討し、シミュレーションを行った。次に、参照信号を必要としないCMAアルゴリズムをマルチレベル化したMCMAアルゴリズムの実装実験を行い、マルチパス信号の低減効果を確認した。MCMAアルゴリズムで等化しきれない現象について、適応立相シフターのアルゴリズムを提案し、適応等化の収束時の信号の改善を実現した。水中音響通信の高速化については変調方式と符号化を同時に行うトレリス変調方式のシミュレーション評価、実装評価を行った。この結果一般的な16QAM伝送(16kbps)と同じ周波数帯域で32kbpsの変調が可能となり、対雑音特性で3dBを上回る性能改善の確認ができた。

水中音響通信の高速化、高信頼化を実現するため、水中音響通信に使われている変調方式の同期処に着目、シンボル同期のアルゴリズムの提案、シミュレーション、実装実験のよる評価を行うことを目的とした。まず、π/4シフトQPSK変調方式のシンボル同期の高信頼化について内積、外積演算を組み合わせたアルゴリズムの開発を行い、従来方式を越える同期特性を実現した。次に一般的によく使用されている16QAM変調方式のフレーム同期において新しい同期アルゴリズムを案し、評価を行った。実装としては、DSPボードの設計を行い、試作基盤をメーカーに依頼、通信ソフトウェアを作成、搭載し、実験を行った。その結果新しいフレーム同期の優位性確認ができた。水中音における障害物からの反射信号、自筐体からの反射信号によるマルチパスの影響を取り除くために適心等化アルゴリズムの検討を行った。自筐体からの反射は比較的に遅延量が少ないため、RLSアルゴリズムの適用を検討し、シミュレーションを行った。次に、参照信号を必要としないCMAアルゴリズムをマルチレベル化したMCMAアルゴリズムの実装実験を行い、マルチパス信号の低減効果を確認した。MCMAアルゴリズムで等化しきれない現象について、適応立相シフターのアルゴリズムを提案し、適応等化の収束時の信号の改善を実現した。水中音響通信の高速化については変調方式と符号化を同時に行うトレリス変調方式のシミュレーション評価、実装評価を行った。この結果一般的な16QAM伝送(16kbps)と同じ周波数帯域で32kbpsの変調が可能となり、対雑音特性で3dBを上回る性能改善の確認ができた。