STEM教育に資するソフトウェア無線装置用機能ブロックのソースコード公開

发布有助于 STEM 教育的软件定义无线电设备功能块的源代码

基本信息

批准号：
22K02971
负责人：
山田洋士
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Ishikawa National College of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本研究課題では，高専や学部レベルでの教育に従事している全国の教員間で，ソフトウェア無線機をSTEM（Science, Technology, Engineering, Mathematics）教育に適用する際に必要となる基本的なソフトウェア実装を共有することで，それを活用したSTEM教育を実施可能な状況を具現化することを目指している．ソフトウェア無線装置をSTEM教育に利用する際の要件の一つとして，定量性・再現性の担保がある．例えば，電波に関する物理量を測定可能とするために，定量性・再現性が必要である．そのためにまず必要な要件は，下記の(1)～(3)である．(1)無線信号の観測および測定を実施する際に必要となる時間・位相同期を，複数チャネル間または複数台のソフトウェア無線機上で実現する位相・時間同期確立コードの実装を示すこと，(2)プログラマブルな1サンプル未満の時間遅延の実装を行うこと，(3)1サンプル未満の時間差検出の実装を行うこと．(1)については，かねてから試みを行っており，現在取り組んでいる時間・位相同期のサンプル実装について，2022年11月に開催された電子情報通信学会スマート無線研究会で技術展示を行った．(2)については，0.001サンプルあるいはそれ以下の粒度でサンプル値信号の遅延を行う手法を提案し，2023年3月開催の移動通信ワークショップ／電子情報通信学会スマート無線研究会で報告を行った．(3)については，(2)に関する提案と併せて引き続き検討を行っている．現在，(2)について論文として報告するための取り組みを継続している．本研究課題遂行のために必要な既存の機材が経年により破損するトラブルに見舞われており，その対応についても措置を行っている．

该研究主题旨在体现在全国各地在技术学院和本科级别从事教育的教师，可以共享在将软件收音机应用于STEM（科学，技术，工程，数学）教育时所需的基本软件实施，并实施可以使用此功能实施STEM教育的情况。使用软件无线设备进行STEM教育的要求之一是确保定量和可重复。例如，对于能够测量与无线电波相关的物理量，定量和可重复是必要的。因此，第一个要求是（1）至（3）。（1）证明实施相位和时间同步建立代码，这些代码实现了执行无线电信号观察和测量多个通道或多个软件无线电之间所需的时间和相位同步；（2）实施少于一个样本的可编程时间延迟；（3）实施少于一个样本的时间差检测。关于（1），我们已经尝试了一段时间，该技术是在2022年11月举行的电子，信息和通信工程师研究所的智能广播研究小组中展出的，以实施时间相同步样品。关于（2），我们提出了一种在粒度为0.001或更少的粒度下延迟采样价值信号的方法，并在移动通信研讨会/信息和通信工程师研究所在2023年3月举行的智能无线电研究小组中进行了报告。关于（3），我们将继续与此提案一起考虑（2）。目前，我们正在继续努力报告（2）作为论文。随着时间的推移，实施本研究主题所需的现有设备已受到损害，并且已经采取了解决此问题的措施。