研究発表

各ノードにIGSWADM(Integrated Group-Search Wavelength Add/Drop Multiplexer)を備えたWDM双方向リングネットワークにおいて、複数のデータの宛先アドレスが競合する場合、1つのデータ伝送が完了してから残りのデータのコネクション設定を行なうため、コネクション確立までに大幅に時間がかかってしまい、ある時間内に確立されるコネクション数が減少してしまうという問題点がある。ここでは、1つのデータ伝送が完了すると送信待ちのデータ伝送に送信権を受け渡し即座にデータ伝送可能なコネクション確立方式を提案し、その有効性を示した。

OFDMシステムでMMSE(Minimum Mean Squared Error)アダプティブアレーアンテナを素子間隔を広げて用いた場合、干渉波抑圧及びチャネル追従をウェイト更新のみで行う必要がありチャネル追従性能が劣化する。さらにOFDMでは1シンボル長が長いため、チャネル追従性能の劣化が顕著に現れる。ここでは，OFDMシステムにおいてチャネル追従をウェイト更新から分離し、ウェイト更新前にチャネル推定を行うことでチャネル追従性能及びウェイト更新による干渉波除去能力を向上させるシステムを提案した。

従来，空間分割多重(SDM:Space Division Multiplexing)をOFDM(Orthogonal　Frequency Division Multiplexing)に適用し、最尤推定法により信号検出を行うシステムでは，複数の送信信号の受信電力が同一レベル付近で、特定の位相差で受信された場合，信号検出が困難となる。ここでは、各送信信号の位相を制御することにより、受信信号レプリカ間ユークリッド距離を広げ、信号検出精度を向上させるSDM-OFDMシステムを提案した。計算機シミュレーションによる特性評価の結果、提案システムは従来システムに比べ，誤り率特性が改善することを示した。

W1394方式のIso転送を用いてMPEG-2などのVBR(Variable Bit Rate)動画像データを伝送する場合、帯域を予約した端末はピークレートに相当する帯域を固定で割り当てられるため、トラヒック量が少ない場合に空きの帯域が生じてしまい、チャネル利用率特性が劣化する問題がある。そこで、ここではW1394方式のIso転送においてVBR動画像データを転送する際に生じる空きの帯域を動画像の品質を劣化させずに有効利用するため、Iso転送に割当てる帯域を削減し、送りきれない動画像のデータをAsync転送するVBR動画像伝送方式を提案し、チャネル利用効率を改善できることを示した。

PPM-OCDMA方式において、PPMシンボルの判定をしきい値検出とすることで、リードソロモン(RS)符号の訂正効果を高める方式を提案した。提案方式では、各PPMスロットごとにしきい値判定を行うことにより、しきい値以上となるスロットが2つ以上、もしくは1つも存在しない場合を「シンボル消失」と判定する。そのため、光電力が十分に大きいとき、従来の最大値検出によるシンボル判定では誤りとして受信していたシンボルを消失として復号でき、訂正可能なシンボル数が増加し、MAIの影響を軽減することができる。理論解析の結果、提案方式は従来方式と比較して、優れたビット誤り率特性を得ることができることを示した。

アドホックネットワークでは、ネットワークを構成する端末の種類は様々であり、消費電力の制約により送信範囲の異なる端末でネットワークが構成されるため、従来のIEEE 802.11では十分に隠れ端末問題を回避できないという問題がある。ここでは、送信範囲の小さい端末によるRTS/CTSの送信範囲を広げることにより、送信範囲の大きい端末による干渉を防ぐMACプロトコルを提案した。計算機シミュレーションによりスループット特性を評価した結果、提案方式の有効性が示された。

3次元空間における目標追随に適用できる追随フィルタとして、旋回加速度推定を行なうカルマンフィルタが提案されているが、旋回飛行軌跡の半径及び角速度より算出される旋回面の中心方向への旋回加速度を用いて速度ベクトルの変化を表現しているため、半径及び中心点の推定値が大きくずれる傾向があり、正確な旋回加速度を推定できず、追随精度が劣化してしまうという問題があった。本研究では、2方向の角速度による等速・等角速度予測を行うカルマンフィルタを提案した。提案する追随フィルタでは、過去3サンプルの観測値から得られる2つの速度ベクトルの差分より、2方向の角速度を算出すし、等速円運動において速度ベクトルの回転速度が角速度と一致することを利用し,加速度項を用いずに速度ベクトルの変化を表現している。よって、推定半径及び推定中心点のずれによる誤差を零にすることができ、追随精度を向上させることができる。計算機シミュレーションにより、追随精度及び計算負荷について提案する追随フィルタの有効性を示した。

アドホックネットワークにおいてブロードキャストおよびユニキャスト通信をサポートし、予約デッドロック状態の端末によるデータパケットの送信を回避し、さらに端末の移動に伴うネットワークトポロジの変化に対応できるMACプロトコルを提案した。提案方式は、送信要求パケットを複数のミニスロットから選択された一つのミニスロットで送信することによって送信要求パケット同士の衝突を軽減し、また隣接する送信要求を持つ複数の端末同士が相互に認識可能にすることで予約デッドロック状態の端末によるデータパケットの送信を回避する。また、スロット毎に予約を受け付けることでアクセス遅延を低減し、端末の移動に伴うネットワークトポロジの変化に対応する。計算機シミュレーションを用いて提案方式のスループット,データパケット遅延特性について評価を行い、提案方式の有効性を示した。

光バースト交換網において、バーストを送信することによって生成されるデータチャネルの未使用容量(Void)を最小にするスケジューリングアルゴリズムを提案しら。提案するスケジューリングアルゴリズムは、ある時刻にコアルータに到着したバーストがデータチャネルの未使用容量(Void)を利用して送信可能な場合、それらのデータチャネルの中でバーストを送信することによって新たに生成されるVoidが最も小さくなるチャネルを選択する。計算機シミュレーションによる特性評価の結果、提案スケジューリングアルゴリズムは、従来方式と比較してバースト棄却率特性を改善できることが示された。

パンクチャドパターンに対応したサブキャリアの振幅値を適切に割り当てることにより、平均光パワーを低減する、副搬送波多重赤外線無線通信方式を提案した。提案方式は、符号化率可変パンクチャド畳込み符号を用いた方式のように送信ビットを間引き消去することによって伝送レートを可変とする代わりに、伝送レートは固定であるが、対応するビットをダミー情報に置換し、サブキャリアの振幅値を適切に選択して割り当てることにより、全サブキャリアの振幅値の和を低減する。置換する振幅値を選択する方法として、必ず振幅値0を用いる提案方式1、振幅値0, ±1のうちで最適なものを用いる提案方式2の2つの方法を検討し、特性解析を行った結果、送信光パワーを一定とした場合に,提案方式2は最も良いBER特性となることを示した。また、サブキャリア数を一定とした場合に、提案方式2が最も良い所要SNR特性を得られることを示した。