研究発表

レイリーフェージング条件下における誤り率特性の改善を目的として、時間拡散変調に差動符号化QPSK(DQPSK)と遅延検波を用いた、時間拡散DQPSK遅延検波方式を提案した。提案方式では、時間拡散されたシンボルを、位相差に割り当てることにより遅延検波を可能にしている。計算機シミュレーションにより、レイリーフェージングチャネルにおける提案方式の誤り率特性の検討を行なった結果、提案方式は、周波数利用率の等しい無符号化DBPSKと比較して、BER=10-2において約2.5dB,BER=10-3において約7dBの改善を図ることができることが示された。

直接検出光通信路における差動パルス位置変調(DPPM)方式のフレーム同期について解析を行なった。まず、受信機でスロット同期が得られていると仮定した場合のDPPM方式の2つのフレーム同期則を導き、次に、これらの同期則を用いたDPPM方式のフレーム同期確率の計算機シミュレーションを行い、PPM方式と比較した。その結果、DPPM方式はシンボル長が一定でないためフレーム長も一定でなく、PPM方式に比べてフレーム同期が難しくなるが、DPPM方式のシンボルあたりの平均スロット数は、PPM方式に比べて少ないため、フレーム同期がとりやすいことが示された。

パケットが集団到着する場合の、非割り込みシステムを用いたHead-of-the-line with priority jump (HOL-PJ)方式における、各呼の平均待ち時間特性を、計算機シミュレーションにより考察した。その結果、呼の優先順位を高いクラスにジャンプさせる待ち時間の閾値を、集団到着サイズに応じて適切な値に設定することにより、優先権の高いクラスの呼の待ち時間にほとんど影響を及ぼすことなく、優先権の低いクラスの呼の待ち時間を大幅に改善できることを示した。

確実性を重要視する待時パケットにはBackpressureモードを、また、即時性を重要視する即時パケットにはQueue Lossモードと、2つの異なる動作モードを併用して2種のパケットを交換する、N×N入出力バッファ型交換機モデルを提案した。まず、入力側および出力側での平均待ち時間を、それぞれ理論解析し、 計算機シミュレーションにより解析法の妥当性を確認した。また、2つの異なる動作モードを併用することにより、2種のパケットの異なる要求に対応した、遅延特性およびパケット棄却率特性を得られることを示した。

光マイクロセル移動通信方式の制御局-基地局回線では、周波数多重された無線信号を一括して単一の光搬送波で伝送する、副搬送波多重化(SCM)方式が検討されているが、相互変調歪み(IMD)により受信CNRが著しく劣化する。ここでは、IMDの影響を軽減できるコヒーレンス多重化を用いたバス型SCM伝送方式を提案し、光増幅器を用いた場合の制御局から基地局への下り回線の受信CNRを、理論的に解析を行うと共に、光搬送波のスペクトル線幅と分岐損失が、接続可能基地局数に与える影響についても明らかにした。

情報変調としてパルス位置変調(PPM)を用いた同一チャネル干渉除去器(キャンセラー)付き光同期符号分割多元接続(CDMA)方式を提案した。拡散符号としてグループ特性を持つ拡張prime系列符号を用い、光子計数分布をnumber-stateモデルとして解析を行なった。干渉除去は、受信機の希望ユーザ以外の光検出器出力の総和を、希望ユーザ以外の光検出器数倍した希望ユーザの光検出器出力から引くことで達成できる。

コヒーレント光偏光変調(POLSK)方式における３つの受信系(ヘテロダイン型、ホモダイン型、バランス型)に対し、局発光の強度雑音と検波器の量子効率の不平衡を考慮したビット誤り率を、理論的に導出した。 また、最適な局発光電力と量子効率の不平衡の影響を最小とする２つの因子を求め、POLS K受信機としてはバランス型が最適であることを示した。

平均ノード間距離を小さくするマルチホップネットワークとして知られているConnective Semi-random Networkにおいては、これまで、計算機シミュレーションによってのみ考察されていたが、ここでは、平均ノード間距離を理論的に解析する方法を提案し、シミュレーション結果との比較を行ない、解析方法の有効性を確認すると共に、平均ノード間距離だけでなく、最長ノード間距離や各ノード間距離を持つノード数などの様々な特性も理論的に評価できるようになった。

平均ノード間距離を小さくするマルチホップネットワークとして知られているConnective Semi-random Networkにおいては、これまで、計算機シミュレーションによってのみ考察されていたが、ここでは、平均ノード間距離を理論的に解析する方法を提案し、シミュレーション結果との比較を行ない、解析方法の有効性を確認すると共に、平均ノード間距離だけでなく、最長ノード間距離や各ノード間距離を持つノード数などの様々な特性も理論的に評価できるようになった。

パケットが集団到着する場合の、非割り込みシステムを用いたHead-of-the-line with priority jump (HOL-PJ)方式における、各呼の平均待ち時間特性を、計算機シミュレーションにより考察した。その結果、呼の優先順位を高いクラスにジャンプさせる待ち時間の閾値を、集団到着サイズに応じて適切な値に設定することにより、優先権の高いクラスの呼の待ち時間にほとんど影響を及ぼすことなく、優先権の低いクラスの呼の待ち時間を大幅に改善できることを示した。

確実性を重要視する待時パケットにはBackpressureモードを、また、即時性を重要視する即時パケットにはQueue Lossモードと、2つの異なる動作モードを併用して2種のパケットを交換する、N×N入出力バッファ型交換機モデルを提案した。まず、入力側および出力側での平均待ち時間を、それぞれ理論解析し、 計算機シミュレーションにより解析法の妥当性を確認した。また、2つの異なる動作モードを併用することにより、2種のパケットの異なる要求に対応した、遅延特性およびパケット棄却率特性を得られることを示した。

パルスレーダでは、移動目標を固定物体やクラッタと分離して検出するために、移動目標表示処理やドップラフィルタバンク処理が用いられているが、パルス繰り返し周期を単位として行われるため、出力を得るまでに数パルスを必要とし、レーダの捜索可能な範囲を狭める原因となっている。ここでは、1つのビーム走査位置に放射するパルス数の減少を目的として、高速移動目標のドップラ分離を行うドップラフィルタバンク処理に、レンジセルが処理単位となる直交ミラーフィルタを用いる方式を提案した。この直交ミラーフィルタは、直交ウェーブレット変換

PPM信号を用いた直接検出光CDMA方式に対する誤り訂正符号の影響を、光検出器出力統計をポアソン分布で近似して解析した。誤り訂正符号として、リードソロモン(RS)符号と、畳み込み符号と軟判定ビタビ復号の組み合わせを用いて解析した結果、PPMシンボルのスロット数が少ないときには、畳み込み符号と軟判定ビタビ復号の組み合わせが誤り率特性の改善に有効であり、スロット数が多いときには、RS符号を用いた方が有効であることを示した。

拡散符号として拡張prime系列を用いた直接検出光同期CDMA方式の誤り率特性を、1次変調としてOOK、PPMそれぞれを用いた場合について解析した。光検出器出力統計をポアソン分布で近似した解析の結果、PPMを用いた方が誤り率特性は優れており、1シンボルあたりのスロット数が多くなるにつれて、更に改善されることが示された。

光通信を用いた衛星間通信リンクにおいて、高いエネルギー効率を得られるMPPM方式を用い、受信器の検波器にアバランシェフォトダイオードを利用した場合の、符号誤り率を解析した。その結果、ビットレート一定、スロット時間一定それぞれの場合において、(9,2)MPPMは4PPMに比べて誤り率特性が改善することが示された。

PPM方式を用いた直接検出光CDMAにおいて、各ユーザのアクセスタイミングを制御する光CDMA方式を提案し、受信光検波器がポアソンショット雑音である場合について特性解析を行なった。結果として、アクセスタイミングを制御することにより、チャネルのクロストークの影響を低減でき、従来のアクセスタイミングを制御しない場合に比べて、誤り率特性を改善できることを示した。

通信ネットワークにおいて、ランダム出線リンクのアドレス選択範囲を制限する、制限付きコネクティブセミランダムネットワークを提案した。その結果、制限付きの場合には、平均ノード間距離は従来方式より若干大きくなるが、ノード当たりの入線リンクの最大値が減少し、各ノードにおける入線リンク数の偏りが小さくなるため、ネットワーク結合率を大きくできることが示された。

フェーズドアレイを用いたトラックワイルスキャンによる目標追随において、α-βトラッキングフィルタが広く使用されているが、急旋回(マニューバー)には反応が遅れるという欠点があった。ここでは、円の半径が変化すれば曲率も変化するというカーブフィッティングの特性に着目し、円予測フィルタを併用したα-βトラッキングフィルタを提案し、従来のα-βトラッキングフィルタ、カルマンフィルタと比較を計算機シミュレーションにより行なった。その結果、提案方式は、目標物体の飛行軌跡が、曲線あるいはマニューバー飛行となる場合に、有効であることが示された。

α-βフィルタを用いたトラックワイルスキャンレーダにおいて、α-βフィルタの予測過程が線形予測であることを用いて、予測誤差とマニューバ、及びフィルタ係数との関係を求め、予測誤差から目標物体のマニューバを算出し、予測誤差をある設定値以内に抑えるようなフィルタ係数を割り当てる方式を提案し、計算機シミュレーションにより、特性評価を行なった。その結果、提案方式では、目標物体のマニューバにアダプティブに対応したフィルタ係数を割り当てることより、予測誤差が設定値以内に抑えられることが示された。

放送型通信に対応したマルチキャスト交換機においては、コピー機能を行なうコピーネットワーク(CN)と、ルーティング機能の、効率的な組み合わせが求められる。ここでは、非同報セルによるCNの負荷の軽減、およびコピーされた同報セルによる交換機の負荷を軽減を図るために、同報セルはCNの入力バッファに、非同報セルは交換機の入力バッファに、それぞれ分離して入力するモデルを提案し、計算機シミュレーションにより特性評価を行なった。その結果、提案モデルは、全てのセルをCNに入力させる従来モデルに比べ、待ち時間を軽減できることを示した。