研究発表

多段ステージ共有バッファ型交換機において、到着率の異なる各出力ポートへのセル遅延について解析し、不均一トラヒックが交換機内の共有バッファと、入出力ポート間を結ぶ経路に与える影響について考察した。また、不均一トラヒックが他のトラヒックに与える影響を考察し、隣接する出力ポートへのセル遅延が大きくなる様子を明らかにした。さらに、ホットスポットトラヒックに対し入出力間のステージ数を減らすモデルと、隣接ポートにコールドトラヒックを位置させるモデルの2つの方式を組み合わせることにより、ホットスポットへのセル遅延を小くできることを示した。

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た。計算機シミュレーション結果より、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が割り当てられ、予測誤差が設定値以内に抑えられることが示された。

光直接検出通信路における、DOPPM方式の通信路容量およびカットオフレートのよりタイトな下界を求めた。解析の結果、DOPPM方式は、エネルギーが小さな領域においても、従来方式に比べて、高い通信路容量とカットオフレートを達成できることを示した。

複数の単方向リングネットワークの組み合わせで構成されるマルチホップネットワークを提案し、その平均ノード間距離及びネットワーク結合率を理論的に解析した。小さい平均ノード間距離を利点として持つランダムネットワークおよび大きいネットワーク結合率を利点として持つレギュラーネットワークと比較した結果、提案ネットワークは、レギュラーネットワークと同じネットワーク結合率を維持しながら、平均ノード間距離をランダムネットワークより小さくできることが明らかになった。

各基地局が独自にチャネルを選択する、自律分散型ダイナミックチャネル割当(DDCA)法と、基地局で指向性アンテナを用いてセルを分割するセクタセルシステムを組み合わせた場合の評価を行なった。3つの代表的なDDCA法と従来の固定チャネル割当(FCA)法を、オムニセルシステムとセクタセルシステムにおいて、同一の伝搬条件およびパラメータを用いて、計算機シミュレーションによって評価した結果、セクタセルシステムにおけるDDCA法は、オムニセルシステムにおけるFCA法の2.3〜8.2倍、セクタセルシステムにおけるDDCA法の1.5〜2.5倍のシステム容量を持つことを示した。

無線パケット通信において、アダプティブアレーを用いたスロット非固執型CSMA方式は、高いスループットを得られるが、隠れ端末からパケットが送信された場合には、受信されたパケットの伝送が終了しても、隠れ端末からの干渉パケットの伝送が終了するまでは、チャネルが新たに使用できないため、各端末がチャネルを使用できない時間が増大し、スループット劣化の原因となる。ここでは、アダプティブアレーを用いたスロット非固執型CSMA方式の特性を改善するために、キャンセルシグナルを使用する方式を提案した。

光直接検出差動パルス位置変調(DPPM)方式において新しいフレーム同期則を提案した。提案する同期則では、受信機においてスロット同期を仮定しており、受信機は受信信号中の同期シーケンスのパルス位置の光子数のみでなく、従来は考慮されていなかったその他のスロットでの光子数も考慮している。したがって、提案方式はDPPM方式のフレーム長やシンボル長の変動にも対応できる。また、最大および最小フレーム長を考慮すると、従来方式に比べて、高いフレーム同期確率を得ることができる。

あらかじめ割り当てられているデータスロット中に空きスロットが生じた場合、空きスロットで衝突アクセス方式によりパケットを送信する方式として、F-NIFFL( Fixed contention Non-Interleaved-Frame　 Fixed-Length)方式を提案し、F-NIFFLを音声/データ統合通信の1つであるWIMA(Wireless Integrated Multiple Access)方式に適用した場合の遅延特性を理論解析した。

抑止波検知多重アクセス(ISMA)方式 は、複数の端末が1つの基地局へ単一チャネルを利用してパケットを送信するランダムアクセス方式の中でも高いスループットが得られる方式として知られているが、従来の方式では全てのパケットを平等に扱っており、優先権を有する多種のトラヒックに対して各々の要求に答えることはできなかった。ここでは、基地局が複数のIdle　 Signal を時間差をつけて送信することにより、優先権を有するトラヒックに対応できるISMA方式を提案し、スループット・遅延特性を理論解析と計算機シミュレーシを行った。

2ブランチの選択合成(SC)ダイバーシチおよび最大比合成(MRC)ダイバーシチを用いた、トレリス符号化PSK方式の、相関のあるレイリーフェージングチャネルにおける誤り率特性を理論解析した。SCダイバーシチおよびMRCダイバーシティを用いたトレリス符号化8PSKにおいて、伝達関数を用いて誤り率の上界を求め、数値解析を行なった結果、フェージング相関パラメータの増加に伴い、ダイバーシチ利得が減少するが、MRCダイバーシチを用いた方が、SCダイバーシチに比べて、大きなダイバーシチ利得が得られることを示した。

従来、フェーズドアレイアンテナを用いたTWS(Track-While-Scan)による目標追随において、リアルタイム処理が可能なα-βフィルタが使用されているが、α-βフィルタは線形予測により目標物体の位置推定及び予測を行なうため、目標物体が急峻な動きをした場合には、予測誤差が増大する。そこで、目標物体が旋回する場合、飛行軌跡は直線ではなく円弧とみなせることに着目し、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た。

無線通信においては、将来のマルチメディア化へ対応するため、異なる品質を要求する多種のトラヒックを処理するための優先権機能を付加することが望まれているが、従来の研究では全てのパケットを平等に扱っており、優先権を有するトラヒックへの対応が考慮されていない。ここでは、優先権を有するトラヒックに対応するために、アダプティブアレーを用いたスロット非固執型CSMA方式に、優先権機能を付加することを提案した。

変調指数の値を符号化された多値化シンボルに依存して変化させることにより、帯域幅を増加させることなく誤り率の低減を図ることができる、畳み込み符号化一般形非線形連続位相変調方式を提案した。提案方式では、一般形非線形連続位相変調方式がもつ多種の位相遷移パターンに注目し、実質的な位相変化量を無符号化の場合と同様にすることで、所要帯域の拡大を防ぎつつ、最小ユークリッド距離を増加させることができる。まず、AWGN通信路でのビット誤り率の上界を理論的に求め、次に計算機シミュレーションを行なった。

セル棄却率を低減するために、複数のセルが同時に一つの出力ポートを目指す競合時に、出力待ち行列長に設けた閾値を基準に、その出力ポートへ同時に送ることのできるセル数（Speedup Factor)Cを変化させる、入出力バッファ型交換機モデルを提案した。提案モデルは、出力待ち行列長が閾値を越えていないときに大きなCを用いることで、出力ポートに多くのセルを転送し、越えているときには小さなCを用い、入力側でセルを待機させ、出力バッファにおけるオーバーフローを低減することができる。

到着した同報セルをコピーネットワークの入力バッファに、非同報セルを非同報セル専用の共有バッファに分離入力させる、マルチキャストATM交換機を提案した。提案するモデルでは、全ての到着セルをコピーネットワークに入力させるモデルに比べ、コピーネットワークでの負荷を軽減することができるため、1対1交換機の入力側での平均遅延時間を小さくすることができる。コピーネットワークにおける同報セルの平均システム時間について、理論解析と計算機シミュレーションを行なった。

不均一トラヒックによるセル棄却率特性の劣化を防ぐために、2つの入出力バッファ型ATM交換機を組合せホットスポットトラヒック専用ルートを設けた、2段入出力バッファ型ATM交換機を提案した。通常はBackpresure(BP)モードを適用した処理を行なうが, BPのサイズが予め設定してある閾値を越えるとシステムはホットスポットが存在すると判断し、 ホットスポットを目指すセルを専用ルートに振り分けることにより、交換機特性の劣化を防ぐことができる。

セル棄却率を低減するために、複数のセルが同時に一つの出力ポートを目指す競合時に、出力待ち行列長に設けた閾値を基準に、その出力ポートへ同時に送ることのできるセル数（Speedup Factor)Cを変化させる、入出力バッファ型交換機モデルを提案した。提案モデルは、出力待ち行列長が閾値を越えていないときに大きなCを用いることで、出力ポートに多くのセルを転送し、越えているときには小さなCを用い、入力側でセルを待機させ、出力バッファにおけるオーバーフローを低減することができる。

到着した同報セルをコピーネットワークの入力バッファに、非同報セルを非同報セル専用の、共有バッファに分離入力させるマルチキャストATM交換機を提案した。提案するモデルでは、全ての到着セルをコピーネットワークに入力させるモデルに比べ、コピーネットワークでの負荷を軽減することができるため、1対1交換機の入力側での平均遅延時間を小さくすることができる。コピーネットワークにおける同報セルの平均システム時間について、理論解析と計算機シミュレーションを行なった。

Backpressureモードを用いた入出力バッファ型ATM交換機モデルに関して、不均一トラヒックのもとでの平均系内時間及びセル棄却率の特性を改善するために、Backpressureの大きさがある閾値を越えたセルに対して、Queue Lossモードを適用する交換機モデルを提案した。 ホットスポットトラヒックのもとでの平均系内時間及びセル棄却率を、理論解析と計算機シミュレーションにより求めた結果、不均一トラヒックのもとでの提案モデルの有効性が示された。

変調指数の値を符号化された多値化シンボルに依存して変化させることにより、帯域幅を増加させることなく誤り率の低減を図ることができる、畳み込み符号化一般形非線形連続位相変調方式を提案した。提案方式では、一般形非線形連続位相変調方式がもつ多種の位相遷移パターンに注目し、実質的な位相変化量を無符号化の場合と同様にすることで、所要帯域の拡大を防ぎつつ、最小ユークリッド距離を増加させることができる。まず、AWGN通信路でのビット誤り率の上界を理論的に求め、次に計算機シミュレーションを行ない、提案方式の有効性を示した。