研究発表

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-FrameFixed-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。

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。

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。

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倍となることが示された。

光マイクロセル移動通信網の制御局ー基地局回線への適用が検討されている副搬送波多重(SCM)方式では、光源の位相雑音や相互変調歪みの影響でチャネル数や接続可能基地局数が大きく制限されるという問題点がある。ここでは、上記の問題点を解決すると共に、チャネル数の増減に対し、より柔軟で周波数利用効率の高い伝送方式および多重化方式として、コヒーレンス多重を用いた副搬送波光伝送方式を２つ提案した。

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と棄却率特性について解析し、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。この結果、不均一トラヒックが隣接する出力ポートへのトラヒックにまでにも影響を及ぼし、そのセル遅延と棄却率が大きくなる様子を明らかにした。

マルチホップネットワークにおいて、あるノードが破損したときに、そのノードとリンクで結合しているノードも一定の割合で破損させてしまう、相関破損が起こった場合のネットワーク結合率について理論的に解析を行なった。その結果、相関破損をしない場合にランダムネットワークより大きい結合率を持っていたレギュラーネットワークが、破損の相関性が強まるにつれて逆にランダムネットワークよりも結合率が小さくなることが示された。

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。

複数の単方向リングネットワークを組み合わせることによって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を示した。

セクタセル方式において自律分散型ダイナミックチャネル割当（DDCA）法を用いた場合、頻繁な同一チャネル干渉の発生が問題となることを指摘し、セクタの方向に応じたチャネル検索順序により、同じチャネルをなるべく同方向のセクタ内で使用することにより、干渉を減らすことができるチャネル割当法（CSDS）を提案した。計算機シミュレーションの結果、セクタセル方式においてCSDS法を用いた場合、チャネル検索数と干渉の発生が代表的なDDCAであるARP、SEG法よりも大幅に減少することが示された。

直接検出光PPM/符号分割同期多元接続(CDMA)は、アクセスユーザー数を、非同期方式に比べて、同時アクセスユーザー数を増加できるが、ユーザー数の増加につれて干渉が増大する問題があった。ここでは、誤り訂正符号としてReed-Solomon(RS)符号を適用し、情報変調にはM-ary PPMを、拡散符号として拡張Prime系列符号を用い、平均電力とビットレートを一定にしてポアソンショット雑音モデルで解析を行なった。その結果、誤り率特性を大きく改善でき、M-ary PPMでスロット数$M$が大きいほど有効である事が示された。

光直接検出通信路における差動パルス位置変調(DPPM)は、超低エネルギー通信を達成できるが、DPPM方式はシンボル長やフレーム長が変動するためPPM方式に比べてフレーム同期特性が劣化し、高いフレーム同期確率を得るためには、高エネルギーが必要となる。ここでは、受信機においてDPPM方式の最大および最小フレーム長を考慮した場合のフレーム同期について解析を行ない、フレーム長を考慮することにより、フレーム同期確率の改善が図れることを示した。

連続位相変調方式に対して最小ユークリッド距離を増加させる手法として、一般型非線形連続位相変調方式が提案されている。この変調方式は、1周期内における変調指数を変動させることにより、異なるパス同志の相関を低くするものであるが、変動回数を増加するにつれ所要帯域幅が増加する。そこで、この変調方式に対して畳み込み符号化を適用することによって、少ない変動回数で最小ユークリッド距離を増加させる、畳み込み符号化一般型非線形連続位相変調方式を提案した。

トラヒック変動に柔軟に対応するため従来のRMAV(可変フレーム予約多元接続)方式を拡張した2種類の方式を提案した。まずフレーム長が長くなる場合に1スロット分ではなく端末が要求するだけのスロット分だけフレーム長を長くすることができる方式を提案し、提案方式は従来方式に比べて通報遅延を小さくでき、またシステムの安定状態への収束速度が速くなることを計算機シミュレーションによって示した。次に、端末ごとに優先権を付加する方式を提案した。

Discarding Policyを適用したモデルに、Backpressure(BP)モードを用いることにより、即時性と確実性の異なる要求を持つ2種のパケットを交換す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、即時パケットを入力側及び出力側で優先的に処理することにより、即時パケットの平均系内時間を減らし、待時パケットに対してBPモードを用いることにより、待時パケットのパケット棄却率を低減させることができる。平均系内時間およびパケット棄却率特性を、理論解析と計算機シミュレーションにより評価した結果、提案モデルは、通信品質の要求が異なる複数種類のパケットが混在したトラヒックに有効であることが示された。

直接拡散スペクトル拡散(DS/SS)方式の逆拡散段においては割り当てられたPN拡散系列の同期をとる必要がある。 ここでは、従来の遅延ロックループにフィルタリングによる位相推定項を付加した新しい推定符号追跡ループ(PCTL)を提案した。 PCTLの状態方程式を導出し、 AWGNの影響を無視できる場合の追跡位相誤差の軌跡を求め、 ドップラー効果の影響を調べた。 その結果、 平均同期保持時間の観点において提案方式は従来の遅延ロックループより優れていることが確認された。

トラヒック変動に柔軟に対応するため従来のRMAV(可変フレーム予約多元接続)方式を拡張した2種類の方式を提案した。まずフレーム長が長くなる場合に1スロット分ではなく端末が要求するだけのスロット分だけフレーム長を長くすることができる方式を提案し、提案方式は従来方式に比べて通報遅延を小さくでき、またシステムの安定状態への収束速度が速くなることを計算機シミュレーションによって示した。次に、端末ごとに優先権を付加する方式を提案した。

電流源入力並列共振型DE級インバータを提案した。 提案回路は、電圧源型のインバータに比べて、 入力電流の高調波成分を抑制できる。また、MOSFETがソース接地されているために、 複雑なゲート励振回路が不用になり、零電流スイッチングを実現するために、 回路中に含まれる寄生インダクタによる電流サージを抑え、 スイッチング損失を低減できる。 実験により、 500KHz、 3.5Wの条件下で効率91%のDC/RF変換を実現した。

光符号分割多元接続方式の一方式として、超短光パルスを光学的にフーリエ変換させ、その光周波数領域に符号化する周波数領域符号化符号分割多元接続(FE-CDMA)が知られているが、超短光パルスを必要とし非常に広帯域を利用するにもかかわらず、同時ユーザ数が少ないという問題点がある。ここでは、光学的に拡がった周波数をいくつかの帯域に分割し、その分割した各帯域において符号化を行うことで伝送路における直交性を高め、同時ユーザ数を増大できるFE-CDMAネットワークを提案し、全利用帯域一定の下で従来方式と比較した。

従来、フェーズドアレーアンテナを用いた目標追随において、 α-βフィルタが使用されているが、α-βフィルタは演算負荷は軽いものの、目標の急旋回時における追随精度に問題があった。 また、急旋回に対応する方式としては、 円予測を併用したα-βフィルタが提案されているが、 円予測を併用したα-βフィルタは目標の急旋回時に、 円予測フィルタが線形予測誤差増大の影響を受け、 追随精度が劣化してしまう問題があった。 ここでは、追随精度の向上のため、 マニューバ検出器によりゲインを変化させる円予測を併用したゲイン可変型α-βフィルタを提案した。