研究発表

拡張prime系列符号を用いた光同期PPM/CDMA方式において、干渉キャンセラを提案した。提案方式では、同一グループ内のユーザに対する参照信号として1グループ内の拡張prime系列符号一つを用いるため、干渉キャンセラの無い方式と比べ総ユーザ数はP2からPだけ減少してしまうが、干渉除去は所望信号から参照信号を引くことで達成される。キャンセラ付き光同期PPM/CDMA方式について、光検出器の入出力特性をポアソン過程と仮定して、ビット誤り率の上界を求めた結果、提案する干渉キャンセラはキャンセラがない方式に比べ特性改善を図れる事が示された。

3波長多重/周波数領域符号化を用いた符号分割多元接続(FE-CDMA)全光システムを提案した。提案システムでは、用いる拡散符号を独立に一様に分布するものとして、提案システムの特性解析を行なっている。干渉としては、FE-CDMAを用いることによる符号間干渉と波長分割多重(WDM)を用いることによる波長間干渉、4光波混合(FWM)を考慮し、ビット誤り率(BER)を求めた。その結果、従来の単にFE-CDMAを用いたシステムと比較して、BER特性が改善され、同じBERに対して格段にユーザ数を増大させることができる。

DE級電力同調発振器とセンタータップ型整流器を用いた共振型DC/DCコンバータを提案し、理論解析および回路実験により、その妥当性を検討した。提案回路では、DC/ACインバータとしてDE級電力同調発振器を用いており、スイッチとしてMOSFETを用いてはいるが、 従来必要とされてきた外部励振回路が不要となるため、従来型のインバータと比較した場合、回路の小型化に有効である。また、E級動作条件を満たすために、零電圧および低dv/dtスイッチングを実現するため、高周波数域において、高効率動作を実現できることが示された。

異なる通信品質要求を持つ情報として音声などの即時性を求められる即時セル (Real-Time Cell : RTC) と、 データ情報等の即時性より確実性が求められる待時セル (Non Real-Time Cell : NTC) の混在トラヒックを想定し、 それぞれの通信品質要求に応えることを可能にするため、 RTCを即時ルート(R-route)に、 NTCを待時ルート(N-route)に分離入力させるATMマルチキャスト交換機を提案した。 提案方式では、R-routeではバッファを持たず、 到着したRTCのコピー要求をCNの出力ポート数セルコピーし、 残ったコピー要求数は棄却する。 また、 N-routeでは、 CNの入力側にポート毎に入力バッファを持ち、 到着したNTCのコピー要求のうち、 応えることの出来ない超過コピー要求を入力バッファに格納することにより、NTCの棄却を低減させることが可能となる。セル棄却率、 平均システム遅延を、計算機シミュレーションおよび理論解析により評価した結果、 提案モデルは、 RTCの平均システム遅延が1タイムスロットになることで即時性を満たし、また、NTCの棄却率がRTCの棄却率より小さく抑えられ、異なる通信品質要求に対応できることが示された。

WDMネットワークにおけるチャネル予約プロトコルの一つであるSlottedUnbuffered Reservation Protocol (SURP)方式を全トラヒックがマルチキャストであるトラヒックに対応させ、 さらに特性を改善するプロトコルが従来提案されている。 しかし実際のトラヒックはユニキャストとマルチキャストパケットが混在するトラヒックであると考えられ、 放送と通信などの異なる種類のパケットを、 効率良くネットワークで扱うという要求に対応していない。 ここでは、 SURP方式をユニキャストに加えて対応させた方式を提案した。

バンヤン網の入力に中間バッファを用いることにより、シフタを用いることなく、バンヤン網の入力で同じ出力を目指すパケットの競合による棄却を防ぐことのできる、SCOQ交換機モデルを提案した。提案モデルでは、バンヤン網の入力でパケットの競合が起きた場合に、中間バッファで待機させることにより、パケットの棄却率を低減できる。パケット棄却率と平均待ち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結果、提案方式は、従来のSCOQ交換機及びシフタと中間バッファを用いたSCOQ交換機と比べ、パケットの棄却率と平均待ち時間特性の改善を図ることができることが示された。

波長分割多重を用いた光ネットワークにおけるチャネル予約プロトコルの一つであるSlotted Unbuffered Reservation Protocol (SURP)方式は、 良好な特性が得られることに加え、 受送信機の両方に可変波長素子を用いたシステムに対応したプロトコルであるため注目を集めている。 しかしSURP方式は、 近年要求されている一対多通信に対応していない。 ここでは、 SURP方式を、全トラヒックがマルチキャストであるトラヒックを扱えるよう修正し、 その特性を理論解析した。 さらに、マルチキャストトラヒックにおける特性を改善するプロトコルを新たに提案し、その有効性を示した。

DE級電力同調発振器とセンタータップ型整流器を用いた共振型DC/DCコンバータを提案し、理論解析および回路実験により、その妥当性を検討した。 提案回路では、DC/ACインバータとしてDE級電力同調発振器を用いており、 スイッチとしてMOSFETを用いてはいるが、 従来必要とされてきた外部励振回路が不要となるため、 従来型のインバータと比較した場合、 回路の小型化に有効である。 また、 E級動作条件を満たすために、 零電圧および低dv/dtスイッチングを実現するため、 高周波数域において、 高効率動作を実現した。

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、α-βフィルタが使用されているが、目標物体が急峻な動きをした場合に、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予測誤差が増大する。そこで、追随性の向上のため、目標物体が急峻な動きをした場合、飛行軌跡を直線ではなく楕円の弧とみなす一般化Hough変換による楕円予測を併用したα-βトラッキングフィルタを提案した。

非線形性が5次多項式で表わされる硬発振器の格子状ネットワークにおける、初期状態と定常状態の関係を考察した。また、定常状態の評価法として各発振器の位相状態だけでなく振幅に基づいたパターンに関しても考察し、ある入力パターンに対し特定の発振器の初期状態を徐々に変化させたときのパターンの変化を数値計算によって確認した。その結果、パターンは初期状態が発振器の不安定周期解の振幅付近で変化し、また回路パラメータが異なるシステムでは同じ初期状態でも異なるパターンがみられ、また位相パターンが異なっても振幅パターンは同じであることが示された。

近年、時空カオスは時間軸のみならず空間軸についても不規則な振動が生じる現象として注目され、様々な分野において報告がなされている。物理学の分野において、ロジスティック写像を結合した写像結合系(CML)に生じる時空カオスの発生について研究がなされているが、電気工学の分野において、時空カオスの研究はほとんどなされていない。ここでは、時間遅れ発振器を考え回路方程式を差分系で導くことで、CMLの構成要素である1次元写像を導出し、これらを環状一方向結合した提案CML系に生じるクラスタリング、伝搬波等の時空カオス現象について考察した。

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。

拡散反射通信路を利用した室内無線赤外線通信では、マルチパスによる遅延歪みが生じ、そのため符号間干渉(ISI)の影響によりビット誤り率(BER)特性が劣化する。従来の研究では、送信パルス波形として矩形波のみを用いた研究がなされているが、孤立矩形パルスの周波数分布はsinc関数で表され、 拡散反射赤外線通信路は低周波数帯域通過特性を有するため、矩形パルスは大きなISIを生じるという問題がある。ここでは、拡散反射通信路を利用した室内赤外線無線通信方式において、二乗余弦波パルス、半波余弦波パルス、オフセット余弦波の送信波形の遅延歪みの影響を考察した。

広帯域統合サービスディジタル網(B-ISDN)に対する関心が高まっている中、 ATMスイッチは、 B-ISDNの実現を可能とする高速スイッチとして注目を集め、 盛んに研究が行なわれている。 スイッチを評価する主な特性としてセル棄却率とシステム遅延があり、 これまで提案された様々なスイッチについてこれらの特性の解析及び評価がなされてきた。ここでは、 時間的に変動するホットスポットを有する不均一トラヒックにおいて優れた特性を得るために、 従来提案されているQueue losss(QL)モードとBackpressure(BP)を組み合わせた場合の特性評価を行った。

WDMネットワークにおけるチャネル予約プロトコルの一つであるSlotted　Unbuffered Reservation Protocol (SURP)方式を全トラヒックがマルチキャストであるトラヒックに対応させ、 さらに特性を改善するプロトコルが従来提案されている。 しかし実際のトラヒックはユニキャストとマルチキャストパケットが混在するトラヒックであると考えられ、 放送と通信などの異なる種類のパケットを、 効率良くネットワークで扱うという要求に対応していない。 ここでは、 SURP方式をユニキャストに適用可能とした予約ポロトコルの解析を行った。

異なる通信品質要求を持つ情報として音声などの即時性を求められる即時セル (Real-Time Cell : RTC) と、 データ情報等の即時性より確実性が求められる待時セル (Non Real-Time Cell : NTC) の混在トラヒックを想定し、 それぞれの通信品質要求に応えることを可能にするため、 RTCを即時ルート(R-route)に、 NTCを待時ルート(N-route)に分離入力させるATMマルチキャスト交換機を提案した。 提案方式では、R-routeではバッファを持たず、 到着したRTCのコピー要求数は棄却する。また、N-routeでは、ＣＮの入力側にポート毎に入力バッファを持ち、到着した、ＮＴＣのコピー要求のうち、応えることの出来ない超過コピー要求を入力バッファに格納することにより、ＮＴＣの棄却を低減させることが可能となる。セル棄却率、平均システム遅延を、計算機シュミレーションおよび理論解析により評価した結果、提案モデルは、ＲＴＣの平均システム遅延が１タイムスロットになることで即時性を満たし、また、ＮＴＣの棄却率がＲＴＣの棄却率より小さく抑えられ、異なる通信品質要求に対応できることが示された。

クラッタ環境下において少数の走査で目標物体の初期追尾形成を行う手法として、修正Hough変換が提案されている。修正Hough変換は、クラッタによる観測ベクトルと目標物体の航跡を少数の走査で判別することができるが、目標物体が旋回運動する場合、航跡の検出確率が劣化してしまうという問題点がある。ここでは、修正Hough変換に新たな２つの航跡判定の基準を加えることにより、クラッタ環境下において旋回運動する目標物体を少数の走査により初期追尾形成可能な手法を提案した。計算機シミュレーションにより、特に目標物体が旋回運する目標物体を少数の走査により初期追尾形成可能な手法を提案した。

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。

発振器の結合系に関する研究は、 数多く行われているが、その中でも、周期解の4 相同期は様々な結合系において、 ほとんど確認されていない同期現象として関心が持たれている。 結合する発振器の発振周波数が誤差を持つ場合には4 相同期が安定に存在することが確認されているが、 結合する発振器の発振周波数が同じ場合に 4 相同期が安定に存在する例は報告されていない。 ここでは、 ある３次元発振器をキャパシタで完全結合した系において発振周波数が同じ場合でも 4 相同期が安定に存在することを示した。

無線パケット通信において、 パケット予約多元接続(PRMA)方式は音声の無音区間を有効に利用できる効率の高いアクセス方式として知られている。 しかしながら、 この方式はチャネル共有型のアクセス方式であるので、 同時に複数のパケットが送信された場合には基地局でパケットの衝突が起こり、 負荷の高い状況では特性が劣化してしまうという問題がある。 ここでは、 この問題を解決するために PRMA 方式の基地局にアダプティブアレーを使用することを提案した。