研究発表

近年、カオス同期に関する研究が盛んに行われ、様々な系において同期現象が調べられている。 従来のカオスの相互同期の研究において、N 個のカオス発振器を抵抗やリアクタで結合した系では、 同相同期及び N相同期が観察され、 その他のパターンのカオス同期を報告している例はほとんどない。 ここでは、 ウィーンブリッジ発振器を用いたカオス発振器を 1 つの抵抗で結合した系に生じる同期現象について考察した。 その結果、 ウィーンブリッジ発振器を用いたカオス発振器では、カオス発振器の個数に関わらず同相同期と逆相同期が生じることが示された。

無線パケット通信において、端末数分のミニスロットを用いることによって、端末間の衝突を無くすことができるNC-PRMA方式が提案されているが、端末に割り当てられるミニスロットに時間的な差があるため、常にミニスロットの後半を使用する端末番号の大きい端末は予約を獲得しにくくなり、端末間の不平等性が生じる。ここでは、端末間の不平等性を解消するために、空きスロットが生じた場合に予約待ち時間が長い端末から予約を割り当てる方式を提案した。スループット及びパケット棄却率を計算機シミュレーションによって評価した結果、提案方式は合計のスループットを減少させずに各端末の特性の偏りを解消し、公平にすることができることを示した。

近年、 ハードウェアの急速な小型軽量化と演算処理の高速化により、 セキュリティ機能を実装可能な携帯端末が登場し、 出先や自宅から企業LAN(Local area network)等へのリモートアクセスに対する要求が高まっている。 しかし、 リモートアクセスの構築は、 第三者に企業LANへの侵入を試みる機会を与えてしまい、 企業LANを危険にさらしてしまう。 ここでは、 アクセスごとに公開鍵暗号およびワンタイム・パターンを用いてリモートユーザーと所有する携帯端末の認証を行い、 帰属するセキュア通信グループのリモートアクセス方式の有効性を示した。

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、カオスシステムに存在する不安定軌道を安定化するカオス制御問題が盛んに報告されている。 自励回路の結合系においては、 Chua回路にRLC回路を抵抗で並列接続することで、RLC回路が衝撃吸収の役目を果たし、カオス抑制ができる知られている。また、 発振現象に関しては、2つのノイズを含む発振器を抵抗またはキャパシタで相互結合するときノイズが除去されることが報告されている。ここでは、2つの異なるカオス発振器の中心発振周波数を一致させこれらを相互結合するとき、 ノイズが相互除去されたように互いのカオス振動生ずることを示した。

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。 α-βフィルタは演算負荷は軽いが、 目標の急旋回時における追随精度に問題があった。 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。 しかし、 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。

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ことを示した。

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。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、矩形パルスと比べ高周波成分の少ない送信パルス波形を用い、スロット内にガードインターバルを用いた場合のBER特性を数値解析により求め、ISIの影響を考察した。その結果、ガウシアンパルスとガードバンドを併用した場合においてISIの影響低減効果が大きく最も良いBER特性が得られた。

非同報通信と同報通信が混在したトラヒックに対応可能な多段ステージ共有バッファ型ATMスイッチを提案した。 提案モデルは、 ステージ毎にセルコピーとセルルーチングを同時に実現できるため、 TNT (Trunk NumberTranslator)と共有バスを必要としない。 計算機シミュレーションにより、 非同報通信と同報通信が混在したトラヒックに対する提案モデルのセル棄却率特性を評価した。

即時性を重視するメディアと確実性を重視するメディアが混在し、各々のメディアごとに異なるホットスポットを有する不均一トラヒックを考慮し、各クラスのセルに対して入力側で起こる競合に応じてバックプレッシャ(BP)モードを制御することにより、各々の品質要求を満足できるようなシステムを提案した。セル棄却率及びシステム遅延について、計算機シュミレーションを行った結果、最適なバッファの配分やBPモード制御方法について検討した。

パケット棄却率要求に応えるために、2種類のパケットを考慮したバッチャー網によるノックアウトスイッチを提案した。提案モデルは、N個のスイッチングモジュールで構成される。さらに、スイッチングモジュールは、フィルタ、バッチャー網、シフタ、出力バッファで構成される。提案モデルについて、各優先クラスのパケット棄却率特性を評価し、優先度に応じたパケット棄却率特性を得ることができることを示した。

マルチキャリアトレリス符号化変調方式は、インターリーブを用いることなく一種の周波数ダイバーシチ効果を得ることができ、遅延時間に制限のある陸上移動音声通信などに適した変調方式である。しかしながら、マルチキャリアトレリス符号化した低速周波数ホッピング(SFH)を用いた16QAM方式は、耐干渉性に乏しいため、セルラシステムなどに適用する際には、何らかの方策が必要とされる。ここでは、重み付けユークリッド距離最小復号を行なうことにより、耐干渉性を向上させる耐干渉復号法を改良した耐干渉復号法を提案した。

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。

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

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を低減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。

DE級インバータは、MHz台の動作周波数において、直流／交流変換効率96%以上を実現する高効率高周波数動作可能なインバータであり、整流器と組み合わせた小型スイッチング電源（直流／直流変換装置）としての利用が期待されている。従来、出力を制御するには、動作周波数を変化させるFM方式と、スイッチの時比率を変化させるPWM方式が提案されているが、制御が複雑となり大型化する、磁性体の特性に適応しない、スイッチ波形が大幅に損なわれるといった問題があった。ここでは、整流器に間引き制御型E級整流器を適用し、整流素子の電圧制御を行った。

DE級インバータに対する新しい制御方法を提案し、厳密解析と実験によって、その有効性を示した。提案方式は、外部の駆動信号を変化させることにより、出力を制御でき、回路規模が小さい、固定周波数で制御が可能、低出力での効率の劣化が抑制される等の特徴を持つ。

既存の電話線を用いた高速データ伝送技術であるADSLが注目されているが、隣接ISDN回線からの漏話ノイズに大きく影響される。ここでは、隣接ISDN信号レベルの変動に強く、安定した通信が得られるADSLの通信確率手法を提案した。