研究発表

簡単な構成を持つカオス発振器を、一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。結合するカオス発振器として、van der Pol 発振器を用いたカオス発振器と、Wien-bridge を用いた発振器の2種類について調べ、結合方法が同じでも発振器の種類が異なる場合は生じる同期現象が異なることを明らかにした。また、カオス発振器の結合系の同期現象と基となる2次元発振器の結合系における同期現象は、共通の特性を有していることを示した。

完全に同じ特性をもつ4個の発振器の結合系においては、系の対称性により、4相同期現象が見られないことが報告されている。ここでは発振器に微少な周波数誤差を与え、系の対称性を崩すことで、微少に異なる周波数をもつ4個の発振器を完全結合した系で、4相同期現象が見られることを、数値計算によって明らかにした。

光パルスのスペクトルを符号化し時間軸上に疑似ランダムなパルス列として拡散させる時間拡散符号分割多元接続(ST-CDMA)方式がある。ST-CDMAにおいては、位相マスクの分解能によって処理利得が制限されるため、ビットレートが増加するにつれて多元接続による干渉の影響が大きく特性を劣化させるという問題がある。ここでは，パルス位置変調(PPM)を適用しパルス位置の多様性によって干渉の影響を緩和させるST-CDMAを提案し、特性解析を行った。その結果、ビット誤り率特性が改善されることを示しさらに、位相マスクに要求される分解能も緩和できることを示した。

スイッチの大規模化に適したクロスバーATMスイッチが注目を集めており、マルチキャストトラヒックに対応可能な、クロスバーマルチキャストATMスイッチが提案されている。一方、B-ISDN環境下では、同一のネットワーク上で、異なる通信品質要求を持つトラヒックを扱うことが求められる。ここでは、2種類の異なるセル棄却率要求を持つトラヒックに対応できる、クロスバーマルチキャストATMスイッチを提案し、計算機シミュレーションにより、提案モデルは優先権の高いセルと、優先権の低いセルのセル棄却率に関して、相対的なクラス分けができることを示した。

無線パケット通信において、無衝突パケット予約多元接続(NC-PRMA)方式に関する研究は、音声端末のみを考慮した場合しかなされていない。ここでは、データパケットも考慮した、音声・データ統合トラヒック下におけるNC-PRMA方式の特性を、データ端末を考慮する際に、全データ端末が持つデータパケット数が時間的に平衡状態になるように、1フレーム中で送信可能なデータパケット数を、あらかじめ確保することによって、平衡点解析を用いて求めた。理論解析と計算機シミュレーションの結果、パケット予約多元接続(PRMA)方式と比

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、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、円予測を併用したゲイン可変型α-βフィルタが提案されているが、従来の円予測は、目標が同一平面上を旋回するものとして予測を行うため、３次元空間において旋回平面が変化する場合、 追随精度が劣化してしまう問題があった。ここでは、円予測フィルタを３次元アルゴリズムに拡張するとともに、旋回平面の推定により円予測値の補正を行う方式を提案した。

拡散反射通信路を用いた室内赤外線無線通信は,光路遮蔽の影響を受けにくく,見通し内通信路を必要としないが,マルチパスチャネルによる符号間干渉(ISI)の影響が大きい.室内赤外線無線通信において多元接続を実現する方式として,符号分割多元接続(CDMA)方式が提案されているが,拡散反射通信路においての特性は明らかでない.ここでは,拡散反射通信路におけるオンオフキーイング(OOK) CDMA室内赤外線無線通信方式の特性を,ISIの影響を考慮した理論解析により評価した。

近年、インターネット等の公衆網を利用し、あたかも専用線で接続したかのように安全な通信を実現する、VPN(Virtual Private Network)技術に注目が集まっており、特に、企業体系に柔軟に対応するため、VPNの利用単位を部門毎に定義する、DVPN(Department Virtual Private Network)の研究が盛んに行われている。従来、DVPN上でマルチキャストデータを送信する際、ネットワークの末端においては、ユニキャストで送られることが多く、サーバへの負荷集中及びトラヒックの増が生じた。ここであ端末側にコピー機能を追加したマルチキャストデータ配送方式を提案し、その有効性を示した。

出力バッファ型スイッチの一つであるマルチキャストノックアウトスイッチは、出力側で分散制御ができ、遅延及びスループット特性に優れている。しかし、従来のマルチキャストノックアウトスイッチでは、マルチメディア通信における様々な通信品質への対応ができない。ここでは、異なる種類のセル優先クラスを設け、異なるセル棄却率特性を得ることが可能な、マルチキャストノックアウトATMスイッチを提案した。計算機シミュレーション及び理論解析により、セル棄却率と平均待ち時間について特性評価を行なった結果、提案モデルの有効性が示された。

ATMスイッチにおいて、スイッチの大規模化とマルチキャスト通信に、注目が集まっている。大規模なマルチキャストATMスイッチの構築ため、小モジュール化したノックアウト集線網を、基本構成要素としたスイッチモデルが、これまで提案されているが、各小モジュールをツリー構造で多段接続しているため、ノックアウト集線網とセルフィルタの総数が、非常に増大してしまう。ここでは、小モジュール化したノックアウト集線網を、拡張バンヤン網を用いて多段接続することにより、大規模化が可能なノックアウト拡張バンヤンマルチキャストATMスイッチを提案した。

多段ステージ共有バッファ型マルチキャストATMスイッチは、マルチメディア通信におけるTb/s級のスループットを持つ、有効なスイッチモデルとして考えられている。しかし、このスイッチモデルでは、各セルが持つ異なる通信品質(QoS)要求を考慮していないため、遅延に対する要求に厳しい即時セルと、棄却に対する要求に厳しい待時セルが混在したトラヒックに、対応することができない。ここでは、各セルが持つ異なるQoS要求に対応するため、即時セルおよび待時セルに対して専用ルートを設けた、多段ステージ共有バッファ型マルチキャストATMスイッチを提案した。

従来のクロスバースイッチを、マルチキャストトラヒックに対応させたモデルは、マルチキャストセルの出力競合により、セル棄却率特性が劣化するという問題点がある。ここでは、マルチキャストトラヒック下における、セル棄却率特性の劣化を改善できる、クロスバーマルチキャストATMスイッチを提案し、計算機シミュレーションにより、セル棄却率特性の改善ができることを示した。

自律分散周波数再利用分割(ARP)法において、端末の移動によるRPの乱れから生じる、周波数利用効率の劣化の対策として、新しい周波数割当法(RP再構成型ARP法)を提案した。提案方式は、通常のARP法に加え、各端末の使用チャネルを、検索順がより早いチャネルに随時切替え、端末の移動によるRPの乱れの修正を図る。計算機シミュレーションにより、呼損率、強制切断率、及び、RPの乱れの評価を行った結果、提案方式は、ARP法に比べ、呼損率、強制切断率共に3%以下となるようにした時に、1.3倍のトラフィックを収容できることが示された。

近年、ADSL（Asymmetric Digital Subscriber Line)は、既存の電話回線も用いて、1.5Mbpsから9Mbpsまでの高速データ通信を可能とする技術として、注目されている。しかし、日本の加入者線では、TCM-ISDN(Time Compression Multiplexing ISDN)が、ADSLと同一ケーブルに収容される場合、近端漏話の影響により、ADSLの伝送特性が大きく劣化してしまう問題点がある。ここでは、繰り返し符号をADSLに適応し、ADSLのデータ伝送特性を改善する方式を提案した。

室内赤外線無線通信の形態のうち、無指向性直射方式は、ネットワークの柔軟性を確保しつつ、高速通信システムの実現が容易であるが、直射方式は障害物による光路遮蔽が問題となる。ここでは、1個の端末に対して、異なる位置にある複数の基地局との通信路を確保し、各基地局からは同じ情報を同時に送信し、端末側でサイトダイバーシチ受信する方式を提案し、歩行者が存在する環境下での光路遮蔽に対する影響を、計算機シミュレーションによって検討した。その結果、1スロット分の同じ情報を各基地局より順に繰り返し送信する従来方式に比べ、高速通信が可能であることが示された。

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う方式を提案した。

近年、LSI技術の発展に伴い高速なスイッチングが実現可能となり、様々なスイッチが提案されている。なかでも、出力バッファ型スイッチの一つであるノックアウトスイッチは、出力側で分散制御を行うため、遅延及びスループット特性に優れている。しかし、マルチメディア通信を実現するには、様々な通信品質を考慮する必要があるが、従来のノックアウトスイッチでは対応ができない。ここでは、異なる複数のセル到着を想定し優先クラスを設け、異なるセル棄却率特性を得ることが可能なノックアウトATMスイッチを提案した。

超短光パルスを用いた光ＣＤＭＡ技術を、光パスレイヤに導入し、ＡＴＭに基づく光ＣＤＭＡネットワークアーキテクチャを提案した。提案システムでは、最終ノードまでの光パスにおけるセルは、光段で処理される、各ビットは、個々に光ＣＤＭＡ技術を用いて符号化されるので、ＡＴＭプロトコルは容易に適用できる。中継ノードにおいては、スイッチング機能として、符号変換を行う光クロスコネクトが重要となるが、提案方式では、光符号パスに非同期アクセスを可能にさせるだけでなく、動的に帯域を割り当てることが可能となる。

ウィーン・ブリッジ発振器を用いたカオス発振器の結合系に、正弦波発振器を加えた場合の、系に対する強制外力の影響を、数値計算と回路実験により考察した。また、各発振器の位相状態に注目し、クラスタの概念から現象の観察を行なった。その結果、同期状態によって強制外力の影響の受け方が異なるということが示された。また、強制外力により系全体のクラスタ数及び要素数が変化し、外力の影響を受けずに安定に存在し続けるクラスタがあることを明らかにした。

近年、光符号分割多重(光CDM)方式の研究が注目されているが、光CDM方式の変調方式としては、オンオフキーイング(OOK)、パルス位置変調(PPM)、拡散符号系列のシフト量に情報を割り当てるマルチビット系列等が用いられている。ここでは、より高い伝送レートを達成するために、複数のパルスを用い、それらのパルスのスロット位置と、パルスを拡散する拡散符号系列のシフト量との組合せにより情報を伝送する、マルチパルス位置変調を用いた光CDM方式を提案した。理論解析により特性を評価した結果、提案方式の有効性が示された。