研究発表

ATM(Asynchronous Transfer Mode)において、HoL(Head of Line)ブロッキングを回避する入力バッファ型スイッチとして、各入力ポートに出力ポート数のバッファを設けるVOQ(Virtual Output Queuing)スイッチが提案されている。一方、 近年のIPトラヒックの増加により、可変長パケットを考慮したVOQスイッチのスケジューリング方式としてIP-PIM(IP - Parallel Iterative Matching)が提案されている。しかし、IP-PIM方式では同パケットを構成するセルを必ず連続してスイッチングするため、他のバッファの待ち行列長が増加してしまい, 棄却率特性が劣化してしまうという問題点がある。そこで、 パケットを構成するセルが到着しているバッファをアクティブバッファとし、アクティブバッファを優先したスケジューリング方式を提案した。提案方式ではアクティブバッファを優先することで待ち行列長をあまり増加させることなく、効率よくスイッチングを行うことができる。計算機シミュレーションによりパケット棄却率と平均パケット遅延を評価した結果、提案方式が従来方式と比較して、平均パケット遅延をあまり劣化させることなく、パケット棄却率を大幅に改善できることを示した。

マルチキャストパケット混在トラヒック下での、WDMシングルホップネットワークにおいて、同時にスケジューリングを行う複数のデータパケットに対し、重複する目的アドレスを多く持つデータパケットの送信を遅らせることにより、送信までに要する待ち時間が短いデータパケットの数を大きくできるスケジューリングアルゴリズムを提案し、計算機シミュレーションにより、平均パケット遅延特性およびスループット特性を改善できることを示した。

OFDM伝送システムにトレリス符号化非均一PSK変調信号を用いた方式を提案した。提案方式では,OFDMサブキャリアを複数のクラスタに分割したあと、非均一変調信号の信号点配置をクラスタごとに選ぶ部分系列伝送(PTS: Partial　Transmission Sequence)を用いることで増幅器に入力されるピーク電力を抑える。また、非均一PSK変調にトレリス符号化変調を適用することにより、信号点配置の非均一性による誤り率特性の劣化を改善を図っている。計算機シミュレーションの結果、非均一PSK変調を用いるOFDM伝送システムは、ピーク電力対平均電力比特性と、AWGN環境下のビット誤り率特性を改善できることを示した。

受信側で複数回チャネル推定を繰り返し、推定誤差を減少させるEM (expectation-maximization)アルゴリズムに注目し、その繰り返し数を減少させ、推定をより簡単にし、かつフレーム間のフェージング相関の大きい場合には特性を改善する新しいチャネル推定及び送信信号検出方法を提案した。提案方式では、初期フレームは基本的な従来のEMアルゴリズムを用いて、チャネル推定及び送信信号検出を行ない、それに続くフレームでは,自フレーム内のパイロット信号と前フレームにおける推定送信信号を重みづけをして用いて推定を行なう。計算機シミュレーションの結果、前フレームの推定送信信号に基づくチャネル推定と自フレームのパイロット信号に基づくチャネル推定を共に用いるほうが、どちらかの情報のみを用いるよりも特性が良いことを示した。さらに、提案推定法は繰り返しなしで,複数回推定を行なう従来のEMアルゴリズムによる推定と、初期フレーム以外においてほぼ同等な特性が得られることを示した。

一般家庭へのデジタル機器の普及が急激に進んでいる。このような流れから、AV機器と情報機器を相互に接続し、情報を共有したいという要求を満たすために、家庭内での高速ホームネットワークが必須となる。ここでは、無線ホームネットワークとして最も有力視されているワイヤレスIEEE 1394の特徴を概説した。

多元接続干渉を緩和することを目的として、繰返し巡回シフト系列を適用した光符号分割多元接続方式(RCS/CDMA)を提案した。K回繰返した提案方式では、各ユーザに割り当てた1つの拡散符号を任意に巡回シフトさせて得られるk個の符号系列を情報に応じて繰返し送信し、受信機側では所望信号として各フレームにおける相関の和をとる。したがって、所望信号は従来方式と比較してk倍になるのに対して、ユーザ間の符号系列シフト量の多様性から各フレームに干渉する確率は変わらないのでMAIを緩和することができる。K=2のRCS/CDMA方式において、情報変調にオン・オフ・キーイング(OOK)およびパルス位置変調(PPM)を用いた場合のビット誤り率特性を理論解析により導出し、従来のOOK-CDMA方式およびPPM-CDMA方式とそれぞれ比較して評価した結果、RCSを適用することで従来の誤り率特性をそれぞれ改善できることを示した。

本研究では、オンオフキーイング符号分割多元接続(OOK-CDMA)室内赤外線無線方式において2つの等化器を提案した。等化器1は、フィードックおよびフィードフォワードフィルタをもち、それぞれに判定器がある等化器であり、等化器2は,フィードバックおよびフィードフォワードフィルタをもち、フィードバックフィルタにのみ判定器がある等化器である。拡散反射通信路において2つの等化器を用いた場合の特性を計算機シミュレーションにより評価した。その結果、提案する2つの等化器を用いたOOK-CDMAは、判定帰還型等化器(DFE)を用いたOOK-CDMAと比較して優れた特性が得られることを示した。また、等化器1を用いたOOK-CDMAが最も優れた特性を得られることを示した。

本研究では、等重み直交(EWO)信号を用いた２段光ハードリミッタ(DOHL)を適用した光CDMA方式の特性解析を行った。APDの出力にガウス近似を仮定し、理論解析を行った結果、本方式は、オンオフ直交(OOO)信号及びEWO信号を用いた一段光ハードリミッタ（SOHL）を適用した光CDMA方式と比較して、ビット誤り率特性が改善されることを示した。また、本方式は復号器のスレッショルド値を0と常に一定の値でビット判定を行える利点を有するが、OOO信号を用いたDOHLを適用した光CDMA方式と比較した場合、ビット誤り率特性は劣化してしまうことを示した。

本研究では、DS-CDMAシステムにおけるマルチユーザ受信方式の中で優れた特性を示すマルチステージ型並列干渉キャンセル(MSPIC)方式に対して、ソフトクリッパを適用する方式を提案した。提案方式は、各ステージの信号検出において、各チップの相関値をチャネル推定により得られる受信電界強度を基づいてクリップすることで、主に他ユーザの信号をキャンセルした信号に含まれる雑音の影響を抑圧する方式である。計算機シミュレーションにより提案方式の特性を評価し、MSSICに比べ、低Eb/N0時に1dBの改善が得られることを示した。

本研究では、E 級増幅器の新しい設計方法を提案した。提案する設計手順では、回路方程式と設計仕様のみが必要であり、その他には条件を持たないため、共振回路の Q 値、スイッチのオン抵抗の存在などに関わらず、あらゆる条件下で、E 級増幅器の設計を行うことができる。提案方法の特徴は、従来の設計方法では不可欠であった波形式が不必要であり、設計手順が簡略化されたことである。回路方程式を導出できればコンピュータを用いて数値的に設計が可能となる。従って、従来の E 級増幅器の設計方法と比較して、簡易に回路を設計することができる。提案する設計方法に従って E 級増幅器を設計し、回路実験を行うことにより、提案する設計方法の妥当性を確認した。

クロスレンジ誤差低減に有効な移動局を用いた複数レーダによる目標追随方式を提案した。移動局は航空機にレーダを搭載したもので、空中を飛行しながらレーダを用いて目標を追随する.提案するアルゴリズムに従い移動局の動きを制御することにより、従来の固定局のみを用いた複数レーダによる目標追随方式に比べて、移動する目標に対して各レーダからのビームを直交または直交に近い配置にすることができる。目標へのビームを直交または直交に近い配置にした各レーダからの観測値を統合することにより、クロスレンジ誤差が増大する影響を低減することができ、良好な追随精度を得ることができる。計算機シミュレーションを行い、提案方式は従来の固定局のみを用いた複数レーダによる目標追随方式と比べて、遠方目標に対して良好な追随精度が得られることを示した。

レーダにおける観測において、目標からの探知データだけでなくクラッタと呼ばれる不要反射波も探知してしまうとがあり、レーダにおいて目標追随を行う場合にクラッタの影響で追随精度が劣化してしまう問題がある。特に目標が急旋回するような場合には、クラッタがない自由空間でも追随精度が落ちるが、 クラッタが発生すると目標からの信号ではなくクラッタの信号を誤って目標航跡と関連付けしてしまい、さらに追随精度が劣化する。目標のマニューバに対応するフィルタとしてγ可変型Ｈ∞フィルタが提案されており、良好な追随精度が得られることが示されている。 しかしクラッタ環境下での性能については調べられていない。 そこで本研究では、クラッタ環境をモデル化してシミュレーションを行い、従来方式との比較により提案方式の有効性を示した。

パンクチャド符号化を適用したターボ符号において、外部情報値に対して重み付けを行うターボ復号アルゴリズムを提案した。提案方式では、パンクチャド符号化により生じるビット毎の復号結果の信頼性の違いを、外部情報値に対する重み付けにより適正に評価することで特性の改善を図っている。計算機シミュレーションにより特性評価を行なった結果、重み付けを用いることにより、BER特性を改善できることを示した。

本研究では、光源のコヒ－レンス時間より大きな時間遅延を利用して多重するコヒ－レンス多重化(CM)を適用したCM/FH-CDMA光システムを提案した。従来、周波数ホッピング符号分割多元接続(FH-CDMA)では、多重される符号チャネルの増加にともなって光ビ－ト干渉(OBI)によるシステム容量の劣化が問題となるが、提案システムでは、CMの適用によるCMチャネルによって、CMチャネル当たりの符号チャネル数を減少させることができる。CMチャネル間のクロスト－クをチャネル間隔(遅延時間)の関数として示し、ビットレ－ト一定のまま、クロスト－クを無視できるレベルまで低減するチャネル間隔で多重可能なCMチャネル数を求めた。そして、均一トラフィック下において、CMチャネル当たりの符号チャネル数が低減されるので、OBIの影響が軽減され、FH-CDMAのシステム容量を増大できることを示した。

非線形回路における分岐図作成アルゴリズムを応用した E 級増幅器の新しい設計方法を提案した。提案する設計手順では、回路方程式と設計仕様のみが必要であり、その他には条件を持たないため、共振回路の Q値、スイッチのオン抵抗の存在などに関わらず、あらゆる条件下で、E 級増幅器の設計を行うことができる。提案方法の特徴は、従来の設計方法では不可欠であった回路の解析が不必要であり、設計手順が簡略化されたことである。従って、従来の E 級増幅器の設計方法と比較して、簡易に回路を設計することが可能となる。提案する設計方法に従って E 級増幅器を設計し、回路実験を行うことにより、提案する設計方法の妥当性を確認した。

音声とデータの統合サービスを実現する予約方式のプロトコルであるDRMA (Dynamic Reservation Multiple Access)方式は、予約用に一定の帯域をあらかじめ確保する必要がなく、空きスロットを用いて予約を行うため、チャネル状況に対応したパケット送信が可能な方式である。しかしながら、DRMA方式において複数パケットからなるデータメッセージを送信する際、１パケットを送信する毎に予約を取り直さねばならず、データメッセージ遅延が大きくなるという問題点があった。本論文では、提案方式1としてデータ端末に1フレーム中の複数スロットの予約を許すDRMA方式を提案した。また、データメッセージ遅延を改善するために、提案方式2として、データ端末に複数スロットの予約を許し、送信許可確率制御に指数関数バックオフ方式を用いる方式を提案した。計算機シミュレーションによって評価を行い、提案方式は従来方式と比較して、音声パケット棄却率特性を劣化させることなくデータメッセージ遅延特性を改善できることを示した。

本研究では、拡散反射通信路における判定帰還型等化器(DFE)を用いた、オンオフキーイング符号分割多元接続(OOK-CDMA)室内赤外線無線方式の特性を計算機シミュレーションにより評価した。その結果、トレーニング系列によりインパルス応答を推定したDFEを用いるOOK-CDMAは、DFEを用いないOOK-CDMAと比較して、優れた特性が得られることを示した。また、トレーニング系列によりインパルス応答を推定したDFEを用いるOOK-CDMAは、インパルス応答が既知であるとしてDFEを用いるOOK-CDMAと同等の特性が得られることを示した。

本研究では、光ハ－ドリミッタを用いた光受信機のビット判定の際に、MAIを既知として最尤検出する場合を考察し、MAIの影響を緩和するブラインド型受信機を提案した。光符号分割多元接続(CDMA)では、他ユ－ザの光パルスが所望ユ－ザの拡散符号の重み位置に干渉する多元接続干渉(MAI)という問題があるが、光ハ－ドリミッタがMAIを受けた重み位置の光強度を同一にすることで、MAIを受けた重み位置で得られる光子計数がビット判定に受動的に影響しないことを示した。この考察から，MAIが未知としてスレッショルド検出する場合の最適スレッショルドを導出し、MAIによる影響を緩和するブラインド光受信機を提案した。

近年、ある１つの出力ポートにトラヒックが集中する場合に有効なスイッチの１つとして、2つのスピードアップファクタを用いたノックアウトATMスイッチが提案されている。このスイッチは、出力バッファへのアクセス量を削減することはできるが，スピードアップファクタを大きくする必要があるためハードウェア量は増大する。そこで、本研究では、セル棄却率特性を劣化させることなく、２つの出力ポートが１つのバッチャ網を共有することによりハードウェアを低減できるスイッチを提案し、提案モデルについて、ハードウェア量とセル棄却率特性について評価を行い、有効性を示した。

本研究では、IP over ATMネットワークにおいて出力側でVC併合を行った場合、パケット長の短いセルは集合バッファで待機させることなく、出力バッファへ転送させ、パケット長の長いセルは集合バッファで待機させることにより、パケット長の短いセルの特性を改善できるアルゴリズムを提案した。計算機シミュレーションにより、提案アルゴリズムのセル棄却率特性及び遅延特性の評価を行い、提案アルゴリズムの有効性を示した。