研究発表

伝搬遅延の異なるWDMシングルホップネットワークにおいて、ソースコンフリクト検出用カウンタを用いることにより、波長割当てを行なう前にソースコンフリクトを検出することができる、競合型チャネル予約プロトコルを提案した。ソースコンフリクトを考慮したスループット特性の近似解析を行ない、近似解析結果と計算機シミュレーション結果が近い値をとることを示した。また、計算機シミュレーションにより行ない、提案プロトコルは、平均メッセージ遅延を大幅に改善できることを示した。

DS-CDMAにおける干渉キャンセラの中で受信特性の優れた方式に、マルチステージ型シリアル干渉キャンセラ(MSSIC)がある。MSSICにおいてビットの検出に誤りがあった場合、キャンセル後の残差信号内の信号エネルギーはキャンセル前に比べ増加する。そのため、残差信号内含まれる信号成分を検出することにより、検出したビットの信頼性を推定することが可能である。本研究では、従来固定であった重み係数をこの信頼性に基づき、適応的に制御する方式を提案した。また、提案方式では重み係数を負の値まで考慮した。負の重み係数を用いることにより、誤っていると推定される干渉レプリカを反転・訂正することが可能となる。計算機シミュレーションにより、提案方式では、一定の重み係数を用いた場合に比べBER特性が改善されることを示した。

本研究では、グループ符号を拡張Prime符号系列の前に付加した拡散符号を用いる干渉キャンセラを適用した直接検出光同期CDMA方式を提案した。グループ符号は、素数Pからなる拡張Prime符号系列のグループkに対して(k+1)番目のチップのみを1とした符号長Pの符号で構成される。提案方式は、所望ユーザが属するグループ以外のグループ符号を用いることで、従来方式より少ない2個のブランチで、P個のブランチを必要とした従来方式と同じ多元接続干渉(MAI)量を見積もることができる。そのため、各ブランチにおける光パワーを従来方式よりも大きくすることができる。アバランシェフォトダイオード(APD)出力にガウス近似を用いた提案方式の特性解析を理論的に行った結果、提案方式は、従来方式と比較して受信光パワー及びチップレート一定の下でビット誤り率特性を改善できることを示した。

パルス位置変調(PPM)符号分割多元接続(CDMA)を用いた赤外線無線通信方式は、各端末が同一の波長を用いてランダムアクセス可能であり、また電力効率も高く注目されている。赤外線リンクの中で、拡散反射通信路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。しかし、マルチパスチャネルによる符号間干渉(ISI)の影響が大きく、ISIによる影響の及ぶ全パルスを考慮した特性は明らかでない。また従来、ISIの影響を軽減するために、判定帰還型等化器(DFE)がPPMに用いられているが,PPM CDMAではチップレートが高いためDFEは効果的でないと考えられるが、特性評価はされていない。本研究では、まず拡散反射通信路におけるPPMCDMA室内赤外線無線通信方式の特性を、ISIによる影響が及ぶ範囲を全て考慮し、数値解析により評価した。次に、ISIの影響を軽減するために、ハードリミッター(HL)を用いたPPM CDMAを適用した。その結果、HLを用いたPPM CDMAがISIの影響を軽減し、単純な判定処理のみでDFEを用いた場合と同等な特性を持つことを示した。

LLR値及び通信路値を修正するターボ復号アルゴリズムにおける系列比較の概念を拡張し、新たに冗長ビットを付加することなく従来の誤り訂正能力に加え誤り検出が可能なターボ復号アルゴリズムを提案した。また、再送を用いる本システムでは遅延の増大が問題となるため、系列比較による繰り返し復号回数制御、及びフレーム合成も考慮し、遅延時間を低減を図った。計算機シミュレーションにより、BER特性，再送回数特性を評価した結果、提案方式では低E_b/N_0時にも、高品質な伝送を実現可能であることを示した.

マルチキャスト光ＡＴＭスイッチを実現する方法として, ブロードキャスト・セレクト光ＡＴＭスイッチが提案されているが, 入力ポートごとに固定的に波長を割り当てているため, 入出力サイズの増加に伴い, 所要波長数も増加するという問題がある. また,各入力ポートに波長多重された複数のセルの同時到着も考慮していない. そこで, 本論文では, 入力バッファとビットレートアップコンバータにより所要波長数の軽減を図ったブロードキャスト・セレクト光ATMスイッチを提案し, 計算機シミュレーションにより, 提案モデルの有効性を示した。

各入力ポートに1本の入力バッファを配置した従来の入出力バッファ型ATMスイッチにおいて, 各入力ポートに異なる最低帯域(MCR：MinimumCell Rate)保証要求を持つコネクションが多重されたトラヒックを扱う場合に, Garanteed Frame Rate (GFR) サービスをサポートできないという問題点を明らかにした. そして, 各コネクション毎に入力バッファを設けることでこの問題点を解決できる入出力バッファ型ATMスイッチを提案した.

GFRサービスを実現するATMスイッチの内部バッファ構成法として単一FIFOバッファ内に閾値をもつものが注目を集めているが, コネクション数が単一の場合においてのみでしか, 入力負荷に応じて閾値を変化させた時の特性が評価されておらず, 複数コネクションを考慮した場合においては入力負荷に応じて閾値を変化させたときの特性が明らかにされていない. そこで本論文では, 複数コネクション下において閾値を変化させたときのスループット特性を明らかにした.

複数のウィーンブリッジ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を調べた. 対象とするシステムでは, クラスタ化, クラスタ分岐, カオス的遍歴など離散力学系で報告されている GCM モデルと同様の現象が生じることが明らかとなる. 従ってこのシステムは電子回路の GCM モデルとして扱うことができ, 離散系と連続系に生じる振る舞いの違いを明らかとするための重要な指針を与えるモデルとして期待される.

ターボ符号の繰返し復号処理過程において, 各要素復号結果の硬判定比較に基づき尤度値及び通信路値を更新するターボ復号アルゴリズムを提案した. 従来の復号アルゴリズムでは各要素復号器で扱う尤度値と通信路値に含まれる誤りの影響は考慮されていなかったが, 提案アルゴリズムでは各要素復号器出力を硬判定比較することにより誤りを判定し, 尤度値及び通信路値に含まれる誤りの影響を低減するよう逐次更新しながら繰返し復号処理を行う. これにより, BER特性及び達成できるBER限界がを改善されることを示し,また所定のBERを満たす繰返し復号回数が低減され復号処理時間の短縮化が可能なことを示した.

E級周波数逓倍器は, E級増幅器と同様な回路構成で, 出力周波数がスイッチング周波数の整数倍であるスイッチングインバータである. 従来の解析では, スイッチの構成が容易な時比率50%では, E級周波数逓倍器は設計できないとされていたが, E級周波数偶数逓倍器については設計可能であることが明らかとなっている.そこで本論文では, 出力周波数をスイッチング周波数の整数倍に一般化した, 時比率50%で動作するE級周波数逓倍器の解析を行った. さらに, 動作特性,設計手法を示し, 回路実験を行なった.

DE 級インバータにおける周波数/パルス幅複合制御方式を提案した. 提案方式は周波数制御やパルス幅制御等, 従来報告されている制御方式と比較して出力電圧制御,入力変動に対する制御, 負荷変動に対する制御, いずれの場合においても電力変換効率が改善され, 制御可能な範囲を拡張することができる.

MOSFETをスイッチ素子とした外部駆動回路が不要なE級整流器を提案した。提案回路では、電圧限型E級同期整流器の動作に基づき、フィードフォワード回路によって入力電圧の移送と振幅を調整し、MOSFETの駆動電圧として用いる。理論解析に従いE級インバータと提案する整流器からなるdc/dcコンバータを設計し実験を行った結果、動作周波数1MHz、出力電力3.5Wにおいてdc/dc変換効率72.2%を達成できた。

共振回路のQ値,スイッチのON抵抗、インバータ間のスイッチングのタイミングの位相差を考慮した位相制御型E級インバータの設計を行った。また、各設計値における位相制御型E級インバータの特性を求め、零電圧スイッチングを達成しつつ出力を制御できるような設計値を明らかにし、回路実験により、設計地の妥当性を確認した。

目標追随においてカルマンフィルタの応用が広く研究されており, 近年の計算機の高速化に伴い実装可能になってきている. 等速直線運動モデルを用いたカルマンフィルタは,直線運動に対しては良好な追随精度が得られるが, 旋回目標については追随精度が増大し, 目標を見失うこともある. 最近注目されているH∞フィルタは制御対象の状態の変化に対して素早く反応することができ, かつパラメータγを変えるとフィルタの特性が変化するという特徴がある.そこで本論文では, 直線運動だけでなく旋回運動にも対応する追随フィルターとして、マニューバ検出時には加速度項を付加し、かつγを可変とする、H∞フィルタを提案した。