論文

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、判定帰還型等化器(DFE)、判定器付きフィードバック・フィードフォワード等化器(DFFE)、フィードフォワード等化器(FE)の3つの等化器を用いたシステムの特性を評価した。その結果、3つの等化器を用いたシステムのうち、高ビットレート時はDFFEを用いたシステムが最も優れた特性が得られることが示された。また、低ビットレート時、また、送信光電力が低い場合には、FEが最も優れた特性を得られることを示された。

可変ホットスポットトラヒック下においてハードウェアを低減し、かつ、セル棄却率特性を改善することができる共有ノックアウトＡＴＭスイッチを提案した。提案モデルは、バッチャ網を共有することによりスイッチエレメント数を削減でき、トラヒック状態の変化に応じて、最大セル転送個数を可変にすることにより、セル棄却率特性を改善できることを、計算機シミュレーション及び理論解析により示した。

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。ここでは，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。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ため、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。

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。

DE 級インバータにおける高電力変換効率を可能とする周波数/パルス幅制御方式を提案し、理論解析を行い、提案制御方式を適用した DE 級インバータの特性を明らかにした。提案方式では、動作周波数とスイッチの時比率の二つの制御パラメータが存在するため、従来の制御方法と比較してスイッチング損失の低減が達成される。よって、提案方式は従来報告されている制御方式と比較して出力電圧制御、入力電圧変動に対する制御、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。

通信・放送のディジタル化に伴い、家庭用ネットワークの必要性が注目されている。ここでは、通信・放送機構（TAO）が提案し、MMAC（マルチメディア移動アクセス推進協議会）で詳細仕様の検討を行い、平成13年4月に日本国内で標準規格として制定されるワイヤレス1394システムを用いた無線ホームネットワークの考え方、標準規格の概略内容、他のホームネットワークとの比較、可能な応用範囲、および今後の研究計画などを解説した。

擬似雑音系列(PN系列)を用いた拡散反射通信路における, DS-CDMA室内赤外線通信方式の特性を解析した.また,線形予測器を用いたDS-CDMA室内赤外線通信方式を提案し評価した.理論解析により評価した結果, 線形予測器を用いることで符号間干渉の影響を低減できることを示した.また,線形予測器を用いない場合に比べて,線形予測器を用いることでユーザ数を増やせることを示した.

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。インパルス応答を推定するために, `1', `0'を繰り返すトレーニング系列を用いた。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。

イントラネットにおいては、部門単位あるいは個人単位の機密保護を実現するため、様々な形態の閉域通信グループを実現したいという要求がある。システムの運用が容易であるとともに、ユーザが一時的に場所を移動しても同様のネットワーク環境を常に提供できることが望まれる。この要求を満たすには、閉域通信グループを実現する暗号処理機能が、通信パケットの処理を記述した閉域通信グループ処理情報を、常に矛盾なく保持している必要がある。本論文では閉域通信グループ処理情報の生成機能を管理装置から分離し、論理的なネットワーク構成を与える閉域通信グループ構成定義情報を元に、暗号処理機能が通信端末との位置関係を検出しながら動的に処理情報を生成する動的処理解決プロトコルを提案した。この方式では、システムの物理的構成に変化があっても、暗号処理機能の保持する閉域通信グループ処理情報が動的に再生成されるため管理装置での作業負荷が発生しない。このため、提案する機能を実行する暗号処理機能を保持するユーザは、イントラネット内を自由に移動することが可能になり、閉域通信グループにおけるユーザの物理的位置透過性を実現することができる。

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更新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い、提案する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。

奇関数で表される非線形特性を持つ 4 個の恒等な発振器の結合系について、独立逆相同期が発生するための必要十分条件を求めた。条件を満足しない系には、独立逆相同期が生じず、2 組の逆相同期がロックする周期解が生じる。よって、van der Pol 発振器の結合系では生じない2 組の逆相同期がロックする現象の存在が理論的に明らかとなる。具体的な結合系として、3 次元発振器をキャパシタで完全結合した系に対して計算機実験を行なった。そして、独立逆相同期の発生に関する必要十分条件の妥当性を示し、 実験の中では安定な交互逆相同期の発生がはじめて確認された。

M-ary PPM/光同期CDMA方式において、従来、干渉を平均量として見積もっていたために生じていた干渉の過剰に見もりにより、所望信号成分の一部を除去してしまうことによる誤り率特性の劣化を緩和することを目的として、 各光相関器の後にOptical Clipper(OC)を設けた干渉除去器を提案した。OCを設けた干渉除去器を適用したM-ary PPM/光同期CDMA方式におけるビット誤り率を理論解析により導出し、従来の干渉除去器を適用したM-ary PPM/同期CDMA方式との特性を比較し、OCを設けた干渉除去器は, OCを設けない干渉除去器よりもよい誤り率特性が得られることを示した

DE級インバータは、MHz台の動作周波数において、直流/交流電力変換効率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/交流変換装置)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、制御が複雑で大型化するといった問題点があった。この研究では、整流器に間引き制御型E級整流器を適用し、整流素子の電圧パルスを強制的に抑えることにより出力電力を制御する方式を提案し、1MHz、2.2Wの条件下で80%の効率を達成し、間引き率50%以下では、70%以上の変換効率を維持することを実験により示した。

本論文では、端末に方位分割受信器を用いて異なる位置にある複数の基地局からの信号を分割受信し、異なる基地局からの信号をブランチとするサイトダイバーシチを用いる方式を提案した。提案方式では、各基地局は同一情報を同時に送信するため、ビットレートは最大スループット時の全体の情報送信速度にほぼ等しくなり、従来の繰り返し送信方式と比較して雑音の影響が小さくなる。本論文では、下り回線に着目し、回線接続方式として時分割多元接続を想定する。計算機シミュレーションにより、歩行者が存在する環境下での提案方式における光路遮蔽に対する影響を検討した結果、従来方式と最大スループット時の全体の情報送信速度が等しい場合、提案方式は高い信号電力対雑音電力比を達成でき、端末において所要ビット誤り率を達成できない確率を低減できることを示した。

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、その有効性を確認した。提案方式は、外部の駆動信号を変化させることにより、出力を制御するものであり、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従来の制御方法より抑制される等の特徴を持つ。

送受信機のチューニング時間を考慮したWDMシングルホップネットワークにおいて、送受信機のチューニング時間による遅延特性の劣化を改善するために、あるタイムスロットにおいて送信あるいは受信を行なうノードが、次のタイムスロットにおいても送信あるいは受信を行なう場合、そのノードに対して同じ波長を割り当てる波長割当てアルゴリズムを提案した。計算機シミュレーションによる遅延特性の評価を行い、提案方式は従来方式と比較して、遅延特性を改善できることを示した。

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。

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。

本論文では、時間領域符号化を適用した光周波数領域符号化符号分割多元接続 (Time-Encoding/Frequency-Encoding CDMA:TE/FE-CDMA) 方式に対してマルチビット系列 (multibits/sequence-period:MSP) を情報変調に用いた方式を提案した。提案方式は、オン・オフキーイング (OOK) を情報変調に用いた従来方式と比較してlog_2 F倍のビットレートを達成することができる。また、最大値検出を用いるため、従来方式のようにスレッショルドの動的な設定をする必要がないといった利点をもつ。理論解析により、従来方式より高いビットレートを達成しつつ、優れた誤り率特性が得られることを示した。