論文

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、提案モデルのセル棄却率特性および平均システム遅延特性を明らかにし、セル棄却率特性を劣化させることなく波長数を軽減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、フィードバ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。

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、まず、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。次に、同タイムスロットに複数個のセルがスイッチに到着した場合、ATMセルヘッダーのCLP(Cell Loss Priority)情報に従って, CLP=0のセルを優先して入力させるスケジューリング法を提案し、従来のランダムスケジューリング法と提案スケジューリング法のスループット特性を、計算機シミュレーションにより比較し、提案スケジューリング法の有効性を示した。

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、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。

N 個のカオス発振器の完全結合系に生じる自己スイッチングの振舞について調べた。対象とする系では、各発振器のアトラクタが, 存在する部分状態空間を同時に切り替わるという従来報告例のない「自己スイッチングの同期現象」を観察することができる。自己スイッチングの同期現象は、電子回路システムにおいてカオス非同期という、各発振器間の無秩序性の中に自己スイッチングの同期現象という秩序性が同時に存在することを示した初めての現象である。

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)方式は、 ミニスロットを使用して予約を割り当てるため、パケット予約多元接続(PRMA)方式より高いスループットが得られる方式として知られている。従来のNC-PRMA方式では、新しく有音区間に入った音声端末は、予約要求ミニパケットを送信するために必ず次フレームまで待たなくてはならず、予約獲得までの時間(平均アクセス遅延)が必要以上に大きくなってしまうという問題点があった。 そこで本論文では、ランダムパケット送信を併用したNC-PRMA方式を提案し、 理論解析およびシミュレーションによって提案方式の有効性を示した。

本研究では、複数の可変ホットスポットポートが存在する環境下において, ２つのスピードアップファクタを用いることにより、ホットスポットポートを目指すセルの棄却率を低減できるノックアウトATMスイッチを提案し、計算機シミュレーションにより, 提案モデルの有効性を示した。

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、下りチャネルの受信機における計算量を削減することを目的として、パイロットチャネルのみに直交化フィルタ(COF)を用いるパイロット参照型マルチコードDS-CDMA受信機を提案した。計算機シミュレーションを用いて、提案方式のBER特性を評価した結果、提案方式はパイロットチャネルと全所望拡散コードチャネルにCOFを用いた方式と比べて、BER特性をあまり劣化させることなく、適応化に必要な計算量を大幅に削減できることが示された。

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。

異なる複数のセル到着を想定し優先クラスを設け、バッチャ網により出力アドレス、かつ優先クラスの順に並び替え、優先クラス毎のバンヤン網に転送することにより、異なるセル棄却率特性を独立に得ることが可能な共有集線網型スイッチを提案した。提案モデルについて、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の特性評価を行い、さらに計算機シミュレーションにより出力バッファでの平均遅延特性の評価を行なった結果、最大セル転送個数であるスピードアップファクタを優先クラスの高い順に大きい値に設定することにより、独立な異なるセル棄却率特性を得られることを示した。

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)方式と比較して、スループットと音声パケット棄却率を改善できることを示した。

本論文では、光パルスの位相をシフトして符号化する光周波数領域符号化符号分割多元接続(FE-CDMA)方式において、時間領域符号化符号分割多元接続(TE-CDMA)で用いられる時間領域符号化を適用した方式を提案した。 提案方式では、周波数領域拡散符号については全ユーザに異なる符号を割り当てるが、時間領域拡散符号数が周波数領域拡散符号数より少ないとき、時間領域拡散符号については同じ符号を複数のユーザで共有する。また、時間領域符号化を用いることにより、情報変調で励起した光パルスは時間軸上に拡散される。

本論文では、拡散反射通信路における符号分割多元接続(CDMA)室内赤外線無線通信方式の特性を、変調方式にオンオフキーイング(OOK)を用い、符号間干渉(ISI)の影響が及ぶ範囲を全て考慮した数値解析により評価した。その結果、ISIの影響の無い理想チャネルと比較した場合の、拡散反射通信路での所要平均送信信号光パワーの増加量を明らかにした。また、シミュレーションとの比較により、本論文による数値解析の方が、従来研究より、ISIの影響をより正確に評価できることを示した。さらに、視覚の安全性の観点から平均送信信号光パワーが制限される室内拡散反射赤外線通信路におけるOOK CDMA方式のビットレートの上限を示した。

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。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、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基に、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。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。

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。

航空管制システムにおいて、カルマンフィルタやその応用がデジタル追随フィルタに使われるようになってきている。カルマンフィルタは最適な追随フィルタであるが、旋回目標に対しては線形フィルタとのずれが生じるため追随誤差が増大する。そこで本論文では、H$infty$フィルタのパラメータ$gamma$によりフィルタの特性が変化することを利用して、目標の運動状態に応じて$gamma$を可変にする$gamma$可変型H$infty$フィルタを提案した。提案方式では、マニューバ検出時には$gamma$を小さくし、目標が直線運動をしているときは$gamma$を大きくして、カルマンフィルタとして追随すると同時に、旋回中の加速度を推定して目標が旋回中には加速度項を付加することにより、追随誤差を抑えることができることを示した。

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.