論文

ショット雑音、熱雑音、局部発振器(LO)強度雑音が存在するときの、コヒーレント光偏光変調(POLSK)ヘテロダイン、ホモダイン、バランスト受信機の各方式における量子効率の不一致による感度劣化を解析した。またPOLSK受信機に対し、パワーペナルティを最小にする最適なLOパワーを導出した。理論解析より、量子効率の不一致とLO強度雑音による感度劣化間の関係が明らかにされ、POLSK受信機にはバランスト受信機が適していることが示された。

複数種類の呼が到着する非割り込み型優先権を有する待ち行列系において、高い優先権の呼に対してもBG(Background)への入力を可能とすると共に、しきい値制御により、FG(Foreground)に優先権の高い呼のためのバッファを確保し、BGに優先権の低い呼のためのバッファを確保するFG-BG輻輳制御を提案した。平均系内呼数、呼損率、スループットにより特性評価を行なった結果、提案する輻輳制御方式は優先権のある複数種類の呼に対して有効であることが示された。

差動技術とオーバーラッピング技術を用いた新しい変調方式である差動オーバーラッピングPPM（DOPPM）方式を提案した。提案方式は従来方式より短いブロック長で多くのシンボル形成が可能であり、高い伝送レートを達成可能である。窓を用いてDOPPM方式の通信路容量およびカットオフレートの下界を求めた結果、従来よりも高い通信路容量およびカットオフレートを達成できることを示した。

光直接検波通信路においてOMPPM方式の誤り率特性を解析し、また、トレリス符号化OMPPM方式を提案した。まず、OMPPM方式に有効なシンボル間距離を定義し、OMPPM方式の誤り率特性を解析し、次にその距離を用いてセット分割を行い、トレリス符号化を行なった。その結果、提案方式は従来方式に比べて、大きな符号化利得が達成できることが示された。

背景光雑音の存在する光子計数通信路におけるMPPM方式の誤り率特性を解析した。また、畳込み符号化MPPM方式とリードソロモン(RS)符号化MPPM方式の誤り率特性を解析した。その結果、MPPM方式の場合、RS符号を用いたほうが畳込み符号を用いた場合よりも、平均伝送電力を減らせることが示された。

量子極限状態でのオーバーラッピングMPPM（OMPPM）方式の、より厳密な通信路容量及びカットオフレートを考察した。まずチップの検出位置を考慮してOMPPM方式の誤り率を導出し、それを用いて通信路容量及びカットオフレートを導出した。その結果、OMPPM方式が従来方式よりも優れた通信路容量及びカットオフレートを持つことが示された。

直接検波光子計数通信路において、1フレームに2パルスを励起するマルチパルス・パルス位置変調(MPPM) 方式を用いた場合にスロット同期ずれが誤り率に及ぼす影響を理論的に解析した。その結果、MPPM方式を用いる場合には、取り得る符号パターンの中から、シンボル誤り率が最小となる送信シンボルを選択することが可能であり、PPM方式より優れた誤り率特性が得られることが示された。

レーダにおいて、微弱な信号の検出のために、従来、パルス積分が使用されているが、受信機出力の信号対雑音比を向上させる手法として、主として画像処理の分野で使われているウェーブレット変換を用いることを提案した。受信機内で発生する内部雑音を白色ガウス雑音と仮定した数値シミュレーションにより、1パルスで信号対雑音比が8dB以上改善される良好な結果が得られ、この手法を用いた高性能レーダが実現可能であることを示した。さらに、ウェーブレットの持つ直流成分除去機能により、信号の直流オフセットによる影響が低減されることを示した。