| 講演名 | 2019-11-22 ［依頼講演］Time Reversal DFEによる水中音響通信の研究 志村 拓也(海洋研究開発機構), 樹田 行弘(海洋研究開発機構), 出口 充康(海洋研究開発機構), 渡邊 佳孝(海洋研究開発機構), |
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| 抄録(和) | 水中の音響通信では、空中の電波通信と比べて、マルチパス波による干渉やドップラーシフトの影響が桁違いに大きく、利用可能な周波数帯域幅は桁違いに狭い。こうした問題に対し、水平方向の通信においては、マルチパス波を収束させることで逆に利用するTime-Reversal DFEが有効である。さらに、その収束効果は、空間多重化された信号を分離する方法としても有効で、Adaptive Time-Reversal DFEという手法を用いれば、マルチパス干渉と同時に、チャネル間干渉ないしはユーザ間干渉を抑圧することが可能である。著者らは、このAdaptive Time-Reversal DFEによるMultiple-input/Multiple-Output (MIMO)通信やマルチユーザ通信の研究を進めている。本稿では、MIMO通信に関するシミュレーションと水槽試験による検証結果、マルチユーザ通信に関する実海域試験による検証結果を報告する。MIMO通信の水槽試験では、Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM)によるMIMO通信の場合には、送信チャネル数を増やすと復調成績が低下するのに対して、Adaptive Time-Reversal DFEによるMIMO通信では、チャネルあたりの周波数利用効率が低下せず、16.7bps/Hzで5×12のMIMO通信を達成することができた。また、マルチユーザ通信の実海域試験では、送波器のうち1台を移動させ、約2ノットまでの通信試験を行い、Adaptive Time-Reversal DFEによって、移動速度に影響されずに、マルチユーザ通信が可能となることを示すことができた。 |
| 抄録(英) | In underwater acoustic communication, effects of multipath interferences and Doppler shift are much larger than those in radio communication in air, and available bandwidth is much narrower. To overcome these problems, time-reversal decision feedback equalizer (DFE) is effective especially in horizontal communication because multipath signals are collected and utilized. Additionally, adaptive time reversal was proposed to suppress co-channel or multiuser interference as well as multipath interference by using the focusing effect. In this study, adaptive passive time-reversal DFE is applied to multiple-input/multiple-output (MIMO) communication and multiuser communication, and its effectiveness is investigated in simulation, tank experiment, and at-sea experiment. As results, in tank experiment of MIMO communication, in case of using orthogonal frequency division multiplexing (OFDM), it is impossible to increase the number of MIMO transmitter channels. In the meantime, in case of using adaptive passive time-reversal DFE, the spectral efficiency is not degraded as increasing the number of channel and it is possible to achieve 5×12 MIMO communication at the efficiency of 16.7bps/Hz. In at-sea experiment for multiuser communication, it was demonstrated that adaptive passive time-reversal DFE can realize multiuser communication with a transmitter moving at the velocity of 2 knots. |
| キーワード(和) | 水中音響通信 / 時間反転 / 位相共役 / 多入力多出力通信 / マルチユーザ通信 / 判定帰還型等化器 / 空間多重通信 / OFDM |
| キーワード(英) | underwater acoustic communication / time reversal / phase conjugate / adaptive time reversal / decision feedback equalizer (DFE) / multiple-input/multiple-output (MIMO) / orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) / spatial division multiplexing (SDM) |
| 資料番号 | AP2019-139,RCS2019-234 |
| 発行日 | 2019-11-13 (AP, RCS) |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | AP / RCS |
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| 開催期間 | 2019/11/20(から3日開催) |
| 開催地（和） | 佐賀大学 |
| 開催地（英） | Saga Univ. |
| テーマ（和） | アダプティブアンテナ，等化，干渉キャンセラ，MIMO，無線通信，一般 |
| テーマ（英） | Adaptive Antenna, Equalization, Interference Canceler, MIMO, Wireless Communications, etc. |
| 委員長氏名（和） | 陳 強(東北大) / 大槻 知明(慶大) |
| 委員長氏名（英） | Qiang Chen(Tohoku Univ.) / Tomoaki Otsuki(Keio Univ.) |
| 副委員長氏名（和） | 黒川 悟(産総研) / 須山 聡(NTTドコモ) / 前原 文明(早大) / 西村 寿彦(北大) |
| 副委員長氏名（英） | Satoru Kurokawa(AIST) / Satoshi Suyama(NTT DoCoMo) / Fumiaki Maehara(Waseda Univ.) / Toshihiko Nishimura(Hokkaido Univ.) |
| 幹事氏名（和） | 深沢 徹(三菱電機) / 有馬 卓司(東京農工大) / 石原 浩一(NTT) / 牟田 修(九大) |
| 幹事氏名（英） | Toru Fukasawa(Mitsubishi Electric) / Takuji Arima(Tokyo Univ. of Agric. & Tech.) / Koichi Ishihara(NTT) / Osamu Muta(Kyushu Univ.) |
| 幹事補佐氏名（和） | 飴谷 充隆(産総研) / 村岡 一志(NEC) / 衣斐 信介(同志社大) / 安達 宏一(電通大) / 中村 理(シャープ) / 酒井 学(三菱電機) |
| 幹事補佐氏名（英） | Michitaka Ameya(AIST) / Kazushi Muraoka(NEC) / Shinsuke Ibi(Doshisha Univ.) / Koichi Adachi(Univ. of Electro-Comm.) / Osamu Nakamura(Sharp) / Manabu Sakai(Mitsubishi Electric) |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | Technical Committee on Antennas and Propagation / Technical Committee on Radio Communication Systems |
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| 本文の言語 | JPN |
| タイトル（和） | ［依頼講演］Time Reversal DFEによる水中音響通信の研究 |
| サブタイトル（和） | MIMO通信、マルチユーザ通信への応用 |
| タイトル（英） | [Invited Lecture] Study on Time-Reversal Underwater Acoustic Communication |
| サブタイトル（和） | Application for MIMO and Multiuser Communication |
| キーワード(1)（和/英） | 水中音響通信 / underwater acoustic communication |
| キーワード(2)（和/英） | 時間反転 / time reversal |
| キーワード(3)（和/英） | 位相共役 / phase conjugate |
| キーワード(4)（和/英） | 多入力多出力通信 / adaptive time reversal |
| キーワード(5)（和/英） | マルチユーザ通信 / decision feedback equalizer (DFE) |
| キーワード(6)（和/英） | 判定帰還型等化器 / multiple-input/multiple-output (MIMO) |
| キーワード(7)（和/英） | 空間多重通信 / orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) |
| キーワード(8)（和/英） | OFDM / spatial division multiplexing (SDM) |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 志村 拓也 / Takuya Shimura |
| 第 1 著者 所属（和/英） | 海洋研究開発機構(略称：海洋研究開発機構) Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology(略称：JAMSTEC) |
| 第 2 著者 氏名（和/英） | 樹田 行弘 / Yukihiro Kida |
| 第 2 著者 所属（和/英） | 海洋研究開発機構(略称：海洋研究開発機構) Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology(略称：JAMSTEC) |
| 第 3 著者 氏名（和/英） | 出口 充康 / Mitsuyasu Deguchi |
| 第 3 著者 所属（和/英） | 海洋研究開発機構(略称：海洋研究開発機構) Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology(略称：JAMSTEC) |
| 第 4 著者 氏名（和/英） | 渡邊 佳孝 / Yoshitakawa Watanabe |
| 第 4 著者 所属（和/英） | 海洋研究開発機構(略称：海洋研究開発機構) Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology(略称：JAMSTEC) |
| 発表年月日 | 2019-11-22 |
| 資料番号 | AP2019-139,RCS2019-234 |
| 巻番号（vol） | vol.119 |
| 号番号（no） | AP-295,RCS-296 |
| ページ範囲 | pp.181-186(AP), pp.175-180(RCS), |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | 2019-11-13 (AP, RCS) |