| 講演名 | 2020-12-14 時間分割型水中可視光ワイヤレス給電通信システムのためのCSK信号点配置の検討 向後 拓磨(茨城大), 小澤 佑介(茨城大), 羽渕 裕真(茨城大), |
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| 抄録(和) | 近年、柔軟な海中ネットワーク網を構築するため、水中可視光通信による無線通信及び無線給電を同時に達成す る水中可視光ワイヤレス給電通信システム(USLIPT:Underwater simultaneous light wave information and power transfer)が 注目されている。この水中可視光通信路ではクロロフィル濃度変動による水質変化により通信品質が大きく劣化する。さらに水 質変化により最適な波長帯が変化する。そこで本稿では、USLIPT のための複数色ベースの変調方式としてカラーシフトキーイ ング(CSK:Color shift keying)に着目し、安定的な給電性能を達成するために RGB 各色の総受信電流を一定とする制約条件の 基、水質変化に適応可能かつ受信信号点間距離を最大化するような最適な CSK(OCSK:Optimized CSK)信号点配置を設計す る。また、USLIPT の受信機構成として、通信と給電を時間的に切り替える時間分割型受信機を採用し、時間分割型 USLIPT に おける OCSK システム及び、従来 OOK システムについて、総受信電流の変動率、平均ビット誤り率、収集エネルギー量の評価 比較を行っている。その結果、送受信機間距離が 50m、全幅送信ビーム発散角が 6degree、受信開口径が 0.05m の場合、提案方 式では全水質において変動率0%が達成されている。また同条件の場合、水質Pure seaにおいて提案方式及び従来方式では$10^{-6}$ 以下の平均ビット誤り率となり、さらに提案方式の方が多量のエネルギーを収集可能であることが示されている。 |
| 抄録(英) | Simultaneous light wave information and power transfer (SLIPT) plays an important role in constructing a flexible underwater network system to achieve both underwater visible light communication (UVLC) and underwater power transfer. In this paper, we consider color shift keying (CSK) as multicolor-based modulation for underwater SLIPT (USLIPT). Also, we design optimized CSK (OCSK) constellation based on chlorophyll concentration. Moreover, we evaluate average bit-error rate as a communication performance and harvested energy as a power supply performance of the system with USLIPT using time splitting receiver. As a result, the proposed OCSK system can achieve a variability rate of total received current of 0. Also, the error rates of OCSK and OOK are less than $10^{-6}$ for the water quality of pure sea when the distance between the transmitter and receiver, the full width transmitter beam divergence angle and the receiver aperture diameter are 50 m, 6 degrees and 0.05 m, respectively. Furthermore, in this pure sea condition, the harvest energy of OCSK was found to be slightly greater than that of OOK for the same DC bias current value at the transmitter. |
| キーワード(和) | 水中可視光通信 / カラーシフトキーイング / 水中可視光ワイヤレス給電通信システム / 時間分割 |
| キーワード(英) | underwater visible light communication / color shift keying / underwater simultaneous lightwave information and power transfer / Time Splitting |
| 資料番号 | WBS2020-19,ITS2020-15,RCC2020-22 |
| 発行日 | 2020-12-07 (WBS, ITS, RCC) |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | ITS / WBS / RCC |
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| 開催期間 | 2020/12/14(から2日開催) |
| 開催地（和） | オンライン開催 |
| 開催地（英） | Online |
| テーマ（和） | ITS通信，高信頼制御通信，レーダ・センシング技術及び一般 |
| テーマ（英） | ITS Communications, Reliable Communication and Control, Radar and Sensing, etc. |
| 委員長氏名（和） | 和田 友孝(関西大) / 浜村 昌則(高知工科大) / 李 還幇(NICT) |
| 委員長氏名（英） | Tomotaka Wada(Kansai Univ.) / Masanori Hamamura(Kochi Univ. of Tech.) / HUAN-BANG LI(NICT) |
| 副委員長氏名（和） | 高取 祐介(神奈川工科大) / 羽多野 裕之(三重大) / 庄納 崇(インテル) / 藤井 雅弘(宇都宮大) / 東 俊一(名大) / 石井 光治(香川大) |
| 副委員長氏名（英） | Yusuke Takatori(Kanagawa Inst. of Tech.) / Hiroyuki Hatano(Mie Univ.) / Takashi Shono(INTEL) / Masahiro Fujii(Utsunomiya Univ.) / Shunichi Azuma(Nagoya Univ.) / Koji Ishii(Kagawa Univ.) |
| 幹事氏名（和） | 小野 晋太郎(東大) / 橋浦 康一郎(秋田県立大) / 荒井 伸太郎(岡山理科大) / 中村 僚兵(防衛大) / 加川 敏規(電中研) / 林 直樹(阪大) |
| 幹事氏名（英） | Shintaro Ono(Univ. of Tokyo) / Kouichiro Hashiura(Akita Prefectural Univ.) / Shintaro Arai(Okayama Univ. of Science) / Ryohei Nakamura(National Defence Academy) / Toshinori Kagawa(CRIEPI) / Naoki Hayashi(Osaka Univ.) |
| 幹事補佐氏名（和） | 今尾 勝崇(三菱電機) / Yanlei Gu(立命館大) / 佐保 賢志(富山県立大) / Duong Quang Thang(奈良先端大) / 森山 雅文(NICT) / 木下 雅之(千葉工大) / 単 麟(NICT) / 小蔵 正輝(阪大) |
| 幹事補佐氏名（英） | Msataka Imao(Mitsubishi Electric) / Yanlei Gu(Ritsumeikan Univ.) / Kenshi Saho(Toyama Prefectural Univ.) / Duong Quang Thang(NAIST) / Masafumi Moriyama(NICT) / Masayuki Kinoshita(Chiba Univ. of Tech.) / SHAN LIN(NICT) / Masaki Ogura(Osaka Univ.) |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | Technical Committee on Intelligent Transport Systems Technology / Technical Committee on Wideband System / Technical Committee on Reliable Communication and Control |
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| 本文の言語 | JPN |
| タイトル（和） | 時間分割型水中可視光ワイヤレス給電通信システムのためのCSK信号点配置の検討 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | A study of CSK constellation point design for Underwater SLIPT using Time Splitting receiver |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | 水中可視光通信 / underwater visible light communication |
| キーワード(2)（和/英） | カラーシフトキーイング / color shift keying |
| キーワード(3)（和/英） | 水中可視光ワイヤレス給電通信システム / underwater simultaneous lightwave information and power transfer |
| キーワード(4)（和/英） | 時間分割 / Time Splitting |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 向後 拓磨 / Takuma Kogo |
| 第 1 著者 所属（和/英） | 茨城大学(略称：茨城大) Ibaraki University(略称：Ibaraki Univ.) |
| 第 2 著者 氏名（和/英） | 小澤 佑介 / Yusuke Kozawa |
| 第 2 著者 所属（和/英） | 茨城大学(略称：茨城大) Ibaraki University(略称：Ibaraki Univ.) |
| 第 3 著者 氏名（和/英） | 羽渕 裕真 / Hiromasa Habuchi |
| 第 3 著者 所属（和/英） | 茨城大学(略称：茨城大) Ibaraki University(略称：Ibaraki Univ.) |
| 発表年月日 | 2020-12-14 |
| 資料番号 | WBS2020-19,ITS2020-15,RCC2020-22 |
| 巻番号（vol） | vol.120 |
| 号番号（no） | WBS-290,ITS-291,RCC-292 |
| ページ範囲 | pp.61-66(WBS), pp.61-66(ITS), pp.61-66(RCC), |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | 2020-12-07 (WBS, ITS, RCC) |