| 講演名 | 2021-02-19 衛星搭載AISにおける高精度ドップラー周波数推定を用いた衝突パケットの分離検出 野﨑 航平(東工大), 高根沢 優和(東工大), 張 裕淵(東工大), 府川 和彦(東工大), 平原 大地(JAXA), |
|---|---|
| PDFダウンロードページ |  PDFダウンロードページへ |
| 抄録(和) | 船舶自動識別システム（AIS: Automatic Identification System）は，船舶間や船舶・海岸局間で用いられる通信システムであり，近年人工衛星を用いて公海等遠洋上に位置する船舶のAIS信号を受信する衛星搭載AISが注目されている．国内では，宇宙航空研究開発機構（JAXA）がSPAISE（SPace based AIS Experiment）と呼ばれる衛星搭載AIS の実験を実施しており，ドップラー変動を伴うAIS信号を観測している．この衛星搭載AISでは，衛星の受信可能領域の広さから，受信時に複数のAIS信号パケットが衝突するため，通常の検波方式での信号検出が困難となっている．このため，従来よりPIC（Parallel Interference Cancellation）による衝突パケットのマルチユーザ検出が検討されており，伝送路パラメータが既知の場合において優れた検出性能を示していた．しかしながら，伝送路推定に受信信号と既知のトレーニング信号との相互相関を用いた場合，パラメータの推定精度が不十分なため，ビット誤り率（BER）特性が大幅に劣化する問題があった．そこで本稿では，検出性能に大きな影響を与えていると考えられるドップラー周波数について，準ニュートン法による推定を行い推定精度を高め，BER特性の改善を図る．衝突パケット数を2とし，仲上ライスフェージング条件下で計算機シミュレーションを行い，ドップラー周波数の推定精度向上によるBER特性改善効果を明らかにする． |
| 抄録(英) | The automatic identification system (AIS) aims at communications among ships or between base stations on seaside and ships near the shore. On the other hand, Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA) has conducted an experiment named Space based AIS Experiment (SPAISE), which enables satellites to observe AIS signals that are transmitted from ships across the open ocean and affected by Doppler shift. This experiment has shown that conventional and simple detection schemes cannot successfully receive AIS packets by satellites, because the wide coverage of the satellites causes a collision of several AIS signal packets. To cope with such a problem, a multi-user detection scheme such as PIC (Parallel Interference Cancellation) has been used for the signal detection. However, the bit error rate (BER) performance is degraded when channel parameters are estimated using cross correlation between the received signals and the known training sequence. To alleviate the degradation, this report proposes to employ highly accurate estimation scheme based on the quasi-Newton method for Doppler frequencies that affect the BER performance most. Computer simulations under Rician fading channel conditions demonstrate that PIC employing the highly accurate estimation of the Doppler frequencies can improve the BER performance furthermore. |
| キーワード(和) | 船舶自動識別システム / 衛星搭載AIS / 相互相関 / PIC / ドップラー周波数 / 準ニュートン法 |
| キーワード(英) | Automatic identification system / Space-based AIS / cross correlation / PIC / Doppler frequency / quasi-Newton method |
| 資料番号 | SAT2020-38 |
| 発行日 | 2021-02-11 (SAT) |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | SANE / SAT |
|---|---|
| 開催期間 | 2021/2/18(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） | 衛星応用技術及び一般 |
| テーマ（英） | Satellite technology, etc. |
| 委員長氏名（和） | 灘井 章嗣(NICT) / 筋誡 久(NHK) |
| 委員長氏名（英） | Akitsugu Nadai(NICT) / Hisashi Sujikai(NHK) |
| 副委員長氏名（和） | 山田 寛喜(新潟大) / 田中 真(東海大) / 石川 博康(日大) / 井家上 哲史(明大) |
| 副委員長氏名（英） | Hiroyoshi Yamada(Niigata Univ.) / Makoto Tanaka(Tokai Univ.) / Hiroyasu Ishikawa(Nihon Univ.) / Tetsushi Ikegami(Meiji Univ.) |
| 幹事氏名（和） | 夏秋 嶺(東大) / 網嶋 武(三菱電機) / 小島 政明(NHK) / 難波 忍(KDDI総合研究所) |
| 幹事氏名（英） | Manabu Akita(Univ. of Electro-Comm.) / Takeshi Amishima(Mitsubishi Electric) / Masaaki Kojima(NHK) / Shinobu Nanba(KDDI Research) |
| 幹事補佐氏名（和） | 二ッ森 俊一(電子航法研) / 大倉 拓也(NICT) / 五藤 大介(NTT) |
| 幹事補佐氏名（英） | Shunichi Futatsumori(ENRI) / Takuya Okura(NICT) / Daisuke Goto(NTT) |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | Technical Committee on Space, Aeronautical and Navigational Electronics / Technical Committee on Satellite Telecommunications |
|---|---|
| 本文の言語 | JPN |
| タイトル（和） | 衛星搭載AISにおける高精度ドップラー周波数推定を用いた衝突パケットの分離検出 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Signal Decomposition of Collided Packets Employing Highly Accurate Estimation of Doppler Frequencies in Space-based AIS |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | 船舶自動識別システム / Automatic identification system |
| キーワード(2)（和/英） | 衛星搭載AIS / Space-based AIS |
| キーワード(3)（和/英） | 相互相関 / cross correlation |
| キーワード(4)（和/英） | PIC / PIC |
| キーワード(5)（和/英） | ドップラー周波数 / Doppler frequency |
| キーワード(6)（和/英） | 準ニュートン法 / quasi-Newton method |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 野﨑 航平 / Kohei Nozaki |
| 第 1 著者 所属（和/英） | 東京工業大学(略称：東工大) Tokyo Institute of Technology(略称：Tokyo Tech) |
| 第 2 著者 氏名（和/英） | 高根沢 優和 / Yuwa Takanezawa |
| 第 2 著者 所属（和/英） | 東京工業大学(略称：東工大) Tokyo Institute of Technology(略称：Tokyo Tech) |
| 第 3 著者 氏名（和/英） | 張 裕淵 / Yuyuan Chang |
| 第 3 著者 所属（和/英） | 東京工業大学(略称：東工大) Tokyo Institute of Technology(略称：Tokyo Tech) |
| 第 4 著者 氏名（和/英） | 府川 和彦 / Kazuhiko Fukawa |
| 第 4 著者 所属（和/英） | 東京工業大学(略称：東工大) Tokyo Institute of Technology(略称：Tokyo Tech) |
| 第 5 著者 氏名（和/英） | 平原 大地 / Daichi Hirahara |
| 第 5 著者 所属（和/英） | 国立研究開発法人 宇宙航空研究開発機構(略称：JAXA) Japan Aerospace Exploration Agency(略称：JAXA) |
| 発表年月日 | 2021-02-19 |
| 資料番号 | SAT2020-38 |
| 巻番号（vol） | vol.120 |
| 号番号（no） | SAT-372 |
| ページ範囲 | pp.48-53(SAT), |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | 2021-02-11 (SAT) |