| 講演名 | 2022-02-24 衛星搭載AISにおける逐次チャネル推定を用いた衝突パケットの分離検出 野﨑 航平(東工大), 張 裕淵(東工大), 府川 和彦(東工大), 平原 大地(JAXA), |
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| 抄録(和) | 衛星搭載AISは，人工衛星を用いて公海等遠洋上に位置する船舶のAIS（Automatic Identification System）信号を受信するシステムである．宇宙航空研究開発機構は，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，チャネル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，パケット間の受信電力差であるDUR（Desired to Undesired signal power Ratio）が低い場合，干渉の影響からチャネルの推定精度が不十分となり，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，DURが低い場合においても良好なBER特性を維持するため，チャネルパラメータの逐次推定手法を提案する．提案手法では，従来の相関検出によるチャネル推定に加え，ドップラ周波数や複素包絡線推定にそれぞれ準ニュートン法と最小2乗法を用いる．また，伝搬遅延に対し従来の相関検出を再度適用する．衝突パケット数を2，仲上ライスフェージングの条件下で計算機シミュレーションを行い，提案手法によってチャネルの推定精度が向上し，BER特性が改善することを明らかにする． |
| 抄録(英) | The space-based automatic identification system (AIS) has attracted attention because the satellites can receive AIS signals from ships located away from the coast. Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA) has conducted an experiment called space based AIS experiment (SPAISE), and shown that the satellites can observe AIS signals with Doppler shifts. Due to the wide coverage area of the satellite, however, multiple AIS packets collide at the satellite's receiver, which makes it difficult to detect the signals using conventional detection schemes. To cope with this problem, multiuser detection using parallel interference cancellation (PIC) has been investigated, and it has shown excellent detection performance when the channel parameters are completely known. However, under a low desired to undesired signal power ratio (DUR) condition, the bit error rate (BER) is significantly degraded due to insufficiently accurate estimates of the channel parameters. To alleviate the degradation, this report proposes sequential channel parameter estimation for PIC, which can improve the estimation accuracy and thus can maintain the good BER performance even when the DUR is low. Besides the conventional correlation-based channel parameter estimation, the proposed scheme employs the quasi-Newton and least squares methods for the estimation of the Doppler frequencies and complex envelopes, respectively. Moreover, the correlation-based estimation of the propagation delay time is repeated again. Computer simulations under the conditions of two collision packets and Rician fading channels demonstrate that the proposed scheme can improve the channel estimation accuracy and average BER performance. |
| キーワード(和) | 船舶自動識別システム / 衛星搭載AIS / 相関検出 / PIC / 最小2乗法 |
| キーワード(英) | Automatic identification system / space-based AIS / correlation-based estimation / PIC / least squares method |
| 資料番号 | SAT2021-61 |
| 発行日 | 2022-02-17 (SAT) |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | SAT / SANE |
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| 開催期間 | 2022/2/24(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） | 石川 博康(日大) / 森山 敏文(長崎大) |
| 委員長氏名（英） | Hiroyasu Ishikawa(Nihon Univ.) / Toshifumi Moriyama(Nagasaki Univ.) |
| 副委員長氏名（和） | 井家上 哲史(明大) / 加保 貴奈(湘南工科大) / 田中 真(東海大) / 網嶋 武(三菱電機) |
| 副委員長氏名（英） | Tetsushi Ikegami(Meiji Univ.) / Takana Kaho(Shonan Inst. of Tech.) / Makoto Tanaka(Tokai Univ.) / Takeshi Amishima(Mitsubishi Electric) |
| 幹事氏名（和） | 渋谷 惠美(KDDI総合研究所) / 大倉 拓也(NICT) / 夏秋 嶺(東大) / 二ッ森 俊一(電子航法研) |
| 幹事氏名（英） | Megumi Shibuya(KDDI Research) / Takuya Okura(NICT) / Ryo Natsuaki(Univ. of Tokyo) / Shunichi Futatsumori(ENRI) |
| 幹事補佐氏名（和） | 五藤 大介(NTT) / 小泉 雄貴(NHK) / 北村 尭之(三菱電機) |
| 幹事補佐氏名（英） | Daisuke Goto(NTT) / Yuuki Koizumi(NHK) / Takayuki Kitamura(Mitsubishi Electric) |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | Technical Committee on Satellite Telecommunications / Technical Committee on Space, Aeronautical and Navigational Electronics |
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| 本文の言語 | JPN |
| タイトル（和） | 衛星搭載AISにおける逐次チャネル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） | Multiuser Detection of Collided AIS Packets using Iterative Channel Estimation |
| 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） | 相関検出 / correlation-based estimation |
| キーワード(4)（和/英） | PIC / PIC |
| キーワード(5)（和/英） | 最小2乗法 / least squares 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） | 張 裕淵 / Yuyuan Chang |
| 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） | 府川 和彦 / Kazuhiko Fukawa |
| 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） | 平原 大地 / Daichi Hirahara |
| 第 4 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 | 2022-02-24 |
| 資料番号 | SAT2021-61 |
| 巻番号（vol） | vol.121 |
| 号番号（no） | SAT-379 |
| ページ範囲 | pp.51-56(SAT), |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | 2022-02-17 (SAT) |