表題番号:2013A-6323 日付:2014/04/14
研究課題自由空間光通信システムにおける伝送特性の研究
研究者所属(当時) 資格 氏名
(代表者) 理工学術院 教授 松本 充司
研究成果概要
インターネットによる情報流通の増大,特に3次元映像を中心とする高速大容量画像情報転送の増大により,光ファイバを中心とする超高速ブロードバンドネットワークの建設が急ピッチで行われている.この光ファイバとシームレスに接続できるアクセス系ワイヤレスネットワークとして光通信システムが要望され,赤外線通信システム(IRC:Infrared Communication), 可視光通信システム(VLC: Visible Light Communication),ビル間通信等に適用される自由空間光無線通信(FSO :Free-Space Optics)などのシステムが注目されている.本研究では光無線環境において,位置づけられる各種通信システムについて使用可能条件について整理した. 主な結果は以下の通りである.
光無線通信の特徴は
・放射ビームの広/狭で使用分野が分類できる(直進,遮蔽物)
・送受光素子や光学部品,光波伝搬等の更なる研究が不可欠であること
光無線通信の適用分野,
・光ワイヤレス通信では根幹と補完の両方で使われる
・Best effort 通信に基づき,規格を大幅に緩めてよい分野
・通信網全体あるいは携帯電話の呼損率(3%)と近い値で良いという分野
・地上通信網,宇宙通信,水中通信等の分野で応用される
FSOにおいては以下の検討を行った.
(1)自由空間光通信システムでのアンテナ設計,大気擾乱の影響および信号品質評価
(2)自由空間光通信システムにおけるIEEE802.11n信号伝送のシミュレーション
(3)自由空間光通信における反射通信の実験的評価
(4)自由空間光通信におけるMillimeter-waveシステムの伝送
・主な結果は,WDM技術を用いて,複数のRF信号の同時伝送が可能なRoFSOシステムの設計コンセプトと性能特性を示した.
・大雨,濃霧,雪や嵐のような厳しい気象条件ではない場合,RoFSOシステムを用いてISDB-TおよびW-CDMA信号の伝送を行い良好な性能が実証された.
・1kmの距離の区間でRoFSOシステムの動作には,21dBのリンクマージンが必要である.
・RoFSOシステムはユビキタス無線サービスの普遍的なプラットフォームとしての展開に適している.

研究成果発表
・国際会議発表,Mitsuji Matsumoto (KeyNote), “Overview for Next Generation FSO link for Ultrahigh Speed Communication”, IEEE Globecom 4th Workshop on Optical Wireless Communications Workshop 8, Atlanta, USA, December 2013
・国際会議発表,M. Matsumoto, S.Hotta, K. Wakamori,“The effects of the Earthquake to Free Space Optical Tracking system”, 2nd International Workshop on OWC- IWOW2013, Newcastle, UK, October 2013
・国際会議発表,Mitsuji Matsumoto(Invited speech),“Research and Development of Next-generation Optical Wireless System - Experimental Study towards the Seamless Connection of a Fiber Network”, International Symposium on Optical Wireless Communications, Beijing China, June 2013
・国際会議発表,松本充司(招待講演), “FSO通信システムの設計に関する検討 ~ FSOシステムの実験的アプローチ ~”, 信学会,MWP特別企画「光・無線技術の融合による新たなアクセスネットワーク構築を目指して」, 同志社大学, 京都, January 2014
・国内大会発表,松本充司, 林 新(招待講演]“光無線通信の展開”, 第131回微小光学研究会, 早大,March 2014
・国内大会発表,神部光,松本充司, 若森和彦;“屋外自由空間光通信におけるIEEE802.11n信号伝送のシミュレーション,2014信学会総合大会予稿,C-14-4,新潟大,March 2014
・国内大会発表,松本雄輔, 松本充司, 若森和彦;“自由空間光通信における反射通信の実験的評価”, 2014信学会総合大会予稿,C-14-5, 新潟大,March 2014
・国内大会発表,Dayong Kou, Fan Bai, Yuwei Su, Mitsuj Matsumoto;“Performance Analysis of DC-biased Optical OFDM for Indoor Visible Light Wireless Communication System Based on White LEDs”, 2014信学会総合大会予稿,BS-1-20, 新潟大,March 2014
・国際会議発表,Tam Hoang Thi, Mitsuji Matsumoto; “A Study on OFDM Millimeter-wave Radio over Fiber System”, PIERS 2013 (Progress in Electromagnetics Research Symposium)The 34th PIERS, Stockholm, Sweden, 12-15 August, 2013