ICT・ロボティクスのウエルネス分野への応用
心拍や呼吸，目の動きや脳波，筋電などを人に負担をかけずに測る技術と，それらから人の意図や気持ちを推定する手法の研究をしています．これらの人を測る技術とバーチャルリアリティなどの情報通信技術とロボティクスを組合わせて，さまざまな人のwellbeing(幸せ)に役立つシステム・サービスを提供します．
コロナ禍をきっかけに、世界中の人々の生活スタイルが変化しつつあります。その中で重要な役割を果たすのが通信システムです。しかし、離島や山間部など条件不利地域や台風や豪雨災害による通信インフラの被災により、十分な通信速度や環境が確保できないことが多くあります。本研究室では、このような地域への高速通信インフラとして注目されている光無線通信に関する研究を行っています。特に、従来より長波長帯を利用することで大気の減衰やじょう乱に強いシステムの構築を目指します。
研究背景・目的・内容
FSOの利点と欠点
【利点】
・傍受が困難でありセキュリティが高い無線通信が提供できる
・ケーブル敷設に係る大規模工事や期間が不要
・障害に強く任意の拠点を接続できる
・ライセンスフリーで迅速に利用できる
【欠点】
・機器のコストが高い
・気象条件に依存し品質が一定でない
・障害物により完全に通信が遮断される
・有線通信に比べ短距離で速度も低い
2マイクロメートル帯の強み
上記の利点をもちつつ、欠点のいくつかが緩和できることが期待できる。
・気象条件への依存度がやや低くなる。
・大気減衰を抑えることができるため、通信距離の改善や受信電力の向上による通信品質の
改善が可能。
研究の目的
理論的、実験的に2マイクロメートル帯を用いた光無線システムの利点を明確にし、将来の
安定した通信基盤技術を確立すること。
理論的な検討
最初に、理論式に基づいて伝送損失や大気のじょう乱の影響、雑音の影響など様々な方面から2マイクロメートル帯の伝送品質について評価しました。その結果、従来のものより2倍以上の通信距離が確保できることが確認できました。（図1）
FSO伝送実験
- FSO伝送装置を用いて、2.4GHzのQPSK（ディジタル位相変調信号）を光空間でMIMO伝送するシステムを構築しました（図2）。
実験結果
- 実験室内で数mの短距離伝送実験を行い、FSO－MIMOが可能であること、良好な品質が得られることを確認しました（図3）。
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