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| 講演抄録／キーワード | ||
| 講演名 | 2025-10-24 13:30 ［依頼講演］浅海可視光ワイヤレス給電通信における複数波長を用いたカラーシフトキーイング方式 ○小澤佑介（茨城大）  RCS2025-141 |
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| 抄録 | （和） | 近年、海中センサ等や海中ドローンに対して通信と電力伝送を同時に実現する技術として、海中可視光ワイヤレス給電通信方式（USLIPT: Underwater simultaneous lightwave information and power transfer）が注目を集めている。海中可視光通信において、一般に通信範囲内の水質媒体が一様であれば、その水質条件において最も透過しやすい波長は一定であるため、比較的水質がきれいな場合に消散の少ない青や緑色光のLD（Laser diode）を用いたUSLIPTがよく検討されている。一方で、受光素子の分光感度の違いや太陽光雑音等の波長依存性の影響によって波長の最適性が切り替わる可能性がある。そこで本稿では太陽光雑音の影響が大きい浅海でのUSLIPT利用に着目し、送信光に単色または複数色を用いたUSLIPTの有効性について明らかにしている。とくに、複数色を用いる場合にはカラ―シフトキーイング（CSK：Color Shift Keying）を基盤にした強度変調方式を採用し、各波長の伝搬特性についてはモンテカルロ法による光子シミュレーションにより導出し、最適電力分割技術を用いて通信と電力伝送の比率を最適化している。その結果、水深20m、伝送距離10m、クロロフィル濃度$2.0 mathrm{mg/m^3}$で太陽光雑音の影響が最も強い13時の条件下において、RGB-LDを用いたCSKは赤緑LDを用いたCSKと比較して$10^-3$のビット誤り率を達成する際の受信信号対雑音比（SNR）を約2dB減少可能であるため、給電量を増加可能であることが示された。さらに、単色を用いたPAM（Pulse amplitude modulation）では、太陽光雑音の影響により所望の通信制約を満たすことが出来ず電力伝送が中断してしまうことが明らかになった。 |
| （英） | In recent years, the underwater simultaneous lightwave information and power transfer (USLIPT) system has gained attention as a promising technology for underwater sensors and drones. In clear water, USLIPT using blue or green laser diodes (LDs) is often studied due to their low attenuation. However, the optimal wavelength can vary with the spectral sensitivity of the solar panel and the wavelength dependence of solar noise. This study focuses on shallow water, where solar noise is dominant, and investigates the effectiveness of single- and multi-wavelength transmission. For multi-wavelength transmission, color shift keying (CSK) is employed, with propagation characteristics derived from Monte Carlo photon simulations, and the communication-to-power transfer ratio optimized via power splitting. Results show that at a depth of 20m, transmission distance of 10m, chlorophyll concentration of $2.0 mathrm{mg/m^3}$, and at 13:00 when solar noise is strongest, CSK with RGB-LDs reduces the required signal-to-noise ratio (SNR) by about 2dB compared with red-green LDs to achieve a bit error rate of $10^{-3}$, thereby increasing harvested power. In contrast, single-color pulse amplitude modulation fails to meet communication constraints under solar noise, causing interruptions in power transfer. | |
| キーワード | （和） | 海中光無線通信 / 海中可視光ワイヤレス給電通信 / カラーシフトキーイング / 太陽光雑音 / 電力分割 / / / |
| （英） | Underwater optical wireless communication / Underwater simultaneous lightwave information and power transfer / Color shift keying / Solar noise / Power splitting / / / | |
| 文献情報 | 信学技報, vol. 125, no. 214, RCS2025-141, pp. 92-92, 2025年10月. | |
| 資料番号 | RCS2025-141 | |
| 発行日 | 2025-10-16 (RCS) | |
| ISSN | Online edition: ISSN 2432-6380 | |
| 著作権に ついて |
技術研究報告に掲載された論文の著作権は電子情報通信学会に帰属します．(許諾番号：10GA0019/12GB0052/13GB0056/17GB0034/18GB0034) | |
| PDFダウンロード | RCS2025-141 |
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| 研究会情報 | |
| 研究会 | RCS |
| 開催期間 | 2025-10-23 - 2025-10-24 |
| 開催地（和） | 伊東市観光会館 |
| 開催地（英） | Ito-shi-Kanko-Kaikan |
| テーマ（和） | 無線通信方式，無線通信システム，標準化，将来システムおよび一般 |
| テーマ（英） | Wireless Communication Schemes, Wireless Communication Systems, Wireless Standards, Future Wireless Systems, etc. |
| 講演論文情報の詳細 | |
| 申込み研究会 | RCS |
| 会議コード | 2025-10-RCS |
| 本文の言語 | 日本語 |
| タイトル（和） | 浅海可視光ワイヤレス給電通信における複数波長を用いたカラーシフトキーイング方式 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Color Shift Keying Using Multiple Wavelengths for Shallow-Water Simultaneous Lightwave Information and Power Transfer |
| サブタイトル（英） | |
| キーワード(1)（和/英） | 海中光無線通信 / Underwater optical wireless communication |
| キーワード(2)（和/英） | 海中可視光ワイヤレス給電通信 / Underwater simultaneous lightwave information and power transfer |
| キーワード(3)（和/英） | カラーシフトキーイング / Color shift keying |
| キーワード(4)（和/英） | 太陽光雑音 / Solar noise |
| キーワード(5)（和/英） | 電力分割 / Power splitting |
| キーワード(6)（和/英） | / |
| キーワード(7)（和/英） | / |
| キーワード(8)（和/英） | / |
| 第1著者 氏名（和/英/ヨミ） | 小澤 佑介 / Yusuke Kozawa / コザワ ユウスケ |
| 第1著者 所属（和/英） | 茨城大学 (略称： 茨城大) Ibaraki University (略称： Ibaraki Univ.) |
| 講演者 | 第1著者 |
| 発表日時 | 2025-10-24 13:30:00 |
| 発表時間 | 30分 |
| 申込先研究会 | RCS |
| 資料番号 | RCS2025-141 |
| 巻番号（vol） | vol.125 |
| 号番号（no） | no.214 |
| ページ範囲 | p.92 |
| ページ数 | 1 |
| 発行日 | 2025-10-16 (RCS) |
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