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| 講演抄録／キーワード | ||
| 講演名 | 2025-12-19 09:30 非均質生体ファントム実験に基づく超音波体内通信の空間ダイバーシチ適用効果の検討 ○平野 廉・劉 力嘉・矢野佑典・王 建青（名工大）  EMCJ2025-86 |
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| 抄録 | （和） | 近年，電磁波を用いたインプラント通信に存在する高減衰・高消費電力・生体安全性といった課題を克服するために，超音波を利用した人体内通信方式が注目されている. しかし，これまでの多くの研究では，数センチメートル級の大型トランスデューサーを用いた高速伝送可能性の検討や，簡易的なファントムによる実験的検証が中心であり，実用性や現実的条件を十分に考慮していないという課題がある. 本研究では，人体腹部を模擬した超音波ファントムと，ミリメートル級かつ無指向性のトランスデューサーを用いて人体チャネルのインパルス応答を導出し，IR-OOK変調方式を用いた通信シミュレーションを行った. 人体内部では空気や骨による反射によりマルチパス環境が形成され，体内送信機の位置によって誤り率特性が大きく悪化するため， 安定した通信の実現を目指し，複数の受信トランスデューサーを空間的に分離配置する空間ダイバーシチを導入し，その効果の検討を行った. その結果，150 mVのピーク送信電圧で，250 kbps の伝送速度を$10^{-3}$ 以下の誤り率で体内深部まで達成した． |
| （英） | In recent years, ultrasonic in-body communication with low transmit power, low attenuation, and reduced external interference has attracted attention as a method to overcome challenges associated with conventional implant communication using electromagnetic waves such as high attenuation， high consumption power, and tissue temperature risk. However,previous studies have primarily focused on high-speed transmission possibility using centimeter-scale large transducers or simple phantom experiments, without sufficient consideration of practicality and realistic propagation environment. In this study, a heterogeneous ultrasound phantom mimicking the human abdomen and small omnidirectional ultrasonic transducers were used to derive the impulse response of the human body channel, The communication performance was then evaluated through computer simulations using IR-OOK modulation. Because multiple reflections caused by air and bone within the human body form a multipath environment, the bit error rate characteristics can significantly deteriorate depending on the in-body transmitter and receiver positions. Therefore, to achieve stable in-body communication, this study investigated the spatial diversity effect by assuming multiple spatially separated receiving transducers on the body surface. As a result, a transmission speed of 250 kbps was achieved deep inside the body with an error rate of less than $10^{-3}$ at a peak transmission voltage of 150 mV. |
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| キーワード | （和） | インプラント通信 / 超音波生体ファントム / チャネルインパルス応答 / 空間ダイバーシチ / / / / |
| （英） | Implant Communication / Ultrasonic Tissue-equivalent Phantom / Channel Impulse Response / Spatial Diversity / / / / | |
| 文献情報 | 信学技報, vol. 125, no. 305, EMCJ2025-86, pp. 1-6, 2025年12月. | |
| 資料番号 | EMCJ2025-86 | |
| 発行日 | 2025-12-12 (EMCJ) | |
| 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 | EMCJ2025-86 |
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| 研究会情報 | |
| 研究会 | EMCJ IEE-EMC |
| 開催期間 | 2025-12-19 - 2025-12-19 |
| 開催地（和） | シンフォニアテクノロジー響ホール伊勢 |
| 開催地（英） | |
| テーマ（和） | 半導体電力変換，EMC一般，自然・人工雑音 |
| テーマ（英） | |
| 講演論文情報の詳細 | |
| 申込み研究会 | EMCJ |
| 会議コード | 2025-12-EMCJ-EMC |
| 本文の言語 | 日本語 |
| タイトル（和） | 非均質生体ファントム実験に基づく超音波体内通信の空間ダイバーシチ適用効果の検討 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Evaluation of Spatial Diversity for Ultrasonic In-Body Communication Based on Experiments with a Heterogeneous Tissue-Equivalent Phantom |
| サブタイトル（英） | |
| キーワード(1)（和/英） | インプラント通信 / Implant Communication |
| キーワード(2)（和/英） | 超音波生体ファントム / Ultrasonic Tissue-equivalent Phantom |
| キーワード(3)（和/英） | チャネルインパルス応答 / Channel Impulse Response |
| キーワード(4)（和/英） | 空間ダイバーシチ / Spatial Diversity |
| キーワード(5)（和/英） | / |
| 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） | 平野 廉 / Ren Hirano / ヒラノ レン |
| 第1著者 所属（和/英） | 名古屋工業大学 (略称： 名工大) Nagoya Institute of Technology (略称： NITech) |
| 第2著者 氏名（和/英/ヨミ） | 劉 力嘉 / Lijia LIU / リュウ リカ |
| 第2著者 所属（和/英） | 名古屋工業大学 (略称： 名工大) Nagoya Institute of Technology (略称： NITech) |
| 第3著者 氏名（和/英/ヨミ） | 矢野 佑典 / Yusuke Yano / ヤノ ユウスケ |
| 第3著者 所属（和/英） | 名古屋工業大学 (略称： 名工大) Nagoya Institute of Technology (略称： NITech) |
| 第4著者 氏名（和/英/ヨミ） | 王 建青 / Jianqing Wang / オウ ケンセイ |
| 第4著者 所属（和/英） | 名古屋工業大学 (略称： 名工大) Nagoya Institute of Technology (略称： NITech) |
| 講演者 | 第1著者 |
| 発表日時 | 2025-12-19 09:30:00 |
| 発表時間 | 25分 |
| 申込先研究会 | EMCJ |
| 資料番号 | EMCJ2025-86 |
| 巻番号（vol） | vol.125 |
| 号番号（no） | no.305 |
| ページ範囲 | pp.1-6 |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | 2025-12-12 (EMCJ) |
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