通信システム研究室
2023年10月16日 2023-10-16 9:52通信システム研究室
本研究室は、岡山理科大学で唯一の「無線通信・光無線通信」に関する研究室です。
特に力を入れているのは人間の目に見える光（可視光）を用いた「可視光通信」です。
本技術は、発光ダイオード（LED）の点滅を利用してデータを送り、その光を受信機が検知することで通信を行います。
可視光通信の特徴は
（１）資源である電波を用いずに無線通信可能（実機実験しやすい）
（２）LED照明やディスプレイなどに通信機能を付加できる（照明と通信のハイブリッド！）
（３）光を検知できるフォトダイオードやカメラを受信機に利用可能
などがあります。
荒井研究室では、学生が主体的に研究に取り組み、新型の可視光通信送信機を開発したり、受信機のアルゴリズムを作製しています。また、学会活動も積極的に行っており、国内・海外の学会で学生自らが研究発表しています。ものづくりをしたい方、学会に行ってみたいという方はぜひ荒井研究室に来てください！見学もWelcomeです。
高速可視光通信のための回転式LED送信機の開発
受信機にカメラを利用した可視光通信のことを「イメージセンサ通信」または「光カメラ通信」と呼びます。イメージセンサ通信ではLEDの点滅によって送信された光を画像として捉え、その画像から抽出される画素値を用いてデータを復調します。本技術はカメラの特性を活かして、送信源の光とそれ以外の外乱光（雑音）を画像上で分離できる事が大きな特徴です。しかしながら、カメラを用いた可視光通信ではその通信速度が受信機であるカメラの撮影速度に依存することが問題となっています。
この問題を解決するため、荒井研究室では送信機自体が高速回転する「回転式LED 送信機」を開発しました[1]。本装置はデータを送るLED
を点滅させながら回転させ，それらを受信機側がLED光の残像として捉えられることを利用して通信速度の向上を図るものです。[1]で行った実験の結果、回転式LED送信機を用いることで、従来手法の60倍の通信速度向上を達成しました。この装置の社会実装の仕方を考えるとともに、可視光通信技術をどのように普及させるかを検討することが今後の課題です。
[1] S. Arai, Z. Tang, A. Nakayama, H. Takata, and T. Yendo, “Rotary
LED transmitter for improving data transmission rate of image sensor
communication,”IEEE Photonics J., vol. 13, no, 4, pp. 1–11, Aug. 2021.
