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ループアンテナアレイを用いた遠距離OAM多重通信システムのビーム最適化に関する研究
Get PDF電気通信大学修士2022近年、無線通信トラフィックの急速な増加により、周波数利用効率の高い高速大容量通信を実現するための方法が検討されている中、OAM多重通信と呼ばれる大容量無線通信技術に注目が集まっている。OAM多重通信を実現する方法はさまざまあるが、我々は円形ループアンテナを利用した手法を提案している。この円形ループアンテナアレイを用いたOAM多重通信のビーム最適化および高周波化を目的とし、ビーム最適化として12GHz帯遠距離通信のビーム最適化のために反射鏡の曲率最適化、遠距離通信用給電点方位の最適化、誘電体レンズの検討、反射鏡を用いたビームステアリングの検討をした。また高周波化について、24GHz帯を用いた近距離通信の検討を行った。
反射鏡の曲率最適化について、モードにより指向性が異なる複数のOAM波の各ビームを受信機に均等に集中させるため、凹面反射鏡の外側ほど曲率が大きい形状にした。給電点方位について、干渉波が抑制されるように使用するアンテナ系に適した方位を決定した。設計した反射鏡および給電点方位を調整したループアンテナアレイを用いた12.2GHz、通信距離70cmのOAMモード1,2,3,4を利用した4チャネル通信の実測において、信号波通過率-22.5dB、通過アイソレーション18.3dBを達成した。また誘電体レンズを用いたビーム集束や反射鏡の移動によるビームステアリングに関する初期検討を行った。
高周波化について、給電構造を改善しMegtron7を用いたアンテナアレイ基板を設計た。OAMモード1,3,5,7による23.5GHz、通信距離7mmの実測において、信号波通過率-15.1dB以上、通過アイソレーション20.0dB以上を達成した。OAMモード2,4,6,8による実測では、信号波通過率-10.1dB以上、通過アイソレーション10.3dB以上を達成した。thesi
指先触覚センサを用いた紐の滑り状態の検出に関する研究
Get PDF電気通信大学修士2022ロボットでの紐の操作において，紐が指先で滑っている状態は重要である．この滑り状態の検出のためには紐の情報を得る必要があるが，視覚のみではアームやハンドの遮蔽により十分な情報が得られないことがある．そこで本研究では，ロボットの指先に触覚を実装し，把持した紐の滑り状態を触覚情報で検出することを考えた．そのために，安価で小型な圧力センサ素子を用いた3×3の触覚センサマトリクスとセンサ値の反応を高めるための柔らかいグリップを作成し，ロボットの指先に取り付けた．また，紐の滑り状態における触覚センサの値の特徴を観察するために，指先で把持した紐に張力をかけ，紐が滑っているときや滑っていないときのセンサデータを収集した．その後，収集したセンサ値の特徴を観察し，センサマトリクスから判断できるグリップと紐の状態を考え，滑り検出を行うアルゴリズムを考案・実装した．この滑り検出アルゴリズムを，収集したデータに適用することで94%の精度で検出を行えることを確認した．また滑り検出を応用したマニピュレーションとして，紐の結び目の締結と紐に繋がれた物体の牽引の2つを実装し，検出が実際に効果的である例を示した．thesi
Network-Assisted Full-Duplex in Cell-Free Massive MIMO Systems for User-Centric Communications
Get PDF電気通信大学2022thesi
Empowering Distributed Vehicular IoT Systems with Collaborative Edge Computing and Federated Learning
Get PDF電気通信大学2022thesi
Ultrafast carrier capture dynamics in halide perovskite nanocrystal and fullerene hybrids
Get PDF電気通信大学2022thesi
VARモデルを用いたリスクセンシティブなポートフォリオ最適化
Get PDF電気通信大学修士2022本論文では，実践的な条件を前提として，データドリブンかつリスクセンシティブな，ポートフォリオ最適化問題に対するアプローチを提案する．ポートフォリオ最適化問題に対して，モデル予測制御を活用したデータドリブンな既存手法が提案されている．しかし，ポートフォリオの株式市場に対するフィードバックを仮定するなど，実践的であるとは言い難い条件が課されている．また，全ての銘柄に対して，一様なリスクの評価となっている．以上より，本論文では，株式投資において自然な条件を前提とし，データドリブンかつリスクセンシティブな手法を紹介する．具体的には，モデル予測制御的なアプローチとして，VAR モデルの逐次同定および逐次最適化を行う．さらに，それぞれの銘柄に応じた，リスクセンシティブなポートフォリオを構築することも可能とする．また，リスクの評価に関するハイパーパラメータについて，制御入力の最適解に関する解析を行った．最後に，実在する株式のデータによるシミュレーションも実施した．thesi
オシレータのタイミングジッタを利用して真性乱数を生成する超伝導集積回路
Get PDF電気通信大学修士2022単一磁束量子(Single Flux Quantum：SFQ)回路は超伝導回路の一つであり，次世代型集積回路として注目されている．その一つに乱数生成回路（Hardware Random Number Generator: HRNG）が挙げられる．HRNGは完全にランダムな真性乱数の生成が可能で，セキュリティなどの分野で必要とされている．SFQ回路によるHRNGの先行研究では，高速に発振するオシレータからの信号と乱数生成信号の時間的ゆらぎ（タイミングジッタ）を比較して真性乱数を生成した．本研究では，複数のオシレータそれぞれのタイミングジッタを利用してオシレータ周波数の変動に耐性のある複数のオシレータによるHRNGを提案し，その性能評価を行った．オシレータが3つのTriple-Oscillator HRNG (TRO-HRNG)と2つのTwin-Oscillator HRNG (TO-HRNG) を設計し，数値計算で性能を評価した．TO-HRNGは測定も実施した．
TRO-HRNGはClock OscillatorとGate Oscillator1，Gate Oscillator2の3つのオシレータで構成される．数値計算では，1の出現確率についてXORゲートの入力端子へ接続されるGate Oscillator1とGate Oscillator2それぞれの発振周波数 fgate1,fgate2 を交換した場合，1の出現確率に差があった．また，Clock Oscillatorの発振周波数を固定した場合，fgate1とfgate2の差の絶対値が大きいほど1の出現確率が大きくなった．検定合格率に関してClock Oscillatorの発振周波数が50GHzとき，乱数検定であるFIPS 140-2は，|fgate1－fgate2|が約10GHzのとき検定に100%で合格した．
TO-HRNGはClock OscillatorとGate Oscillatorの2つで構成される．シミュレーションの結果について，1の出現確率に関してはClock OscillatorとGate Oscillatorそれぞれの発振周波数 fclk, fgate が近しいとき1の出現確率が極小となった．検定合格率について1の出現確率が50%近傍となる周波数条件で概ね100%の合格率であったが，fclk=60GHzでは6.31GHzの生成速度において合格率が100%でなかった．生成速度が最も大きくなった周波数条件はfclk=40GHzであった．実験による測定では，周波数条件が変化しても1の出現確率が大きく変動しなかった．検定合格率も90%以上であった．先行研究よりも周波数の変更に対して耐性があった．SP 800-22による評価では，12個のテストのうち9個のテストで合格していた．
TRO-HRNGとTO-HRNGを比較した結果，TRO-HRNGの方が1の出現確率が大きく，周波数条件を変更したときの1の出現確率の変動も小さかった．thesi
