投稿者: Shunya KAWAI

時の流れとは早いもので、4月になり新しいB4の学生が研究室に配属されました！僕たちM1世代もついに先輩になります。先輩らしく後輩に指導などできたらなと思います。

今年はとても配属の人数が多かったため菅野研の人数は一気に8人→15人になりました。一気に2倍近くにまで増えるのはさすがに予想外であり1部屋ではスペースが足りず、研究室を実験室と学生居室の2つに分けることになりました。ということで昨日から研究室のお引越しをしています。

昨日はまず新しい部屋の片付けから行いました。新しい部屋と言っても前までは他の研究室が使っていた部屋のため、そのまま使えるというわけではありません。床のカーペットを剥がして新しいものに張替え、机も組み立てて…などしているうちにあっという間に夕方になっていました。普段運動とかあまりしてないためかなり疲れましたね。しかしまだ椅子の運び込みや本棚・ロッカーの移動など重労働がたくさん残っています。すべて終わるのはいつになることやら。

なにはともあれ、新年度スタートとともに菅野研も心機一転新しい部屋でスタートしました！新しい仲間とともにまた1年間頑張っていきたいと思います。

(なお余談ですが、新年度から研究室内役割分担が変わるため次回からは多分僕や澤田ではない他の誰かがこのブログを書くことになると思います。僕個人としては、1年間ブログを書くうえで「どこの研究室に行こうか迷ってるB3の学生にウチの研究室をPRするにはどうしたらいいかなー」などと考えながら文章を書くのは結構楽しかったです。読んでくださった方々、1年間お付き合いありがとうございました！)

(文責 M1河合)

2月7日金曜日に卒業研究発表会がありました！なんとか無事に終わることができたのでこうして記事を書いております。

1人当たり発表6分＋質疑応答2分というのは今年の初めから分かっていたことですが、最初は「6分も喋れるわけない！」と思っていたのに今では「6分じゃ全然足りない！」と思うようになっており1年間での成長を感じました。自分の研究を初めて聴く人にも分かりやすいようにプレゼンすることのいかに難しいことか。
そして何より怖いのが質疑応答でした。菅野教授以外の教授の方々から自分の研究について質問を受けるわけですが、当然ながら教授はとても賢い方々であり、プレゼンに曖昧な点・書くべきことを書いていない点などがあったりすると容赦ない質問が飛んできます。プレゼンを同期の学生たちと読み合って推敲したり、想定される質問とその回答を考えたりとできる限りの対策は行いましたが、やはり質問の瞬間まで何を聞かれるかわからないのは相当怖かったです。

何はともあれB4の5人全員発表を無事に終えることができて本当に良かったです！これで研究に一区切りつけられたため、しばらくは研究のことは一旦忘れてたくさん遊ぼうと思います！

(文責 河合)

1月14日に第33回ゼミを行いました！卒論締め切りが近いためB4の発表はなしとなり,今回の内容は有地先輩の論文紹介と間宮先輩の進捗報告です.

まず有地先輩の論文紹介がありました.IM/DD方式(強度変調直接検波,光の強度情報を直接検出する.よって信号は実数かつ負でない必要あり)において活用できる様々なOFDM方式を比較する論文で,DCO-OFDMやACO-OFDM,ADO-OFDM,PAM-DMT,Flip-OFDM,LACO-OFDMの6つのOFDMを比較していました.比較指標はエネルギー効率やPAPR,計算負荷などを用いておりこの場合はLACO-OFDM(振幅によって信号を階層構造に分け,それぞれ別々の情報を送ることで情報効率を高めたACO-OFDM)がバランスが良いと結論付けられていました.

最後に間宮先輩から進捗報告がありました.偏波制御コントローラ用アンプ2種類の動作確認を行い,1つは成功していましたが1つは失敗となっていました.今後は成功した方の偏波コントローラを主に用いる方向で,必要な他の基盤回路も順次作成していくようです.

間宮先輩は以前から回路作成を繰り返し,失敗するたびに原因を考察し,1つずつ失敗の原因を取り除いていく作業を繰り返していました.地道ではありますが研究においてとても大切なことだと思うため,失敗するとすぐ諦めてしまいがちな僕も先輩を見習っていきたいところです.

今回のゼミの内容は以上となります！毎回言っている気がしますが年末ごろから卒論に追われ続けています…今日が目次案の締め切りでなんとか提出はできましたが,おそらく教授からのありがたい赤文字修正が大量に付いて返却されます.そして来週には内容まで含めた卒論初稿の締め切りがあり余裕が全くありません！！ここを耐えきれば晴れて春休みとなるためなんとか頑張り切りたいです.

(文責 河合)

12月23日に第31回ゼミを行いました！今回の内容は安藤先輩・山下くんの論文紹介と澤田くん・原田くん・有地先輩の進捗報告です.

まず初めに安藤先輩から論文紹介がありました.車載環境で用いるVCSELs(通常は基板に対し水平方向に光を共振させるところ,基板に対し垂直方向に光を共振させて光を出すレーザー.説明が難しいのでhttps://ja.wikipedia.org/wiki/VCSELなども参照)というレーザーに関する論文で,様々な波長の中から980[nm]を用いたVCSELsについて利点を説明し,その後模擬車載環境下での動作実験(-40～125[℃]まで温度を変化させる,8000時間連続稼働させる,etc)を行っていました.教授からは「8000時間で十分なのか(訳:日本車は廃車まで平均15年.1日3時間使用でも16000時間.8000時間じゃ足りなくない？)」など厳しい質問が飛んでいたため,来年にはそういった質問にもきちんと答えられるよう背景知識を蓄えていきたいです.
次に山下くんから,拡張カルマンフィルタを用いたマルチモード光ファイバの伝送行列の抽出についての論文紹介がありました.ものすごく簡単に言うとノイズを変えながらもっともらしい伝送行列の値を探していく手法についての論文なのですが,中身はかなり複雑で(僕もフィルタに関しては多少勉強しているのですが)すぐには理解できませんでした.フィルタは自分の研究にもかかわってくるためなんとか頑張って内容理解に努めたいと思います.

次に澤田くんから進捗報告がありました.今までプログラミング上のみで信号を生成していたところ,任意波形生成器(AWG)に信号を入力してオシロスコープで観察することに成功していました.また,これを行うにあたり信号に遅延が発生し信号開始地点(=信号の切れ目)が分からなくなってしまうため,信号の先頭に目印(プリアンブル)をつけて信号の同期をとることにも成功していました.次の目標はノイズの付加や伝送路の周波数応答の模擬を行うことになりそうです.

次に原田くんから進捗報告がありました.前回まではレーダー1台で実験していたところ,今回から2台に増やしての実験を行っていました.これによってまだレーダー間の同期がとれていないこと・レーダー間の干渉波による誤検知の発生など解決すべき課題がいくつか見つかっており,これらを解決しレーダー2台を完全動作させることが次の目標となりそうです.

最後に有地先輩からの進捗報告がありました.今までに測定したデータの分析(BERや周波数応答の計算)が主な内容であり,想定よりも周波数応答が弱い部分があったり,逆に想定よりも利得が高い部分があったりという結果となっていました.次の目標はこれらの原因調査(違う機器を用いて同じ実験をやり直してみる,など)のようでした.

今回の内容は以上です！今回で年内のゼミは最終回であり再開は年明け2週目～となりますが,そこから卒論締め切りまでは3週間ほどしかありません.ゼミがないとはいえ,卒論の原理を書いたりなど年末年始にもやれることはやっておこうと思います.それではよいお年を！

(文責 河合)

12月9日に第29回ゼミを行いました！今回の内容は僕と間宮先輩の論文紹介,原田くんと山下くんと安藤先輩の進捗報告の2点です.

まず僕から論文紹介を行いました.イコライザーの整定時間(出力が安定するまでの時間)と性能の関係についての論文で,整定時間が長いほうが性能が良くなると書いてありました.
しかし教授との会話の中で,これは整定時間が長いほど良いというわけではなくデータレートの逆数に近いと良い(今回のデータレートは6.25[Gb/s]であるためその逆数である160[ps]程度)ということが分かりました.背景知識が足りないとこのような誤読をしてしまうという具体的経験を得られたため,今後は研究一辺倒ではなく適度に座学も挟んでいこうと思います.

次に間宮先輩からテラヘルツ通信の課題についての論文紹介がありました.スペクトル管理(大気中分子による波の吸収など),6Gとの統合上の課題(テラヘルツ波は周波数が高いため,人間の横断程度の些細な現象で送受信ができなくなってしまうなど)について述べられており,最新の研究の動向を確かめて自分の研究にも活かしていくためにこの論文を選んだようでした.

次に原田くんからの進捗報告がありました.レーダーの対象物を自作してレーダーで観測し,その結果をレーダー方程式と比較して妥当性を確かめていました.一応の結果は得られたものの,測定点の端にいくにつれ誤差が出てくるためどの点までのデータを使うかで教授と議論を行っていました.次はレーダーを複数動作させることが目標のようです.

次に山下くんからの進捗報告がありました.使用するアンプの自作やSLMを用いた偏波の制御を行っていましたが出力が弱すぎる(≒雑音が大きすぎる)問題に直面していました.次の課題はSLMのさらに詳細な制御,CMOSカメラによる空間モード(光が光ファイバー中を伝搬する経路は光ごとに異なり,それぞれの伝わり方を空間モードといいます)の観測となりそうです.

最後に安藤先輩から進捗報告がありました.前回発生していた時刻同期のエラーをおおむね解消し1秒あたり10[µs]程度の誤差まで精度を高めることに成功していました.次はこの時刻同期を定期的に実行するプログラムを完成させること,またサーバー側で車両の情報を確認するためのプログラムの作成などを行っていくようです.

今回の内容は以上となります！年末も近いですが年が明ければすぐ卒論締め切りとなるのであまりゆっくりしているわけにもいきません.できることは今のうちに進めていこうと思います.

(文責 河合)

11月18日に第26回ゼミを行いました！今回の内容は原田くんと安藤先輩の論文紹介,山下くん・市川先輩・間宮先輩からの進捗報告の2点です.

初めに原田くんからの論文紹介がありました.走行中の自動車と対向車線の自動車それぞれのレーダーの干渉により起こる検出ミスの確率に関する論文で,レーダー方式を微修正することでミス確率を減らすことができるという内容でした.ただしゴーストターゲット(実際は存在しない物体を誤検出してしまうこと)が多くなる欠点もあり万能というわけではないようでした.
次に安藤先輩からの論文紹介がありました.WDM(波長分割多重,波長の異なる光を用いて多くの情報を伝送)を用いた車載通信についての論文で,車内環境の模擬のため振動や熱を加えてBER(受信信号が送信信号からどれだけ誤っているか)を測定しており,振動の周波数はあまり関係なく振動の有無や温度の上昇がBERに大きく関係することが述べられていました.

次に山下くんの進捗報告がありました.光ファイバ振動実験に使用する固定器具を完成させ,次はSLM(空間位相変調器,光の振幅や位相などを変化させる器具)を固定する器具の作成に取り掛かっているようでした.中間発表までに実験に取り掛かることを目標として急ピッチで作業を進めるようです.
続いて市川先輩の進捗報告がありました.前回から引き続き有線・無線ネットワークのルーティングプログラムを作成しており,進捗として輻輳の再現が行われていました.次は何らかの方法を用いてロスが少ない自動ルーティング(輻輳状況に応じて有線無線のどちらでデータを送るか)を行うことが目標とされていました.
最後に間宮先輩の進捗報告がありました.間宮先輩は今週末からドイツへ渡航し海外の学生・教授陣とプレゼンや交流を行ってくるため,先輩が帰国次第お話など聞いて参考にしたいなと思います.

今回の内容は以上になります！自分は来週進捗報告＋論文紹介,再来週は中間発表と中々なハードスケジュールが続きますがなんとか頑張りたいと思います.
(文責 河合)

11月11日に第25回ゼミを行いました！今回の内容は山下くんと市川先輩の論文紹介,澤田くん・原田くん・安藤先輩からの進捗報告,安藤先輩の海外渡航報告の3点です.

初めに山下くんからの論文紹介がありました.波面収差(光路の屈折率が一定でないことなどで起こる,観測時の歪みや焦点ズレ)を機械学習で補正しようという内容で,機械学習の過程での補正や計算などがかなり難しい内容となっていました.これにより,ごく薄い(=光をほぼ全て透過してしまい焦点が合いづらい)物体などを観察できるようになるようです(教授談).通信とは一見関係なさそうな分野まで何でも知っておられる教授の見識の広さを改めて感じました.
次に市川先輩からについての論文紹介がありました.diffserv(通信においてデータパケットを区別・優先順位付けする仕組み)を機械学習を用いて発展させたL-diffservの性能評価についての論文で,diffservの欠点であった静的である(データが送られてくるたびその都度作業を行う必要がある)という点を解消し動的(≒自動)なルーティングを実現した点がL-diffservの利点だという内容でした.今後もデータ量が増加していくにつれ処理に時間がかかってしまうため,この論文などのように機械学習などを用いて計算コストを減らす取り組みが今後重要になっていくと感じました.

次は澤田くんからの進捗報告でした.以前の論文紹介で取り上げたトーンインジェクション(電力の高い特定の周波数帯に信号を追加し,ピーク電力を抑える方法)の導入に取り組み,PAPRを11.8dB→10.02dBまで削減することに成功していました(単位がdBなので分かりづらいですが結構下がっています).ただしこの方法は平均電力を上げるというデメリットもあり,ここのバランスをどうするかについて悩んでいるようでした.
次は原田君からの進捗報告でした.レーダーの観測結果と理論値(レーダー方程式で求まるもの)が合わないことが問題のようでしたが,縦軸を振幅→電力に合わせたり,使用機器の抵抗値分だけ測定値に乗算してあげたりなどで実験結果と理論値を一致させることができそうだと教授からアドバイスを頂いていました.これで上手くいくといいなと思います.
最後に安藤先輩からフィリピンでの発表の報告+進捗報告がありました.フィリピンのアテネオ大学というところで研究室見学や講演会の傍聴,先輩自身の研究プレゼンなどをすべて英語で行ってきたことを報告していました.来年には自分たちも同じようなことをするのだと考えると今のうちから英語などには慣れておかないといけないなと感じました.
進捗報告としては前回から引き続きサーバーとクライアントの時刻同期の問題で,今度は通常の誤差(300msほど)とは別に周期的に1秒の誤差が現れるという謎の現象が現れていました.問題を解決するとまた別の問題が発生するという厳しい状況のようですが,1つずつ問題を解決していく姿を僕も見習っていきたいと感じます.

今回のゼミの内容は以上です！ついに中間発表まで3週間となりましたが進捗が早くも怪しいです.11月は教授が不在の日も多いですが,教授に頼りきりにならず自分で考える訓練の良い機会だと前向きにとらえて頑張ります(とはいえ一人でやるには限界もあるので,適度に先輩や教授を頼ろうと思います).

(文責 河合)

　10月28日に第23回のゼミを行いました.今回の内容は僕と有地先輩の論文紹介,原田くんと山下くんと間宮先輩の進捗報告です！

　はじめに僕の方から論文紹介を行いました.内容は複数の等化(受信時に行う,種々の雑音を除去する作業)方法の比較でした.内容をなぞることは比較的簡単だったのですが,発表後の教授との会話を通じ,少し掘り下げた部分について理解が足りていないなと感じました.論文発表後には毎回言っている気がしますが,もっと原理部分から理解できるよう勉強を頑張りたいです.
　次に有地先輩からの論文紹介がありました.PAPR(ピーク比平均電力比.おおよそ消費電力に比例するため低い方が良い)の低い方式であるRoC-ACO-OFDMについての論文で,①低PAPR,②できるだけ信号をカットしない,を両立するための方法が解説されていました.実際に使うにあたってどの程度のPAPRを想定しているのか,パラメータの設定をどうすれば良いのかなどについて教授と議論を行っていました.

　次に原田くんからの進捗発表がありました.ブックスタンドを対象物と仮定してレーダーで検出し,得られた結果(受信電力など)をレーダー方程式に代入して理論通りの結果が得られているか確かめる作業を行っていました.その結果ある点だけ値がおかしいことに気づき,今後その原因について考えていくようでした.
　次は山下くんからの進捗発表でした.スターラー(実験装置に振動を与える装置)の目盛りが具体的に何Hzに対応するかの測定や,それを使って特定周波数を実験装置に掛けその上でデータを送信した際の波形への影響確認,波形発生器(red pitaya)の使い方の勉強などを行っていました.今後はこれらの結果を基にOFDM信号の生成に挑戦していくようでした.
　最後に間宮先輩の進捗報告がありました.実験に使用するプリント基板の設計や偏波制御プログラムの高速化を行っており,これからプログラム実行時間を大幅に短縮して実行時間1msを目指すようでした.

　今回のゼミの内容は以上になります.卒論の中間発表が12月初めにほぼ決定したため,あと1ヶ月で発表に堪えられる結果を出せるよう研究に邁進していきます.
(文責 河合)

10月15日に第21回のゼミが行われました！今回の内容は安藤先輩と原田くんの論文紹介,山下くんと市川先輩の進捗報告の2つです.

まず初めに安藤先輩の論文紹介がありました.SiPhONという車載光ネットワークの仕組みについての論文で,高信頼性かつ低コストな配線方法が紹介されていました.但し制御用装置が中心部の1つしかなく,(このことで低コストや高信頼性を実現しており,その対価として)中心部からの指示が来るまで末端部では何もできず,結果として末端部でのデータの送受信に遅延が発生してしまうことが欠点として挙げられていました.

次に原田くんからの論文紹介がありました.FMCWという自動運転に必要不可欠なレーダーについての論文で,帯域幅やシチュエーション(車両や歩行者の配置)を変化させてシミュレーションを行い,できるだけ分解能の高いレーダーを得ようという論文でした.FMCWを使っていくにあたり,原理部分をもっと勉強して理解することが次の目標のようでした.

次に山下くんからの研究進捗報告がありました.光ファイバを車載用に使う上で,まずは車内環境を模擬するために光ファイバを振動させる装置を作成していました.今回の装置は比較的単純なものでしたが,今後は振動以外も模擬できるようにより複雑な装置の作成を目標としているようでした.

最後に市川先輩からの進捗報告がありました.通信路をわざと輻輳させ,そのうえでデータを送信して劣化具合を調べるプログラムを作成したもののうまく動作していませんでした.次の目標はこのエラーの解消,及び有線・無線の2通りのルートを作成しデータの品質を比較してみることのようでした.

今回のゼミの内容は以上となります！B4も研究が本格的に始まってきたということで,次回からはB4の進捗報告が2人ずつとなり順番的に僕が進捗報告となります、、良い発表ができるよう研究頑張りたいと思います、、
(文責 河合)

9月24日に第19回のゼミが行われました！今回の内容は僕と有地先輩の論文紹介,澤田くんと間宮先輩の進捗報告の2つです.

はじめに僕の方から論文紹介を行いました.MIMO通信において様々なイコライザー(通信経路においてどうしても周波数成分ごとに損失が起きてしまうため,それを補償する機器)を用いて性能比較を行う論文を紹介しました.しかし結果の話以前に,使用したイコライザーがどのような原理で動いているのか質問された際に答えに詰まってしまい自分の理解不足を実感しました.もっと勉強します.
次に有地先輩からの論文紹介がありました.OFDM(信号を直交させることで,単一周波数帯に複数信号を混ぜた伝送を可能にする技術)においてAlamouti符号,繰り返し符号(符号化(データを0と1に変換すること)の手法)の性能差を比較した論文で,一概にどちらが優れているのではなく条件によって使い分けた方が良いという内容でした.

次に澤田くんから進捗発表がありました.OFDM信号をテラヘルツ帯というとても周波数の高い領域で送る研究で,まずOFDM信号を作る部分についてプログラミングを行ったことを報告していました.様々な方法がある中で,教授から今回のものとは違う方法を提案されており今後はそちらの実装を目指すようでした.
最後に間宮先輩の進捗報告がありました.前回作成したアンプ(信号増幅器)の動作を入力信号を変えながらテストしていました.様々なトラブルがあったようでしたがそれに対する原因の推定も行われていて,正しい動作が得られるまでトライアンドエラーの繰り返しとなりそうでした.

今回のゼミの内容は以上です！研究がようやく始まったばかりですが,中間発表も控えているためゆっくりしてはいられません.ちゃんと進捗を生めるよう日々頑張りたいと思います.

(文責 河合)