研究者詳細 - 山里　敬也

論文 - 山里　敬也

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高度道路交通システムのための可視光通信におけるブロックマッチングを用いた複数情報源の認識手法査読有り

白木康建, 山里敬也, 荒井伸太郎, 圓道知博, 岡田啓, 藤井俊彰

電子情報通信学会技術研究報告. USN, ユビキタス・センサネットワーク : IEICE technical report 111 巻 ( 134 ) 頁： 73 - 78 2011年7月

掲載種別：研究論文（学術雑誌）出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会

LEDを高速点滅させることで情報伝送を行う可視光通信において,LED信号機やLEDテールランプから車両へ情報伝送を行う高度道路交通システム(ITS)のための可視光通信が注目されている.本研究では,ITSのための可視光通信において,自車に搭載された高速度カメラで複数情報源を同時に認識する状況を想定する.複数情報源を区別するためにブロックマッチングに基づく高速認識手法を提案し,走行環境を模擬した静止実験により提案手法の性能を評価する. Visible light communication systems which enable data transmission by blinking LEDs at fast rate attract attention for their applications to Intelligent Transport Systems (ITS). In this paper, we assume that there are multiple information sources and we recognize them with on-vehicle high-speed camera in such systems. To distinguish multiple sources, we propose multiple sources recognition method based block matching. We evaluate the proposed method by performing experiments.

Visible Light Communication and Its Application to ITS

T. Yamazato

International Symposium on Emerging Short Range Communications 頁： - 2011年6月

高速移動環境下における陪直交周波数分割のガウスパルス形状の最適化

五藤大介，山里敬也，モンゴルバヤルプレブ

電子情報通信学会技術研究報告 RCS2011-06 巻頁： 221-226 2011年6月

記述言語：日本語

本研究では，高速移動環境下での時間-周波数分散通信路におけるシンボル間干渉(ISI)とキャリア間干渉(ICI)の低減を目的として，高速伝送方式の一つである陪直交周波数分割(BFDM)に着目する．時間-周波数分散通信路において，干渉の低減は信号のパルス形状に依存する．BFDMはパルス設計の自由性が高く，時間-周波数の制限性の高いガウスパルスを用いることができるため，干渉低減に有効な通信方式と考えられている．しかし，通信路によって干渉特性が異なるため，干渉を抑えることができるガウスパルス形状の選択を行う必要がある．本研究では，ガウスパルス形状の最適化として，送受信機パルスの不確定性関数の比を最大化する方法を提案する．シミュレーション結果より，提案手法がBFDMの最適化に有効であることを示す．さらに，時間-周波数分散通信路において提案するBFDMが従来のOFDMより耐干渉特性が向上することを示す．

[依頼講演] 可視光通信でできること,できないこと LED アレイと高速度カメラを用いた路車間可視光通信の研究から分かったこと招待有り

山里敬也

電子情報通信学会技術研究報告 RCS2011-49 巻頁： 85-90 2011年6月

担当区分：筆頭著者記述言語：日本語

筆者等は，これまでLED信号機に見立てたLEDアレイからデータ伝送を行い，車輌に搭載した高速度カメラで取得した画像からデータ復調を行う，路車間可視光通信の研究を行ってきた．特徴としては，近距離と遠距離とでデータレートの異なる情報の重畳伝送ができる点である．これまで，110m先からテキスト情報を交差点付近では音声情報の伝送に成功している．本稿では，筆者等がこれまで取り組んできた路車間可視光通信を紹介すると共に，電波を利用した無線通信との違いにフォーカスをあて，私見も交えて述べていく．

可視光通信でできること, できないことLEDアレイと高速度カメラを用いた路車間可視光通信の研究から分かったこと査読有り

山里敬也

電子情報通信学会技術研究報告. RCS, 無線通信システム 111 巻 ( 94 ) 頁： 85 - 90 2011年6月

掲載種別：研究論文（学術雑誌）出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会

筆者等は,これまでLED信号機に見立てたLEDアレイからデータ伝送を行い,車輌に搭載した高速度カメラで取得した画像からデータ復調を行う,路車間可視光通信の研究を行ってきた.特徴としては,近距離と遠距離とでデータレートの異なる情報の重畳伝送ができる点である.これまで,110m先からテキスト情報を交差点付近では音声情報の伝送に成功している.本稿では,筆者等がこれまで取り組んできた路車間可視光通信を紹介すると共に,電波を利用した無線通信との違いにフォーカスをあて,私見も交えて述べていく. We are conducting a study on visible light communications (VLC) using an LED traffic light and a high-speed camera equipped in a vehicle. Since we use the camera, we can capture and record surround images of the vehicle while receiving the data transmitted from the LED traffic light. This paper introduces the VLC system we are working on.

高速移動環境下における陪直交周波数分割のガウスパルス形状の最適化によるISI/ICIの低減査読有り

五藤大介, 山里敬也, モンゴルバヤルプレブ

電子情報通信学会技術研究報告. RCS, 無線通信システム 111 巻 ( 94 ) 頁： 221 - 226 2011年6月

掲載種別：研究論文（学術雑誌）出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会

高速移動環境下で想定される時間-周波数分散通信路では、シンボル間干渉(ISI)とキャリア間干渉(ICI)の低減は信号のパルス形状に依存する.陪直交周波数分割多重(BFDM)は自由なパルス設計ができることから、当通信路に対して有効な変調方式である.よってBFDMは時間-周波数制限性の良いガウスパルスを用いることができる.しかし、ガウスパルスの形状は全ての通信路で最適であるとは限らない.本稿では、通信路に対する最適なガウスパルス形状を、パルスの不確定性関数の比を最大にすることで行う.シミュレーション結果より、提案手法はガウスパルス形状の最適化に有効であることを示す. In highly mobile environments assumed time-frequency dispersive channels, reducing intersymbol interference(ISI) and intercarrier interference (ICI) depends on the signal pulse shape. Biorthogonal Frequency Division Multiplexing (BFDM) is an efficient modulation in terms of designing pulses flexibly. So BFDM can use Gaussian pulse which is a time-frequency well localized. However, the Gaussian pulse shape is not optimized in every channel. In this paper, we optimize the Gaussian pulse shape against the channels by maximizing the ratio of the ambiguity function of the pulses. Numerical result show that the proposed method is effective for the optimization of the Gaussian pulse shape.

Erasure coding for road-to-vehicle visible light communication systems 査読有り

Okada H.

2011 IEEE Consumer Communications and Networking Conference, CCNC'2011 頁： 75 - 79 2011年6月

[Tutorial] Visible Light Communications 招待有り査読有り

T. Yamazato, S. Haruyama

IEEE International Conference on Communications 頁： CD-ROM 2011年6月

担当区分：筆頭著者記述言語：英語

Visible light communications (VLC) is the latest optical wireless communications technologies that uses low-power light emitting diodes, or LEDs, not only to provide light but also to broadcast data. LEDs are extremely energy-efficient and predicted to become widespread in general lighting application. It is expected that LED market will reach $29 billion in 2017 that is comparable to today's NAND and DRAM markets [1]. Because LED is a solid-state lighting device, it can be modulated at high-speed compared with other lighting sources. VLC uses LEDs, which send data by flashing light at speeds undetectable to the human eye.

The pioneer of VLC using LEDs is Professor Masao Nakagawa of Keio University. His first paper on this subject appeared in the early 2000, together with his successor Prof. Shinichiro Haruyama, the instructor of this tutorial. Later in 2003, he formed Visible Light Communication Consortium (VLCC). Now VLCC is lead by Prof. Haruyama. Please see the following video, an interview of Prof. Haruyama about VLC, which has been broadcast by NHK World in June 4, 2009. http://www.naka-lab.jp/movie/nhk_world.wmv

So far various experimental VLC systems and prototypes are demonstrated. Such includes 4.8kbps visible light ID as an infrastructure to mobile-terminal application, independent sound transmission through RGB visible lights and 100Mbps VLC wireless LAN system. Using LED array, the data rate of 1 Gbps achieved by Keio University (Prof. Haruyama) that is the fastest at the moment [1]. In terms of longer range, there has been a demonstration by VLCC that achieved 1kbps transmission of the distance 2km, that is the world's longest distance for VLC. Samsung and ETRI are also active in developing VLC applications. They have demonstrated 120Mbps full duplex mobile-to-mobile transmission and 100Mbps signboard transmission. Please see the following video of Nakagawa lab. http://www.youtube.com/watch?v=QEh5f49LsB4

Widespread use of LEDs in traffic applications and growing interest in Intelligent Transport System (ITS) presents an opportunity for VLC. Data transmission using LED traffic lights, LED road illumination, and LED brake lights are typical application. Dr. Yamazato, the instructor of this tutorial, is a leader in VLC application to ITS and he recently achieved 16kbps data transmission and distance up to 70m in a driving situation with a vehicle moving with 30km/h. Today VLC using LED is a hot topic and VLC projects have been initiated in Europe and US. In 2006 Siemens launched VLC project. Later in 2008, European Commission established OMEGA project with a consortium of 20 European partners from industry and the scientific community [3]. Meanwhile, in 2008, the US National Science Foundation has approved a grant of $18.5 million to help establish and the Engineering Research Center focuses on VLC. The members of the Center include the Rensselaer Polytechnic Institute in New York, Boston University and the University of New Mexico. The University of California also have launched five-year research project called the Ubiquitous Communication by Light (UC-Light) that is founded with $3.5 million from the University. The project is anticipated to begin in 2009 and run for five years.

VLC is in the process of standardization by the IEEE 802.15 TG7 and VLCC as well as other standard organizations. The first VLC specification standard was released from JEITA in conjunction with VLCC in 2007. Later in 2008, VLCC released their first specification standard adopting and expanding the IrDA physical layer. IrDA transceiver transmission wavelength (IrDA physical layer) is expanded to accommodate the visible light wavelength. By adapting this specification, the existing IrDA optical modules can be used for VLCC data transmission with slight modification. In January 2009, IEEE 802.15 (Wireless Personal Area Networks) Task Group 7 (Visible Light Communication) has been launched. At the 6th meeting held in November 2009 they adopted the baseline draft text for the development of the 802.15.7 standard.

The goal of this tutorial is to introduce current VLC technology and its trends. Starting with an overview of VLC, participants will learn basics of VLC, on-going standardization activities and VLC. We will provide some experimental results and furthermore detail to enhance VLC application.

可視光通信のITSへの応用招待有り

山里敬也

高速光空間通信網推進協議会, 第6回セミナー講演資料頁： - 2011年6月

担当区分：筆頭著者記述言語：日本語

我々はLEDアレイと高速度カメラを用いた路車間可視光通信についての検討を進めている。この発表では、これまでの研究成果を紹介するとともに、可視光通信をITSへ応用するにあたり分かってきたいくつかのことを、電波を利用した無線通信と比較して私見も交えて紹介する。

［招待講演］LEDアレーと車載高速度カメラを用いた路車間可視光通信招待有り

山里敬也

電子情報通信学会技術研究報告 AN2011-5 巻頁： 21-26 2011年5月

担当区分：筆頭著者記述言語：日本語

我々は、現在急速に普及しつつあるLED式交通信号機から走行中の車輌に向かってデータ伝送を行う路車間可視光通信の検討を行っている。具体的には、LED式交通信号機に見立てたLEDアレイ（送信機）の各々のLEDを、人の目には見えないほど高速に点滅させることでデータ伝送を行い、車輌に搭載した高速度カメラで撮影した画像を用いてデータ受信を行う。カメラを用いているため、車輌前方の画像をリアルタイムに表示・録画しながらのデータ受信が可能となる。本稿では、この路車間可視光通信について紹介する。

衛星地上統合移動通信システムにおける動的資源割当による周波数利用効率の改善査読有り

阿萬友洋, 山里敬也

電子情報通信学会論文誌 J94-B 巻 ( 3 ) 頁： 373-382 2011年3月

記述言語：日本語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

衛星移動通信システム及び地上移動通信システムの相互補完のため衛星地上統合移動通信システムが注目されている．同システムでは同一携帯端末で衛星移動通信システムと地上移動通信システムを利用することができるのでいつでもどこでも安定した通信を提供可能である．また周波数帯域の有効利用のため衛星移動通信システム及び地上移動通信システムで同一周波数を共用する．しかし衛星移動通信システム及び地上移動通信システムではトラヒックが異なり，多くの呼損が発生すると考えられる．呼損の発生によって高い周波数利用効率の達成が困難である．そこで本論文では衛星移動通信システム及び地上移動通信システムではトラヒックに応じて動的に帯域を割り当てる動的帯域幅割当を衛星地上統合移動通信システムに適用し，周波数利用効率の改善を考える．本論文では動的帯域幅割当手法として逐次型帯域幅割当手法を提案する．逐次型帯域幅割当手法とはトラヒックと既に割り当てられている帯域から逐次的に帯域を割り当てていく手法である．提案手法によって帯域を固定とする固定帯域幅割当手法に比べ高い周波数利用効率を達成できることをシミュレーションによって確認した．

TDOA UWB Positioning with Three Receivers Using Known Indoor Features 査読有り

J. Kietlinski-Zaleski, T. Yamazato

電子情報通信学会英文論文誌 E94-A 巻 ( 3 ) 頁： 964-971 2011年3月

記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

Ultra-Wideband is an attractive technology for short range positioning, especially indoors. However, for normal 3D Time Difference of Arrival (TDOA) positioning, at least four receivers with an unblocked direct path to the transmitter are required. A requirement that is not always met. In this work, a novel method for TDOA positioning using only three receivers is presented. TDOA positioning with three receivers is possible by exploiting the knowledge of some of the indoor features, namely positions of big flat reflective surfaces, for example ceiling and walls. The proposed method was verified using data from a measurement campaign.

可視光通信のための高速度カメラ画像処理を用いたLED信号機検出査読有り

Premachandra H. Chinthaka N., Yendo Tomohiro, Tehrani Mehrdad Panahpour, YAMAZATO Takaya, OKADA Hiraku, FUJII Toshiaki, TANIMOTO Masayuki

映像情報メディア学会誌 : 映像情報メディア = The journal of the Institute of Image Information and Television Engineers 65 巻 ( 3 ) 頁： 354 - 360 2011年3月

掲載種別：研究論文（学術雑誌）出版者・発行元：一般社団法人映像情報メディア学会

We propose a visible light road-to-vehicle communication system at intersections as an ITS(Intelligent Transport System) technique. In this system, the communication between a vehicle and an LED traffic light is conducted using an LED traffic light as a transmitter and an on-vehicle high-speed camera as a receiver. The LEDs in the transmitter emit light at high frequency, and those emitted light is captured by the high-speed camera for communication. Here, the luminance value of the LEDs in the transmitter should be captured in consecutive frames to achieve communication. For this purpose, first the transmitter should be found, and then it should be tracked in consecutive frames while the vehicle is moving by processing the images from the high-speed camera. In this paper, we propose new algorithms for finding and tracking the transmitter, which result in increased communication speed and data rate compared to the previous methods. Experiments using appropriate images showed the effectiveness of the proposals.

DOI： 10.3169/itej.65.354

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衛星地上統合移動通信システムにおける動的資源割当による周波数利用効率の改善査読有り

阿萬友洋, 山里敬也

電子情報通信学会論文誌. B, 通信 = The transactions of the Institute of Electronics, Information and Communication Engineers. B 94 巻 ( 3 ) 頁： 373 - 382 2011年3月

掲載種別：研究論文（学術雑誌）出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会

衛星移動通信システム及び地上移動通信システムの相互補完のため衛星地上統合移動通信システムが注目されている.同システムでは同一携帯端末で衛星移動通信システムと地上移動通信システムを利用することができるのでいつでもどこでも安定した通信を提供可能である.また周波数帯域の有効利用のため衛星移動通信システム及び地上移動通信システムで同一周波数を共用する.しかし衛星移動通信システム及び地上移動通信システムではトラヒックが異なり,多くの呼損が発生すると考えられる.呼損の発生によって高い周波数利用効率の達成が困難である.そこで本論文では衛星移動通信システム及び地上移動通信システムではトラヒックに応じて動的に帯域を割り当てる動的帯域幅割当を衛星地上統合移動通信システムに適用し,周波数利用効率の改善を考える.本論文では動的帯域幅割当手法として逐次型帯域幅割当手法を提案する.逐次型帯域幅割当手法とはトラヒックと既に割り当てられている帯域から逐次的に帯域を割り当てていく手法である.提案手法によって帯域を固定とする固定帯域幅割当手法に比べ高い周波数利用効率を達成できることをシミュレーションによって確認した.

TDOA UWB Positioning with Three Receivers Using Known Indoor Features 査読有り

Kietlinski-Zaleski Jan, Yamazato Takaya

IEICE TRANSACTIONS ON FUNDAMENTALS OF ELECTRONICS COMMUNICATIONS AND COMPUTER SCIENCES E94A 巻 ( 3 ) 頁： 964 - 971 2011年3月

記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会

DOI： 10.1587/transfun.E94.A.964

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陪直交周波数分割多重方式(BFDM)における不確定性関数を用いたガウスパルスの最適化

五藤大介, 山里敬也, モンゴルバヤルプレブ

電子情報通信学会総合大会 B-5-28 巻頁： 414 2011年2月

記述言語：日本語

高速伝送方式のひとつである陪直交周波数分割多重(BFDM)は，送信パルスに時間周波数制限性のよいガウスパルスを用いることで，シンボル間干渉(ISI)とキャリア間干渉(ICI)の低減が期待できる．本研究では，時間-周波数空間でのガウスパルスの拡がりによる特性の変化に基づき，通信路に適したパルス設計を考察する。

時間空間相関のある情報のターボ符号化圧縮・統合誤り訂正復号に関する一検討

小林健太郎，山里敬也，片山正昭

電子情報通信学会総合大会 B-20-15 巻頁： 610 2011年2月

記述言語：日本語

センサネットワークでは，他ノードの観測データとの間に生じる空間的な相関だけでなく，各ノードにおいて以前の観測データとの間に生じる時間的な相関の両方を含んだデータを送信していることが一つの特徴である．ただし，ノードは自身のデータから時間相関を知ることはできても，他のノードとの空間相関を容易に知ることはできない．一方，データの収集局では時間相関も空間相関も知ることができる．ただし，時間相関を持つデータを情報源符号化（圧縮）して送信した場合，そのままでは時間相関も空間相関も収集局側で利用できない．

本稿では，情報源符号化の代わりにパンクチャターボ符号を用いて送信データの圧縮を行う．これにより，空間相関と時間相関を利用した誤り訂正復号（統合復号）を可能とする．

LEDアレイと高速度カメラを用いた路車間可視光通信のための通信路モデル

小澤俊之，名倉徹，山里敬也，圓道知博，藤井俊彰，岡田啓

電子情報通信学会総合大会 A-17-6 巻頁： 252 2011年2月

記述言語：日本語

LED アレイと高速度カメラを用いた路車間可視光通信による安全運転支援情報の提供を目的とした研究を行っている．このシステムの実現のためには送受信機間距離の増加に伴う受信画像の劣化が問題となる．これは隣接するLED が互いに干渉し受信されることが原因として考えられる．そこで本稿では干渉の影響を考慮した通信路モデルを作成し，LED の点光源を用いて通信路特性を実験的に測定しその伝達関数を求めた。

B-20-15 時間空間相関のある情報のターボ符号化圧縮・統合誤り訂正復号に関する一検討(B-20.ユビキタス・センサネットワーク,一般セッション) 査読有り

小林健太郎, 山里敬也, 片山正昭

電子情報通信学会総合大会講演論文集 2011 巻 ( 2 ) 2011年2月

B-5-28 陪直交周波数分割多重方式(BFDM)における不確定性関数を用いたガウスパルスの最適化(B-5.無線通信システムA(移動通信),一般セッション) 査読有り

五藤大介, 山里敬也, モンゴルバヤルプレブ

電子情報通信学会総合大会講演論文集 2011 巻 ( 1 ) 2011年2月

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<山里 敬也>

論文 - 山里 敬也

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