実海域実験

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ム番号を指定して，そのフレームの「再送」だけを要求する。このように，実行することにより，そのス ループットを向上させるようにしている。Fig.5-4で示されたHDLCプロトコルに基づくフレーム形式に 従って，各コマンドとデータ項目は構成されている。

本システムは電源にリチウム一次電池を用いる。バッテリパックは，±12V DCの電圧で，2.3 kWh の容量がある。パックの構成は，4直列14並列とし，計56本のDセルのリチウム電池からなる。またこ のバッテリパックは並列接続が可能な構成としており，係留期間，伝送データ量，データ伝送間隔等 に合わせて，電池容量を設定することを可能としている。さらに，電力消費を抑えるために，接続状 況により自動的に，音響送波出力を自動的に増減させる。この出力の1回の増減の量はワット数を 0.5 W単位で指定することができる。

最大送波出力（20 W）においても誤りが発生した。さらに，「再送」が頻繁に実行された。しかしなが ら，「再送」を実行することによって，最終的にすべてのデータを受信することができた。Fig.5-7はこ の実験におけるデータ伝送の結果を示している。横軸はSNR，縦軸は誤り率である。

本実験においては，全部で53回の通信を行った。1回あたりの伝送データ量は，250 ～ 15,000 バイトであった。16.2 dBのSNRが確保された場合には，誤りは発生しなかった。また，SNRが 14 dB 以下であった時には，誤りが発生し，「再送」要求を実行した。

R/V KAIYO PC

500m

Depth : 3,500m 1,700m

Master station

2nd station 3rd station

500m

Fig.5-5. Layout of the sea experiment.

-1000 0 1000 2000

-3000 -2000 -1000 0 1000 2000

X [m]

Y [m]

26th 15:40 26th 18:39

26th 06:46

26th 14:54 27th 11:44

26th 11:08

26th 12:14 27th 08:29

:Installed position of the 2nd station.

:The wake of R/V KAIYO. (master station)

Fig.5-6. Wake of the ship as the position of the master station.

(X-Y origin: Moored position of the 2nd station.)

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10^-3 10^-2 10^-1 10⁰

6 8 10 12 14 16 18 20

Frame Error Rate Bit Error Rate

SNR [dB]

Fig.5-7. Error rate – SNR characteristics.

中継伝送の第1従局と第2従局の間のスラントレンジは，約3,240 mであった。この間の通信は，14

～16 Wの音響出力でSNRが 16 dB以上確保され，ほとんどエラーはなかった。ただし，第1従局と 主局間でSNRが下がり，第1従局と主局の間で再送を繰り返す時があった。

また，この実験機には，SNR計測ユニットがインストールされており，この装置の通信帯域における SNRを測定した。20 kHzの正弦波を送波してこれを受信した部分を信号レベルとし，その後の無音 部分の受信レベルを雑音レベルとした。Fig.5-8に，Fig.5-5における主局と第1従局間でのSNR測定 の結果を示す。グラフは音響出力を 20 Wに換算してプロットしたものである。海域実験の間，主局 と第1従局の両方において，雑音レベルは安定していた。Fig.5-7とFig.5-8から，この装置を用いた音 響通信が，鉛直から40°，スラントレンジで 4,000 mの範囲で可能であることが分かる。

主局の吊下深度を約 30 mとした時，SNRはおよそ 10 dBと非常に低くなり，誤りが増加した。これ は，船体放射雑音及び海面雑音の影響であると考えられる。この装置の場合では，主局は下向きの コーン型のビームパターンを持っているにもかかわらず，船舶から 100 m以上離して吊り降ろさなけ ればならないことが分かった。しかしながら，主局と船上局との間は電流ループを用いることにより

ディジタル通信が行えるので，簡単なウィンチとロープを使用して音響通信を行うことが可能である。

以上，FSK変調方式により，HDLC半二重パケット伝送プロトコルを用いた音響通信装置を開発し た。この装置を用いた実海域実験を実施し，約 4,000 m（垂直から約40度の範囲）のスラントレンジ において，20 Wの音響出力で，1,250 bpsの通信を行うことができることを確認した。また，中継伝送 についても海域でデータを転送できることを確認した。中継伝送機能を持たせた音響通信装置は，

この時点で他には存在しなかった。