特許 7017367 パラメトリック方式を用いた水中音響ＭＩＭＯ通信システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-01-31

(45)【発行日】2022-02-08

(54)【発明の名称】パラメトリック方式を用いた水中音響ＭＩＭＯ通信システム

(51)【国際特許分類】

   H04B 11/00 20060101AFI20220201BHJP

   H04B 7/0413 20170101ALI20220201BHJP

【ＦＩ】

H04B11/00 D

H04B7/0413

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2017207077

(22)【出願日】2017-10-26

(65)【公開番号】P2019080227

(43)【公開日】2019-05-23

【審査請求日】2020-10-12

(73)【特許権者】

【識別番号】000209751

【氏名又は名称】池上通信機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100145470

【弁理士】

【氏名又は名称】藤井 健一

(72)【発明者】

【氏名】井戸口 勇介

【審査官】鴨川 学

(56)【参考文献】

【文献】特開昭６３－２０８３３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１２／０００８４６３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２００７－２２８１７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２００８／０５９９８５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開平０２－２５３８００（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－２４４４４５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０４Ｂ １１／００

Ｈ０４Ｂ ７／０４１３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数のパラメトリック送波器と、送信する単一のベースバンド信号をＡＳＫ変調した周波数ｆ_１の変調波と、周波数ｆ_２ の搬送波を前記パラメトリック送波器に１次波として送波させる送信回路と、前記パラメトリック送波器によって送波された１次波と、当該１次波により生じる結合波である前記１次波の周波数の差音（ｆ_２－ｆ_１）と、和音（ｆ_２＋ｆ_１）を２次波として受波可能とする複数のパラメトリック受波器と、前記パラメトリック受波器が受波した１次波及び／又は２次波をベースバンド信号に変換する受信回路と、を備えることを特徴とするパラメトリック方式を用いた水中音響ＭＩＭＯ通信システム。

【請求項2】

前記２次波は、前記１次波である搬送波と変調波が、水中の非線形性による歪みで自己復調されることにより生じる変調波の包絡線情報を含んだ差音（ｆ_２－ｆ_１）と、和音（ｆ_２＋ｆ_１）であることを特徴とする請求項１記載のパラメトリック方式を用いた水中音響ＭＩＭＯ通信システム。

【請求項3】

前記受信回路は、前記パラメトリック受波器が受波した１次波及び／又は２次波について包絡線検波を行い、当該１次波及び／又は２次波が含む包絡線情報を取り出すことで、前記１次波及び／又は２次波をベースバンド信号に変換するものであることを特徴とする請求項２記載のパラメトリック方式を用いた水中音響ＭＩＭＯ通信システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、水中での音響通信の通信品質を向上させるパラメトリック方式を用いた水中音響ＭＩＭＯ通信システムに関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来から、海中における無線通信技術は、ＡＵＶ（Autonomous Underwater Vehicle）を用いた沈没船探査や、深海生物調査、海底調査・地質調査、海底資源探査などに役立っている。本国においては、水深７００～１８００ｍ地点に海底熱水鉱床や、マンガン団塊、メタンハイドレートの存在が確認されており、探査と探索、開発が進められている。

【0003】

また、探査には、海中における伝搬減衰が電波や可視光より小さい音波を用いるＳＯＮＡＲ（SOund Navigation And Ranging）が使用される。このＳＯＮＡＲを用いた探査方法には、数百ｋＨｚの音波を用いて海底地形を測定するサイドスキャンソナーや、透過性の高い数十ｋＨｚの音波を用いて海底下の地層を測定するサブボトムプロファイラがある。このうち、サブボトムプロファイラは、低い周波数の音波を狭いビームで放射するために、パラメトリック方式が用いられている。

【0004】

このパラメトリック方式を利用した技術については、例えば、特許文献１に開示されている技術は、２周波の音波を同時に音場媒質に送波した時、音場媒質の非線形特性によって音波同士が相互作用を起こし、前記２周波の和と差の周波数成分を発生し、この場合の差の周波数成分が極めて鋭い指向性を有する音波となるパラメトリック効果を利用している。

【0005】

また、特許文献２には、超音波を送信する超音波送波器と、該超音波送波器を周波数ｆ_ｈで励振する励振信号の生成回路と、該励振信号を該励振信号の周波数ｆ_ｈに比して充分低い繰り返し周波数ｆ_１のパルス列でパルス変調するパルス変調回路と、該パルス変調された変調信号を上記超音波送波器に導いて超音波信号を送信する送信器と、上記超音波送波器と同方向に指向して配置され、周波数ｆ_１で到来する超音波信号を受信する超音波受波器とを具備してなるパラメトリック探知装置が開示されている。

【0006】

さらに、特許文献３には、超音波信号の伝搬媒体の非直線性によるパラメトリック効果より発生する２つの高い周波数の差の低い周波数を受信し、この２つの受信信号を合成することにより目標物を探知するアクティブソーナ方式が開示されている。また、特許文献４に開示されているように、水底埋没物探査装置にパラメトリック方式による送波器と受波器を設ける技術も知られている。

【0007】

またさらに、特許文献５には、音響を用いた埋設物検出方法において、パラメトリックアレイよりなる音響センサの送波器に異なる２つの周波数の信号を印加し、音波の伝播する媒質中において前記周波数の差の周波数を有する音響ビームを形成し、前記音響ビームのビーム方向を変化させて走査し、前記音響ビームの埋設物からの反射音を検出して埋設物を検出することを特徴とする埋設物検出方法が開示されている。

【0008】

さらに、特許文献６には、音波の非線形効果を利用したパラメトリック送波器と、このパラメトリック送波器からの音波を受波する受波器を備えたソナーであって、２つの周波数の１次波信号をそれぞれ特定の高速符号で変調して前記パラメトリック送波器へ出力する送信回路と、前記受波器より検出された信号と前記送信回路の同一の高速符号との相関積分により、前記送波器より出力され被検出物より反射した信号を求める受信回路を備えたことを特徴とするパラメトリック拡散ソナーが開示されている。

【0009】

ところで、パラメトリック方式を用いた技術に、パラメトリックスピーカがある。馴染みがあるものとしては、超指向性スピーカが知られており、狭い範囲に音波を放射することができ、その鋭い指向性は、伝搬媒質の非線形性により実現できるものである。なお、音波は微小な振幅であれば伝搬媒質の非線形性は無視できるが、振幅が大きくなると非線形現象が現れることが知られており、このような音波を有限振幅音波と呼ぶ。

【0010】

１次波として有限振幅音波を２つの周波数成分ｆ_１、ｆ_２で放射すれば、各々の高調波の他に、和音ｆ_１＋ｆ_２や、差音ｆ_１－ｆ_２といった結合波が１次波のビーム内に２次的に発生する（２次波）。一般的に、周波数が低ければ指向性は広くなるが、パラメトリックスピーカでは、１次波のビームに沿って２次波が生成されるため、周波数が低い差音を鋭い指向性で放射することができる。

【0011】

１次波のビーム上に２次波の仮想音源が伝搬方向に存在すると捉えられるため、このような２次的に発生する仮想的な縦型アレイのことをパラメトリックアレイと呼ぶ。２次波は、１次波の伝搬に伴い振幅が増し、この作用は１次波の振幅が音波吸収や拡散により減衰するまで持続する。

【0012】

一般的に２次波の生成効率は１％と言われているが、２次波のうち差音は、１次波に比べ周波数が低いため音波吸収が小さく、１次波が減衰しても遠方まで伝搬する性質を持つ。このような性質から、海底探査以外にも特定の領域に音を伝えるオーディオスポットといった利用や、超音波医療などに応用されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0013】

【文献】特開昭５９－１４７２５７号公報

【文献】特開昭６３－２０４１８０号公報

【文献】特開昭６４－４７９８６号公報

【文献】特開平４－１３９８８号公報

【文献】特開平５－２２３９２３号公報

【文献】特開平９－２１１１０９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0014】

しかしながら、上記従来からの技術は、無線通信への応用はされていない。近年では、海中通信ネットワークの構築に向けた音響通信技術の関心も高まっているが、音響は電波に比べて使用可能な帯域が狭いことや、伝搬路が厳しい時間選択性と、周波数選択性を持つことから、通信速度の高速化や、信頼性の向上が難しいとされている。

【0015】

これに対し、地上の無線通信で広く使われるＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）や、ＭＩＭＯ（Multiple-Input Multiple-Output）といった通信や、信頼性を向上させる技術を適用することも考えられる（例えば、国際特許公開公報ＷＯ２００８／０５９９８５参照）。

【0016】

本発明は、上述の課題を解決するためのもので、パラメトリック方式と、ＭＩＭＯ通信技術を相適用し、水中（海中など）における音響通信の通信品質や、信頼性を向上させることができるパラメトリック方式を用いた水中音響ＭＩＭＯ通信システムを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0017】

上述の課題に対応するため、本発明は、以下の技術的手段を講じている。
即ち、請求項１記載の発明は、複数のパラメトリック送波器と、送信する単一のベースバンド信号をＡＳＫ変調した周波数ｆ_１の変調波と、周波数ｆ_２ の搬送波を前記パラメトリック送波器に１次波として送波させる送信回路と、前記パラメトリック送波器によって送波された１次波と、当該１次波により生じる結合波である前記１次波の周波数の差音（ｆ_２－ｆ_１）と、和音（ｆ_２＋ｆ_１）を２次波として受波可能とする複数のパラメトリック受波器と、前記パラメトリック受波器が受波した１次波及び／又は２次波をベースバンド信号に変換する受信回路と、を備えることを特徴とするパラメトリック方式を用いた水中音響ＭＩＭＯ通信システムである。

【0018】

また、請求項２記載の発明は、請求項１記載のパラメトリック方式を用いた水中音響ＭＩＭＯ通信システムであって、前記２次波は、前記１次波である搬送波と変調波が、水中の非線形性による歪みで自己復調されることにより生じる変調波の包絡線情報を含んだ差音（ｆ_２－ｆ_１）と、和音（ｆ_２＋ｆ_１）であることを特徴としている。

【0019】

さらに、請求項３記載の発明は、請求項２記載のパラメトリック方式を用いた水中音響ＭＩＭＯ通信システムであって、前記受信回路は、前記パラメトリック受波器が受波した１次波及び／又は２次波について包絡線検波を行い、当該１次波及び／又は２次波が含む包絡線情報を取り出すことで、前記１次波及び／又は２次波をベースバンド信号に変換するものであることを特徴としている。

【発明の効果】

【0020】

本発明によれば、パラメトリック方式と、ＭＩＭＯ通信技術を相適用することにより、水中においても音響通信の通信速度の高速化や、通信の信頼性の向上を図ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明に係るパラメトリック方式を用いた水中音響ＭＩＭＯ通信システムの実施形態における構成概略図である。

【図2】本発明に係るパラメトリック方式を用いた水中音響ＭＩＭＯ通信システムの実施形態によるシミュレーションにおけるＭＩＭＯシミュレーション諸元を示した表である。

【図3】本発明に係るパラメトリック方式を用いた水中音響ＭＩＭＯ通信システムの実施形態によるシミュレーションにより評価したＢＥＲ特性を示したグラフである。

【図4】本発明に係るパラメトリック方式を用いた水中音響ＭＩＭＯ通信システムの実施形態によるシミュレーションにより評価したチャネル容量を示したグラフである。

【図5】本発明に係るパラメトリック方式を用いた水中音響ＭＩＭＯ通信システムの実施形態によるシミュレーションにおける２次波生成効率を考慮した各波の伝搬損失の差を表したグラフである。

【図6】本発明に係るパラメトリック方式を用いた水中音響ＭＩＭＯ通信システムの実施形態によるシミュレーションにおける２次波生成効率を考慮した各波の伝搬損失を表したグラフである。

【図7】２×２ＭＩＭＯシステムモデルを示した構成概略図である。

【図8】本実施形態において採用されるパラメトリック方式の一連の流れを示した図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

本発明に係るパラメトリック方式を用いた水中音響ＭＩＭＯ通信システムの実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明に係るパラメトリック方式を用いた水中音響ＭＩＭＯ通信システムの実施形態における構成概略図である。符号については、１０が水中音響ＭＩＭＯ通信システム、１２がパラメトリック送波器、１４が送信回路、１６がパラメトリック受波器、１８が受信回路を示している。

【0023】

まず、本実施形態における水中音響ＭＩＭＯ通信システム１０は、複数のパラメトリック送波器１２と、送信するベースバンド信号をＡＳＫ変調した周波数ｆ_１の信号を変調波として、さらに、周波数ｆ_２の信号を搬送波として、それぞれパラメトリック送波器１２に１次波として送波させる送信回路１４を備えている。なお、上記周波数は、ｆ_１＜ｆ_２の関係である。

【0024】

さらに、パラメトリック送波器１２に送波された１次波と、当該１次波により生じる結合波である１次波の周波数の差音（ｆ_２－ｆ_１）と、和音（ｆ_２＋ｆ_１）を２次波として受波可能とする複数のパラメトリック受波器１６と、パラメトリック受波器１６が受波した１次波及び／又は２次波をベースバンド信号に変換する受信回路１８を備えている。

【0025】

続いて、本実施形態における水中音響ＭＩＭＯ通信システム１０について詳細に説明する。まず、本実施形態における水中音響ＭＩＭＯ通信システム１０は、水中（海中など）にて用いられるもので、図１に示すように、送波側（図中、左側）と受波側（図中、右側）との間で、音波によるＭＩＭＯ通信システムを採用しているものである。

【0026】

送波側では、送信回路１４が、送波するベースバンド信号をＡＳＫ変調することで周波数ｆ_１の信号を変調波とし、さらに、周波数ｆ_２の信号を搬送波とする処理を行い、パラメトリック送波器１２にこれらを１次波として送波させる。なお、図中、パラメトリック送波器１２は、２つとなっているが、これは本発明を限定するものではない。

【0027】

次に、パラメトリック送波器１２から送波された１次波（搬送波ｆ_２と、変調波ｆ_１）は、水中の非線形性の歪みにより自己復調し、変調波の包絡線情報を含んだ１次波の周波数の差音（ｆ_２－ｆ_１）と、和音（ｆ_２＋ｆ_１）が、２次波（結合波）として、１次波のビームに沿って発生することになる。なお、周波数が低い差音は、特に鋭い指向性で放射できることになる。そして、パラメトリック送波器１２から所定の距離に設置されるパラメトリック受波器１６が、１次波及び／又は２次波を受波し、受波した１次波及び／又は２次波について包絡線検波を行い、それらの包絡線情報を受信回路１８が取り出すことで、１次波及び／又は２次波をベースバンド信号に変換する。

【0028】

ここで、本実施形態において採用される海中におけるＭＩＭＯ通信システムについて説明していく。ＭＩＭＯ通信システムにおいて複数のパラメトリック送波器１２から送信された複数の異なる信号は、海面や海底、浮遊物によって反射や散乱することによるマルチパスフェージングの影響を受ける。

【0029】

異なるフェージングの影響を受けた各々の送信信号は、通信路で多重化される。この多重化された通信路のことをストリームと呼ぶ。受信側では、パラメトリック受波器１６によって受信した複数の多重化された信号を分離することで元の信号を取り出すことができるようになっている。

【0030】

ここで、図７に示すような送波器７０からＮ_ｔ個の信号ｓ_ｊ（ｊ＝1, ..., N_t）を送信するシステムを考えてみる。このとき、送信信号ベクトルは、次式（数１）で表される。

【0031】

【数1】

【0032】

各送信信号はチャネル係数ｈ_ｉ,ｊが乗算され、受波器７２にてＮ_ｒ個の受信信号ｒ_ｉ（i＝1, ..., N_r）が得られる。このとき、次式（数２）の受信信号ベクトルは、次式（数３）と表される。

【0033】

【数2】

【0034】

【数3】

【0035】

ここで、次式（数４）は、雑音ベクトルであり、また、次式（数５）はチャネル行列であり、次式（数６）と表される。

【0036】

【数4】

【0037】

【数5】

【0038】

【数6】

【0039】

続いて、本実施形態におけるパラメトリック方式の一連の流れを図８に示す。パラメトリック方式では、１次波として周波数ｆ_１である変調波と、周波数ｆ_２である搬送波を大音量で放射する。音波が大振幅であれば、伝搬媒質への応力と歪みの関係が非線形となる。

【0040】

非線形過程における音速ｃは、次式（数７）で表される。ここで、ｃ_０は微小振幅における音速で、βは非線形係数であり、水の場合は、β＝３．５となる。

【0041】

【数7】

【0042】

また、次式（数８）は、粒子速度であり、ｐは音圧、Ｚは媒質密度ρ_０とｃ_０で表される比音響インピーダンスである。ｕの振幅をＵとすれば、正のピークでは、次式（数９）となるから、ｃ_０より早く伝搬し、負のピークでは、次式（数１０）となるからｃ_０より遅く伝搬する。

【0043】

【数8】

【0044】

【数9】

【0045】

【数10】

【0046】

この音速の違いにより、伝搬した距離に伴って波面の傾きが垂直に近づいていき、衝撃波が形成される。このときの距離は、衝撃波面形成距離と呼ばれ、次式（数１１）で表される。

【0047】

【数11】

【0048】

ここで、Ｍは、Ｕ／ｃ_０で表されるマッハ数、ｋは、ω／ｃ_０で表される波数であり、ωは、各周波数である。この波形の歪みにより高調波が生じるが、それと同時にそれぞれの周波数間における差音と、和音の成分も生成されることになる。

【0049】

差音と和音のうち、１次波の周波数の差音ｆ_２－ｆ_１、和音ｆ_２＋ｆ_１が２次波として利用される。１次波の変調方式には振幅変調が多く用いられており、１次波の包短線が、２次波の波形として現れる。従って、音声データを振幅変調して１次波を生成し、２次波のうち差音の包短線情報が空間で復調されることで、可聴領域に音声を再現することができる。

【0050】

本実施形態では、包短線が変化するデジタル変調方式であるＡＳＫ（Amplitude-Shift Keying）変調を１次波の変調に用いて、１次波と２次波の包短線情報をデータとして復調するものである。

【0051】

次に、図１に示すように、２次波は、伝搬媒質の非線形性により１次波を送信した後に遅れて生成されるため、ＭＩＭＯにおけるチャネルを１次波を放射した後と、２次波が生成された後について考える必要がある。２次波生成前の１次波のチャネル行列をＨ^（１）とすれば、次式（数１２）で表される。

【0052】

【数12】

【0053】

送波器からの送信信号数と、受波器での受信信号数の関係は変化していないことから、従来のＭＩＭＯにおけるＨと同じ行列サイズで表される。次に、２次波生成後のチャネル行列Ｈ^（２）を次式（数１３）のように置く。

【0054】

【数13】

【0055】

これは、各パスで１次波に加えてＮ_ｓ－１個の２次波が生成され、１次波と２次波を合わせたＮ_ｓ個の信号が伝搬することを表している。２次波は、２次波生成前のチャネルの影響を受けた１次波から、伝搬媒質の非線形性により１次波の波形が歪むことで生成される。また、１次波と２次波は、周波数が大きく異なることから、異なるフェージングを受けると考えられるため、各波のチャネル係数が異なっている。

【0056】

２次波生成前後のチャネル情報を含んだチャネル行列をＨ^{（１，２）}とすれば、次式（数１４）のように表される。

【0057】

【数14】

【0058】

ここで、Ｈ^{（１，２）}の各ベクトルは、Ｈ^（１）とＨ^（２）のパス毎のチャネルの積として、次式（数１５）のように表される。

【0059】

【数15】

【0060】

そして、各パスでＮ_ｓ個の信号が伝搬することで、Ｎ_ｓ×Ｎ_ｒ個の信号が受信される。このとき、次式（数１６）の受信信号ベクトルは、次式（数１７）と表される。

【0061】

【数16】

【0062】

【数17】

【0063】

１次波の周波数をｆ_１、ｆ_２としたとき、２次波の周波数は、その差音ｆ_２－ｆ_１と、和音ｆ_２＋ｆ_１の周波数で生成される。ある距離ｌで音波が伝搬した場合、周波数により減衰の大きさが異なってくる。海中における伝搬損失ｄは、次式（数１８）として、拡散損失ｐを持つ項と、吸収減衰ａを持つ項で表される。

【0064】

【数18】

【0065】

ここで、吸収減衰ａは、Thorpの経験式より、周波数ｆを用いて次式（数１９）で表される。

【0066】

【数19】

【0067】

この式は、水温４℃、塩分３５‰、水素イオン指数ｐＨ８、水深１０００ｍの条件で導出される。本実施形態でのシミュレーションにおいては、１次波と２次波の差音と和音の伝搬損失を求め、１次波の伝搬損失との差を求めることで、各波の信号電力を表現するために使用する。

【0068】

続いて、ＭＩＭＯシステムにおけるチャネル推定の方法として、ＭＭＳＥ（Minimum Mean Square Error）法を用いる。ＭＭＳＥでは、等化器出力に含まれる干渉及び雑音成分の電力を最小化する。

【0069】

【数20】

【0070】

上式（数２０）の目的関数を最小化する次式（数２１）の受信ウェイトは、次式（数２２）となる。

【0071】

【数21】

【0072】

【数22】

【0073】

ここで、［ ］^Ｈはエルミート転置、γはＳＮＲ（Signal to Noise power Ratio）を表す。ＭＭＳＥは干渉成分とともに雑音成分の影響を同時に抑えるため、ＳＩＮＲ（Signal to Interference and Noise power Ratio）が最大化する。そのため、低ＳＮＲ時において特性が改善される傾向がある。このとき、次式（数２３）の推定送信信号は、次式（数２４）となる。

【0074】

【数23】

【0075】

【数24】

【0076】

続いて、ＭＩＭＯシステムのシミュレーション諸元を図２に示す。また、シミュレーションにより評価したＢＥＲ特性及びチャネル容量をそれぞれ、図３、図４に示す。本シミュレーションでは、距離ｌに応じて、Thorpの経験式より１次波の伝搬損失ｄ_１ｄＢと、２次波の差音と和音の伝搬損失ｄ_２ｄＢ、ｄ_３ｄＢを求め、その差であるｄ_１－ｄ_１、ｄ_２－ｄ_１、ｄ_３－ｄ_１ｄＢを電力として表す。

【0077】

図４、図５より、本シミュレーションにおける距離ｌ＝０．１，１．０ｋｍの電力差では、２×２ＭＩＭＯシステムの理論値よりもＢＥＲ特性、チャネル容量が劣化していることが分かる。ただし、ｌ＝４．０ｋｍ以上では改善し、２×４ＭＩＭＯシステムの理論値に近づいている。

【0078】

ここで、２次波生成効率を考慮した各波の伝搬損失の差ｄ_１－ｄ_１、ｄ_２－ｄ_１、ｄ_３－ｄ_１を表した図６を見ると、距離ｌ＝５．０ｋｍに近づくにつれて、１次波と２次波の差音の差ｄ_２－ｄ_１ｄＢが０ｄＢに近づいていることが分かる。これは、差音が１次波よりも低い周波数であるため伝搬減衰が小さくなるからである。そのため、距離ｌ＝４．０ｋｍ以上では、差音と１次波の電力差が小さくなり、２×４ＭＩＭＯシステム程度の性能になる。

【0079】

一方で、距離ｌ＝４．０ｋｍ未満では、２次波の差音、和音ともに電力が小さくなるため、性能の向上に寄与せず、２×２ＭＩＭＯシステム程度の性能になる。また、２次波の和音は、いずれの場合も電力が小さいため、性能向上には寄与しないと考えられる。

【0080】

本シミュレーションによれば、距離ｌが長くなると差音と１次波の電力差が縮まることにより、２×２ＭＩＭＯシステムより性能が改善することが確認できた。しかし、図６によれば、距離ｌ＝５．０ｋｍ地点での１次波と差音の減衰は、おおよそ－５６ｄＢと非常に大きくなる。従って、海中での伝搬において、伝搬減衰以外にも特性劣化に繋がる要因が多く存在するために、性能を改善できる所要ＳＮＲを満たすことが難しくなることに注意が必要である。

【産業上の利用可能性】

【0081】

本発明に係るパラメトリック方式を用いた水中音響ＭＩＭＯシステムは、水中（海中など）において音響通信の通信品質や、信頼性を確保させる必要があるデジタル通信システムの構築に好適に用いることができる。

【符号の説明】

【0082】

１０ 水中音響ＭＩＭＯ通信システム
１２ パラメトリック送波器
１４ 送信回路
１６ パラメトリック受波器
１８ 受信回路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】