最適波形の演算方法、プログラム及び最適波形演算装置

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発明の名称	最適波形の演算方法、プログラム及び最適波形演算装置
技術分野	IT
出願日	平成26年2月3日
出願番号	特願2014-18907
公開番号	特開2015-146534
登録番号
出願人	国立大学法人電気通信大学
発明者	田中久陽矢部洋司
特許公報	PDFのダウンロードはこちらから
概要	【要約】現実的な制約の下で、注入同期系における最適な入力信号を算出する具体的なアルゴリズムを提供する。【特許請求の範囲】【請求項１】　発振器を有する注入同期系に注入する入力信号ｆ（θ）の最適波形を演算する方法であって、前記発振器の位相感受関数Ｚ（θ）（ここで、θは入力信号の位相）を取得する処理と、前記入力信号ｆ（θ）のｐノルムのｐの値を取得する処理と、前記入力信号ｆ（θ）の１周期の平均値が一定である第１の制約条件（１／（２π）＊〈ｆ（θ）〉＝０）（〈〉は、θについての１周期にわたる積分）と、前記入力信号ｆ（θ）のｐノルムが一定である第２の制約条件（\|\|ｆ\|\|ｐ＝Ｍ）（Ｍは正の定数）の下で、前記位相感受関数Ｚ（θ）及び前記ｐの値に基づいて、前記入力信号ｆ（θ）の最適波形ｆｏｐｔ，ｐを、次式を用いて計算する処理と、を含む最適波形の演算方法。　　　ｆｏｐｔ，ｐ＝Ｍｓｉｇ［ｇ（θ）］（\|ｇ（θ）\|／\|\|ｇ\|\|ｑ）１／ｐ´ 　ただし、ｇ（θ）＝Ｚ（θ＋Δφ）－Ｚ（θ）＋λ、Δφ＝φ＋－φ－、φ＋は前記発振器の位相結合関数が極小となるときの発振波形と入力波形の位相差、φ－は前記発振器の位相結合関数が極小となるときの発振波形と入力波形の位相差、ｐ－１＋ｑ－１＝１、ｐ´＝ｐ－１、λはラグランジュの未定乗数。【請求項２】　前記ｐの値が１＜ｐ＜∞である場合には、関数Ｓｐ（Δφ，λ）＝〈ｓｉｇ［ｇ（θ）］｜ｇ（θ）｜βＺ´（θ＋Δφ）〉（ただしβ＝１／ｐ´）と、関数Ｔｐ（Δφ，λ）＝〈ｓｉｇ［ｇ（θ）］｜ｇ（θ）｜βＺ´（θ＋Δφ）〉の各々の交点の座標をすべて求め、複数の前記交点の座標（Δφ＊，λ＊）に対しヘッセ行列のへシアン\|Ｈ（Ｈ）\|を算出し、\|Ｈ（Ｈ）\|＞０を満たす前記座標（Δφ＊，λ＊）を、最適値（Δφｏｐｔ，λｏｐｔ）であると判断して前記ｇ（θ）の（Δφ，λ）に代入し、前記最適波形ｆｏｐｔ，ｐを計算し、また、前記ｐの値がｐ＝∞である場合には、関数Ｓｐ（Δφ，λ）＝〈ｓｉｇ［ｇ（θ）］Ｚ´（θ＋Δφ）〉と、関数Ｔｐ（Δφ，λ）＝〈ｓｉｇ［ｇ（θ）］〉の各々の交点の座標をすべて求め、複数の前記交点の座標（Δφ＊，λ＊）に対しヘッセ行列のへシアン\|Ｈ（Ｈ）\|を算出し、\|Ｈ（Ｈ）\|＞０を満たす前記座標（Δφ＊，λ＊）を、最適値（Δφｏｐｔ，λｏｐｔ）であると判断して前記ｇ（θ）の（Δφ，λ）に代入し、前記最適波形ｆｏｐｔ，ｐを計算する請求項１に記載の最適波形の演算方法。【請求項３】　前記ｐの値がｐ＝１である場合には、前記入力信号ｆ（θ）の最適波形ｆ＊，１として、次式を用い、　　　ｆ＊，１＝－Ｍ［Δ（θ＋Δφｍａｘ）－Δ（θ）］　まず、位相結合関数Γ０（φ）＝Ｍ[Ｚ（φ＋Δφ）－Ｚ（φ）]の最大値と最小値の差が最大となるΔφを求め、求めたΔφを前記Δφｍａｘに代入し、前記最適波形ｆ＊，１を計算する　請求項１に記載の最適波形の演算方法。（以下省略）

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