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Experimental Evaluation and Demonstration of Massive Connect IoT with High-Efficiency Synchronous Wireless Network

Research Project

Project/Area Number 16H04361
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Research Field Communication/Network engineering
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

Kameda Suguru  東北大学, 電気通信研究所, 准教授 (10343039)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 末松 憲治  東北大学, 電気通信研究所, 教授 (20590904)
小熊 博  富山高等専門学校, その他部局等, 教授 (40621909)
本良 瑞樹  東北大学, 電気通信研究所, 助教 (40736906)
Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥16,640,000 (Direct Cost: ¥12,800,000、Indirect Cost: ¥3,840,000)
Fiscal Year 2018: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2017: ¥5,330,000 (Direct Cost: ¥4,100,000、Indirect Cost: ¥1,230,000)
Fiscal Year 2016: ¥6,890,000 (Direct Cost: ¥5,300,000、Indirect Cost: ¥1,590,000)
KeywordsIoT / タイミング制御 / スペクトラム拡散 / 符号分割多元接続(CDMA) / 準天頂衛星システム(QZSS) / 全地球測位システム(GPS) / 時刻情報 / 位置情報 / 同期 SS-CDMA / QZSS / GPS
Outline of Final Research Achievements

To realize Massive Connect IoT, we have proposed uplink synchronous spread spectrum code division multiple access (SS-CDMA) communication by using high-accurate transmission timing control method. The proposed transmission timing control method can be achieved by getting time and position information from the Quasi-Zenith Satellite System (QZSS) and the Global Positioning System (GPS). Based on the positioning signals obtained from QZSS and GPS, we experimentally verified to what degree of accuracy each terminal can control transmission timing.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

無線通信ネットワークにおいて,ネットワーク内のすべてのノード(端末・基地局)が時刻同期を行った上で信号の送受信を行う方式はこれまでもいくつかの提案があるものの,その実現性を通信実験により実証した例は他にはほとんどない.さらに,高精度な位置情報を活用して同期通信を行う先行研究例は見当たらず,本研究の独創性は非常に高いと考える.
また,高精度時刻・位置情報そのものが無線通信のみならず幅広い分野に活用可能である.本研究を通じて時刻・位置情報の活用可能性を実験により実証することで,今後の新たな学問分野の開拓のきっかけになる可能性を秘めている.

Report

(4 results)
  • 2018 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • Research Products

    (28 results)

All 2019 2018 2017 2016

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 1 results) Presentation (24 results) (of which Int'l Joint Research: 7 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Experimental Evaluation of Synchronized SS-CDMA Transmission Timing Control Method for QZSS Short Message Communication2019

    • Author(s)
      KAMEDA Suguru、OHYA Kei、OGUMA Hiroshi、SUEMATSU Noriharu
    • Journal Title

      IEICE Transactions on Communications

      Volume: E102.B Issue: 8 Pages: 1781-1790

    • DOI

      10.1587/transcom.2018EBP3166

    • NAID

      130007686369

    • ISSN
      0916-8516, 1745-1345
    • Year and Date
      2019-08-01
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Random Access Control Scheme with Reservation Channel for Capacity Expansion of QZSS Safety Confirmation System2019

    • Author(s)
      KAMEDA Suguru、OHYA Kei、TAKAHASHI Tomohide、OGUMA Hiroshi、SUEMATSU Noriharu
    • Journal Title

      IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences

      Volume: E102.A Issue: 1 Pages: 186-194

    • DOI

      10.1587/transfun.E102.A.186

    • NAID

      130007541791

    • ISSN
      0916-8508, 1745-1337
    • Year and Date
      2019-01-01
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Evaluation of Synchronized SS-CDMA for QZSS Safety Confirmation System2019

    • Author(s)
      Kameda Suguru、Taira Akinori、Miyake Yuji、Suematsu Noriharu、Takagi Tadashi、Tsubouchi Kazuo
    • Journal Title

      IEEE Transactions on Vehicular Technology

      Volume: 印刷中 Issue: 5 Pages: 4846-4856

    • DOI

      10.1109/tvt.2019.2905530

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Experimental evaluation of synchronization accuracy considering sky view factor for QZSS short message synchronized SS-CDMA2018

    • Author(s)
      Kameda Suguru、Ohya Kei、Shinozaki Ren、Oguma Hiroshi、Suematsu Noriharu
    • Journal Title

      IEICE Communications Express

      Volume: 7 Issue: 9 Pages: 322-327

    • DOI

      10.1587/comex.2018XBL0082

    • NAID

      130007480139

    • ISSN
      2187-0136
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 下り回線非直交多元接続(NOMA)における不完全 SIC 時の通信路容量の評価2018

    • Author(s)
      真山 健大、秋元 浩平、亀田 卓、末松 憲治
    • Organizer
      信学技報,SR2017-109
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 下り回線非直交多元接続(NOMA)における不完全 SIC 時の通信路容量: 多値変調方式の評価2018

    • Author(s)
      真山 健大、秋元 浩平、亀田 卓、末松 憲治
    • Organizer
      信学総大,B-5-83
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 下り回線非直交多元接続(NOMA)における EVM を考慮した受信特性の評価2018

    • Author(s)
      真山 健大、秋元 浩平、亀田 卓、末松 憲治
    • Organizer
      信学技報,RCS2018-91
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Internet of Things: データ収集からセキュリティまで(チュートリアル講演)2018

    • Author(s)
      小熊 博
    • Organizer
      富山大学次世代スーパーエンジニア養成コース 電機システム工学特論(メカトロニクスと AI/IoT)
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 下り回線非直交多元接続(NOMA)における送信 EVM を考慮した誤り率特性の評価2018

    • Author(s)
      真山 健大、秋元 浩平、亀田 卓、末松 憲治
    • Organizer
      信学ソ大,B-5-46
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] GNSSのマスク設定と位置捕捉精度2018

    • Author(s)
      小熊 博、篠崎 蓮、駒井 孝紀、辰口 尚、亀田 卓、末松 憲治
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      電子情報通信学会革新的無線通信技術に関する横断型研究会(MIKA 2018)
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Transmitting Timing Calculation Unit with CPU on FPGA for QZSS Short Message SS-CDMA Communication2018

    • Author(s)
      Oguma Hiroshi、Kawai Rei、Asai Takeshi、Motoyoshi Mizuki、Kameda Suguru, Suematsu Noriharu
    • Organizer
      SmartCom 2018,信学技報,SR2018-60
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      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Uplink Non-orthogonal Multiple Access with Single-Carrier Frequency Domain Equalization2018

    • Author(s)
      Mayama Kenta、Akimoto Kohei、Kameda Suguru、Suematsu Noriharu
    • Organizer
      SmartCom 2018,信学技報,SR2018-63
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      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Evaluation of Link Level Performance Considering EVM of Transmit Signal for Downlink NOMA2018

    • Author(s)
      Mayama Kenta、Akimoto Kohei、Kameda Suguru、Suematsu Noriharu
    • Organizer
      APMC 2018
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      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 上り回線非直交多元接続(NOMA)における周波数領域等化を用いるシングルキャリア伝送の一検討2018

    • Author(s)
      真山 健大、秋元 浩平、亀田 卓、末松 憲治
    • Organizer
      信学技報,RCS2018-239
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 下り回線非直交多元接続(NOMA)における不完全 SIC 時の通信路容量の評価2018

    • Author(s)
      真山 健大,秋元 浩平,亀田 卓,末松 憲治
    • Organizer
      信学技報,SR2017-109
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 下り回線非直交多元接続(NOMA)における不完全 SIC 時の通信路容量: 多値変調方式の評価2018

    • Author(s)
      真山 健大,秋元 浩平,亀田 卓,末松 憲治
    • Organizer
      2018 信学総大,B-5-83
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 種々の天空率条件下の GPS/BeiDou の位置捕捉精度2018

    • Author(s)
      篠崎 蓮, 辰口 尚, 小熊 博, 山形 文啓, 亀田 卓, 末松 憲治
    • Organizer
      2018 信学総大,B-17-16
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] QZSSショートメッセージSS-CDMA通信の実験的評価のためのNTPサーバを用いた絶対時刻同期精度評価システム構築2017

    • Author(s)
      河合 怜, 小熊 博, 大屋 慶, 亀田 卓, 末松 憲治
    • Organizer
      2017 電子情報通信学会総合大会, B-17-32
    • Place of Presentation
      名城大学,名古屋市
    • Year and Date
      2017-03-22
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] QZSSショートメッセージ同期SS-CDMA通信における送信タイミング制御の実験的検討2017

    • Author(s)
      大屋 慶, 亀田 卓, 小熊 博, 末松 憲治, 高木 直, 坪内 和夫
    • Organizer
      電子情報通信学会スマート無線研究会, SR2016-109
    • Place of Presentation
      東京工業大学,東京都目黒区
    • Year and Date
      2017-03-01
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] QZSS ショートメッセージ SS-CDMA 通信の実験的評価 ―FPGA を用いた送信タイミング制御システムの構築―2017

    • Author(s)
      河合 怜, 小熊 博, 大屋 慶, 亀田 卓, 末松 憲治
    • Organizer
      信学技報,SR2017-15
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Experimental Evaluation of Transmission Timing Control Method for QZSS Short Message Synchronized SS-CDMA Communication2017

    • Author(s)
      K. Ohya, S. Kameda, H. Oguma, and N. Suematsu
    • Organizer
      2017 Ninth International Conference on Ubiquitous and Future Networks (ICUFN 2017)
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] QZSS Short Message Synchronized SS-CDMA Communication2017

    • Author(s)
      S. Kameda, K. Ohya, H. Oguma, and N. Suematsu
    • Organizer
      2017 International Conference on Solid State Devices and Materials (SSDM 2017)
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      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] QZSS ショートメッセージ SS-CDMA 通信の実験的評価 ―FPGA への CPU 搭載の評価―2017

    • Author(s)
      中嶋 彩乃, 河合 怜, 小熊 博, 浅井 剛, 亀田 卓, 末松 憲治
    • Organizer
      電気関係学会北陸支部連合大会,C-8
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] QZSS ショートメッセージ SS-CDMA 通信の実験的評価 ―送信タイミング制御システムの SOC 化検討―2017

    • Author(s)
      小熊 博, 浅井 剛, 河合 怜, 亀田 卓, 末松 憲治
    • Organizer
      2017 信学ソ大,B-17-1
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Construction of Transmission Timing Control System Using FPGA for QZSS Short Message Synchronized SS-CDMA Communication2017

    • Author(s)
      R. Kawai, H. Oguma, S. Kameda, and N. Suematsu
    • Organizer
      2017 International Conference on Information and Communication Technology Convergence (ICTC 2017)
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] QZSSショートメッセージSS-CDMA通信における測位精度による送信タイミング制御誤差の実験的検討2016

    • Author(s)
      大屋 慶, 亀田 卓, 小熊 博, 末松 憲治, 高木 直, 坪内 和夫
    • Organizer
      第2回コミュニケーションクオリティ基礎講座ワークショップ
    • Place of Presentation
      JA 長野県ビル,長野市
    • Year and Date
      2016-10-06
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] QZSSショートメッセージSS-CDMA通信における測位誤差による同期精度の検討2016

    • Author(s)
      大屋 慶, 亀田 卓, 小熊 博, 末松 憲治, 高木 直, 坪内 和夫
    • Organizer
      2016 電子情報通信学会ソサイエティ大会, B-5-102
    • Place of Presentation
      北海道大学,札幌市
    • Year and Date
      2016-09-20
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Experimental evaluation of timing synchronization accuracy for QZSS short message synchronized SS-CDMA communication2016

    • Author(s)
      K. Ohya, S. Kameda, H. Oguma, A. Taira, N. Suematsu, T. Takagi, K. Tsubouchi
    • Organizer
      27th Annual IEEE International Symposium on Personal, Indoor and Mobile Radio Communication (PIMRC 2016)
    • Place of Presentation
      Valencia, Spain
    • Year and Date
      2016-09-04
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2016-04-21   Modified: 2020-03-30  

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