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Mutual Information Passing between Sensor Information Environment and Physical Wireless Environment for High Density Wireless Sensor Networks

Research Project

Project/Area Number 17H03264
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

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

Principal Investigator

Takyu Osamu  信州大学, 学術研究院工学系, 准教授 (40453815)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 藤井 威生  電気通信大学, 先端ワイヤレス・コミュニケーション研究センター, 教授 (10327710)
太田 真衣  福岡大学, 工学部, 助教 (20708523)
Project Period (FY) 2017-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥17,680,000 (Direct Cost: ¥13,600,000、Indirect Cost: ¥4,080,000)
Fiscal Year 2019: ¥6,110,000 (Direct Cost: ¥4,700,000、Indirect Cost: ¥1,410,000)
Fiscal Year 2018: ¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000)
Fiscal Year 2017: ¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000)
Keywords無線センサネットワーク / 確率伝播 / コグニティブ無線 / センサネットワーク / 情報通信工学
Outline of Final Research Achievements

This research studies a mutual information exchanging between environment of sensing information and environment of physical wireless communications for specifying individual sensing information under access from a lot of sensors. There are four research achievements. First one is an optimal construction of wireless resource based on environments of sensing information and physical wireless communication. Second one is a distinguishing scheme among a desired signal and the others with using amplitude probability distribution. Third one is an estimation scheme of arrival timing of co-channel interference from the other system. Fourth one is the mutual information exchanging based on graph cut algorithm between environments of sensing information and physical wireless communications. From these achievements, we confirm the good communication link quality even under the access from a lot of sensors owing to the constructed mutual information exchanging.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

センサ情報空間・無線物理空間相互情報パッシング法は多数のセンサによる無線通信の確立を可能にし、IoT社会に向けたセンサの普及促進に貢献できると期待される。また、本研究では、センサ情報の物理環境を無線通信に取り入れた高品質化を実現しており、今後の無線通信のさらなる高品質化に向けて、伝送すべき情報の特徴が有益であることを指摘した。現在、機械学習や人工知能(AI)などの潜在的な特徴傾向を導出する技術が発達しており、本研究で注目したセンサ情報空間の分析精度のさらなる向上が期待され、多数のセンサによる同時アクセスをより促進できる可能性が高まったといえる。

Report

(4 results)
  • 2019 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • Research Products

    (34 results)

All 2020 2019 2018 2017 Other

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 3 results) Presentation (28 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Invited: 1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Adaptive Channel Assignment With Predictions of Sensor Results and Channel Occupancy Ratio in PhyC-SN2019

    • Author(s)
      Takyu Osamu、Shirai Keiichiro、Fujii Takeo、Ohta Mai
    • Journal Title

      IEEE Access

      Volume: 7 Pages: 44645-44658

    • DOI

      10.1109/access.2019.2909525

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  • [Journal Article] ID Insertion and Data Tracking with Frequency Offset for Physical Wireless Parameter Conversion Sensor Networks2019

    • Author(s)
      Takyu Osamu、Shirai Keiichiro、Ohta Mai、Fujii Takeo
    • Journal Title

      Sensors

      Volume: 19 Issue: 4 Pages: 767-767

    • DOI

      10.3390/s19040767

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      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Fast Rendezvous Scheme with a Few Control Signals for Multi-Channel Cognitive Radio2018

    • Author(s)
      SOYA Hayato、TAKYU Osamu、SHIRAI Keiichiro、OHTA Mai、FUJII Takeo、SASAMORI Fumihito、HANDA Shiro
    • Journal Title

      IEICE Transactions on Communications

      Volume: E101.B Issue: 7 Pages: 1589-1601

    • DOI

      10.1587/transcom.2017CQP0022

    • NAID

      130007386898

    • ISSN
      0916-8516, 1745-1345
    • Year and Date
      2018-07-01
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      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Low Complexity and High Accuracy Measurement Technique for Occupancy Ratio and Transition Ratio in Cognitive Radio System2018

    • Author(s)
      征矢隼人,田久修,白井啓一郎,太田真衣,藤井威生,笹森文仁,半田志郎
    • Volume
      J101-B
    • Issue
      2
    • Pages
      133-145
    • DOI

      10.14923/transcomj.2017GTP0010

    • ISSN
      1344-4697
    • Year and Date
      2018-02-01
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  • [Journal Article] Optimal cluster head selection and rotation of cognitive wireless sensor networks for simultaneous data gathering and long life system2017

    • Author(s)
      Takyu Osamu、Fujii Shohei、Akimoto Youhei、Ohta Mai、Fujii Takeo、Sasamori Fumihito、Handa Shiro
    • Journal Title

      International Journal of Distributed Sensor Networks

      Volume: 13 Issue: 12 Pages: 155014771774785-155014771774785

    • DOI

      10.1177/1550147717747859

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      神尾明典、田久修、太田真衣、 藤井威生、笹森文仁、半田志郎
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      電子情報通信学会スマート無線研究会
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      天野 直哉、田久 修、 藤井 威生、 太田 真衣
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      電子情報通信学会スマート無線研究会
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  • [Presentation] 一括集約型無線センサネットワークにおける 高密度データ分離を実現する送信制御法2019

    • Author(s)
      神尾明典、田久修、太田真衣、 藤井威生、笹森文仁、半田志郎
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      電子情報通信学会 ソサイエティ大会
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  • [Presentation] Network MIMO with Interference Cancellation for Cloud-Cooperated Wireless Sensor Networks2019

    • Author(s)
      Toshiki Nonaka, Takeo Fujii, Osamu Takyu, Mai Ohta,
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      IEEE ICOIN 2019
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      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Channel assignment based on predictions of sensing result and channel occupancy rate in PhyC-SN2018

    • Author(s)
      Osamu Takyu, Shohei Fujii, Fumihito Sasamori, Shiro Handa, Mai Ohta, Takeo Fujii
    • Organizer
      2018 IEEE Wireless Communications and Networking Conference (WCNC)
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  • [Presentation] 送信レプリカ数適応化を用いたクラ ウド協調型干渉除去付きランダムアクセスネットワーク2018

    • Author(s)
      野中敏希, 藤井威生, 田久修, 太田真衣,
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  • [Presentation] 一括集約型無線センサネットワークにおけるチャネル割り当てに対する占有率測定法の検討2018

    • Author(s)
      田久修、白井啓一郎、太田真衣、藤井威生
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      電子情報通信学会 技術研究報告書、SR2018-6
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  • [Presentation] 一括集約型無線センサネットワークにおける空間相関を利用したエラートラッキング検出法の検討2018

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      天野直哉、田久修、白井啓一郎、藤井威生、太田真衣、笹森文仁、半田志郎
    • Organizer
      電子情報通信学会 技術研究報告書、SR2018-44
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  • [Presentation] ミラーリングヌルステアリングと人工雑音を利用した多数端末との安全な情報共有を実現するマルチアンテナ中継法の検討2018

    • Author(s)
      野口哲也、田久修、藤井威生、大槻知明
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  • [Presentation] PhyC-SNにおける優れた信号分離を実現する予測を活用した適応送信制御の一検討2018

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      福田恭佑、田久修、白井啓一郎、藤井威生、太田真衣、笹森文仁、半田志郎
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  • [Presentation] Modified rendezvous scheme with inferring access channel probability of slave by master2018

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      Hayato Soya; Osamu Takyu; Keiichiro Shirai; Fumihito Sasamori; Shiro Handa; Mai Ohta; Takeo Fujii
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      2018 International Conference on Information Networking (ICOIN)
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      Kyosuke Fukuda; Osamu Takyu; Keiichiro Shirai; Mai Ohta; Takeo Fujii; Fumihito Sasamori; Shiro Handa
    • Organizer
      2018 IEEE Topical Conference on Wireless Sensors and Sensor Networks (WiSNet)
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      野中敏希, 藤井威生, 田久修, 太田真衣
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      田久 修, 征矢 隼人, 白井 啓一郎, 太田 真衣, 藤井 威生, 笹森 文仁, 半田 志郎
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      電子情報通信学会 技術研究報告書 SR2017-85
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  • [Presentation] 一括集約型無線センサネットワークにおける高精度データ分離を実現する送信制御法2017

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      福田 恭佑, 田久 修, 白井 啓一郎, 太田 真衣, 藤井 威生, 笹森 文仁, 半田 志郎
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      電子情報通信学会 技術研究報告書 SR2017-48
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    • Author(s)
      征矢 隼人, 田久 修, 白井 啓一郎, 太田 真衣, 藤井 威生
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      電子情報通信学会 技術研究報告書 SR2017-60
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  • [Remarks] 電子情報通信学会 スマート無線研究会において論文賞を受賞いたしました

    • URL

      https://www.shinshu-u.ac.jp/topics/2019/03/20193-8.html

    • Related Report
      2018 Annual Research Report

URL: 

Published: 2017-04-28   Modified: 2021-02-19  

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