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Low-Latency and Energy-Efficient Network Architecture for Densely Distributed Wireless Sensing

Research Project

Project/Area Number 18K04138
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 21020:Communication and network engineering-related
Research InstitutionToyohashi University of Technology

Principal Investigator

Uehara Hideyuki  豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (00293754)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 宮路 祐一  豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (50712923)
Project Period (FY) 2018-04-01 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Keywordsセンサネットワーク / トポロジ / 省電力 / 低遅延 / アクセス制御 / 全二重 / トポロジー / スケジューリング
Outline of Final Research Achievements

In this study, we aimed to achieve low energy, low latency and high throughput for high density networks consisting of many heterogeneous wireless sensor nodes; then tackled to develop 1) topology control and its configuration, 2) interference-tolerant access control, and 3) a full-duplexed backbone network.We obtained mainly the following results. 1) In a clustered network using CSMA, it is important to consider the number of clusters and the carrier sense threshold. In a virtual full-duplex network, there are optimal values for the placement of cluster heads and the transmit power. 2) In the presence of interference from other cells, power control based on the success or failure of reception is effective. 3) A high-performance self-interference canceller is developed, and the BlockACK is effective in multi-hop communication.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

到来する超スマート社会では,無線通信機能とセンシング機能を有する端末が,大量かつ高密度に配置されるため,これらをつなぐネットワークの高スループット化や低遅延化,省電力化は喫緊の課題である。本研究は,これに対しトポロジ,アクセス制御,全二重化で解決を図り,また新たな知見を与えるものである。

Report

(4 results)
  • 2020 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2019 Research-status Report
  • 2018 Research-status Report
  • Research Products

    (38 results)

All 2021 2020 2019 2018

All Journal Article (7 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 7 results,  Open Access: 3 results) Presentation (31 results) (of which Invited: 2 results)

  • [Journal Article] Theoretical Analysis of Outage Probability in Virtual Full-Duplex2021

    • Author(s)
      冨田 北斗、宮路 祐一、上原 秀幸
    • Journal Title

      電子情報通信学会論文誌B 通信

      Volume: J104-B Issue: 3 Pages: 210-221

    • DOI

      10.14923/transcomj.2020GWP0016

    • ISSN
      1881-0209
    • Year and Date
      2021-03-01
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
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  • [Journal Article] A Countermeasure against Out-of-Network Interference in ALOHA Using Successive Interference Cancellation2021

    • Author(s)
      佐藤 之斗、宮路 祐一、上原 秀幸
    • Journal Title

      電子情報通信学会論文誌B 通信

      Volume: J104-B Issue: 3 Pages: 290-297

    • DOI

      10.14923/transcomj.2020GWP0017

    • ISSN
      1881-0209
    • Year and Date
      2021-03-01
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
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  • [Journal Article] Weighted Least Squares With Orthonormal Polynomials and Numerical Integration for Estimation of Memoryless Nonlinearity2020

    • Author(s)
      Komatsu Kazuki、Miyaji Yuichi、Uehara Hideyuki
    • Journal Title

      IEEE Wireless Communications Letters

      Volume: 9 Issue: 12 Pages: 2197-2201

    • DOI

      10.1109/lwc.2020.3017807

    • NAID

      120006941349

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      2020 Annual Research Report
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  • [Journal Article] Analog Self-Interference Cancellation Using Auxiliary Transmitter Considering IQ Imbalance and Amplifier Nonlinearity2020

    • Author(s)
      Fukui Takahisa、Komatsu Kazuki、Miyaji Yuichi、Uehara Hideyuki
    • Journal Title

      IEEE Transactions on Wireless Communications

      Volume: 19 Issue: 11 Pages: 7439-7452

    • DOI

      10.1109/twc.2020.3011467

    • NAID

      120006941350

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  • [Journal Article] Iterative Nonlinear Self-Interference Cancellation for In-Band Full-Duplex Wireless Communications Under Mixer Imbalance and Amplifier Nonlinearity2020

    • Author(s)
      Komatsu Kazuki、Miyaji Yuichi、Uehara Hideyuki
    • Journal Title

      IEEE Transactions on Wireless Communications

      Volume: 19 Issue: 7 Pages: 4424-4438

    • DOI

      10.1109/twc.2020.2983407

    • NAID

      120006869274

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    • Author(s)
      HADI Mochammad Zen Samsono、MIYAJI Yuichi、UEHARA Hideyuki
    • Journal Title

      IEICE Transactions on Communications

      Volume: E102.B Issue: 7 Pages: 1313-1322

    • DOI

      10.1587/transcom.2018EBP3234

    • NAID

      130007671368

    • ISSN
      0916-8516, 1745-1345
    • Year and Date
      2019-07-01
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  • [Journal Article] An Energy-Efficient Mobile Group Clustering Protocol for Wireless Sensor Networks2018

    • Author(s)
      Mochammad Zen Samsono HADI, Yuichi MIYAJI, Hideyuki UEHARA
    • Journal Title

      IEICE Transactions on Communications

      Volume: E101.B Issue: 8 Pages: 1866-1875

    • DOI

      10.1587/transcom.2017EBP3361

    • NAID

      130007429389

    • ISSN
      0916-8516, 1745-1345
    • Year and Date
      2018-08-01
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      田島理大, 宮路祐一, 上原秀幸
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      電子情報通信学会総合大会, B-6-65
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      池田知隆, 宮路祐一, 上原秀幸
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      2020 Annual Research Report
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      佐藤栄作, 小松和暉, 宮路祐一, 上原秀幸
    • Organizer
      電子情報通信学会総合大会, B-5-109
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      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] マルチセル環境下におけるCRDSAのトラヒック制御がネットワーク全体に与える影響評価2020

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      池田知隆, 宮路祐一, 上原秀幸
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      電子情報通信学会総合大会,B-8-31
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      2019 Research-status Report
  • [Presentation] クラスタ型無線分散ネットワークの構成と消費電力及びスループットの評価について2020

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      宮坂 譲, 宮路祐一, 上原秀幸
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      電子情報通信学会総合大会,B-8-29
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      2019 Research-status Report
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      蛭川泰丞, 小松和暉, 宮路祐一, 上原秀幸
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      電子情報通信学会総合大会,B-5-136
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  • [Presentation] 無線チャネルの変動に対処した自己干渉キャンセラの再学習2020

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      石井建至, 小松和暉, 宮路祐一, 上原秀幸
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      電子情報通信学会総合大会,B-5-135
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      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 非線形自己干渉キャンセラを用いる帯域内全二重のための送信機AM-AM特性の最適化2020

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      小松和暉, 宮路祐一, 上原秀幸
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      電子情報通信学会総合大会,B-5-134
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      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 帯域内全二重におけるPAPR低減手法によるディジタル自己干渉除去の性能改善2020

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      岡野公太, 小松和暉, 宮路祐一, 上原秀幸
    • Organizer
      電子情報通信学会総合大会,B-5-133
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      2019 Research-status Report
  • [Presentation] Improving In-Band Full-Duplex Capacity by Transmitter Nonlinearization using Digital Predistortion2020

    • Author(s)
      Chua Teong Zhe, 小松和暉, 宮路祐一, 上原秀幸
    • Organizer
      電子情報通信学会技術研究報告,RCS2019-338
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      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 増幅器の利得変動に対処した自己干渉キャンセラの部分的再学習2019

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      石井建至,小松和暉, 宮路祐一, 上原秀幸
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      電子情報通信学会技術研究報告,RCS2019-215
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      冨田北斗, 宮路祐一, 上原秀幸
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  • [Presentation] 帯域内全二重におけるRappモデルによる電力増幅器の非線形歪みと自己干渉除去の性能向上に関する検討2019

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      Chua Teong Zhe, 小松和暉, 宮路祐一, 上原秀幸
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      宮路祐一, 上原秀幸
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      小松和暉, 宮路祐一, 上原秀幸
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      電子情報通信学会技術研究報告,RCS2019-76
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      福井崇久, 小松和暉, 宮路祐一, 上原秀幸
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      Chua Teong Zhe, 小松和暉, 宮路祐一, 上原秀幸
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  • [Presentation] 帯域内全二重における深層学習を用いた自己干渉除去2019

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      奥秋佑太, 宮路祐一, 上原秀幸
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      福井崇久, 小松和暉, 宮路祐一, 上原秀幸
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      電子情報通信学会技術研究報告, vol. 118, no. 311, RCS2018-193, pp. 91-96
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      電子情報通信学会技術研究報告, vol. 118, no. 254, RCS2018-156, pp. 37-37
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      福井崇久, 小松和暉, 宮路祐一, 上原秀幸
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      電子情報通信学会ソサイエティ大会, B-5-108
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      小網 敦, 小松和暉, 宮路祐一, 上原秀幸
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      電子情報通信学会ソサイエティ大会, B-5-107
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      佐藤之斗, 宮路祐一, 上原秀幸
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      電子情報通信学会ソサイエティ大会
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      2018 Research-status Report
  • [Presentation] 全二重通信における残留干渉を考慮したリンク品質の均一化2018

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      小網 敦, 小松和暉, 宮路祐一, 上原秀幸
    • Organizer
      東海支部連合大会, C2-4
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  • [Presentation] 逐次干渉除去を用いたALOHAにおけるネットワーク外干渉下の端末数推定と推定のためのレプリカ数2018

    • Author(s)
      佐藤之斗, 宮路祐一, 上原秀幸
    • Organizer
      東海支部連合大会, C2-3
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      2018 Research-status Report

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Published: 2018-04-23   Modified: 2022-01-27  

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