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衝突事故警告システムにおける混雑した帯域でも高品質な電力重畳型車車間通信の検討

Research Project

Project/Area Number 20J13436
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Review Section Basic Section 60060:Information network-related
Research InstitutionOsaka University (2021)
Nagoya University (2020)

Principal Investigator

平井 健士  大阪大学, 情報科学研究科, 助教

Project Period (FY) 2020-04-24 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Fiscal Year 2021: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywords車車間・歩車間通信 / 輻輳制御 / NOMA / SIC / パケット中継
Outline of Research at the Start

本研究では、安心・快適な社会作りに貢献する高度道路交通システムの構築に向けて、衝突事故警告システムのための車-車間ならびに車-歩行者間通信(V2X)の技術発展に取り組む。V2Xでは、たくさんの車両・歩行者が存在すると、通信品質が劣化してしまう帯域混雑問題が発生する。これにより、各車両・歩行者の衝突事故警告に支障をきたす恐れがある。本研究では、先駆けてこの問題に取り組み、混雑下でも高品質なV2Xの構築を目指す。そのために、次世代の通信技術NOMAを組み込んだ新たなV2Xを考案し、その通信品質を評価する。

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、車車間・歩車間通信 (V2X) を利用した衝突事故警告システムを実現するべく、V2Xの輻輳を緩和し、多数の車両・歩行者 (端末) を収容するための電力軸非直交多元接続 (NOMA) に関する技術検討を進めている。NOMAでは、受信側で、干渉除去技術を利用することで、複数のパケット信号を受信することが可能になる。今年度の当初の予定では、昨年度提案していた2つの機能 (複数端末が同時送信するNOMA利用型並列転送及び1台の端末が複数信号をあらかじめ重ね合わせて送信するNOMA利用型中継)を備えたNOMA利用型V2Xの効果を総合的に評価する予定であったが、検討を進めるうちに、それぞれの機能の通信性能を十分引き出せていないということに気づいたため、各機能の性能を引き出す手法を検討することに注力した。
今年度は、そのうち、NOMA利用型並列転送のための技術検討を主に進め、NOMAを活かした新たな時間-周波数リソース (スロット) の選択手法を提案し、査読ありのIEEE Wireless Communications Lettersに投稿中というところまで達成できた。また、関連する研究を、招待講演1件を含む2件の査読なし国内・国際会議にて発表した。今後、本手法の詳細な実装まで検討を進め、査読あり論文誌に論文を投稿する予定である。
さらに、新たな研究として、NOMA利用型並列転送を発展させ、車両や歩行者が自律分散的に基地局にパケットを送るグラントフリーNOMAと呼ばれるNOMAに関する技術検討も進め、招待講演1件を含む6件の査読なし国内会議にて発表した。今後、本研究で得られた研究成果をさらに深く検討し、査読あり国際会議及び査読あり論文誌に論文を投稿する予定である。

Research Progress Status

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2021 Annual Research Report
  • 2020 Annual Research Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2022 2021 2020 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 3 results) Presentation (8 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 1 results)

  • [Int'l Joint Research] Rutgers University(米国)

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Journal Article] NOMA-Aided Probabilistic Cooperative Transmission for PC5-Based Cellular V2X Mode 4 for Crash Warning2021

    • Author(s)
      Takeshi Hirai, Tutomu Murase
    • Journal Title

      IEEE Access

      Volume: 9 Pages: 62602-62615

    • DOI

      10.1109/access.2021.3073731

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Performance Evaluations of PC5-based Cellular-V2X Mode 4 for Feasibility Analysis of Driver Assistance Systems with Crash Warning2020

    • Author(s)
      Takeshi Hirai and Tutomu Murase
    • Journal Title

      MDPI Sensors

      Volume: vol. 20, no. 10 Issue: 10 Pages: 2950-2966

    • DOI

      10.3390/s20102950

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Performance Evaluation of NOMA for Sidelink Cellular-V2X Mode 4 in Driver Assistance System with Crash Warning2020

    • Author(s)
      Takeshi Hirai, Tutomu Murase
    • Journal Title

      IEEE Access

      Volume: 8 Pages: 168321-168332

    • DOI

      10.1109/access.2020.3023721

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] [基調講演] IoT のための自律分散的な無線通信ネットワークにおける輻輳制御2022

    • Author(s)
      平井健士
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      電気学会東海支部若手セミナー「IoT のための情報通信と信号処理」令和3年度第2回
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      2021 Annual Research Report
    • Invited
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      Takeshi Hirai
    • Organizer
      SISReC Joint Symposium on Symbiotic Intelligence and Data Futures
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    • Author(s)
      平井健士, 小田怜, 若宮直紀
    • Organizer
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      平井健士
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      小田怜, 平井健士, 若宮直紀
    • Organizer
      電子情報通信学会CS研究会
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  • [Presentation] mMTCにおけるグラントフリー電力軸非直交多元接続の消費電力低減のための自己組織的電力制御2021

    • Author(s)
      小田怜, 平井健士, 若宮直紀
    • Organizer
      電子情報通信学会NS研究会
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      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] Link-level Performance Evaluations of Sparse Code Multiple Access for PC5-based Cellular-V2X with Heterogeneous Channel Estimation Errors2021

    • Author(s)
      Takeshi Hirai, Predrag Spasojevic
    • Organizer
      IEEE VTC2021-Spring
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      2020 Annual Research Report
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  • [Presentation] 衝突警告システムにおけるインフラレスセルラ車車間通信のためのチャネル推定エラーを考慮したNOMAの性能評価2021

    • Author(s)
      平井健士, 村瀬勉
    • Organizer
      信学技報
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      2020 Annual Research Report

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Published: 2020-07-07   Modified: 2024-03-26  

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