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干渉除去技術を用いた複数端末連携による高信頼・低遅延無線ネットワーク構築

Research Project

Project/Area Number 20K19787
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 60060:Information network-related
Research InstitutionHiroshima City University

Principal Investigator

小林 真  広島市立大学, 情報科学研究科, 助教 (00843509)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2020: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Keywords無線ネットワーク / ワイヤレスセンシング / 無線通信 / 干渉除去 / 電波伝搬 / 電波 / 情報ネットワーク
Outline of Research at the Start

実空間と柔軟な仮想空間とを融合することで,人間にとって快適・安全な空間の実現を目指している.既存のISMバンド無線ネットワークによる実空間と仮想空間融合の取り組みでは,信頼性が低く遅延が大きいという問題があった.本研究では,実空間と仮想空間の密な融合に向けて,高信頼・低遅延無線ネットワークの実現を目的とする.具体的には,干渉除去技術とBackscatter技術等を制御することで,高信頼・低遅延伝送を実現するための自己干渉・外来干渉除去を用いた複数端末連携型無線ネットワークを設計・構築することを目指す.

Outline of Annual Research Achievements

申請者は,屋外環境において実空間と柔軟な仮想空間とを融合することで,人間にとって快適・安全な空間の実現を目指している.既存のISMバンドを用いた無線センサネットワークによる実空間と仮想空間融合の取り組みでは,信頼性が低く,遅延が大きいという問題があった.本研究では,実空間と仮想空間の密な融合に向けて,高信頼・低遅延無線ネットワークの構築を目的としている.
本年度は,電波伝搬環境に関する測定,送信を,自己干渉除去を用いたアップリンクダウンリンク送信制御に関する研究,ミリ波を用いたビーム変調に関する研究を行った.電波伝搬環境測定では,地中の電波伝搬の特性について計測を行った.農業や土砂災害検知のためのセンシングのために地中との高信頼な無線ネットワークの構築するためのデータを取得する事ができた.成果の一部は論文誌として出版された.これらの結果は土壌水分量推定手法の基礎となるものである.また,電波を用いた被災者検知手法に関する検討を実機実験およびシミュレーションによりおこなった.電波の減衰量から被災者がもつ電波発信機の場所を特定する手法について設計をおこなった.このテーマについては国内学会において発表をおこなった.自己干渉除去を用いた通信における伝送レート制御に関する研究では,低遅延な無線ネットワークを実現するために自己干渉除去技術を用いた無線ネットワークを構築するために必要なアップリンクダウンリンク送信制御手法に関する研究は論文誌IEEE Accessにおいて出版された.また,ビーム変調に関する研究では基礎的な評価をおこなって,国際会議で発表をおこなった.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

当初計画した内容に対して,順調かそれ以上に進捗した小項目がある一方で,外来波キャンセリングの大きな柱の一つであると考えていた項目については進捗が芳しくなかった.これは取り組んだ結果として,技術的な困難さが明らかとなったためである.ただ,全体としては,順調に進捗したと言える.
ミリ波を用いた高信頼無線ネットワークに関する研究では国際会議において発表をおこなった.各研究についても全体としては論文誌に出版されておおむね順調に進捗していると考えている.電波環境に関する調査については論文誌へ投稿した.
英語論文誌への採択数が少ない点については進捗が芳しくない側面であると考えている.

Strategy for Future Research Activity

本研究テーマの予算についてはほぼ執行を終わっていて,発表をおこなうために年度延長の申請を行っている.研究自体の大きな進捗は本研究テーマにおいて念頭においていない.これまでに取り組んだ内容をとりまとめて国際論文誌等への投稿の準備をすすめる.

Report

(4 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (34 results)

All 2023 2022 2021 2020

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 1 results) Presentation (27 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results)

  • [Journal Article] Study on the Radio Attenuation according to Soil Moisture Content for Landslides Sensing with 920 MHz Band Radio Wave2023

    • Author(s)
      小林 真、岡本 真美、向保 一輝、新 浩一、西 正博
    • Volume
      J106-C
    • Issue
      11
    • Pages
      390-402
    • DOI

      10.14923/transelej.2022JCP5012

    • ISSN
      1881-0217
    • Year and Date
      2023-11-01
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A Study on Machine Learning Based Indoor Human Presence/Absence Detection Algorithm Using Wavelet Analysis of 920MHz Band Radio Waves Received Power2023

    • Author(s)
      堀田 禎之介、小林 真、新 浩一、西 正博
    • Journal Title

      情報処理学会論文誌

      Volume: 64 Issue: 3 Pages: 775-787

    • DOI

      10.20729/00225274

    • ISSN
      1882-7764
    • Year and Date
      2023-03-15
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Dynamic Channel Assignment for Downlink and Uplink Decoupling in Wireless Networks2023

    • Author(s)
      Kobayashi Makoto、Uekumasu Takumi、Saruwatari Shunsuke、Watanabe Takashi
    • Journal Title

      IEEE Access

      Volume: 11 Pages: 38631-38642

    • DOI

      10.1109/access.2023.3267090

    • Related Report
      2023 Research-status Report 2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 920MHz帯電波による土砂災害センシングを目指した土壌水分量にともなう電波減衰特性に関する検討2023

    • Author(s)
      小林 真、岡本真美、向保一輝、新 浩一、西 正博
    • Journal Title

      電子情報通信学会論文誌C分冊

      Volume: n/a

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  • [Journal Article] Transmission Scheduling with Soil Water Index and Battery Charge in Landslide Sensing2022

    • Author(s)
      出原 聡、小林 真、新 浩一、西 正博
    • Journal Title

      情報処理学会論文誌

      Volume: 63 Issue: 12 Pages: 1846-1859

    • DOI

      10.20729/00222739

    • ISSN
      1882-7764
    • Year and Date
      2022-12-15
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  • [Journal Article] A Study on 920 MHz Propagation Characteristics in the Ground for Estimation of Soil Moisture Contents Based on the Radio Attenuation2021

    • Author(s)
      岡本 真美、小林 真、新 浩一、西 正博
    • Journal Title

      電子情報通信学会論文誌B 通信

      Volume: J104-B Issue: 11 Pages: 921-923

    • DOI

      10.14923/transcomj.2021APL0003

    • ISSN
      1881-0209
    • Year and Date
      2021-11-01
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Journal Article] Relationship between Humidity and VHF Band Radio Noise2021

    • Author(s)
      小林 真、増長 遥、新 浩一、西 正博
    • Journal Title

      電子情報通信学会論文誌B 通信

      Volume: J104-B Issue: 6 Pages: 471-480

    • DOI

      10.14923/transcomj.2020PEP0012

    • ISSN
      1881-0209
    • Year and Date
      2021-06-01
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  • [Presentation] Analysis of Room Transmission Characteristics in Beam Modulation With Millimeter Waves2023

    • Author(s)
      Honoka Sasaki, Makoto Kobayashi, Koichi Shin, Masahiro Nishi
    • Organizer
      the International Symposium on Antennas and Propagation (ISAP'23)
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  • [Presentation] 無人航空機による920MHz帯電波を用いた被災者位置推定手法の一検討2023

    • Author(s)
      向保 一輝, 小林 真, 新 浩一, 西 正博
    • Organizer
      電子情報通信学会安全・安心な生活とICT(ICTSSL)研究会
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  • [Presentation] 豪雨時における雨量予報を用いた土砂災害情報送信スケジューリング手法の検討2023

    • Author(s)
      近藤 匠, 小林 真, 新 浩一, 西 正博
    • Organizer
      電子情報通信学会総合大会
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  • [Presentation] Wi-FiのCSIを用いた転倒検知システムにおける転倒方向の違いによる検知性能の評価2023

    • Author(s)
      柳田 雄生, 小林 真, 新 浩一, 西 正博
    • Organizer
      第25回IEEE広島支部学生シンポジウム (HISS)
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      2023 Research-status Report
  • [Presentation] NTNを用いた土砂災害センシングネットワークにおける中継と再送の有無による遅延評価2023

    • Author(s)
      八津川 航希, 小林 真, 新 浩一, 西 正博
    • Organizer
      第25回IEEE広島支部学生シンポジウム(HISS)
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      2023 Research-status Report
  • [Presentation] ビーム変調を用いたミリ波通信の室内環境における伝送品質評価2023

    • Author(s)
      佐々木 ほのか, 小林 真, 新 浩一, 西 正博
    • Organizer
      第25回IEEE広島支部学生シンポジウム(HISS)
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  • [Presentation] VHF帯電波環境におけるノイズと湿度との関係2023

    • Author(s)
      小林 真, 新 浩一, 西 正博
    • Organizer
      電子情報通信学会総合大会
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      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 室内環境におけるビーム変調によるミリ波通信にむけた基礎検討2023

    • Author(s)
      佐々木 ほのか, 小林 真, 新 浩一, 西 正博
    • Organizer
      情報処理学会全国大会
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      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 920 MHz Band Radio Wave Propagation Characteristics From Underground for Detecting Victims by Unmanned Aerial Vehicles2022

    • Author(s)
      Itsuki Mukouyasu, Makoto Kobayashi, Koichi Shin, Masahiro Nishi
    • Organizer
      International Symposium on Antennas and Propagation (ISAP'22)
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      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 豪雨時における土砂災害情報送信スケジューリングのスリープ時間決定手法の一検討2022

    • Author(s)
      近藤 匠, 小林 真, 新 浩一, 西 正博
    • Organizer
      電子情報通信学会安全・安心な生活とICT(ICTSSL)研究会
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      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 臨時災害放送局における送信アンテナ周囲の建物を考慮した放射特性に基づく電波伝搬損失の推定2022

    • Author(s)
      平 晴太郎, 小林 真, 新 浩一, 西 正博
    • Organizer
      電子情報通信学会アンテナ・伝播(A・P)研究会
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      2022 Research-status Report
  • [Presentation] バッテリ残量推定誤差を考慮した土砂災害情報送信スケジューリングの性能評価2022

    • Author(s)
      近藤 匠, 小林 真, 新 浩一, 西 正博
    • Organizer
      電子情報通信学会安全・安心な生活とICT(ICTSSL)研究会
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      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 920MHz帯電波による土壌水分量推定を目指した地中地上間の伝搬減衰量と土壌水分量との関係性の調査2022

    • Author(s)
      岡本 真美, 小林 真, 新 浩一, 西 正博
    • Organizer
      情報処理学会全国大会
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      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 無人航空機による920MHz帯電波を用いた土砂災害被災者検知のための電波伝搬距離特性の評価2022

    • Author(s)
      向保 一輝, 小林 真, 新 浩一, 西 正博
    • Organizer
      情報処理学会全国大会
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      2021 Research-status Report
  • [Presentation] バッテリ適応型スケジューリングを適用したLPWAセンサネットワークの性能評価2022

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      近藤 匠, 小林 真, 新 浩一, 西 正博
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      情報処理学会全国大会
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  • [Presentation] 920MHz帯電波受信レベルのウェーブレット解析に基づいたk近傍法による屋内在室不在判定手法の提案2022

    • Author(s)
      堀田 禎之介, 小林 真, 新 浩一, 西 正博
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      情報処理学会全国大会
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  • [Presentation] 様々な降雨状況における土砂災害センシング情報送信スケジュール手法の性能評価2022

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      出原 聡, 小林 真, 新 浩一, 西 正博
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      情報処理学会全国大会
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      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 無人航空機による電波での被災者検知に向けた920 MHz帯電波の地上から空中への伝搬に関する一調査2022

    • Author(s)
      向保 一輝, 岡本 真美, 小林 真, 新 浩一, 西 正博
    • Organizer
      : 電子情報通信学会ソサイエティ大会
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  • [Presentation] ウェーブレット変換による複数の920MHz帯無線端末を用いた屋内在室不在判定手法の一検討2021

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      堀田 禎之介, 小林 真, 新 浩一, 西 正博
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      Mami Okamoto, Makoto Kobayashi, Koichi Shin, and Masahiro Nishi
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  • [Presentation] A study on indoor human moving route estimation using several receivers of 920 MHz band radio waves2021

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      Tsugunosuke Horita, Makoto Kobayashi, Koichi Shin, and Masahiro Nishi
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      出原 聡, 小林 真, 新 浩一, 西 正博
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      平 晴太郎, 小林 真, 新 浩一, 西 正博
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      電子情報通信学会総合大会
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  • [Presentation] 無人航空機を用いた電波での被災者検知に向けた920MHz帯電波伝搬特性に関する一調査2020

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      加藤 諒一, 小林 真, 新 浩一, 西 正博.
    • Organizer
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  • [Presentation] VHF帯における雷発生にともなう電磁ノイズ変動の評価2020

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      藤井 一哉, 小林 真, 新 浩一, 西 正博
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      電子情報通信学会総合大会
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  • [Presentation] 土壌水分量と920MHz帯電波の減衰定数に関する基礎実験2020

    • Author(s)
      岡本 真美, 小林 真, 新 浩一, 西 正博
    • Organizer
      第71回 電気・情報関連学会中国支部連合大会
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      2020 Research-status Report

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Published: 2020-04-28   Modified: 2024-12-25  

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