| Project/Area Number |
22K11989
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 60060:Information network-related
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| Research Institution | Muroran Institute of Technology |
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Principal Investigator |
太田 香 室蘭工業大学, 大学院工学研究科, 文部科学省卓越研究員(教授) (50713971)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2022: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
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| Keywords | B5G/6Gネットワーク / 無線システム / 伝送効率 / ユーザ体感品質 / 超低消費電力 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では、ミリ波の通信速度を損なうことなく、いかにして超低消費電力化するかという課題に挑戦する。本研究により省電力化とミリ波の伝送効率化の両立を達成し、これまでミリ波の利用が制限されていた屋内や山岳地帯でも広く利用できるようになり、医療や農畜産業など様々な分野への応用に繋がると期待できる。
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| Outline of Annual Research Achievements |
省電力化と伝送効率化に着目した送信機の通信制御方式について研究した。従来の送信方式と異なり、各送信機で収集しうるチャンネル情報などのデータをAI技術によって分析することで最適なスケジューリングを決定し、送信機側では最低限の情報のみ送信させる方法を検討した。またAI技術を適用するエッジサーバなどを備え、設計した通信方式の軽量化も試みた。さらに、QoE（ユーザの体感品質）にも着目し、ユーザの満足度を満たしながら伝送効率を向上させる手法についても検討した。
具体的には、各ユーザの通信トラヒックは時間的に相関があることを利用して、ユーザの過去の通信状況をエッジサーバで分析することで通信資源を適切に割り当てる手法を提案した。これにより、従来の手法と比較して、全体的な伝送効率を維持しながら、各ユーザのQoEを最大化することができることがシミュレーションによる実験検証により明らかになった。また、ユーザの伝送要求に対して必要な電力を割当てつつQoEを最大化させる手法についても検討し、シミュレーションによる検証実験では提案手法は既存手法と比較して最も高い性能を示した。
研究成果の一部は、IEEE JSACなどの国際的な学術論文誌やIEEE SmartCloud 2023などの国際会議で発表したほか、国内外の研究会などで情報を発信した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当該年度の研究計画では、省電力化と伝送効率化を目指した送信機の通信制御方式について検討する予定であったが、新たにQoE（ユーザ体感品質）という実用に着目した指標を取り入れて通信制御方式を設計することができた。その研究成果の一部は、IEEE JSACなどの国際的な学術論文誌やIEEE SmartCloud 2023などの国際会議で発表することができたため、当該年度の計画は概ね順調に進展しているといえる。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでは、IoTデバイスなどの端末は送信機や反射板（RIS）と一対一での送受信に関する伝送技術について検討してきたが、RISからRIS、または送信機からRISといったデータをルーティングして通信を効率化する方法を検討する。例えば、RIS単体では届かなかった通信範囲をRISを複数枚利用しマルチホップにすることにより広げることが可能になる。また、Massive MIMOやBackscatterなどを組み合わせて使用したときに、伝送確率を高める一方でエネルギー消費も相対的に増加する懸念があり、各送信機間の省エネなルーティング手法を考案する。
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