2002 Fiscal Year Annual Research Report
遺伝的アルゴリズムを用いたスペクトル拡散アロハ通信システムの最適設計
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13650421
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| Research Institution | Okayama Prefectural University |
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Principal Investigator |
榊原 勝己 岡山県立大学, 情報工学部・情報通信工学科, 助教授 (10235137)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山北 次郎 岡山県立大学, 情報工学部・情報通信工学科, 教授 (20145816)
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| Keywords | 遺伝的アルゴリズム / スペクトル拡散通信 / 最適設計 / 周波数ホッピング / スロット付アロハ方式 / スループット / 再送カットオフ / 指数バックオフ・アルゴリズム |
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| Research Abstract |
本研究では,スペクトル拡散アロハ通信システムとして,周波数ホッピング方式による通信システムを対象に,遺伝アルゴリズムを用いて与えられた設計条件(パケット廃棄確率制限,平均パケット伝送遅延時間制限等)の下で,通信システムの各種パラメータ(パケット再送確率,最大再送回数等)に対する最適設計を試みた.はじめに,アロハ方式が有する不安定性を示すパラメータ領域を明示するために,カタストロフィ理論を用いた近似解析を行った.周波数ホッピング方式,指数バックオフ・アルゴリズム,および再送カットオフを考慮したモデルを構築し,このモデルに対するバランス関数を導出した.そして,カスプ・カタストリフィにおけるカスプ点と分岐集合を数値計算により求め,周波数ホッピング・アロハ方式が双安定で動作する領域を可視化した.次に,遺伝アルゴリズムによるパラメータの最適設計を試みた.第1ステップの試みとして,周波数ホッピングを行わない従来のアロハ方式に対して,指数バックオフ・アルゴリズムと再送カットオフを考慮した通信システムの設計を行った.数値解析の結果,再送カットオフ,指数バックオフ・アルゴリズム共に,スペクトル拡散アロハ方式が大域的安定で動作するパラメータ領域を拡大し,双安定となるパラメータ領域を縮小させることが明らかとなった.また,遺伝的アルゴリズムによる最適設計例では,パケット発生確率の増加に従って,再送カットオフ回数および指数バックオフ係数に対する制限が厳しくなることを定量的に明らかにした.
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Research Products
(5 results)
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[Publications] 榊原勝己, 長谷川淳, 佐々木充, 山北次郎: "Performance comparison of imperfect symbol-and bit-interleaving of block codes over GF (2m) on fading channels"Proceedings of IST Mobile & Wireless Telecommunications Summit 2002. (CD-ROM). (2002)
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[Publications] 榊原勝己, 中島肇, 山北次郎: "An incremental redundancy hybrid ARQ scheme using punctured MDS codes for frequency-hopping channels"Proceedings of ISSSTA 2002. (CD-ROM). (2002)
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[Publications] 榊原勝己, 山北次郎: "Throughput of frequency-hopping slotted random access protocol with channel load sensing in finite population model"Proceedings of ISCIT 2002. (CD-ROM). (2002)
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[Publications] 榊原勝己, 瀬戸武彦, 吉村大輔, 山北次郎: "Effect of exponential backoff scheme and retransmission cutoff on the stability of frequency-hopping slotted ALOHA systems"IEEE Transactions on Wireless Communications. 採録決定(未刊行).
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[Publications] 榊原勝己, 山北次郎: "Performance comparison of imperfect symbol-and bit-interleaving of block codes over GF (2m) on a Markovian channel"IEEE Transactions on Wireless Communications. 採録決定(未刊行).
