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2016 Fiscal Year Research-status Report

空間確率モデルによる無線通信ネットワークの解析と性能評価

Research Project

Project/Area Number 16K00030
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

三好 直人  東京工業大学, 情報理工学院, 教授 (20263121)

Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Keywords確率モデル / 無線通信ネットワーク / 空間点過程 / セルラネットワーク / 行列式点過程 / 信号対干渉比
Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は,無線通信ネットワークにおける無線ノードの不規則な配置を空間点過程と呼ばれる確率過程を用いてモデル化し,それを解析することによって,無線ノードの不規則な配置がネットワークの性能に及ぼす影響を調べることです.これは研究代表者らがこれまで行ってきた研究を理論と応用の両面で発展させるものでもあります.
平成28年度は,まず応用面の研究として,セルラネットワークの基地局の配置がジニブル点過程によって表され,かつ各基地局が複数のアンテナを持つモデルに対して,被覆確率と呼ばれる性能評価指標を数値計算可能な形で導出し,実際に数値計算をすることによって性能評価を行いました.これは,これまでセルラネットワークの基地局の配置をジニブル点過程により表したモデルでは,各基地曲がアンテナを1つしか持たないモデルしか解析されていなかったものを拡張したものです.この研究成果は,WiOpt と呼ばれる無線通信ネットワークの性能評価に関する国際会議で発表しました.
次に,理論面では,セルラネットワークの基地局が一般の定常空間点過程にしたがって配置されるモデルに対して,信号対干渉比と呼ばれる指標の確率分布の裾の漸近解析を行いました.これは,セルラネットワークの空間確率モデルでは,信号対干渉比の確率分布を数値計算可能な形で導出できるケースは,基地局の配置を表す点過程がポアソン点過程やジニブル点過程といった特別なものである場合に限られているため,それ以外の一般の点過程の場合にも成立する,モデルの数理的かつ本質的な構造を明らかにするための研究です.この研究成果は SpaSWiN と呼ばれる無線通信ネットワークの空間確率モデルに関する国際ワークショップにて発表しました.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

平成28年度の研究計画では,セルラネットワークの空間確率モデルにおいて各基地局が複数アンテナを持つ場合の解析,および基地局の配置が一般の点過程によって表される場合の信号対干渉比分布の漸近解析をあげていました.これらはどちらも一応の研究成果をあげることができ,国際会議にて発表することができました.

Strategy for Future Research Activity

平成28年度の研究を進める過程において新たな課題が見つかりましたので,そちらに取り組む予定です.すなわち,これまでの研究において,セルラネットワークの基地局がジニブル点過程にしたがって配置されるモデルに対して,被覆確率等の性能評価指標を数値計算可能な形で導出することができたのですが,実際に数値計算を行うと非常に時間がかかります.よって,容易に計算できて時間もかからない近似手法を提案できないかと考えています.
また,信号対干渉比分布の裾の漸近解析では,無線信号の距離による減衰を表す経路損失関数が (解析に広く使われてはいるものの) 特殊な形のものを仮定していました.そこでより一般的かつ現実に合った経路損失関数をもつモデルに対しても漸近解析を行う予定です.
これらと並行して,元々の研究計画にあげていた課題にも取り組みます.

  • Research Products

    (6 results)

All 2017 2016

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Spatial modeling and analysis of cellular networks using the Ginibre point process: A tutorial2016

    • Author(s)
      Naoto Miyoshi, Tomoyuki Shirai
    • Journal Title

      IEICE Transactions on Communications

      Volume: E99-B Pages: 2247-2255

    • DOI

      10.1587/transcom.2016NEI0001

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Uplink coverage analysis for heterogeneous cellular networks2017

    • Author(s)
      小林 拓矢, 三好 直人
    • Organizer
      待ち行列シンポジウム: 確率モデルとその応用
    • Place of Presentation
      東京理科大学
    • Year and Date
      2017-01-19 – 2017-01-21
  • [Presentation] セルラネットワークの空間確率モデルに対するポアソン点過程近似について2017

    • Author(s)
      高橋 雄太, 三好 直人
    • Organizer
      待ち行列シンポジウム: 確率モデルとその応用
    • Place of Presentation
      東京理科大学
    • Year and Date
      2017-01-19 – 2017-01-21
  • [Presentation] On the tail asymptotics of signal-to-interference ratio distribution in downlink cellular networks2016

    • Author(s)
      Naoto Miyoshi, Tomoyuki Shirai
    • Organizer
      Stochastic Models V
    • Place of Presentation
      The Mathematical Research and Conference Center, Bedlewo, Poland
    • Year and Date
      2016-09-11 – 2016-09-17
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] A sufficient condition for tail asymptotics of SIR distribution in downlink cellular networks2016

    • Author(s)
      Naoto Miyoshi, Tomoyuki Shirai
    • Organizer
      SpaSWiN 2016
    • Place of Presentation
      Arizona State University, Tempe, Arizona, USA
    • Year and Date
      2016-05-13 – 2016-05-13
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Downlink coverage probability in Ginibre-Poisson overlaid MIMO cellular networks2016

    • Author(s)
      Takuya Kobayashi, Naoto Miyoshi
    • Organizer
      WiOpt 2016
    • Place of Presentation
      Arizona State University, Tempe, Arizona, USA
    • Year and Date
      2016-05-09 – 2016-05-13
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2018-01-16  

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