2017 Fiscal Year Annual Research Report
次世代無線通信システムにおける自己組織型リソース制御に関する研究
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17J04854
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
神矢 翔太郎 京都大学, 情報学研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2017-04-26 – 2020-03-31
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| Keywords | メカニズムデザイン / 無線LAN / 無線リソース制御 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
モバイル通信トラヒックの爆発的増加に伴い、無線通信システムは更なる高速化・大容量化が目指されている。一方で、利用可能な電波資源は有限であるため、高効率に運用する必要がある。本研究の目的は、無線LAN（Local Area Network）システムにおいて、アクセスポイントと端末間接続関係を適応的に制御することにより、システム全体で過不足なく柔軟に電波リソースを利用するシステムを構築することである。研究実施計画においては、それを実現する上での一つの課題として、サービスに応じたアクセスポイント-端末の無線接続関係を構築するアルゴリズムの検討を挙げており、当該年度ではこの検討を主として行った。この際、経済学における資源配分問題に対して成果を挙げているメカニズムデザイン理論を応用することにより、ユーザの好みを、スループット最大化・遅延最小化といった単一の目的にとどまることなく、多目的であっても適用可能な一般性を持った定式化を実現している。また、このような状況下で適切にアクセスポイントと端末の無線接続関係を定めるために、TTC（Top Trading Cycles）アルゴリズムを用いて、個人合理性・パレート最適性といった望ましい性質を持つ接続関係を実現している。提案のアルゴリズムは、計算機シミュレーションによって有効性の検証を行っており、ランダムな割り当て等と比較して高い性能を与えることを示している。本内容をまとめたものについて、国際会議SPAWCでの発表を行っており、高い評価を得ている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
当初の計画では、端末の利用するサービスに応じた適切な資源配分を行うことを想定していた。しかるに、メカニズムデザイン理論を用いることにより、無線システムに対する評価尺度を具体的に想定することなく、選好と呼ばれる一般性のある概念を導入することにより、より広い範囲で適用可能なアルゴリズムを実現している。さらに、無線通信システムの性能を簡潔かつ定量的に評価する方法が必要だと判断し、その初期検討まで行っている。
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| Strategy for Future Research Activity |
無線通信システムの性能評価方法に関する研究を行う。無線通信システムにおいて、新たな技術を提案する上で性能向上を定量的に評価する、何らかの制限のもとでの運用時の性能を評価する、などといった状況は多々あり、性能評価方法はシステム構築の上で重要な要因の一つとなっている。しかるに、これらの評価はシミュレーション上で行われることが多く、一般性のある結果を得るために多くの時間を費やす必要があった。一方、近年では確率幾何学と呼ばれる数理的手法による性能評価が目覚ましい成果を挙げている。確率幾何学は、送受信局の位置を確率的にモデル化した後、平均を取る操作を解析的に行うことにより、特定の配置に依存することない特性を、シミュレーションによることなく評価することができる。本研究では、確率幾何学によって、無線通信システムにおいて、無線リソース配分が行われるもとでの性能評価を試みる。初期検討として、セルラネットワークで通信品質の良いユーザを選択的に通信させるスケジューリングが適用された際の、信号対干渉雑音電力比（SINR：Signal-to-Interference-plus-Noise power Ratio）の分布や通信レートの平均的特性の評価を行う。得られた結果をもとにして、さらなる性能向上を目指したリソース配分手法の検討や、メカニズムデザイン理論の適用可能性を検討する。また、得られた結果を取りまとめ、学会発表並びに論文誌への投稿を行う。
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Research Products
(5 results)
