2018 Fiscal Year Research-status Report
IoT時代の端末信号コンテンションフリー・クラウドレシーバー技術の開発
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17K06425
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
上原 一浩 岡山大学, 自然科学研究科, 教授 (10221798)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
冨里 繁 岡山大学, 自然科学研究科, 准教授 (60362951)
田野 哲 岡山大学, 自然科学研究科, 教授 (80378835)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 蓄積一括無線信号処理 / 信号分離 / IoT / 無線アクセス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
身の回りの殆どのデバイスに無線機能が搭載され、IoT時代が間近である。しかし人口の10～100倍以上もの無線端末が偏在し、限られた周波数資源の中でこれら低機能の端末が無秩序に通信し、衝突や干渉により受信が出来なくなり、時に人々の安心安全をも脅かすという課題がある。本研究では、ネットワーク上での蓄積一括信号処理技術を確立し、従来の受信機では実現できない、衝突した信号や干渉を受けたIoT/M2M端末信号の分離・復調の実現を目指す。単一周波数の現在の時間情報だけでなく、過去や未来の時間情報、周辺の周波数及び空間情報も用いた分離・復調技術を確立し、適用システムを拡大する。抜本的な周波数有効利用実現の可能性をも秘めた本技術の確立により、将来のIoT基盤の開発に貢献する。
本年度は、多値変調信号に対する信号分離・復調アルゴリズムの検討を進めた。16QAM変復調方式について、蓄積一括信号処理の同期検波を用いた従来手法では分離が一切不可能であったが、新規提案した特徴量復調方式を用いた場合には、窓関数を適切に選択することによって、所望信号と干渉信号のスペクトルが重なる割合が約80%以下の場合に分離可能であることを示した。また、新提案手法は既存手法と比べ、BPSKやQPSKにおいても、BER=10-3においてEb/N0を約10dB改善できることを明らかにした。更に、複数の基地局を協調し信号分離性能を向上させる協調型信号分離技術を検討し、信号分離性能を計算機シミュレーションにより評価した。同一周波数の干渉信号がある場合、BER=10-3において所望信号と干渉信号の振幅のDU比が非協調型では20dB必要であったのに対し協調型では9dBで信号を分離できることを明らかにした。構築した実証実験プラットフォームを用いて信号分離性能を実測し、シミュレーション結果の妥当性を検証した。
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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
本年度は、当初計画に従い、多値変調信号の信号分離・復調アルゴリズムの検討を進め、シミュレーションによって基本性能を定量的に示した。本年度の計画に変更した分離・復調アルゴリズムの検討における、周辺アクセスポイントとの協調連携信号処理についても基本性能を定量的に示し、その有効性を明らかにした。また、構築した実証実験プラットフォームを用いて実際に信号分離性能を測定し、シミュレーション結果の妥当性も検証した。更に、プラスアルファとして、本年度の研究課題を推進する過程において、同期検波を用いた従来技術とは異なる新しい信号分離・復調アルゴリズム（特徴量復調技術）を用いることで、一層の性能向上が期待できることを見出した。
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| Strategy for Future Research Activity |
基本的に当初の研究実施計画に沿って多値変調信号及びマルチキャリア信号分離・復調アルゴリズムの検討を進めていくが、新規提案した特徴量復調手法は、従来の信号分離・復調性能を凌駕する可能性があり、特にこの評価にウェイトを置いて研究を推進していく。実際の無線通信環境で想定される様々な干渉、雑音、フェージング等の条件・パラメータについての性能評価を多面的・多角的に行い、新規提案技術の有効性を定量的に示すと共に適用領域を明確化し、外部発表も精力的に行っていく。
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| Causes of Carryover |
旅費の支出について計画額との差分が生じた。次年度の旅費の一部として使用する。
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