2018 Fiscal Year Research-status Report
Development of Scenario De-Embedding Method for Wireless Body Area Network
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18K04126
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
青柳 貴洋 東京工業大学, 工学院, 准教授 (10302944)
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2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | ボディエリアネットワーク / 電波伝搬チャネル / モデリング / ボディエリア通信 / シャドウイング / センサーネットワーク / 情報通信工学 / アイオーティー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は無線通信システムを設計開発する際に必要となる電波伝搬チャネルモデルのモデリング手法に関するもので、特に近年必要性がうたわれている人体近傍における無線通信システムである無線ボディエリアネットワーク(WBAN)を対象としている。WBANにおいては、人体近傍であるという特徴から、人体によりアンテナが影響を受けるという問題の他に、人体のシャドウイングにより伝搬特性が時系列で大きく変化するという問題がある。
本年度は、まず、WBANのなかでも大きなチャネル特性の変動が予想されるオンボディとオフボディ間での電波伝搬チャネルを対象にして研究を行った。高い周波数においては電波の指向性が鋭くなるため、固定のオフボディアクセスポイントと、体表上のコーディネーターノードの通信を仮定し、そのシャドウイングの角度特性を時系列で変動する(θ、φ)のパラメータで表した。アニメーションソフトウェアにより作成した人の歩行モデルをシャドウイングのシミュレーションに用いた。これにより、人の歩行時のシャドウイングの角度特性が4つのフィッティングパラメータの時間変動としてモデリングされた(本成果は2019年4月初頭開催の国際会議にて発表済みである)。このフィッティングされたパラメータの時間変動をさらにモデリングすることにより、動的なシャドウイングモデルが構成できると考えられる。本研究では、さらにアンテナディエンベッディングのように、シナリオとチャネル特性を分離し独立して検討できるような手法の確立を目的としているため、導かれたパラメータの処理方法についても検討をすすめた。
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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
研究課題については概ね順調に進展していると考える。本研究計画によれば、3年の研究期間の間にシナリオディエンベッディング手法の開発を目指しているが、もととなるシャドウイングを時系列にパラメータ化するというアイデア自体に新規性があるため、まず1年目、2年目の前半において、具体的なオンボディ・オフボディ間のモデルをいくつか作成し、3年目で主たるアイデアとなる、シナリオ分離の手法(シナリオとチャネルの抽象化)へと結び続けていく予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
初年度までは、対象となるチャネルモデリングのおおよその時系列モデル化を目指し、角度特性のパラメータ化をシミュレーション計算により行った。今後は下記の2つの方向性により研究を進めていく予定である。
・シミュレーション計算によるモデリングとシナリオディエンベッディング手法の開発: 引き続き、シミュレーション計算により具体的な人体動作によるシャドウイングの計算と、パラメータ化の手法について研究し、シナリオの分離手法についての処理方法の検討をすすめる。人体動作の例を増やすとともに、パラメータの時系列変化のモデル化、具体的な分離手法の探索が課題となる。
・シミュレーション計算のみでは実際の伝搬チャネルと特性が異なることが考えられるため、シミュレーションと平行してチャネルの測定にもとづいた研究をすすめる。具体的にはモーションキャプチャー等の機器を活用して人体動作を測定しながら、チャネル計測を行い、両者の測定に基づき上記のチャネルモデリングの適用可能性について検討していく。
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| Causes of Carryover |
1年目の研究成果を発表した国際会議(13th European Conference on Antennas and Propagation)の開催が2019年3月末～4月頭と年度をまたいでいたため、発表に必要な旅費の一部を2019年度予算とするため次年度使用額が生じた。本報告書入力時点において、すでにこの国際会議への旅費として使用ずみである。
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