2019 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 / 統計モデル / アイオーティー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、体の周辺において生体情報等の伝送に用いる無線通信ネットワークである、無線ボディエリアネットワーク(WBAN)の電波伝搬チャネルモデリングの手法に関するもので、特に、人体各部の体表に設置したセンサーノードからのデータを、人体の主要部に取り付けたコーディネーターノード、さらには体外に設置されたアクセスポイントへデータを伝送するネットワークを想定している。自由空間を伝わる電波と異なり、活動的に動作する人体の周辺では、電波が体により遮蔽され(シャドウイング)、通信速度の低下等の影響を及ぼすため、WBANにおいては人体動作を考慮した動的チャネルモデリングが必要となる。人体においては様々な動作(シナリオ)が想定され、その動作毎にモデルを作成するのは大きな手間がかかる。本研究ではこのシナリオを電波伝搬チャネルから分離することにより、シナリオに固有のパラメータと、それ以外の電波伝搬パラメータを分けて測定することにより、測定の組み合わせ数を減らし、より効率的なWBANシステムの設計、解析を行う手法の開発を目指す。昨年度までに、幾何学的モデルにより、決定論的な電波伝搬パスをモデル化する方法を開発した。本年度は、さらに細分化されたモデル化を目的として、確率的に変動が与えられる伝搬成分の測定手法について検討を行った。具体的には、リバーブレーションチャンバーと呼ばれる、金属壁で構成された測定場内において人体が動作している状況でのWBAN測定を行うことを想定したシミュレーション計算を行った。その結果、リバーブレーション内において人体の動作が、スターラーと同程度の変動を電磁界分布に与えると共に、人体における損失の影響が大きく測定について検討が必要なことを明らかにした。今後、入手したスペクトラムアナライザによる測定を通じてシミュレーションを検証し、ディエンベッディング手法の開発を進めていく。
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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おおむ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を用いたモデルを初年度に提案し、さらに分離する必要がある確率変動成分の測定について、シミュレーションによる検討によりその基本的性質を明らかにできた。
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| Strategy for Future Research Activity |
初年度において決定論的なモデルの検討、本年度においては統計的に表現が可能な伝搬チャネル成分の検討を行い、それぞれの成分の性質を明らかにした。今後は、各成分における相互作用を検討し、それぞれの成分をどこまで独立して考えることができるかを明らかにしていく予定である。また、これまでに測定、モデル化した以外の方法でも成分の抽出ができないかについてのさらなる検討もすすめていく。今後は、具体的なオンボディ・ オフボディのモデルについてそれらを分離・合成する具体的な手法について研究を進め、より抽象度の高いモデルについて考察するとともに、実用性の高いシナリオ分離の手法を開発する予定である。
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| Causes of Carryover |
新型コロナウイルス感染症の影響により、2020年3月に参加、発表予定であった国際会議(EuCAP2020、コペンハーゲン)が中止となった。このため、国際会議参加については次年度に発表機会をもつとともに、国際論文誌への投稿を検討する。なお、中止となった国際会議については、論文はすでに公表されて既発表の扱いとなっている。
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