2019 Fiscal Year Research-status Report
Low-Latency and Energy-Efficient Network Architecture for Densely Distributed Wireless Sensing
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18K04138
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| Research Institution | Toyohashi University of Technology |
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Principal Investigator |
上原 秀幸 豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (00293754)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
宮路 祐一 豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (50712923)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | センサネットワーク / トポロジー / 省電力 / 低遅延 / アクセス制御 / 全二重 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，大量かつ高密度に分散配置された多様な無線センシングデバイスからなるネットワークに対して，省電力・低遅延・高スループットを実現する1） ネットワーク構成法，2）耐干渉アクセス制御法，3）基幹網の全二重化を検討している。
ネットワーク構成については前年度の結果を踏まえて，シンクがネットワークエリア外，2階層構造，地理的に一様なトラヒックという条件のもとで，代表的な分散制御アクセス方式であるCSMAを用いた場合について，スループットと消費電力の観点から検討した。その結果，干渉回避対策としてグループ数とキャリアセンス閾値の関係に配慮した設計が必要であることが示唆された。一方，CSMA以外の耐干渉アクセス制御法として，グループ間干渉の影響による逐次干渉除去機能の効果について検討したところ，トラヒック制御を組み合わせることでスループットの改善が見られることが示されたが，さらなる向上には送信電力制御が必要であることが示唆された。また，低遅延化のための一手法として仮想全二重方式に着目し，通信切断率の観点から理論的に解析したところ，2階層構造の中継局の配置と送信電力に最適値が存在することが示唆された。基幹網の全二重化については，その実現のキーとなる自己干渉の削減方法について検討した。具体的には，無線デバイスの高周波回路部に起因する非線形歪みと無線通信路の特性を推定し自己干渉信号を高精度に再現することで高い除去性能を発揮できることが確認された。特に，電力増幅器の歪みに対しては線形化を施すよりも故意に非線形性を与える方が良いという興味深い知見が得られた。
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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
初年度のネットワーク構成に関する課題を進めつつ，耐干渉アクセスと全二重化において順調な進展が見られた。
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度に得られた知見から示唆される結果を検証し，さらなる技術の向上を図り，低遅延で省電力なネットワーク構成法の確立を目指す。
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| Causes of Carryover |
年度末に予定していた成果発表の場であった大会やシンポジウムが新型コロナ蔓延の影響で中止になり，これに伴う旅費等が未使用となり差額が生じた。成果発表の機会をより積極的に増やすとともに，実験の効率化を図るために使用することを計画している。
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