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2021 Fiscal Year Research-status Report

Smart spectrum based on learning with multi-dimentional radio environment recognition

Research Project

Project/Area Number 18KK0109
Research InstitutionTokyo University of Agriculture and Technology

Principal Investigator

梅林 健太  東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (20451990)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 藤井 威生  電気通信大学, 先端ワイヤレス・コミュニケーション研究センター, 教授 (10327710)
太田 真衣  福岡大学, 工学部, 助教 (20708523)
須藤 克弥  電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 助教 (70821867)
Project Period (FY) 2018-10-09 – 2023-03-31
Keywordsスマートスペクトラム / 周波数管理 / 周波数利用観測 / 機械学習 / MEC
Outline of Annual Research Achievements

スマート社会の実現には、周波数資源を柔軟かつダイナミックに共用して活用する周波数資源管理法が必要となる。高効率な周波数共用には、周波数利用の詳細な把握が必要であるが、現在の観測及びモデリング技術ではその精度が不足しており、把握が困難とされている。本研究課題では、各端末での周波数利用観測結果に対し、パラメトリックとノンパラメトリック型学習法を連携させることで多次元の無線物理量(受信電力、周波数利用率等)及び通信品質メトリック(パケットエラーレート、スループット等)を効率的に認識する手法を確立する。加えて、観測及び認識で得た情報を基に、適切な周波数資源管理法と、高効率な無線通信ネットワークの運用(スペクトラム活用法)の検討に取り組む。このために3つの課題(課題1:スペクトラム利用の認識法の確立、課題2:効率的な周波数資源管理及び活用法の確 立、課題3:複数周波数共用シナリオにおける実証実験)を設定した。 2021年度も引き続きコロナの影響もあり、海外の共同研究パートナー(オウル大学 フィンランド)を含め、研究活動が大幅に制限されており、人的交流も実現することが出来なかった。しかしながら、2022年度まで研究期間を延長し、2022年度における人的交流と実質的な共同研究を実現するためにzoom等による研究の打ち合わせを積み重ねてきた。オウル大学との共同研究をより実施的なものとするために、コロナの状況において各研究機関で可能な実験(観測実験)や、観測技術の高度化、そして観測からモデル化に基づいた周波数利用の把握とそれに基づいた周波数共用の検討を行ってきた。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

コロナの影響により、研究者及び学生の派遣が困難であったこと、また研究活動が大幅に制限されたこと、特に観測実験を行うことが困難であったことから研究の進捗が遅れた。年度後半において少しずつ状況が改善されてきたことから、実験を開始すると同時に、来年度の人的交流を実現するために準備を整えてきた。

Strategy for Future Research Activity

昨年度より準備してきた実験の準備を元に、オウル大学との連携を生かして、遅れている研究の促進に取り組む。

Causes of Carryover

本国際共同研究では人的な交流を主として予算を計上していたが、コロナの影響で人的な交流が全くできなかった。そこで研究期間を1年間延長し、短期間で効率的に研究を行うために、これまでできなかった人的な交流の促進を2022年度に行い、国際共同研究の促進を図る。

  • Research Products

    (20 results)

All 2022 2021 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (15 results) (of which Int'l Joint Research: 9 results)

  • [Int'l Joint Research] オウル大学(フィンランド)

    • Country Name
      FINLAND
    • Counterpart Institution
      オウル大学
  • [Int'l Joint Research] リバプール大学(英国)

    • Country Name
      UNITED KINGDOM
    • Counterpart Institution
      リバプール大学
  • [Journal Article] Proactive Radar Protection System in Shared Spectrum via Forecasting Secondary User Power Levels2022

    • Author(s)
      Sone Su P.、Lehtomaki Janne、Khan Zaheer、Umebayashi Kenta、Javed Zunera
    • Journal Title

      IEEE Access

      Volume: 10 Pages: 40367~40380

    • DOI

      10.1109/ACCESS.2022.3166844

  • [Journal Article] High-Efficiency FCME-Based Noise Power Estimation for Long-Term and Wide-Band Spectrum Measurements2021

    • Author(s)
      Iwata Hiroki、Umebayashi Kenta、Al-Tahmeesschi Ahmed、Lehtomaki Janne
    • Journal Title

      IEEE Access

      Volume: 9 Pages: 149883~149893

    • DOI

      10.1109/ACCESS.2021.3124905

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Feature-Based Deep Neural Networks for Short-Term Prediction of WiFi Channel Occupancy Rate2021

    • Author(s)
      Al-Tahmeesschi Ahmed、Umebayashi Kenta、Iwata Hiroki、Lehtomaki Janne、Lopez-Benitez Miguel
    • Journal Title

      IEEE Access

      Volume: 9 Pages: 85645~85660

    • DOI

      10.1109/ACCESS.2021.3088423

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Classification and discretization of shadowing toward low storage radio map2022

    • Author(s)
      Keita Katagiri and Takeo Fujii
    • Organizer
      ICAIIC 2022, online, Feb. 2022
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Throughput prediction by radio environment correlation recognition using crowd sensing and federated learning2022

    • Author(s)
      Satoshi Nakaniida and Takeo Fujii
    • Organizer
      ICAIIC 2022, online, Feb. 2022
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Partitioned Path Loss Models Based on Coefficient of Determination2022

    • Author(s)
      Keita Katagiri and Takeo Fujii
    • Organizer
      ICOIN 2022, Online, Jan. 2022
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Forecasting Wireless Network Traffic and Channel Utilization Using Real Network/Physical layer Data2021

    • Author(s)
      Su Pyae Sone, Janne Lehtomaki, Zaheer Khan, Kenta Umebayashi
    • Organizer
      2021 Joint European Conference on Networks and Communications & 6G Summit (EuCNC/6G Summit)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Energy Detection for M-QAM Signals2021

    • Author(s)
      Shun Ishihara, Kenta Umebayashi, Janne Lehtomaki
    • Organizer
      2021 IEEE 93rd Vehicular Technology Conference (VTC2021-Spring)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 逐次型雑音電力推定法の初期パラメータ設定についての一検討2021

    • Author(s)
      Leow Yau Hong, 梅林健太, Janne Lehtomaki
    • Organizer
      電子情報通信学会 スマート無線研究会 11月
  • [Presentation] 無線給電センサネットワークにおける統計的チャネ ル品質に基づいたタイムスロット割り当て手法に関する一考察2021

    • Author(s)
      寺内健, 須藤克弥, 若生将史
    • Organizer
      電子情報通信学会 スマート無線研究会 7月
  • [Presentation] Low storage radio map using statistical inference2021

    • Author(s)
      Keita Katagiri and Takeo Fujii
    • Organizer
      IEEE DySPAN2021, Online, Dec. 2021
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Empirical CDF-based power control method for obstructed V2V communications2021

    • Author(s)
      Keita Katagiri, Koya Sato, and Takeo Fujii
    • Organizer
      ICETC2021, Online, Dec. 2021
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Estimation of the Number of Obstacles Based on p-value for V2V Communications2021

    • Author(s)
      Keita Katagiri, Koya Sato, and Takeo Fujii
    • Organizer
      ICETC2021, Online, Dec. 2021
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Mesh-clustering-based radio maps construction for autonomous distributed networks2021

    • Author(s)
      Keita Katagiri and Takeo Fujii
    • Organizer
      ICUFN 2021, online, Aug. 2021
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] クラウドセンシングと連合学習を用いた無線環境相 関認識によるスループット予測手法の研究2021

    • Author(s)
      中新井田覚志, 藤井威生
    • Organizer
      RISING, Nov. 2021
  • [Presentation] 決定係数に基づく距離減衰特性の分割モデル化2021

    • Author(s)
      片桐啓太, 藤井威生
    • Organizer
      信学 技報, SR2021-54, Nov. 2021
  • [Presentation] クラウドセンシングと連合学習を用いた無線環境相 関認識によるスループット予測手法の研究2021

    • Author(s)
      中新井田覚志, 藤井威生
    • Organizer
      信学技報, SR2021-53, Nov. 2021
  • [Presentation] メッシュクラスタリングに基づく自律分散環境向け電波 マップ構築2021

    • Author(s)
      片桐啓太, 藤井威生
    • Organizer
      電子情報通信学会ソサイエティ大会 B-17-7, Sept. 2021

URL: 

Published: 2022-12-28  

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