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MIMOメッシュネットワークの物理レイヤ構築に関する研究

Research Project

Project/Area Number 09J09811
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Communication/Network engineering
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

水谷 圭一  東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2009 – 2011
Project Status Completed (Fiscal Year 2011)
Budget Amount *help
¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000)
Fiscal Year 2011: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2010: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2009: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
KeywordsMIMOメッシュネットワーク / マルチホップ中継ネットワーク / MIMOネットワーク符号 / TDD / TDMA / ソフトウェア無線 / ネットワーク同期 / 実証実験 / マルチホップ中継 / MIMO / ネットワーク符号 / プロトタイプハードウェア / 双方向中継 / 実験実証 / 950MHz帯
Research Abstract

複数の端末間に無線リンクを張ることにより,簡易に通信ネットワークを構築する技術である,マルチホップ中継(メッシュ)ネットワークが注目を集めており,センサネットワークなどへの応用が期待されている.しかしチャネル分割損によって伝送効率が低下する問題があった.そこで複数アンテナを用いたMIMO技術や,双方向フローパケットを合成多重送信するネットワーク符号技術を用いた双方向マルチホップ中継ネットワークが提案されている.しかし実際にハードウェアによって実験実証した例はなかった.本研究課題の目的は,MIMOネットワーク符号を用いた双方向マルチホップ中継ネットワークを,プロトタイプハードウェアに実装し,実電波を用いた実験結果によりその実現性と有効性を世界に先駆けて実証することである.
研究期間最終年度となる本年度は,これまでに実装したシステムを用いて屋内伝搬環境において再実験を行い,その実現性や有効性を示した。プロトタイプハードウェア構成およびシステム構成,ネットワーク同期のメカニズムなどの物理層設計指針を具現化し,測定および解析結果とともに電子情報通信学会英文論文誌にて発表した.加えてより柔軟なトポロジを実現するためのネットワーク同期手法を提案・実装し,実験によりその実現性および有効性を実証した.さらにネットワークスループットを向上させるために,多値変調技術および適応変調技術を双方向マルチホップ中継ネットワークへ導入し,屋内伝搬環境下における実験において2.3Mbps(3.83bps/Hz)という高いネットワークスループットを達成した.
これらの成果により,今後のスマートなマルチホップ中継ネットワークの実現および発展に寄与できたと考えられる.

Report

(3 results)
  • 2011 Annual Research Report
  • 2010 Annual Research Report
  • 2009 Annual Research Report
  • Research Products

    (16 results)

All 2012 2011 2010 2009

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (10 results)

  • [Journal Article] Prototype Hardware for TDD Two-way Multi-hop Relay Network using MIMO Network Coding2012

    • Author(s)
      Keiichi Mizutani, Takehiro Miyamoto, Kei Sakaguchi, Kiyomichi Araki
    • Journal Title

      IEICE Transactions on Communications

      Volume: Vol.E95-B, No.05 Pages: 1738-1750

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 送信ビームフォーミングを用いたMIMO双方向中継の実験2011

    • Author(s)
      ヴァヴッター, 水谷圭一, 木田祐太郎, 阪口啓, 荒木純道, 宮本健宏
    • Journal Title

      電子情報通信学会技術研究報告

      Volume: Vol.111, No.452 Pages: 147-153

    • NAID

      110009545393

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  • [Journal Article] ノードのダイナミック参入が可能な同期型MIMO双方向中継ネットワーク2011

    • Author(s)
      木田祐太郎, 水谷圭一, タンザカン, 宮本健宏, 阪口啓, 荒木純道
    • Journal Title

      電子情報通信学会技術研究報告

      Volume: Vol.111, No.162 Pages: 113-120

    • NAID

      110008800278

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Journal Article] MIMO-OFDM双方向マルチホップネットワークとネットワーク同期手法2009

    • Author(s)
      水谷圭一, 阪口啓, 荒木純道
    • Journal Title

      電子情報通信学会技術研究報告 Vol.109, No.61

      Pages: 43-49

    • NAID

      110007226190

    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Journal Article] マルチチャネル双方向マルチホップ中継ネットワークの試作2009

    • Author(s)
      水谷圭一, 宮本健宏, 菅野崇理, 阪口啓, 荒木純道
    • Journal Title

      電子情報通信学会技術研究報告 Vol.109, No.155

      Pages: 61-67

    • NAID

      110007387778

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  • [Journal Article] ネットワーク符号を用いた双方向マルチホップ中継ネットワークの試作2009

    • Author(s)
      水谷圭一, 宮本健宏, 菅野崇理, 阪口啓, 荒木純道
    • Journal Title

      電子情報通信学会技術研究報告 Vol.109, No.246

      Pages: 127-133

    • NAID

      110007482377

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  • [Presentation] 送信ビームフォーミングを用いたMIMO双方向中継の実験2012

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      ヴァヴッター, 水谷圭一, 木田祐太郎, 阪口啓, 荒木純道, 宮本健宏
    • Organizer
      電子情報通信学会ソフトウェア無線研究会
    • Place of Presentation
      YRP(横須賀市)
    • Year and Date
      2012-03-08
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  • [Presentation] MIMOネットワーク符号を用いたTDD-OFDM双方向マルチホップ中継ネットワークとネットワーク同期手法2011

    • Author(s)
      水谷圭一, タンザカン, 阪口啓, 荒木純道
    • Organizer
      電子情報通信学会ソサイエティー大会
    • Place of Presentation
      北海道大学(札幌市)
    • Year and Date
      2011-09-13
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      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] ノードのダイナミック参入が可能な同期型MIMO双方向中継ネットワーク2011

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      木田祐太郎, 水谷圭一, タンザカン, 宮本健宏, 阪口啓, 荒木純道
    • Organizer
      電子情報通信学会ソフトウェア無線研究会
    • Place of Presentation
      YRP(横須賀市)
    • Year and Date
      2011-07-28
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      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Realization of TDD two-way multi-hop relay network with MIMO network coding2011

    • Author(s)
      Keiichi Mizutani, Yutaro Kida, Takehiro Miyamoto, Kiyomichi Araki, Kei Sakaguchi
    • Organizer
      Crowncom2011
    • Place of Presentation
      大阪大学(大阪市)
    • Year and Date
      2011-06-01
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      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Network throughput of TDD/TDMA two-way multi-hop relay network with MIMO network coding in indoor environment2010

    • Author(s)
      Keiichi Mizutani, Takehiro Miyamoto, Kei Sakaguchi, Kiyomichi Araki
    • Organizer
      PIMRC2010 workshop
    • Place of Presentation
      トルコ,イスタンブール
    • Year and Date
      2010-09-26
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] Hardware Prototype for Two-way Multi-hop Relay Network with MIMO Network Coding2010

    • Author(s)
      Keiichi Mizutani, Takehiro Miyamoto, Takamichi Kanno, Kei Sakaguchi, Kiyomichi Araki
    • Organizer
      VTC2010-Spring
    • Place of Presentation
      台湾,台北
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] Network Synchronization for Two-way Multi-hop Relay Networks with Block Modulation2010

    • Author(s)
      Keiichi Mizutani, Kei Sakaguchi, Kiyomichi Araki
    • Organizer
      VTC2010-Spring
    • Place of Presentation
      台湾,台北
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] MIMO-OFDM双方向マルチホップネットワークとネットワーク同期手法2009

    • Author(s)
      水谷圭一, 阪口啓, 荒木純道
    • Organizer
      電子情報通信学会ソフトウェア無線研究会
    • Place of Presentation
      新潟大学, 新潟, 日本
    • Year and Date
      2009-05-28
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] マルチチャネル双方向マルチホップ中継ネットワークの試作2009

    • Author(s)
      水谷圭一, 宮本健宏, 菅野崇理, 阪口啓, 荒木純道
    • Organizer
      電子情報通信学会ソフトウェア無線研究会
    • Place of Presentation
      東京工業大学, 東京, 日本
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] ネットワーク符号を用いた双方向マルチホップ中継ネットワークの試作2009

    • Author(s)
      水谷圭一, 宮本健宏, 菅野崇理, 阪口啓, 荒木純道
    • Organizer
      電子情報通信学会ソフトウェア無線研究会
    • Place of Presentation
      東北大学, 宮城, 日本
    • Related Report
      2009 Annual Research Report

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Published: 2009-04-01   Modified: 2024-03-26  

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