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Body Area Networkチャネルにおけるアンテナ・ディエンベディング

Research Project

Project/Area Number 13J08831
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

長縄 潤一  東京工業大学, 理工学研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2015-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2014)
Budget Amount *help
¥1,800,000 (Direct Cost: ¥1,800,000)
Fiscal Year 2014: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2013: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
KeywordsBody Area Network / 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 / FDTD法 / アンテナ・ディエンベディング / Antenna De-embedding / Wireless Body Area Network / 球波動関数
Outline of Annual Research Achievements

本研究ではボディエリアネットワークのうちon-bodyシナリオに着目し,アンテナを分離して記述できるチャネルモデリング手法の確立を目指している.具体的には,アンテナとチャネルをそれぞれ球面波展開の係数とその係数の変化として記述することを提案している.前年度までに,FDTD法を用いて本手法を実装し,簡単なアンテナ・平面人体モデルを用いてその検証を行った.
本年度では,以下の3項目の検討を行った.
1. 提案手法をより現実な状況で評価するために,リアルな人体モデルと複数ポートを持つ誘電体共振アンテナ(DRA)を実装に導入した.提案手法と従来手法を比較した結果,パスゲイン誤差・位相誤差が十分に小さいことを確認した.
2. 基本モード近似は,提案手法をより簡単に実装できるようにするものである.球面波の基本モードは,電気・磁気ダイポールと等価であるため,基本モード近似においては,球面波チャネルの代わりにダイポール間のチャネル応答を求めれば良いことになり,特に測定ベースの実装で有利である.しかしながら,あくまでも近似であるため,基本モード近似の精度を評価した.パスゲイン誤差をアンテナのサイズあるいは高次モード電力の関数としてモデル化した.また,基本モード近似を用いると,平均パスゲインは良く近似できることを明らかにした.
2. 提案手法を応用し,動的シナリオにおけるアンテナ性能評価を行った.具体的には,1.の基本モード近似と従来の準動的FDTD法シミュレーションを組み合わせることで,DRAを歩行動作中に用いた場合の平均パスゲインを予測した.この予測から有利なDRAのポート選択を行うことができることを示した.また,暗室内で動的シナリオ測定を行い,提案手法による予測と測定結果に関しておおよその一致を確認した.

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2014 Annual Research Report
  • 2013 Annual Research Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2015 2014 2013

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (7 results)

  • [Journal Article] Simulation-Based Scenario-Specific Channel Modeling for WBAN Cooperative Transmission Schemes2015

    • Author(s)
      J. Naganawa, W. Karma, M. Kim, T. Aoyagi, and J. Takada
    • Journal Title

      IEEE Journal of Biomedical and Health Informatics

      Volume: 19 Issue: 2 Pages: 559-570

    • DOI

      10.1109/jbhi.2014.2326424

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Antenna De-embedding in FDTD-based Radio Propagation Prediction by using Spherical Wave Function2015

    • Author(s)
      J. Naganawa, K. Haneda, M. Kim, T. Aoyagi, and J. Takada
    • Journal Title

      IEEE Transaction on Antennas and Propagation

      Volume: 63 Issue: 6 Pages: 2545-2557

    • DOI

      10.1109/tap.2015.2414442

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Accuracy of Approximated WBAN Channel by Fundamental Modes of Spherical Wave Functions2015

    • Author(s)
      J. Naganawa, J. Takada, T. Aoyagi, and M. Kim
    • Organizer
      The 9th International Symposium on Medical ICT (ISMICT 2015)
    • Place of Presentation
      Shonan Village, Kanagawa, Japan
    • Year and Date
      2015-03-24 – 2015-03-26
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] FDTD-based Antenna De-embedding in WBAN on-body Channel Modeling2014

    • Author(s)
      J. Naganawa, M. Kim, T. Aoyagi, and J. Takada
    • Organizer
      The XXXI General Assembly of the International Union of Radio Science (URSI GASS)
    • Place of Presentation
      Beijing Conference Center, Beijing, China
    • Year and Date
      2014-08-16 – 2014-08-23
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] FDTD法を用いた電波伝搬解析におけるアンテナ・伝搬路分離の誤差評価2014

    • Author(s)
      長縄ほか
    • Organizer
      電子情報通信学会総合大会
    • Place of Presentation
      総合教育研究棟351, 新潟大学, 新潟県
    • Year and Date
      2014-03-19
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Preliminary Study on Antenna De-embedding in FDTD-based WBAN Channel Modeling2014

    • Author(s)
      J. Naganawa, et al.
    • Organizer
      COST IC 1004 9th MC & Scientific Meeting
    • Place of Presentation
      G4, University of Ferrara, Ferrara, Italy
    • Year and Date
      2014-02-07
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] FDTD法を用いた電波伝搬解析におけるアンテナ・伝搬路分離の初期的検討2013

    • Author(s)
      長縄ほか
    • Organizer
      電子情報通信学会ソサイエティ大会
    • Place of Presentation
      A棟A42, 福岡工業大学, 福岡市
    • Year and Date
      2013-09-18
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] FDTD Simulation of Wireless Body Area Network Channel in Mesh Topology2013

    • Author(s)
      J. Naganawa, et al.
    • Organizer
      2013 Asia-Pacific Radio Science Conference (AP-RASC)
    • Place of Presentation
      Howard International House, 台北, 台湾
    • Year and Date
      2013-09-07
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Antenna De-embedding in Radio Propagation Simulation using FDTD Method2013

    • Author(s)
      J. Naganawa, et al.
    • Organizer
      5th Multidisciplinary International Student Workshop (MISW2013)
    • Place of Presentation
      W935講義室, 東京工業大学, 東京都
    • Year and Date
      2013-08-08
    • Related Report
      2013 Annual Research Report

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Published: 2014-01-29   Modified: 2024-03-26  

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