無線リレーとPONによって構成される適応的C-RAN
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20H04178
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 60060:Information network-related
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| Research Institution | Chitose Institute of Science and Technology |
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Principal Investigator |
吉本 直人 公立千歳科学技術大学, 理工学部, 教授 (60619550)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
桑野 茂 大同大学, 情報学部, 教授 (20761513)
丸田 一輝 東京工業大学, 超スマート社会卓越教育院, 特任准教授 (30801170)
久野 大介 大阪大学, 工学研究科, 助教 (40802088)
中山 悠 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (80802058)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥18,070,000 (Direct Cost: ¥13,900,000、Indirect Cost: ¥4,170,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2021: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2020: ¥9,360,000 (Direct Cost: ¥7,200,000、Indirect Cost: ¥2,160,000)
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| Keywords | モバイルネットワーク / 動的リソース制御 / ミッドホール / PON / 無線フロントホール / 光無線統合ネットワーク / 波長多重方式 / 動的帯域割当 / エッジAI / 時間領域シンボル拡散 / 光・無線統合ネットワーク / 適応ネットワーク / 同期 |
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| Outline of Research at the Start |
近年のモバイルトラヒックの爆発的な増大に伴い、モバイル基地局はより高密度・多数配置されることが予想される。さらに近年はトラヒックの時空間的な変動が顕著化し、従来の固定的な基地局によるモバイルネットワークでは設備効率悪化やサービス品質低下といった課題が生じていた。本研究では、上記課題を解決するためのモバイルネットワークである適応的C-RANのコンセプト確立と実証を目的とする。具体的には、フロントホールの低遅延要求とミッドホールの大容量転送とを両立可能な光・無線統合ネットワークの動的リソース制御技術及び、無線フロントホールを実現するためのトラヒック転送技術の確立に向けて研究を行う。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，フロントホールの低遅延要求とミッドホールの大容量転送とを両立可能な光・無線統合ネットワークの動的リソース制御技術及び，無線フロントホールを実現するためのトラヒック転送技術の確立に向けて研究を行った．
動的リソース制御技術の中で，物理層における波長リソースの効率化については，収容効率を2倍に拡大できる「一波長双方向通信方式」非直交多重方式と, 同一波長を用いることで収容効率を2倍に拡大できる「電力多重型非直交多元接続方式」について検討を行なった。「一波長双方向通信方式」では，反射光の干渉を抑圧するアルゴリズムを開発し，原理確認実験を実施した．「電力多重型非直交多元接続方式」では，時空間領域等化器に逐次干渉抑圧(Successive interference cancellation)機能を新たに開発し，原理確認実験を実施した．これら２つの技術により波長利用効率を4倍向上できることを示した．
MAC層における検討として， GPUを用いたエッジAIによる画像の物体検出は，ネットワーク輻輳による遅延増大するといった課題に対し，バッチサイズ増大による計算効率の向上と，リアルタイムでの物体検出を実現する低遅延のデータ伝送の両立する新たな波長帯域割り当てアルゴリズムを提案し, 代表的な帯域割り当てアルゴリズムであるIPACTと比較し大幅に遅延を低減可能であることをシミュレーションによって示した．
無線フロントホール,を実現するためのトラヒック転送技術において，同一チャネルを用いた複数リンク間の干渉レベルの推定手法として深層学習の応用を提案し,その効果を確認した．また，干渉レベルに依存することなく適応アルゴリズムを適切に動作可能とする時間領域シンボル拡散(TISS)を提案した．これによりSIRが-10dB以上の領域において良好な干渉抑圧効果を確認した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
進捗に関して，当初2021年度上期に予定していた原理確認実験を完遂し，PoC検証を開始する等，計画を前倒ししている．
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| Strategy for Future Research Activity |
(1) 動的リソース制御技術（物理層）に関しては，今後は，検討している技術の適用領域を明確化する．さらに光ファイバ通信で懸念される偏波の変動や波長分散に起因するチャネル歪み，送受信器の非線形性等の影響も加味して，原理確認実験を網羅的に実施予定である．(2) 動的リソース制御技術（MAC層）に関しては，今後は，PoCを構築し実機での検証を進める．また，無線フロントホールについて，現実的な条件を設定したシミュレーション評価を行い，提案ルーティング手法の検証を進める．(3) 無線フロントホールを実現するためのトラヒック転送技術に関しては，今後は，実際の無線フロントホール環境を想定したシミュレーション評価を通して提案方式の有効性を確認するとともに，実機実験を通して真の有効性を明らかにする．
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Report
(1 results)
Research Products
(22 results)
