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空間確率モデルによる無線通信ネットワークの解析と性能評価

研究課題

研究課題/領域番号 16K00030
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 数理情報学
研究機関東京工業大学

研究代表者

三好 直人  東京工業大学, 情報理工学院, 教授 (20263121)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2017年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2016年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード確率モデル / 無線通信ネットワーク / 空間点過程 / 性能解析 / 信号対干渉比 / 確率分布の裾 / セルラネットワーク / 行列式点過程 / 性能評価
研究成果の概要

本研究の目的は,無線通信ネットワークにおける無線ノードの配置を空間点過程によって表わした空間確率モデルを考え,そのモデルの解析を通してネットワークの性能を調べることです.主な研究成果として,(1) 基地局の配置に正の相関や負の相関のある様々なセルラネットワークモデルに対して,被覆確率と呼ばれる性能指標を数値計算可能な形で導出するとともに実際に数値計算をすることによって性能評価を行ったこと,(2) 被覆確率を高速に計算できる近似手法を提案したこと,(3) さらに被覆確率の分布の裾の漸近的な特性を調べたこと等が挙げられます.

研究成果の学術的意義や社会的意義

無線通信ネットワークにおける無線ノードの位置を空間点過程を用いて表した空間確率モデルの研究は盛んに行われていますが,その多くは解析の容易さのために均質なポアソン点過程を仮定しています.しかし,実際のセルラネットワークにおける無線基地局やユーザ端末の配置には正または負の様々な相関が現れます.したがって,点配置に相関のある空間点過程を用いて無線ネットワークをモデル化し,そのモデルに対して多方面から解析を行ったことには大きな意義があると考えます.

報告書

(5件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 1件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 8件、 招待講演 4件)

  • [国際共同研究] Virginia Tech(米国)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Unified Analysis of HetNets Using Poisson Cluster Processes Under Max-Power Association2019

    • 著者名/発表者名
      Saha Chiranjib, Dhillon Harpreet S., Miyoshi Naoto, Andrews Jeffrey G.
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Wireless Communications

      巻: 18 号: 8 ページ: 3797-3812

    • DOI

      10.1109/twc.2019.2917904

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Downlink coverage probability in cellular networks with Poisson-Poisson cluster deployed base stations2019

    • 著者名/発表者名
      Naoto Miyoshi
    • 雑誌名

      IEEE Wireless Communications Letters

      巻: 8 号: 1 ページ: 5-8

    • DOI

      10.1109/lwc.2018.2845377

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Simple and fast PPP-based approximation of SIR distribution in downlink cellular networks2018

    • 著者名/発表者名
      Yuta Takahashi, Yao Chen, Takuya Kobayashi, Naoto Miyoshi
    • 雑誌名

      IEEE Wireless Communications Letters

      巻: 7 号: 6 ページ: 898-901

    • DOI

      10.1109/lwc.2018.2836438

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Tail asymptotics of signal-to-interference ratio distribution in spatial cellular network models2017

    • 著者名/発表者名
      Naoto Miyoshi, Tomoyuki Shirai
    • 雑誌名

      Probability and Mathematical Statistics

      巻: 37 号: 2 ページ: 431-453

    • DOI

      10.19195/0208-4147.37.2.12

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Analysis of an optimal stopping problem for software rejuvenation in a deteriorating job processing system2017

    • 著者名/発表者名
      Fumio Machida, Naoto Miyoshi
    • 雑誌名

      Reliability Engineering & System Safety

      巻: 168 ページ: 128-135

    • DOI

      10.1016/j.ress.2017.05.019

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spatial Modeling and Analysis of Cellular Networks Using the Ginibre Point Process: A Tutorial2016

    • 著者名/発表者名
      Naoto Miyoshi and Tomoyuki Shirai
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Communications

      巻: E99.B 号: 11 ページ: 2247-2255

    • DOI

      10.1587/transcom.2016NEI0001

    • NAID

      130005268118

    • ISSN
      0916-8516, 1745-1345
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Scaling limits of interference fields in spatial stochastic models of ultra-dense wireless networks2019

    • 著者名/発表者名
      Naoto Miyoshi
    • 学会等名
      Workshop on Random Matrices, Stochastic Geometry and Related Topics
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Downlink coverage probability in cellular networks with Poisson-Poisson cluster deployed base stations2019

    • 著者名/発表者名
      Naoto Miyoshi
    • 学会等名
      IEEE GLOBECOM (Global Communicaions Conference) 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Scaling limits of interference fields in spatial stochastic models of ultra-dense wireless networks2019

    • 著者名/発表者名
      Takumi Aburayama, Naoto Miyoshi
    • 学会等名
      Workshop on Random Matrices, Stochastic Geometry and Related Topics
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] A downlink heterogeneous cellular network model with intra- and inter-tier correlated base station locations2019

    • 著者名/発表者名
      小林 拓矢, 三好 直人, Dhillon Harpreet S.
    • 学会等名
      2018年度待ち行列シンポジウム「確率モデルとその応用」
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 移動体通信における time-based なハンドオーバ制限のモデルとその解析2019

    • 著者名/発表者名
      徳山 喜一, 三好 直人
    • 学会等名
      2018年度待ち行列シンポジウム「確率モデルとその応用」
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Data rate and handoff rate analysis for user mobility in cellular networks2018

    • 著者名/発表者名
      Kiichi Tokuyama, Naoto Miyoshi
    • 学会等名
      IEEE Wireless Communications and Networking Conference (WCNC 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Logarithmic tail asymptotics of signal-to-interference ratio distribution in spatial stationary cellular networks with bounded and regularly varying path-loss functions2018

    • 著者名/発表者名
      Naoto Miyoshi, Tomoyuki Shirai
    • 学会等名
      Stochastic Models VI
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 行列式点過程がつくる無線干渉場の巨視的極限2018

    • 著者名/発表者名
      油山 拓生, 三好 直人
    • 学会等名
      待ち行列シンポジウム「確率モデルとその応用」
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Uplink coverage analysis for heterogeneous cellular networks2017

    • 著者名/発表者名
      小林 拓矢, 三好 直人
    • 学会等名
      待ち行列シンポジウム: 確率モデルとその応用
    • 発表場所
      東京理科大学
    • 年月日
      2017-01-19
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] セルラネットワークの空間確率モデルに対するポアソン点過程近似について2017

    • 著者名/発表者名
      高橋 雄太, 三好 直人
    • 学会等名
      待ち行列シンポジウム: 確率モデルとその応用
    • 発表場所
      東京理科大学
    • 年月日
      2017-01-19
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] On the tail asymptotics of signal-to-interference ratio distribution in downlink cellular networks2016

    • 著者名/発表者名
      Naoto Miyoshi, Tomoyuki Shirai
    • 学会等名
      Stochastic Models V
    • 発表場所
      The Mathematical Research and Conference Center, Bedlewo, Poland
    • 年月日
      2016-09-11
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Downlink coverage probability in Ginibre-Poisson overlaid MIMO cellular networks2016

    • 著者名/発表者名
      Takuya Kobayashi, Naoto Miyoshi
    • 学会等名
      WiOpt 2016
    • 発表場所
      Arizona State University, Tempe, Arizona, USA
    • 年月日
      2016-05-09
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A sufficient condition for tail asymptotics of SIR distribution in downlink cellular networks2016

    • 著者名/発表者名
      Naoto Miyoshi, Tomoyuki Shirai
    • 学会等名
      SpaSWiN 2016
    • 発表場所
      Arizona State University, Tempe, Arizona, USA
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2021-02-19  

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