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超多端末環境に適した多次元グラフ構造に基づく新たな媒体アクセス制御技術の研究

研究課題

研究課題/領域番号 16K06338
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 通信・ネットワーク工学
研究機関電気通信大学

研究代表者

石橋 功至  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, 准教授 (80452176)

研究協力者 アブレウ ジュゼッペ  
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018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: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2017年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2016年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワードモノのインターネット / 多元接続方式 / 二部グラフ / ランダムアクセス / スロット化ALOHA / IoT / ジグザグ復号 / 基地局連携 / フレームレスALOHA / 密度発展法 / 2部グラフ / 逐次干渉除去 / 物理層 / 媒体アクセス制御 / 情報通信工学
研究成果の概要

全てのモノをインターネットに接続し、人間生活をサポートするIoTの実現が期待されている。IoTの普及に伴い、数十億を超える超多数のデバイスが同一の無線資源を用いて通信を行うことが想定される。本研究課題では、超多数の端末を低遅延で安定して接続可能とする新しい通信方式と、その理論の構築を目的とした。そこで逐次干渉除去技術をベースとし、複数基地局が連携する新たな方式を提案し、基地局数の増加に応じた性能利得が獲得できることを明らかにした。またパケット衝突を積極的に利用することで、通信効率をさらに向上可能な手法を提案した。これらの成果は、将来の通信技術の基盤として活用が期待される。

研究成果の学術的意義や社会的意義

総務省の統計によれば日本の人口は2011年以降、継続して減少傾向にある。人口の減少に伴う少子高齢化によって、労働人口そのものが減少する中でどのように社会インフラ・公共サービスを維持するかは、もはや逃れることのできない喫緊の課題である。この問題に対して、全ての機器に無線通信機能を付与し、相互的かつ即応的な通信・制御を可能とするIoT技術の実現は急務である。本研究の成果は従来の無線通信技術では実現不可能な数十億という超多数のデバイスを安定的かつ低遅延で接続する技術の基盤となるものであり、将来の無線システム、ひいては社会を支える重要な技術である。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (5件) 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 7件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] Jacobs University Bremen(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] Jacobs University Bremen(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Dankook University(韓国)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Jacobs University Bremen(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Institute for Infocomm Research (I2R)(シンガポール)

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Application of ZigZag Decoding in Frameless ALOHA2019

    • 著者名/発表者名
      Shun Ogata, Koji Ishibashi
    • 雑誌名

      IEEE Access

      巻: 7 ページ: 39528-39538

    • DOI

      10.1109/access.2019.2906937

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Optimized Frameless ALOHA for Cooperative Base Stations With Overlapped Coverage Areas2018

    • 著者名/発表者名
      Ogata Shun、Ishibashi Koji、de Abreu Giuseppe T. F.
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Wireless Communications

      巻: 17 号: 11 ページ: 7486-7499

    • DOI

      10.1109/twc.2018.2867492

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] ZigZag Decodable Frameless ALOHA2018

    • 著者名/発表者名
      S. Ogata and K. Ishibashi
    • 学会等名
      2018 52nd Asilomar Conference on Signals, Systems, and Computers
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Coded Frameless ALOHA2018

    • 著者名/発表者名
      Shun Ogata and Koji Ishibashi
    • 学会等名
      2018 15th Workshop on Positioning, Navigation and Communications (WPNC)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ZigZag Decodable Coded Slotted ALOHA2018

    • 著者名/発表者名
      M. Oinaga, S. Ogata and K. Ishibashi
    • 学会等名
      2018 15th Workshop on Positioning, Navigation and Communications (WPNC)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Machines Talk Freely: Graph-based Designs for Distributed Wireless Communications2018

    • 著者名/発表者名
      K. Ishibashi
    • 学会等名
      2018 15th Workshop on Positioning, Navigation and Commununications (WPNC)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ZigZag復号を適用したフレームレスALOHAのパケット損失確率特性2018

    • 著者名/発表者名
      尾形駿, 石橋功至
    • 学会等名
      情報理論とその応用シンポジウム2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ZigZag復号可能な符号化スロット化ALOHA2018

    • 著者名/発表者名
      追永大,尾形駿,石橋功至
    • 学会等名
      電子情報通信学会無線通信システム研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Multi-Access Diversity Gain via Multiple Base Station Cooperation in Frameless ALOHA2017

    • 著者名/発表者名
      Shun Ogata and Koji Ishibashi
    • 学会等名
      18th IEEE International Workshop on Signal Processing Advances in Wireless Communications (SPAWC)
    • 発表場所
      札幌、北海道
    • 年月日
      2017-07-03
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] フレームレスALOHAにおける効率的なパケット復調法に関する一検討2017

    • 著者名/発表者名
      尾形 駿,石橋功至
    • 学会等名
      電子情報通信学会無線通信システム研究会
    • 発表場所
      大阪市立大学(大阪府・大阪市)
    • 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] Multi-Access Diversity Gain via Multiple Base Station Cooperation in Frameless ALOHA2017

    • 著者名/発表者名
      S. Ogata, K. Ishibashi, and G. Abreu
    • 学会等名
      IEEE SPAWC 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Received-Power-Aware Design of Transmission Probability for Frameless ALOHA2017

    • 著者名/発表者名
      S. Ogata and K. Ishibashi
    • 学会等名
      SmartCom 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 複数ベースステーション協調を用いたフレームレスALOHAにおけるパケット損失確率の一般化解析について2017

    • 著者名/発表者名
      尾形駿, 石橋功至, アブレウ ジュゼッペ
    • 学会等名
      電子情報通信学会RCS研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] フレームレスALOHAのための距離を考慮した送信確率設計2017

    • 著者名/発表者名
      尾形駿, 石橋功至
    • 学会等名
      情報理論とその応用シンポジウム2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 符号化フレームレスALOHAにおけるターゲット次数及び符号次数分布の同時最適化2016

    • 著者名/発表者名
      尾形 駿,石橋功至
    • 学会等名
      第39回情報理論とその応用シンポジウム(SITA 2016)
    • 発表場所
      高山グリーンホテル (岐阜県・高山市)
    • 年月日
      2016-12-16
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 符号化フレームレスALOHAの次数分布最適化2016

    • 著者名/発表者名
      尾形 駿,石橋功至
    • 学会等名
      電子情報通信学会無線通信システム研究会
    • 発表場所
      琉球大学(沖縄県・中頭郡)
    • 年月日
      2016-06-24
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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