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確率幾何とゲーム理論の融合による時空インタラクションデザイン技術

研究課題

研究課題/領域番号 18H01442
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分21020:通信工学関連
研究機関京都大学

研究代表者

山本 高至  京都大学, 情報学研究科, 准教授 (30423015)

研究分担者 西尾 理志  東京工業大学, 工学院, 准教授 (80711522)
守倉 正博  京都大学, 情報学研究科, 教授 (20467400)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
15,860千円 (直接経費: 12,200千円、間接経費: 3,660千円)
2021年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2020年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2019年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2018年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
キーワード無線ネットワーク / 確率幾何 / 機械学習 / ワイヤレスセンシング / ゲーム理論 / 強化学習
研究成果の概要

確率幾何、ゲーム理論、機械学習を融合させ、物理レイアウトと無線ネットワークの自律構成技術を創出した。具体的には、二次元空間上での理論的システム性能解析が不可能と思われてきた無線制御技術の性能解析を、確率幾何解析の導入により可能とした。加えて、確率幾何解析と強化学習の融合、深層強化学習の導入、さらには無線機器自体による環境認知結果に基づき、無線環境に応じた高効率無線ネットワーク制御技術を実現した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究の成果は、今日のインフラを構成する無線LAN、携帯電話といった無線通信システムの通信容量などの性能向上をもたらすのみならず、今日不可欠な人手による運用コストを、新たに加える環境認知結果を用いた自動化により低減可能であることを示している。さらには無線通信システムに通信のみならず、ワイヤレスセンシングという新たなアプリケーションを付与させるという、新たな展開に寄与する。

報告書

(5件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (53件)

すべて 2022 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (8件) 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 5件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 7件) 学会発表 (37件) (うち国際学会 10件、 招待講演 4件)

  • [国際共同研究] オウル大学(フィンランド)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Oulu(フィンランド)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] Deakin University(オーストラリア)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] Yonsei University(韓国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Oulu(フィンランド)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] Universitas Gadjah Mada(インドネシア)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] Deakin University(オーストラリア)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] Universitas Gadjah Mada(インドネシア)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Penalized and Decentralized Contextual Bandit Learning for WLAN Channel Allocation with Contention-Driven Feature Extraction2022

    • 著者名/発表者名
      YAMASHITA Kota、KAMIYA Shotaro、YAMAMOTO Koji、KODA Yusuke、NISHIO Takayuki、MORIKURA Masahiro
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Communications

      巻: E105.B 号: 10 ページ: 1268-1279

    • DOI

      10.1587/transcom.2021EBP3197

    • ISSN
      0916-8516, 1745-1345
    • 年月日
      2022-10-01
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Bi-Directional Beamforming Feedback-Based Firmware-Agnostic WiFi Sensing: An Empirical Study2022

    • 著者名/発表者名
      Kondo Sota、Itahara Sohei、Yamashita Kota、Yamamoto Koji、Koda Yusuke、Nishio Takayuki、Taya Akihito
    • 雑誌名

      IEEE Access

      巻: 10 ページ: 36924-36934

    • DOI

      10.1109/access.2022.3165029

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Communication-Efficient Multimodal Split Learning for mmWave Received Power Prediction2020

    • 著者名/発表者名
      Koda Yusuke、Park Jihong、Bennis Mehdi、Nishio Takayuki、Yamamoto Koji、Morikura Masahiro、Nakashima Kota
    • 雑誌名

      IEEE Communications Letters

      巻: - 号: 6 ページ: 1-1

    • DOI

      10.1109/lcomm.2020.2978824

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Deep Reinforcement Learning-Based Channel Allocation for Wireless LANs With Graph Convolutional Networks2020

    • 著者名/発表者名
      Nakashima Kota、Kamiya Shotaro、Ohtsu Kazuki、Yamamoto Koji、Nishio Takayuki、Morikura Masahiro
    • 雑誌名

      IEEE Access

      巻: 8 ページ: 31823-31834

    • DOI

      10.1109/access.2020.2973140

    • NAID

      120006813312

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Thompson Sampling-Based Channel Selection Through Density Estimation Aided by Stochastic Geometry2020

    • 著者名/発表者名
      Deng Wangdong、Kamiya Shotaro、Yamamoto Koji、Nishio Takayuki、Morikura Masahiro
    • 雑誌名

      IEEE Access

      巻: 8 ページ: 14841-14850

    • DOI

      10.1109/access.2020.2966657

    • NAID

      120006898176

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] SINR Distribution and Scheduling Gain Analysis of Uplink Channel-Adaptive Scheduling2020

    • 著者名/発表者名
      Kamiya Shotaro、Yamamoto Koji、Kim Seong-Lyun、Nishio Takayuki、Morikura Masahiro
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Wireless Communications

      巻: - 号: 4 ページ: 1-1

    • DOI

      10.1109/twc.2019.2963866

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] A Novel Radio Resource Optimization Scheme in Closed Access Femtocell Networks Based on Bat Algorithm2019

    • 著者名/発表者名
      MUSTIKA I Wayan、FATH Nifty、SULISTYO Selo、YAMAMOTO Koji、MURATA Hidekazu
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Communications

      巻: E102.B 号: 4 ページ: 660-669

    • DOI

      10.1587/transcom.2018SEI0002

    • NAID

      130007621808

    • ISSN
      0916-8516, 1745-1345
    • 年月日
      2019-04-01
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Handover Management for mmWave Networks with Proactive Performance Prediction Using Camera Images and Deep Reinforcement Learning2019

    • 著者名/発表者名
      Koda Yusuke、Nakashima Kota、Yamamoto Koji、Nishio Takayuki、Morikura Masahiro
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Cognitive Communications and Networking

      巻: - 号: 2 ページ: 1-1

    • DOI

      10.1109/tccn.2019.2961655

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] ビームフォーミングフィードバックを用いたモデル駆動な出発角推定の検討2022

    • 著者名/発表者名
      板原壮平, 西尾理志, 山本高至
    • 学会等名
      信学技報SeMI2021-68
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 双方向ビームフォーミングフィードバックを用いたワイヤレスセンシング精度向上手法2022

    • 著者名/発表者名
      近藤綜太, 板原壮平, 山下皐太, 山本高至, 香田優介, 西尾理志, 田谷昭仁
    • 学会等名
      信学技報SeMI2021-69
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] コンピュータービジョンによる単一アンテナかつ単一アンカーを用いたRSSI端末位置推定2022

    • 著者名/発表者名
      角南智也, 板原壮平, 香田優介, 西尾理志, 山本高至
    • 学会等名
      信学技報SeMI2021-75
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Frame-capture-based CSI recomposition pertaining to firmware-agnostic WiFi sensing2021

    • 著者名/発表者名
      R. Hanahara, S. Itahara, K. Yamashita, Y. Koda, A. Taya, T. Nishio, and K. Yamamoto
    • 学会等名
      the 19th IEEE Annual Consumer Communications & Networking Conference (CCNC 2022)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Respiratory rate estimation based on WiFi frame capture2021

    • 著者名/発表者名
      T. Kanda, T. Sato, H. Awano, S. Kondo, and K. Yamamoto
    • 学会等名
      the 19th IEEE Annual Consumer Communications & Networking Conference (CCNC 2022)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ビームフォーミングフィードバックを用いたワイヤレスセンシングにおける推定精度へのサブキャリア数の影響2021

    • 著者名/発表者名
      近藤綜太, 山本高至, 香田優介, 山下皐太, 西尾理志, 田谷昭仁
    • 学会等名
      信学ソ大B-15-11
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 無線LANリソース制御への機械学習応用2021

    • 著者名/発表者名
      山本高至
    • 学会等名
      電気系学会関西支部連合大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] WiFiフレームキャプチャに基づく呼吸数推定に関する検討2021

    • 著者名/発表者名
      神田高望, 佐藤高史, 粟野皓光, 近藤綜太, 山本高至
    • 学会等名
      信学技報SeMI2021-43
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ビームフォーミングフィードバックを用いたワイヤレスセンシングにおける端末配置の推定精度への影響2021

    • 著者名/発表者名
      近藤綜太, 山本高至, 香田優介, 山下皐太, 西尾理志, 田谷昭仁
    • 学会等名
      信学技報SeMI2021-46
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] フレームキャプチャからのCSI復元によるWiFiセンシング2021

    • 著者名/発表者名
      花原遼祐, 板原壮平, 山下皐太, 香田優介, 田谷昭仁, 西尾理志, 山本高至
    • 学会等名
      信学技報SeMI2021-47
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 機械学習・無線LANセンシングによる通信品質要因解析2021

    • 著者名/発表者名
      山本高至
    • 学会等名
      信学技報RCS2021-190
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 無線ネットワークのための機械学習2021

    • 著者名/発表者名
      山本高至
    • 学会等名
      電子情報通信学会総合大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Differentially Private AirComp Federated Learning with Power Adaptation Harnessing Receiver Noise2020

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Koda, Koji Yamamoto, Takayuki Nishio, and Masahiro Morikura
    • 学会等名
      IEEE GLOBECOM 2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 差分プライベートなOver-the-Air 演算を実現する送信電力制御の提案2020

    • 著者名/発表者名
      香田優介, 山本高至, 西尾理志, 守倉正博
    • 学会等名
      電子情報通信学会ソサイエティ大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 文脈付きバンディット学習に基づく無線LANチャネル選択のための特徴抽出手法2020

    • 著者名/発表者名
      山下皐太, 神矢翔太郎, 山本高至, 西尾理志, 守倉正博
    • 学会等名
      電子情報通信学会SeMI研究会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Cooperative sensing in deep RL-based image-to-decision proactive handover for mmWave networks2020

    • 著者名/発表者名
      Y. Koda, K. Nakashima, K. Yamamoto, T. Nishio, and M. Morikura
    • 学会等名
      the 17th IEEE Annual Consumer Communications & Networking Conference (CCNC 2020)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Thompson Sampling-Based Heterogeneous Network Selection Considering Stochastic Geometry Analysis2020

    • 著者名/発表者名
      W. Deng, S. Kamiya, K. Yamamoto, T. Nishio, and M. Morikura
    • 学会等名
      the 17th IEEE Annual Consumer Communications & Networking Conference (CCNC 2020)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A sequential WLAN channel selection adaptive to factors outside the system2020

    • 著者名/発表者名
      K. Ohtsu, S. Kamiya, K. Yamamoto, T. Nishio, M. Morikura, and N. Kato
    • 学会等名
      the 17th IEEE Annual Consumer Communications & Networking Conference (CCNC 2020)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Communication-efficient cooperative contextual bandit and its application to Wi-Fi BSS Selection2020

    • 著者名/発表者名
      T. Sakakibara, T. Nishio, A. Taya, M. Morikura, K. Yamamoto, and T. Nabetani
    • 学会等名
      the 17th IEEE Annual Consumer Communications & Networking Conference (CCNC 2020)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Reducing transmission delay in EDCA using policy gradient reinforcement learning2020

    • 著者名/発表者名
      M. Shinzaki, Y. Koda, K. Yamamoto, T. Nishio, and M. Morikura
    • 学会等名
      the 17th IEEE Annual Consumer Communications & Networking Conference (CCNC 2020)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Frameworks Against Uncertainty in WLANs - Part 1 Resource Management for WLANs2019

    • 著者名/発表者名
      Koji YAMAMOTO
    • 学会等名
      信学技報 RCS2019-25
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Frameworks Against Uncertainty in WLANs - Part 2 Stochastic Geometry2019

    • 著者名/発表者名
      Koji YAMAMOTO
    • 学会等名
      信学技報 RCS2019-26
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Frameworks Against Uncertainty in WLANs - Part 3 Reinforcement Learning2019

    • 著者名/発表者名
      Koji YAMAMOTO
    • 学会等名
      信学技報 RCS2019-27
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] スマート工場に向けたミリ波通信利用時の最適移動経路の学習2019

    • 著者名/発表者名
      三枝茉由, 神矢翔太郎, 中島功太, 山本高至, 西尾理志, 守倉正博
    • 学会等名
      信学技報 RCS2019-55
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Inter-Operator mmWave Base Station Sharing: A User Offloading Game2019

    • 著者名/発表者名
      Bo Yin, Koji Yamamoto, Takayuki Nishio, Masahiro Morikura
    • 学会等名
      信学ソ大 B-5-74
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] マルチカメラを用いた深層強化学習による ミリ波通信プロアクティブハンドオーバ2019

    • 著者名/発表者名
      香田優介, 山本高至, 西尾理志, 守倉正博
    • 学会等名
      信学ソ大 B-15-9
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Deep reinforcement learning-based channel allocation for wireless LANs with graph convolutional networks2019

    • 著者名/発表者名
      K. Nakashima, S. Kamiya, K. Ohtsu, K. Yamamoto, T. Nishio, and M. Morikura
    • 学会等名
      the 2019 IEEE 90th Vehicular Technology Conference (VTC2019-Fall)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 深層強化学習を用いた無線LANチャネル制御学習性能向上のためのリプレイバッファ格納手法の検討2019

    • 著者名/発表者名
      中島功太, 神矢翔太郎, 大津一樹, 山本高至, 西尾理志, 守倉正博
    • 学会等名
      MIKA 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] グラフに基づく強化学習による無線LANチャネル制御の学習効率向上2019

    • 著者名/発表者名
      大津一樹, 神矢翔太郎, 山本高至, 西尾理志, 守倉正博
    • 学会等名
      MIKA 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 深層強化学習による深度画像からのミリ波通信プロアクティブハンドオーバ制御2019

    • 著者名/発表者名
      香田優介, 中島功太, 山本高至, 西尾理志, 守倉正博
    • 学会等名
      RISING 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] One Pixel Image and RF Signal Based Split Learning for mmWave Received Power Prediction2019

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Koda, Jihong Park, Mehdi Bennis, Koji Yamamoto, Takayuki Nishio, Masahiro Morikura
    • 学会等名
      CoNEXT 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 深層強化学習による画像からのミリ波通信プロアクティブハンドオーバ2019

    • 著者名/発表者名
      香田優介, 中島功太, 山本高至, 西尾理志, 守倉正博
    • 学会等名
      信学総大, B-5-100
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 強化学習による遮蔽者の位置情報を活用したミリ波通信ハンドオーバ制御の実験的評価2018

    • 著者名/発表者名
      香田優介, 山本高至, 西尾理志, 守倉正博
    • 学会等名
      信学技報RCS2018-101
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ポアソンセルラネットワークにおけるマルチユーザスケジューリング利得の解析2018

    • 著者名/発表者名
      山本高至
    • 学会等名
      信学技報RCS2018-96
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 深層学習を用いた深度画像からのミリ波通信受信信号電力予測2018

    • 著者名/発表者名
      中島功太, 香田優介, 山本高至, 岡本浩尚, 西尾理志, 守倉正博
    • 学会等名
      信学技報RCS2018-95
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 遮蔽者の位置情報を活用した強化学習によるミリ波通信ハンドオーバの実測値に基づく性能評価2018

    • 著者名/発表者名
      香田優介, 山本高至, 西尾理志, 守倉正博
    • 学会等名
      信学ソ大, B-17-8
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ゲーム理論の無線リソース制御への応用2018

    • 著者名/発表者名
      山本高至
    • 学会等名
      信学技報IT2018-31
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2023-01-30  

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