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Development of Novel Access Protocols for Cellular-Based Machine-Type Communications (MTC) Supporting Massive Internet of Things

研究課題

研究課題/領域番号 18K11269
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分60060:情報ネットワーク関連
研究機関会津大学

研究代表者

Anh・T Pham  会津大学, コンピュータ理工学部, 教授 (80404896)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2018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massive IoT / M2M Communications / Random Access Protocol / Distributed Queue / Access Class Barring / RFID / Massive IoT / Dueling Deep Q-Network / M2M / Identification Protocol / Protocol Design / Mobile network / Internet of Things
研究成果の概要

まず、セルラーベースのIoTにおける大規模なアクセス問題に取り組むために、分散キュー(DQ)メカニズムに基づく新たなアクセスプロトコルを提案した。 次に、デバイスの大部分が高密度のスモールセルでカバーされているため、スモールセル基地局(SBS)が事前の送信ステップ中にMTDの代表として機能し、シグナリング中のチャネルの負荷を軽減できるという事実を利用した。最後に、エネルギー消費を抑えつつ規制係数と平均規制時間の両方を制御するDueling Deep Q-Network(DNN)ベースのACBソリューションを提案し、これが大幅に低いエネルギーコストで超低遅延性能を達成できることを確認した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

私達は5Gモバイルネットワークによってサポートされるモノのインターネット(IoT)の時代で、大規模なマシン通信(MTC)デバイス用のランダムアクセスプロトコルの設計と開発に取り組んでいる。 大規模なIoTをサポートする5Gモバイルネットワークでは、セルあたり3万MTCデバイスに対応する機能を備えたモバイルセルを想定する必要がある。 私達はスマートシティアプリケーションの負荷パターンに典型的な、膨大な量(数万の同時オーダー)の異なる優先度で規則的または緊急のトラフィックをサポートできるアクセスプロトコルの新しい設計とアーキテクチャを提案している。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 4件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 4件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] ハノイ工科大学/電子・通信学部/Dr. NGUYEN Thanh Chuyen(ベトナム)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] Small-Cell Assisted Group Paging for Massive MTC in LTE Networks: Design and Analysis2021

    • 著者名/発表者名
      Bui Anh-Tuan H.、Nguyen Chuyen T.、Hayashi Takafumi、Pham Anh T.
    • 雑誌名

      IEEE Access

      巻: 9 ページ: 40933-40949

    • DOI

      10.1109/access.2021.3064321

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] Joint Task Offloading and Resource Management in NOMA-Based MEC Systems: A Swarm Intelligence Approach2020

    • 著者名/発表者名
      Pham Huong-Giang T.、PHAM Quoc-Viet、Pham Anh T.、Nguyen Chuyen T.
    • 雑誌名

      IEEE Access

      巻: 8 ページ: 190463-190474

    • DOI

      10.1109/access.2020.3031614

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] Deep Reinforcement Learning-Based Access Class Barring for Energy-Efficient mMTC Random Access in LTE Networks2020

    • 著者名/発表者名
      Bui Anh-Tuan H.、Pham Anh T.
    • 雑誌名

      IEEE Access

      巻: 8 ページ: 227657-227666

    • DOI

      10.1109/access.2020.3045811

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] A Comprehensive Distributed Queue-based Random Access Framework for mMTC in LTE/LTE-A Networks with Mixed-Type Traffic2019

    • 著者名/発表者名
      Anh-Tuan H. Bui, Chuyen T. Nguyen, Truong C. Thang, and Anh T. Pham
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Vehicular Technology

      巻: 66 号: 12 ページ: 12107-12120

    • DOI

      10.1109/tvt.2019.2949024

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Tag Cardinality Estimation using Expectation-Maximization in ALOHA-based RFID Systems with Capture Effect and Detection Error2019

    • 著者名/発表者名
      Chuyen T. Nguyen, Van-Dinh Nguyen, and Anh T. Pham
    • 雑誌名

      IEEE Wireless Communications Letters

      巻: 8 号: 2 ページ: 636-639

    • DOI

      10.1109/lwc.2018.2890650

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Design and Performance Analysis of a Novel Distributed Queue Access Protocol for Cellular-based Massive M2M Communications2018

    • 著者名/発表者名
      Anh-Tuan H. Bui, Chuyen T. Nguyen, Truong C. Thang and Anh T. Pham
    • 雑誌名

      IEEE Access

      巻: 6 ページ: 3008-3019

    • DOI

      10.1109/access.2017.2786678

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Design and Analysis of a Novel Time- and Energy- Efficient M-ary Tree Protocol with Collision Window for Dense RFID Systems2018

    • 著者名/発表者名
      Linh T. Hoang, Anh T. Pham, and Chuyen T. Nguyen
    • 雑誌名

      IEEE Access

      巻: 6 ページ: 58549-58563

    • DOI

      10.1109/access.2018.2874679

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] A Novel Virtual Small Cell-Based Group-Paging Scheme for Massive MTCs over LTE Networks2020

    • 著者名/発表者名
      Linh T. Hoang, Anh-Tuan H. Bui, Chuyen T. Nguyen, and Anh T. Pham
    • 学会等名
      2020 IEEE/CIC International Conference on Communications in China (ICCC)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Novel User Pairing Scheme for Non-orthogonal Multiple Access Backscatter Communication2020

    • 著者名/発表者名
      Luu X. Nguyen, Chuyen T. Nguyen, Vu X. Phan, and Anh T. Pham
    • 学会等名
      2020 International Conference on Communications and Electronics (ICCE)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Free Access Distributed Queue Protocol for Massive Cellular-based M2M Communications with Bursty Traffic2018

    • 著者名/発表者名
      Anh-Tuan H. Bui, Chuyen T. Nguyen, Truong C. Thang, and Anh T. Pham
    • 学会等名
      IEEE 88th Vehicular Technology Conference (VTC2018-Fall)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Novel Time- And Energy-Efficient Tag Identification Protocol in Dense RFID Systems2018

    • 著者名/発表者名
      Linh Hoang, Chuyen T. Nguyen, and Anh T. Pham
    • 学会等名
      IEEE 7th International Conference on Communications and Electronics (ICCE 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [備考] Kakenhi Project# 18K11269 Website 2018-2020

    • URL

      http://www.u-aizu.ac.jp/labs/ce-cc/18K11269/

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] Kahenhi Project - 18K11269

    • URL

      http://www.u-aizu.ac.jp/labs/ce-cc/18K11269/

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書 2018 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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