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無線通信環境をみるコンピュータビジョン技術

研究課題

研究課題/領域番号 18K13757
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分21020:通信工学関連
研究機関東京工業大学 (2020-2021)
京都大学 (2018-2019)

研究代表者

西尾 理志  東京工業大学, 工学院, 准教授 (80711522)

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
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2021年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
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: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
キーワード無線通信 / コンピュータビジョン / ミリ波通信 / プロアクティブ制御 / 機械学習 / センサフュージョン / Vision and Wireless / 環境センシング / 無線ネットワーク / 連合学習 / 転移学習 / 受信電力予測 / 電波伝搬シミュレーション / 画像処理 / カメラ / LIDAR / 無線アクセス
研究成果の概要

本研究の目的は、カメラやレーダなどの視覚(ビジョン)データから無線通信品質を予測することである。無線通信、特にミリ波通信や可視光通信、テラヘルツ通信など超高周波帯を用いた通信では、歩行者や車、建物や街路樹などが遮蔽物や反射物となり、通信品質を大きく変動させる。本研究では、カメラやレーダなどビジョンデータに内包される時空間情報をもとに、0.5~1秒先の無線通信品質を正確に予測する技術を確立した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

スマートフォンやIoT機器を用いた多様な情報通信サービスの実現に伴い、無線通信トラヒックが増加し周波数帯域は益々逼迫している。利用可能な帯域の拡大に向け、ミリ波やテラヘルツ波などの超高周波帯域の利活用が進んでいる。本研究は、超高周波帯域における周囲の環境の変動(歩行者や車両による遮蔽など)による通信品質の急峻な変動問題に対し、新しい解決策としてコンピュータビジョンにより未来の通信品質予測を可能にするものである。この技術は、途切れない安定した超高周波帯域通信の実現に寄与する。

報告書

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

    (23件)

すべて 2022 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 2件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 5件、 招待講演 4件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] University of Oulu(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] Deakin University(オーストラリア)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] Nokia Bell Labs(米国)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] Extreme ultra-reliable and low-latency communication2022

    • 著者名/発表者名
      Park Jihong、Samarakoon Sumudu、Shiri Hamid、Abdel-Aziz Mohamed K.、Nishio Takayuki、Elgabli Anis、Bennis Mehdi
    • 雑誌名

      Nature Electronics

      巻: 5 号: 3 ページ: 133-141

    • DOI

      10.1038/s41928-022-00728-8

    • 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] Millimeter-wave Received Power Prediction Using Point Cloud Data and Supervised Learning2022

    • 著者名/発表者名
      S. Ohta, T. Nishio, R. Kudo, K. Takahashi
    • 雑誌名

      Proc. IEEE VTC-Spring 2022

      巻: -

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] When Wireless Communications Meet Computer Vision in Beyond 5G2021

    • 著者名/発表者名
      Nishio Takayuki、Koda Yusuke、Park Jihong、Bennis Mehdi、Doppler Klaus
    • 雑誌名

      IEEE Communications Standards Magazine

      巻: 5 号: 2 ページ: 76-83

    • DOI

      10.1109/mcomstd.001.2000047

    • 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] Distillation-Based Semi-Supervised Federated Learning for Communication-Efficient Collaborative Training with Non-IID Private Data2021

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

      IEEE Transactions on Mobile Computing

      巻: - 号: 1 ページ: 191-205

    • DOI

      10.1109/tmc.2021.3070013

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Joint Computation Offloading and Sampling Interval Optimization for Accuracy-Guaranteed Surveillance2021

    • 著者名/発表者名
      T. Nishio, Y. Inoue, Y. Nakayama, M. Katsurai
    • 学会等名
      IEEE CCNC 2021
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Online Trainable Wireless Link Quality Prediction System using Camera Imagery2020

    • 著者名/発表者名
      S. Itahara, T. Nishio, M. Morikura, and K. Yamamoto
    • 学会等名
      IEEE Globecom Open Workshop on Machine Learning in Communications
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Transfer Learning-Based Received Power Prediction with Ray-tracing Simulation and Small Amount of Measurement Data2020

    • 著者名/発表者名
      M. Iwasaki, T. Nishio, M. Morikura, and K. Yamamoto
    • 学会等名
      IEEE VTC2020-Fall
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 電波伝搬シミュレーションを用いた無線通信の受信電力データ拡張に関する一検討2020

    • 著者名/発表者名
      岩崎正寛、西尾理志、守倉正博、山本高至
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] カメラ画像を用いた無線通信品質予測のオンライン学習2020

    • 著者名/発表者名
      板原壮平、西尾理志、守倉正博、山本高至
    • 学会等名
      電子情報通信学会SeMI研究会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Lottery Hypothesis based Unsupervised Pre-training for Model Compression in Federated Learning2020

    • 著者名/発表者名
      S. Itahara, T. Nishio, M. Morikura, and K. Yamamoto
    • 学会等名
      IEEE VTC2020-Fall
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 電波伝搬シミュレーションと深層学習を用いたミリ波通信のエリア品質予測の検討2020

    • 著者名/発表者名
      岩崎正寛, 西尾理志, 守倉正博, 山本高至
    • 学会等名
      ICTイノベーション
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 無線通信制御への応用に向けた機械学習の基礎と実践2020

    • 著者名/発表者名
      西尾理志
    • 学会等名
      IEEE AP-S Kansai Joint Chapter Tutorial, Sept 2020.
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 無線通信分野への応用に向けた機械学習の基礎2020

    • 著者名/発表者名
      西尾理志
    • 学会等名
      信学総大, March 2020.
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Machine Learning and Stochastic Geometry: Statistical Frameworks Against Uncertainty in Wireless LANs2020

    • 著者名/発表者名
      Koji Yamamoto and Takayuki Nishio
    • 学会等名
      IEEE ICC tutorials, May 2019.
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 電波伝搬シミュレーションと深層学習を用いたミリ波受信電力予測手法の検討2019

    • 著者名/発表者名
      岩崎正寛, 西尾理志, 守倉正博, 山本高至
    • 学会等名
      信学技報, vol. 119, no. 266, SeMI2019-78, pp. 73-74, 2019年11月.
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] RGBカメラと機械学習を用いたミリ波受信電力予測性能の検証2019

    • 著者名/発表者名
      村上健祐, 西尾理志, 守倉正博, 浅井裕介, 宮武遼
    • 学会等名
      電子情報通信学会総合大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 深層学習応用チュートリアル2018

    • 著者名/発表者名
      西尾理志
    • 学会等名
      電子情報通信学MoNA研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 無線通信制御への機械学習応用2018

    • 著者名/発表者名
      西尾理志
    • 学会等名
      次世代ワイヤレス技術講座
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 無線通信制御への応用に向けた機械学習の基礎と実践2018

    • 著者名/発表者名
      西尾理志
    • 学会等名
      IEEE AP-S Kansai Joint Chapter Tutorial
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [備考] Research Project

    • URL

      https://nishio-laboratory.github.io/project/

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書

URL: 

公開日: 2018-04-23   更新日: 2023-01-30  

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