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IoT無線ネットワーク構築のための環境モデリングに関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 19K04369
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21020:通信工学関連
研究機関東京電機大学 (2021-2022)
東京工業大学 (2019-2020)

研究代表者

齋藤 健太郎  東京電機大学, システムデザイン工学部, 准教授 (40756665)

研究分担者 高田 潤一  東京工業大学, 環境・社会理工学院, 教授 (90222083)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022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)
2021年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2019年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード無線通信 / 電波伝搬 / 電波伝搬シミュレーション / 物理光学近似 / 開口面法 / ポイントクラウド / ミリ波帯伝搬 / 散乱特性 / 伝搬シミュレーション / 無線ネットワーク / IoT / ネットワーク設計 / 3Dモデリング
研究開始時の研究の概要

超スマート社会の実現に向けて,様々なInternet of Things (IoT)無線ネットワークが構築されている.本研究では必ずしも"電波"に詳しくないユーザに対してネットワーク設計作業を自動化するための研究を行う.複数のレーザスキャナによる計測と電波伝搬チャネルサウンディングを組み合わせる事で対象エリアの完全な環境モデルを構築し,ネットワーク設計に利用する.

研究成果の概要

近年ではInternet of Things (IoT)サービスの普及に伴い,様々なユーザにより無線ネットワークが構築され利用されている.無線ネットワークの構築ではサービスエリアや無線機どうしの無線干渉を考慮して無線機器の配置を行う事が重要であるが,必ずしも"電波"に詳しくないユーザにとって電波伝搬特性まで考慮しながらネットワーク構築を行う事は容易ではない.そのため本研究では,ネットワーク設計支援を行うため,通信が行われる実環境3Dモデル構築と,無線通信品質予測を行う手法について研究を行った.

研究成果の学術的意義や社会的意義

ユーザの通信環境モデル構築と電波伝搬シミュレーションによる通信品質予測手法については様々な研究が行われている.本研究ではレーザスキャナから取得された高精度な環境3Dモデルに対して物理光学近似を用いた伝搬シミュレーションを適用する事で,複雑な形状を持つ家具や屋内構造物が設置される事による伝搬チャネルへの影響を高精度に計算する事ができる.またAperture Field Integration Method (AFIM)法を適用する事で物理光学近似を用いた手法で課題となる計算量を大幅に削減する手法を確立した.本研究成果を用いる事でネットワーク設定支援や設計自動化技術の活用につながる事が期待される.

報告書

(5件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2023 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (16件) (うち国際学会 8件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Scenario-specific radio propagation simulation from LiDAR point cloud data for smart office scenario2023

    • 著者名/発表者名
      Saito Kentaro、Keerativoranan Nopphon、Takada Jun-ichi
    • 雑誌名

      IEICE Communications Express

      巻: 12 号: 7 ページ: 379-384

    • DOI

      10.1587/comex.2023XBL0054

    • ISSN
      2187-0136
    • 年月日
      2023-07-01
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Frequency Characteristics of Geometry-Based Clusters in Indoor Hall Environment at SHF Bands2019

    • 著者名/発表者名
      Hanpinitsak Panawit、Saito Kentaro、Fan Wei、Hejselbaek Johannes、Takada Jun-Ichi、Pedersen Gert Frolund
    • 雑誌名

      IEEE Access

      巻: 7 ページ: 75420-75433

    • DOI

      10.1109/access.2019.2920890

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] EM-based Building Material Parameter Estimation with Wideband Free Space Measurement Method2023

    • 著者名/発表者名
      Kentaro Saito, CheChia Kang, and Jun-ichi Takada
    • 学会等名
      17th European Conf. Antennas and Propagation (EuCAP)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Dynamic Propagation Simulation Method from LiDAR Point Cloud Data for Smart Office Scenario2023

    • 著者名/発表者名
      Kentaro Saito, Nopphon Keerativoranan, and Jun-ichi Takada
    • 学会等名
      33rd Annual International Symposium on Personal, Indoor and Mobile Radio Communications (PIMRC)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 屋内オフィス電波伝搬実験とレイトレーシングシミュレーションの比較評価2022

    • 著者名/発表者名
      橋場 一将, 大平 欣然, 齋藤 健太郎
    • 学会等名
      電子情報通信学会 技術報告 vol. 122, no. 214, AP2022-94, pp. 7-8
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 最尤推定アルゴリズムによる建材物性パラメータ推定手法2022

    • 著者名/発表者名
      齋藤 健太郎, 康 哲嘉, 進藤 竜也, 高田 潤一
    • 学会等名
      電子情報通信学会 総合大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] LiDAR点群データを用いたオフィス環境における動的電波伝搬シミュレーション手法2022

    • 著者名/発表者名
      齋藤 健太郎, Nopphon Keerativoranan, 高田 潤一
    • 学会等名
      電子情報通信学会 技術報告, vol. 122, no. 277, SRW2022-26, pp. 38-38
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Angular Characteristics Prediction of Radio Propagation Channel from Point Cloud Data by Aperture Field Integration Method2022

    • 著者名/発表者名
      Kentaro Saito, CheChia Kang, and Jun-ichi Takada
    • 学会等名
      EurAAP EuCAP2022
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Radio Propagation Prediction by Artificial Neural Network for Wireless Service Area Planning2021

    • 著者名/発表者名
      Kentaro Saito, Yongri Jin, CheChia Kang, Jun-ichi Takada, Jenq-Shiou Leu
    • 学会等名
      IEICE ICETC2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Angular Characteristics Prediction of Radio Propagation Channel from Point Cloud Data by Aperture Field Integration Method2021

    • 著者名/発表者名
      Kentaro Saito, CheChia Kang, and Jun-ichi Takada
    • 学会等名
      COST, 3rd Post Inclusive Radio Communication Networks for 5G and Beyond (Post-IRACON)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Angular Characteristics Prediction of Radio Propagation Channel from Point Cloud Data by Aperture Field Integration Method2021

    • 著者名/発表者名
      Kentaro Saito, CheChia Kang, and Jun-ichi Takada
    • 学会等名
      COST IRACON CA15104
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 物理光学近似に基づくミリ波帯伝搬チャネル予測の計算量削減手法2021

    • 著者名/発表者名
      康 哲嘉, 齋藤 健太郎, 高田 潤一
    • 学会等名
      信学技報, vol. 120, no. 406, SRW2020-68
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] ミリ波帯電波伝搬測定と伝搬パラメータ推定法2020

    • 著者名/発表者名
      金 錫, 齋藤 健太郎
    • 学会等名
      電子情報通信学会アンテナ伝播研究会 第9回アドバンスドワイヤレスシリーズ
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Cluster Intensity and Spread Characteristics in Classroom Scenario at 10 and 28 GHz Bands2020

    • 著者名/発表者名
      Panawit Hanpinitsak, Kentaro Saito, Wei Fan, Johannes Hejselbak, Jun-ichi Takada, Gert Pedersen
    • 学会等名
      14th European Conf. Antennas and Propagation (EuCAP)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Prediction of Diffuse Scattering Characteristics by Physical Optics Approach in 32 GHz band2020

    • 著者名/発表者名
      Kentaro Saito, CheChia Kang, Panawit Hanpinitsak, and Jun-ichi Takada
    • 学会等名
      COST Inclusive Radio Communication Networks for 5G and Beyond (IRACON), 12th MCM
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 仮想アンテナアレー技術によるSHF 帯無線通信路特性測定器の構築2019

    • 著者名/発表者名
      康 哲嘉, 齋藤 健太郎, 高田 潤一
    • 学会等名
      革新的無線通信技術に関する横断型研究会(MIKA)2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Multi-path Cluster characteristics in Indoor Environments at 28 GHz Band2019

    • 著者名/発表者名
      Panawit Hanpinitsak, Kentaro Saito, Wei Fan, Johannes Hejselbaek, Jun-ichi Takada, Gert F. Pedersen
    • 学会等名
      信学技報, vol. 119, no. 120, AP2019-46, pp. 135-140
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Cluster Frequency Dependency Analysis in Indoor Environments at Microwave and Millimeter Wave Bands2019

    • 著者名/発表者名
      Panawit Hanpinitsak, Kentaro Saito, Jun-ichi Takada, Wei Fan, Johannes Hejselbak, Gert Frolund Pedersen
    • 学会等名
      第633回URSI-F会合
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-01-30  

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