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2D/3D indoor localization using multiple leaky coaxial cables over irregular wireless coverage environment.

研究課題

研究課題/領域番号 20K04484
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
研究機関岡山大学

研究代表者

侯 亜飛  岡山大学, 環境生命自然科学学域, 准教授 (60598457)

研究分担者 上原 一浩  岡山大学, 自然科学研究科, 教授 (10221798)
冨里 繁  岡山大学, 自然科学研究科, 准教授 (60362951)
田野 哲  岡山大学, 自然科学研究科, 教授 (80378835)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023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)
2022年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2021年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2020年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワードLCX localization / neural network / spatial modulation / genetic algorithm / Particle filter / MIMO capacity / Spatial modulation / 2D/3D localization / MIMO / Neural Network / RSSI prediction / LCX位置推定 / 無線システム / 信号処理 / アンテナ技術
研究開始時の研究の概要

This research will investigate 2D/3D indoor localization using the combinations of multiple LCXs. We will research channel models related to LCX parameters and user position, and improve the localization accuracy using multiple θs, DTOAs. Finally, a new particle filter like interactive localization method using multiple LCXs will be analyzed and optimized.

研究実績の概要

We majorly investigated a simultaneous localization method for leaky coaxial cables (LCX) using a probabilistic neural network (PNN). In addition, we also investigated the spatial modulation using opening and closing (On/Off) partial LCX slots.

(1)We have proposed a simultaneous localization method for LCX system using PNN. It learns the relationship between locations of multiple users and their time of arrivals at both sides of LCX and then predict the new location results. The results show that the proposal has a promising localization accuracy.

(2)Due to the large number of slots, it is difficult to find an optimal channel patterns set generated from On/Off LCX slots as an NP combination optimization problem. An efficient method based on genetic algorithm has been proposed.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

(1)For simultaneous localization for two-user case, we confirmed that the simultaneous localization accuracy is degraded to that the localization error within 1 m is only 50%. The nearer the user to LCX is, the higher the localization accuracy is. Simultaneous localization seems to be more challengeable and difficult.

(2) For spatial modulation for LCX-MIMO system, we proposed an efficient channel pattern selection based on genetic algorithm for 2-by-2 LCX-MIMO system using single LCX. The results confirmed that the proposed method can find better SM constellation set than that of random selection method in a low-complexity way. However, when user is moving, the proposed method needs to update the SM constellation set immediately.

今後の研究の推進方策

Some new antenna technology needs to be used. For example, reconfigurable intelligent surface (RIS) can adjust the channel environment and each designed cell of RIS can control the reflected waves to the appropriate directions according to the different design targets.

One important property for RIS is that using different RIS pattern, one location information can be represented for many different received signals. This can be treated as data diversity.

We will investigate and find some new ways to further improve the localization accuracy of LCX system. There are many new research topics such as the theoretical analysis on data diversity, limitation of localization accuracy using data diversity. How to use the data diversity for the localization of single user or multiple users, etc.

報告書

(4件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2024 2023 2022 2021 2020 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 12件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] WLAN Channel Status Duration Prediction for Audio and Video Services Using Probabilistic Neural Networks2024

    • 著者名/発表者名
      Hou Yafei、Denno Satoshi
    • 雑誌名

      IEEE Access

      巻: 12 ページ: 28201-28211

    • DOI

      10.1109/access.2024.3365188

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Two-Dimensional RSSI-Based Indoor Localization Using Multiple Leaky Coaxial Cables With a Probabilistic Neural Network2022

    • 著者名/発表者名
      Zhu Junjie、Hou Pengcheng、Nagayama Kenta、Hou Yafei、Denno Satoshi、Ferdian Rian
    • 雑誌名

      IEEE Access

      巻: 10 ページ: 21109-21119

    • DOI

      10.1109/access.2022.3153083

    • 関連する報告書
      2021 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] Capacity Loss From Localization Error in MIMO Channel Using Leaky Coaxial Cable2021

    • 著者名/発表者名
      Zhu Junjie、Hou Yafei、Nagayama Kenta、Denno Satoshi
    • 雑誌名

      IEEE Access

      巻: 9 ページ: 15929-15938

    • DOI

      10.1109/access.2021.3053034

    • NAID

      120006959628

    • 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
  • [雑誌論文] A study for 2-D indoor localization using multiple leaky coaxial cables2020

    • 著者名/発表者名
      Zhu Junjie、Hou Pengcheng、Hou Yafei、Denno Satoshi、Okada Minoru
    • 雑誌名

      APSIPA Transactions on Signal and Information Processing

      巻: 9 号: 1 ページ: 1-8

    • DOI

      10.1017/atsip.2020.18

    • NAID

      120006891210

    • 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] 漏洩同軸ケーブルを用いた複数端末同時位置推定の検討2024

    • 著者名/発表者名
      幸田 絵里香, 侯 亜飛, 河合 裕介, 田野 哲
    • 学会等名
      信学技報
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Simultaneous Localization for Wireless Environments using Leaky Coaxial Cables2023

    • 著者名/発表者名
      Hou Yafei、Kouda Erika、Yusuke Kawai、Denno Satoshi
    • 学会等名
      2023 International Conference on Consumer Electronics - Taiwan (ICCE-Taiwan)
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Spatial Modulation Proposal for 2-by-2 MIMO System Using Single Leaky Coaxial Cable2023

    • 著者名/発表者名
      Hou Yafei、Dake Soichiro、Kawai Yusuke、Denno Satoshi
    • 学会等名
      2023 IEEE 98th Vehicular Technology Conference (VTC2023-Fall)
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Channel Pattern Selection for RIS Based Spatial Modulation System Using Genetic Algorithm2023

    • 著者名/発表者名
      Maesaki Issei、Mushiake Haruya、Hou Yafei、Denno Satoshi
    • 学会等名
      2023 IEEE 12th Global Conference on Consumer Electronics (GCCE)
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Indoor 3-D localization over LCX-based wireless environment using particle filter approach2023

    • 著者名/発表者名
      J. Zhu, K. Nagayama, E. Kouda, Y. Hou and S. Denno
    • 学会等名
      2023 IEEE Wireless Communications and Networking Conference (WCNC 2023)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Particle filter-based indoor localization and tracking method using leaky coaxial cables2022

    • 著者名/発表者名
      J. Zhu, K. Nagayama, E. Kouda, Y. Hou and S. Denno
    • 学会等名
      2022 International Symposium on Personal, Indoor and Mobile Radio Communications (PIMRC 2022)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Genetic algorithm based channel pattern selection for spatial modulation using slots of leaky coaxial cable2022

    • 著者名/発表者名
      K. Nagayama, E. Kouda, J. Zhu, Y. Hou and S. Denno
    • 学会等名
      25th International Symposium on Wireless Personal Multimedia Communications (WPMC 2022)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Prediction evaluation for RSSI data generated from leaky coaxial cables over indoor environment2022

    • 著者名/発表者名
      Pengcheng Hou; Junjie Zhu; Kenta Nagayama; Yafei Hou; Satoshi Denno
    • 学会等名
      2022 IEEE International Conference on Consumer Electronics (ICCE 2022),
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Indoor simultaneous TOA estimation of multiple users using leaky coaxial cable2022

    • 著者名/発表者名
      Junjie Zhu; Erika Kouda; Pengcheng Hou; Kenta Nagayama; Yafei Hou; Satoshi Denno
    • 学会等名
      2022 IEEE 4th Global Conference on Life Sciences and Technologies (LifeTech)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A proposal of spatial modulation using on/off the slots of leaky coaxial cable2022

    • 著者名/発表者名
      Kenta Nagayama; Junjie Zhu; Pengcheng Hou; Yafei Hou; Satoshi Denno
    • 学会等名
      2022 IEEE 4th Global Conference on Life Sciences and Technologies (LifeTech)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] RSSI-based indoor localization using leaky coaxial cable with a PNN approach2021

    • 著者名/発表者名
      Junjie Zhu; Pengcheng Hou; Kenta Nagayama; Yafei Hou; Satoshi Denno
    • 学会等名
      2021 IEEE 10th Global Conference on Consumer Electronics (GCCE)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Indoor Localization Using Leaky Coaxial Cable over a Multipath-rich Linear Cell Environment2021

    • 著者名/発表者名
      Junjie Zhu; Kenta Nagayama; Yafei Hou; Satoshi Denno
    • 学会等名
      2021 IEEE 3rd Global Conference on Life Sciences and Technologies (LifeTech)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Two Dimensional Indoor Localization with Multiple Leaky Coaxial Cables2020

    • 著者名/発表者名
      Junjie Zhu;Pengcheng Hou;Yafei Hou;Satoshi Denno;Minoru Okada
    • 学会等名
      2020 IEEE 9th Global Conference on Consumer Electronics (GCCE)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [備考] Hou Yafei Homepage

    • URL

      https://sites.google.com/site/yafeihoucn

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-12-25  

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