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アンライセンス省電力広域無線ネットワークによるユビキタス接続の実現に向けての研究

研究課題

研究課題/領域番号 21F21074
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分外国
審査区分 小区分60060:情報ネットワーク関連
研究機関九州大学

研究代表者

牟田 修  九州大学, 日本エジプト科学技術連携センター, 准教授 (80336065)

研究分担者 SHAO CHENGLONG  九州大学, 日本エジプト科学技術連携センター, 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2021-04-28 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
2022年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2021年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワードInternet of Things / LoRaWAN / Collision resolution / Channel access / Energy fairness / Physical layer / Close physical contact / Wireless power transfer / Mobile charging
研究開始時の研究の概要

Current unlicensed LPWANs (Low-Power Wide-Area Networks) fail to achieve the ubiquitous connectivity required by many Internet-of-Things applications and thus cannot show their full potential to satisfy the needs of this intelligent society. Therefore, to build multifunctional unlicensed LPWANs with improved connectivity between LPWAN gateways and end devices, we develop a systematic approach mainly including resilient signal reception, harmonious device transmissions, and adaptive resource allocation. A practical system study will be conducted to show the superiority of our approach.

研究実績の概要

This research aims to design LRNet, a one-size-fits-all networking engine for LoRaWAN systems, to provide ubiquitous Internet-of-Things (IoT) connectivity. Specifically, LRNet is expected to enable better device coexistence and higher link capacity. In the first year, this is achieved mainly via the design of novel algorithms for resilient signal reception. To this end, we have built an indoor LoRaWAN prototype with two USRP N210 software-defined radios as LoRaWAN gateways and twelve Dragino LoRa Shields as LoRaWAN end devices. In the second year, we have built an outdoor LoRaWAN prototype with several commodity LoRaWAN gateways and a larger number of LoRaWAN end devices. This prototype was deployed in a university campus environment. Regarding the issue of resilient signal reception, we have published a paper to present a physical-layer anti-collision solution. We have also conducted several experiments to study the medium access control (MAC)-layer issues in LoRaWAN. We have published two papers to provide a comprehensive tutorial of LoRaWAN MAC and a newly-designed MAC protocol for energy fairness improvement, respectively. Particularly, this proposed MAC protocol received the Best Paper Award at an international conference.

現在までの達成度 (段落)

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 2件、 査読あり 4件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件)

  • [国際共同研究] Xi'an Jiaotong University/Hainan University(中国)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] Drexel University(米国)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] Multiple Access in Large-Scale LoRaWAN: Challenges, Solutions, and Future Perspectives2022

    • 著者名/発表者名
      Chenglong Shao, Osamu Muta, Qinghe Du, Kapil R. Dandekar, and Xianpeng Wang
    • 雑誌名

      IEEE Consumer Electronics Magazine

      巻: Early Access 号: 5 ページ: 1-11

    • DOI

      10.1109/mce.2022.3182518

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] iCo: Toward Lightweight Resolution of Signal Collisions in LoRaWAN2022

    • 著者名/発表者名
      Chenglong Shao and Osamu Muta
    • 雑誌名

      IEEE Communications Letters

      巻: Vol. 26, No. 8 号: 8 ページ: 1957-1961

    • DOI

      10.1109/lcomm.2022.3178208

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Toward Ubiquitous Connectivity via LoRaWAN: An Overview of Signal Collision Resolving Solutions2021

    • 著者名/発表者名
      Chenglong Shao, Osamu Muta, Wenjie Wang, and Wonjun Lee
    • 雑誌名

      IEEE Internet of Things Magazine

      巻: Vol. 4, No. 4 号: 4 ページ: 114-119

    • DOI

      10.1109/iotm.001.2100114

    • 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] Dude, Are You Approaching Me? Detecting Close Physical Contact via Unlicensed LPWAN Signals2021

    • 著者名/発表者名
      Chenglong Shao and Osamu Muta
    • 雑誌名

      Proc. IEEE International Conference on Communications Workshop

      巻: June ページ: 1-6

    • DOI

      10.1109/iccworkshops50388.2021.9473769

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Heterogeneous Carrier-Sense Multiple Access for Improved Energy Fairness in LoRaWAN2022

    • 著者名/発表者名
      Chenglong Shao and Osamu Muta
    • 学会等名
      International Symposium on Computing and Networking (CANDAR) 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Toward Improved Energy Fairness for CSMA-based LoRaWAN2022

    • 著者名/発表者名
      Chenglong Shao and Osamu Muta
    • 学会等名
      電子情報通信学会 無線通信システム研究会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Toward Lightweight Resolution of Signal Collisions in Chirp Spread Spectrum Systems2022

    • 著者名/発表者名
      Chenglong Shao and Osamu Muta
    • 学会等名
      IEICE General Conference
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] VirCh: Virtual Mobile Charger-based Wireless Power Transfer for Large-Scale Internet-of-Things Systems2021

    • 著者名/発表者名
      Chenglong Shao and Osamu Muta
    • 学会等名
      International Conference on Emerging Technologies for Communications
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Dude, Are You Approaching Me? Detecting Close Physical Contact via Unlicensed LPWAN Signals2021

    • 著者名/発表者名
      Chenglong Shao and Osamu Muta
    • 学会等名
      IEICE Technical Committee on Communication Quality
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書

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公開日: 2021-05-27   更新日: 2024-03-26  

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