| 研究課題/領域番号 |
21H01322
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分21020:通信工学関連
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| 研究機関 | 信州大学 |
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研究代表者 |
田久 修 信州大学, 学術研究院工学系, 教授 (40453815)
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| 研究分担者 |
藤井 威生 電気通信大学, 先端ワイヤレス・コミュニケーション研究センター, 教授 (10327710)
太田 真衣 福岡大学, 工学部, 助教 (20708523)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2023年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2022年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2021年度: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
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| キーワード | 合成波形識別 / 無線センサネットワーク / LPWAN / センサネットワーク / イベント検知 / LPWA |
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| 研究開始時の研究の概要 |
物理環境と仮想空間をセンサ情報により一体化させる、サイバーフィジカルシステムが注目されている。しかし、災害や制御などのイベントによる物理環境の急激な変化に無線センサネットワークが追従せず、イベントが見逃され、仮想と現実で物理環境が乖離する懸念がある。本研究では、全センサの同時アクセスによる合成波形からイベントを認識する「合成波形識別法」による環境適応型無線センサネットワークを確立する。そして、イベントで急変した物理環境に適応した必要時空間粒度のセンサ情報を集約する適応センサネットワークを実現する。最終的に、仮想空間から即座にイベント対策を図る持続社会を支える観測機の実現を目指す。
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| 研究実績の概要 |
最終年度である令和5年度では、次の三点についての研究成果が得られた。
複数センサの同時アクセス時の受信合成波形について、正規分布からの差分の指標である劣度と歪度を新たに取り入れた。これまでの検討に比べて合成波形を捉える特徴量が拡大し、同時アクセス中のセンサの数を高精度に識別できる。計算機シミュレーションによる評価により有効性を明らかにし、合成波形識別を利用した集約センサにおいて有限のレベル数であるが頻度検出を可能にした。
次に、移動集約局の利用を想定した合成波形識別に基づく、空間的なセンサ情報の分布を識別する方法を確立した。本課題が注目する物理量変換一括収集法は、センサの情報源であるIDを付与せず、センサ情報を周波数変調により送信する。よって、センサの情報源が特定できないためセンサ情報の空間分布の特定は困難であった。そこで、可動型の移動集約局を想定し、集約局に指向性アンテナを付与することで信号の到来方向や集約範囲を動的に切り替える方法に注目した。そして、移動集約局の場所や集約範囲を限定することで、情報源を特定するアルゴリズムを確立した。計算機シミュレーションによりセンサ情報の空間分布の特定が可能になること、そして様々な状況の識別精度を明らかにした。
最後に、異システムと無線センサネットワークが同じ周波数帯域を共用する環境において、同一周波数干渉に耐性のある周波数割り当て法を確立した。物理量変換一括収集法では、実際の情報と周波数変調する際の周波数との割り当てには自由度がある。そこで、異システムの周波数利用を統計モデル化と、過去の集約結果からセンサ情報の発生確率モデルを形成した。そして、この二つのモデルから、情報が不到着となる確率を導出し、二次計画問題として不到着確率を最小化する周波数と情報の割り当て法を確立した。計算機シミュレーションによる検証によりその有効性を明らかにした。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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