| 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 | 合成波形識別法 / 無線センサネットワーク / LPWA / 位置指紋法 / 合成波形識別 / LPWAN / センサネットワーク / イベント検知 |
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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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| 研究成果の概要 |
センサ情報を集約するセンサネットワークにおいて、急激な環境変化にも安定して情報集約を実現できる、合成波形識別に基づく環境適応型無線センサネットワークを検討した。多数センサの同時送信による合成受信波形から、センサ固有の搬送波揺らぎを抽出することで、輻輳時における個々のデータの特定を実現した。また、センサの信号送信における、過度な競合による識別低下を克服するため、周波数リソース割り当ての最適化を確立した。そして、環境変化の原因となるイベントの位置を受信合成波形から推定する方法を確立した。低電力広域通信（LPWA）に本機能の一部を実装し、実機実験を通して提案法の有効性を定量的に明らかにした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
環境に変化を与えるイベントが空間的に波及する現象において、波及効果が空間上にある建物等の物体に強く影響する点から、イベントの位置が波及効果の違いとして捉える位置指紋法に本研究は注目した。そして、多数のセンサが観測情報に対応した信号を同時アクセスした場合、波及効果における位置固有性が維持される現象を本研究課題は明らかにした。この点は、例えば電波伝搬の空間的な広がりを捉える新たな分析法の導出につながるため、学術的な意義が大きいと考えられる。そして、電波の空間的な広がりの解明は、周波数資源の枯渇問題を解決する周波数共用を促進する可能性を秘めており、社会的な意義も大きいと考えられる。
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