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階層化による冗長ヘッダ情報の削減と新フレームフォーマットの開発

研究課題

研究課題/領域番号 21K04049
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
研究機関福岡大学

研究代表者

太田 真衣  福岡大学, 工学部, 助教 (20708523)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2024年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2023年度: 260千円 (直接経費: 200千円、間接経費: 60千円)
2022年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード無線通信 / 階層化 / LoRaWAN
研究開始時の研究の概要

通信システムの発展に伴い、利用者の増加と通信に対する要求を有限な通信資源で供給することが今後さらに困難になると予想される。そこで本研究課題では、古くから用いられているOSI参照モデルに代表される階層化に対し、未来の通信システムのあり方を明らかにする。現在も多くの通信システムが利用する「階層化」の軟化を目指し、冗長情報を減らすことで得られる有限資源の活用効率の改善効果について検討を行う。また、階層化によって今まで強いられてきた冗長性の削減度と削減情報の補足技術の確立を実施する。

研究実績の概要

通信システムの発展に伴い、利用者の増加と通信に対する要求条件を、有限である通信資源を以って供給することは今後さらに困難になると予想される。そこで本研究課題では、古くから用いられているOSI参照モデルに代表される階層化に着目し、有限資源の活用効率の改善効果について検討を行っている。OSI参照モデルを用いない、より柔軟な通信システムの確立と、階層化により発生していた冗長度の削減および有限である通信資源の有効利用効果の明確化と、人間による研究開発のための階層化を抜本的にみつめ直し、現代における冗長性を削減し、無駄のない通信システムを構築することにより、将来的に通信システムの開発限界を緩和できるような研究開発を目指している。本研究課題では、ヘッダ部分に着目し、より効率的な通信システムの実現を図る手法を提案している。パケットのヘッダは階層ごとの円滑な処理のためには必要不可欠であり、ヘッダの削減には、ヘッダに含まれていた情報を補う必要がある。そこで、新たに情報を収集するのではなく、削減できないヘッダ情報と信号のプリアンブル部を用い、削減された情報を推定し補完する手法を検討している。AI技術の発展や機械学習などの活用がメージャーになり、計算リソースの削減などにより急速に利用に対するハードルが下がり、さまざまなシーンでの利用が可能となりつつあるため、情報の推定の際に機械学習の利用を検討し、実際の無線機による実機の特徴分析などを行った。
本研究分野における最新研究動向調査は継続的に実施し、フレーム構造や階層処理に詳しい上位層の研究者と積極的に議論させていただいた。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

実機による特徴分離などに手間取り、解析方法などの検討に至ることができていない。

今後の研究の推進方策

実機の数を増やし、特徴分離方法などについて検討を行う。また、これまで通り、有識者とのディスカッションや最新研究動向調査を行いつつ、実機実証に向けた検討を進める予定である。

報告書

(3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
  • 研究成果

    (3件)

すべて 2023

すべて 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件)

  • [学会発表] Frame Design for Differential Packet-Level Index Modulation implemented by LoRaWAN2023

    • 著者名/発表者名
      Hitoshi Yamasaki
    • 学会等名
      ICUFN
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 差動化パケット型インデックス変調方式の実装2023

    • 著者名/発表者名
      太田真衣
    • 学会等名
      電子情報通信学会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 多腕バンディットアルゴリズムを用いたチャネルアクセス方式の一検討2023

    • 著者名/発表者名
      太田真衣
    • 学会等名
      電子情報通信学会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2024-12-25  

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