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Adaptive Machine Learning Algorithms for mmWave Communications in Beyond 5G and 6G Systems

研究課題

研究課題/領域番号 21K14162
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分21020:通信工学関連
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

Hashima Sherief  国立研究開発法人理化学研究所, 革新知能統合研究センター, 研究員 (00865462)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2023年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2021年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワードD2D Communications / millimeter Wave (mmWave) / Radio frequency (RF) / Multi-armed bandit (MAB) / Metaverse / Thompson sampling (TS) / UAV / V2X communications / RIS / Bandits / mmWave / V2X Communications / Over the air updates / UAV-mounted RIS / RIS relaying / Hybrid band RF/VLC / Load Balancing / MAB / PHE / RUCB, ETC / millimeter wave (mmWave) / radio frequency (RF) / multi-armed bandit (MAB) / UCB / MOSS / WSNs / B5G / 6G / ML / D2D
研究開始時の研究の概要

we develop combinatorial online ML algorithms to overcome mmWave D2D network problems to increase the efficiency and reliability of these networks. We propose novel online prediction methods for spectrum sensing/sharing in mmWave cognitive radio communications and mmWave interference mitigation to ease its deployment at highly dense scenarios. we implement different configurations of mmWave networks using commercial WiGig devices to assure the proposed ML schemes' validity and scalability in real scenarios.

研究成果の概要

このプロジェクトでは、オンライン学習アルゴリズムを使用して、さまざまな無線通信シナリオの数学的定式化をモデル化しました。これらのシナリオにさまざまな種類のマルチアーム バンディットを適用し、エネルギーを考慮するように変更しました。利用されたバンディット ソリューションは、適切な選択と独自の学習ポリシーにより、さまざまな設定でほぼ最適なパフォーマンスと高速な収束率を示しました。

研究成果の学術的意義や社会的意義

Thr project contributes to fullfilling the requirments of advanced communication technology(6G) with effective energy aware performance. The project also has social impact in disaster relief as it ensured reliable communications in challenging environments. Also,it contributes to autonomus vehicles

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (55件)

すべて 2024 2023 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (12件) 雑誌論文 (21件) (うち国際共著 21件、 オープンアクセス 18件、 査読あり 16件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 12件、 招待講演 3件) 備考 (9件)

  • [国際共同研究] College of Science and Engineering/Idaho State University(米国)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] Computer Science Department/Western University(カナダ)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] Electrical Engineering Dept/Prince Sattam bin abdelaziz univeristy(サウジアラビア)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] Electrical Engineering Dept/Benha University(エジプト)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] Prince Sattam bin abdelaziz university(サウジアラビア)

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Idaho State University(米国)

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Western University(カナダ)

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Egyptian Atomic Energy Authority(エジプト)

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Prince Sattam bin abdelaziz university(サウジアラビア)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Idaho State University(米国)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Egyptian Atomic Energy Authority(エジプト)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Lakehead University(カナダ)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Joint User Association and Power Control in UAV Network: A Graph Theoretic Approach2024

    • 著者名/発表者名
      Alnakhli Mohammad、Mohamed Ehab Mahmoud、Abdulkawi Wazie M.、Hashima Sherief
    • 雑誌名

      Electronics

      巻: 13 号: 4 ページ: 779-779

    • DOI

      10.3390/electronics13040779

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Energy-Efficient Trajectory Planning with Joint Device Selection and Power Splitting for mmWaves-Enabled UAV-NOMA Networks2024

    • 著者名/発表者名
      Gendia Ahmad、Muta Osamu、Hashima Sherief、Hatano Kohei
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Machine Learning in Communications and Networking

      巻: 1 ページ: 1-1

    • DOI

      10.1109/tmlcn.2024.3396438

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Budgeted Bandits for Power Allocation and Trajectory Planning in UAV-NOMA Aided Networks2023

    • 著者名/発表者名
      Hosny Ramez、Hashima Sherief、Mohamed Ehab Mahmoud、Zaki Rokaia M.、ElHalawany Basem M.
    • 雑誌名

      Drones

      巻: 7 号: 8 ページ: 518-518

    • DOI

      10.3390/drones7080518

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] LEO-Assisted Aerial Deployment in Post-Disaster Scenarios Using a Combinatorial Bandit and Genetic Algorithmic Approach2023

    • 著者名/発表者名
      Mohamed Ehab Mahmoud、Hashima Sherief、Hatano Kohei、Khallaf Haithem S.
    • 雑誌名

      Electronics

      巻: 12 号: 24 ページ: 4964-4964

    • DOI

      10.3390/electronics12244964

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Leveraging Artificial Intelligence for Reconfigurable Intelligent Surface-aided 6G Networks2023

    • 著者名/発表者名
      Ehab Mahmoud Mohamed1,*, Sherief Hashima, Kohei Hatano, Basem M. ElHalawany
    • 雑誌名

      China Communications

      巻: 1 ページ: 1-1

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Budgeted Thompson Sampling for IRS Enabled WiGig Relaying2023

    • 著者名/発表者名
      Hashima Sherief、Hatano Kohei、Takimoto Eiji、Mohamed Ehab Mahmoud
    • 雑誌名

      Electronics

      巻: 12 号: 5 ページ: 1146-1146

    • DOI

      10.3390/electronics12051146

    • 関連する報告書
      2022 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] Load Balancing Multi-Player MAB Approaches for RIS-Aided mmWave User Association2023

    • 著者名/発表者名
      Mohamed Ehab Mahmoud、Hashima Sherief、Hatano Kohei、Takimoto Eiji、Abdel-Nasser Mohamed
    • 雑誌名

      IEEE Access

      巻: 11 ページ: 15816-15830

    • DOI

      10.1109/access.2023.3244781

    • 関連する報告書
      2022 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] Advanced MAB Schemes for WiGig-Aided Aerial Mounted RIS Wireless Networks2023

    • 著者名/発表者名
      Hashima Sherief、Hatano Kohei、Mohamed Ehab Mahmoud
    • 雑誌名

      CCNC Conference, Lasvegas, USA

      巻: 01 ページ: 469-472

    • DOI

      10.1109/ccnc51644.2023.10060437

    • 関連する報告書
      2022 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] Dual objective bandit for best channel selection in hybrid band wireless systems2022

    • 著者名/発表者名
      Hashima Sherief、M. Fouda Mostafa、Hatano Kohei、Kasban Hany、Mohamed Ehab Mahmoud
    • 雑誌名

      Journal of Ambient Intelligence and Humanized Computing

      巻: 14 号: 4 ページ: 4115-4125

    • DOI

      10.1007/s12652-022-04475-8

    • 関連する報告書
      2022 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] AI-Enabled UAV Communications: Challenges and Future Directions2022

    • 著者名/発表者名
      Hashesh Amira O.、Hashima Sherief、Zaki Rokaia M.、Fouda Mostafa M.、Hatano Kohei、Eldien Adly S. Tag
    • 雑誌名

      IEEE Access

      巻: 10 ページ: 92048-92066

    • DOI

      10.1109/access.2022.3202956

    • 関連する報告書
      2022 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] Cost-Aware Bandits for Efficient Channel Selection in Hybrid Band Networks2022

    • 著者名/発表者名
      Hashima Sherief、Hatano Kohei、Fouda Mostafa M.、Fadlullah Zubair M.、Mohamed Ehab Mahmoud
    • 雑誌名

      Electronics

      巻: 11 号: 11 ページ: 1782-1782

    • DOI

      10.3390/electronics11111782

    • 関連する報告書
      2022 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] Energy Aware Multiarmed Bandit for Millimeter Wave-Based UAV Mounted RIS Networks2022

    • 著者名/発表者名
      Mohamed Ehab Mahmoud、Hashima Sherief、Hatano Kohei
    • 雑誌名

      IEEE Wireless Communications Letters

      巻: 11 号: 6 ページ: 1293-1297

    • DOI

      10.1109/lwc.2022.3164939

    • 関連する報告書
      2022 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] Cost-Effective MAB Approaches for Reconfigurable Intelligent Surface Aided Millimeter Wave Relaying2022

    • 著者名/発表者名
      Mohamed Ehab Mahmoud、Hashima Sherief、Hatano Kohei、Fouda Mostafa M.
    • 雑誌名

      IEEE Access

      巻: 10 ページ: 81642-81653

    • DOI

      10.1109/access.2022.3195303

    • 関連する報告書
      2022 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] Comparison of Energy Aware and Cost Subsidy Multi Armed Bandit Solutions for Supreme Channel Election in Hybrid Band Systems2022

    • 著者名/発表者名
      Hashima Sherief、Hatano Kohei、Mohamed Ehab Mahmoud
    • 雑誌名

      10th International Japan-Africa Conference on Electronics, Communications, and Computations (JAC-ECC), Alexandria, Egypt

      巻: 12 ページ: 10-14

    • DOI

      10.1109/jac-ecc56395.2022.10043887

    • 関連する報告書
      2022 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] Energy-Aware Hybrid RF-VLC Multi-Band Selection in D2D Communication: A Stochastic Multi-Armed Bandit Approach2022

    • 著者名/発表者名
      Hashima Sherief、Fouda Mostafa M.、Sakib Sadman、Fadlullah Zubair Md、Hatano Kohei、Mohamed Ehab Mahmoud、Shen Xuemin
    • 雑誌名

      IEEE Internet of Things Journal

      巻: 9 号: 18 ページ: 1-1

    • DOI

      10.1109/jiot.2022.3162135

    • 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] Optimal Channel Selection in Hybrid RF/VLC Networks: A Multi-Armed Bandit Approach2022

    • 著者名/発表者名
      Fouda Mostafa、Hashima Sherief、Sakib Sadman、Fadlullah Zubair、Hatano Kohie、Shen Xuemin
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Vehicular Technology

      巻: 71 号: 6 ページ: 1-1

    • DOI

      10.1109/tvt.2022.3163078

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Improved UCB-based Energy-Efficient Channel Selection in Hybrid-Band Wireless Communication2021

    • 著者名/発表者名
      Hashima Sherief、Fouda Mostafa M.、Fadlullah Zubair Md、Mohamed Ehab Mahmoud、Hatano Kohei
    • 雑誌名

      IEEE Global communication conference Madrid, Spain

      巻: - ページ: 1-6

    • DOI

      10.1109/globecom46510.2021.9685996

    • 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] WiGig Wireless Sensor Selection Using Sophisticated Multi Armed Bandit Schemes2021

    • 著者名/発表者名
      Sherief Hashima, Ehab Mahmoud Mohamed, Kohei Hatano, Eiji Takimoto
    • 雑誌名

      Proceedings of 13th International Conference on Mobile Computing and Ubiquitous Network (ICMU 2021)

      巻: - ページ: 1-6

    • DOI

      10.23919/icmu50196.2021.9638849

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Sleeping Contextual/Non-Contextual Thompson Sampling MAB for mmWave D2D Two-Hop Relay Probing2021

    • 著者名/発表者名
      Mohamed Ehab Mahmoud、Hashima Sherief、Hatano Kohei、Fouda Mostafa M.、Fadlullah Zubair Md
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Vehicular Technology

      巻: 70 号: 11 ページ: 12101-12112

    • DOI

      10.1109/tvt.2021.3116223

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Two-Hop Relay Probing in WiGig Device-to-Device Networks Using Sleeping Contextual Bandits2021

    • 著者名/発表者名
      Mohamed Ehab Mahmoud、Hashima Sherief、Hatano Kohei、Aldossari Saud Alhajaj、Zareei Mahdi、Rihan Mohamed
    • 雑誌名

      IEEE Wireless Communications Letters

      巻: 10 号: 7 ページ: 1581-1585

    • DOI

      10.1109/lwc.2021.3074972

    • 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] Wi-Fi Assisted Contextual Multi-Armed Bandit for Neighbor Discovery and Selection in Millimeter Wave Device to Device Communications2021

    • 著者名/発表者名
      Hashima Sherief、Hatano Kohei、Kasban Hany、Mahmoud Mohamed Ehab
    • 雑誌名

      Sensors

      巻: 21 号: 8 ページ: 2835-2835

    • DOI

      10.3390/s21082835

    • 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
  • [学会発表] AI-Enhanced RIS Empowering 6G Networks2024

    • 著者名/発表者名
      Sherief Hashima
    • 学会等名
      Symposium on smart sustainable and secure internet of things
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Artificial Intelligence-aided Reconfigurable Intelligent Surface-aided 6G Networks2023

    • 著者名/発表者名
      Sherief Hashima
    • 学会等名
      International Japan - Africa Conference on Electronics, Communications & Computations JAC-ECC2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Vehicle Classification in Intelligent Transportation Systems Using Deep Learning and Seismic Data2023

    • 著者名/発表者名
      Sherief Hashima
    • 学会等名
      2023 IEEE International Conference on Intelligence and Security Informatics (ISI)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] On Enhancing WiGig Communications With A UAV-Mounted RIS System: A Contextual Multi-Armed Bandit Approach2023

    • 著者名/発表者名
      Sherief Hashima
    • 学会等名
      IEEE 34th Annual International Symposium on Personal, Indoor and Mobile Radio Communications (PIMRC)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Budgeted Thompson Sampling for Trajectory Planning in UAV-Enhanced NOMA Emergency Networks2023

    • 著者名/発表者名
      Sherief Hashima
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Internet of Things and Intelligence System (IOTAIS
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Dual-Objective Bandit-Based Opportunistic Band Selection Strategy for Hybrid-Band V2X Metaverse Content Update2023

    • 著者名/発表者名
      Sherief Hashima
    • 学会等名
      IEEE Global Communication Conference
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Multi-Armed Bandit-Aided Near-Optimal Over-The-Air Updates in Multi-Band V2X Systems2023

    • 著者名/発表者名
      Sherief Hashima
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Computer Communication and the Internet (ICCCI)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Advanced MAB Schemes for WiGig-Aided Aerial Mounted RIS Wireless Networks2023

    • 著者名/発表者名
      Sherief Hashima
    • 学会等名
      IEEE 20th Consumer Communications & Networking Conference (CCNC)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Bandit Formulations for UAV mounted RIS Networks2023

    • 著者名/発表者名
      Sherief Hashima
    • 学会等名
      MBZUAI & RIKEN-AIP Joint Workshop on Intelligent Systems
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Comparison of Energy Aware and Cost Subsidy Multi Armed Bandit Solutions for Supreme Channel Election in Hybrid Band Systems2022

    • 著者名/発表者名
      Sherief Hashima
    • 学会等名
      10th International Japan-Africa Conference on Electronics, Communications, and Computations (JAC-ECC), Alexandria, Egypt
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Online Learning Based Solutions for B5G/6G Communication Systems2022

    • 著者名/発表者名
      Sherief Hashima
    • 学会等名
      第34回IBISML研究会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Improved UCB-based Energy-Efficient Channel Selection in Hybrid-Band Wireless Communication2021

    • 著者名/発表者名
      Sherief Hashima
    • 学会等名
      IEEE Globecom
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] WiGig Wireless Sensor Selection Using Sophisticated Multi Armed Bandit Schemes2021

    • 著者名/発表者名
      Sherief Hashima
    • 学会等名
      ICMU Conference
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [備考] Research gate

    • URL

      https://www.researchgate.net/profile/Sherief-Hashima

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [備考] Research map

    • URL

      https://researchmap.jp/sheriefhashima

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [備考] Google SCHOLAR

    • URL

      https://scholar.google.com/citations?user=geqIQAYAAAAJ&hl=en

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [備考] Researchgate webpage

    • URL

      https://www.researchgate.net/profile/Sherief-Hashima

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [備考] Researchmap webpage

    • URL

      https://researchmap.jp/sheriefhashima

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [備考] IEEE webpage

    • URL

      https://ieeexplore.ieee.org/author/37072940900

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [備考] ORCID webpage

    • URL

      https://orcid.org/0000-0002-4443-7066

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [備考] Research gate webpage of Sherief Hashima

    • URL

      https://www.researchgate.net/profile/Sherief-Hashima

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [備考] Sherief Hashima Research map webpapge

    • URL

      https://researchmap.jp/sheriefhashima

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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