| 研究課題/領域番号 |
23K21663
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| 補助金の研究課題番号 |
21H03435 (2021-2023)
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 基金 (2024)
補助金 (2021-2023) |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分60060:情報ネットワーク関連
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| 研究機関 | 関西大学 |
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研究代表者 |
滝沢 泰久 関西大学, 環境都市工学部, 教授 (50395050)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2026-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2024年度)
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| 配分額 *注記 |
16,900千円 (直接経費: 13,000千円、間接経費: 3,900千円)
2025年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2024年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2023年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2022年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2021年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
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| キーワード | MIMO / 異種無線 / 容量拡大 / 低遅延化 / チャネルボンディング / 遅延 / SU-MIMO / アンテナ分配 / 無線ネットワーク / beyond 5G / 帯域拡大 / 共有アンテナ |
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| 研究開始時の研究の概要 |
研究計画のSTEP1:SU-MIMOにおける基地局と1移動端末のP-to-P通信は完了し，STEP2:SU-MIMOにおける基地局と複数移動端末のP-to-MP通信，およびSTEP3:MU-MIMOにおいて基地局機能を移動端末ごとに分割並列化を中心に進める．また，STEP1:SU-MIMOにおける基地局と1移動端末のP-to-P通信においてアンテナ分配とトラフィック分配の組み合わせが有効であることが確認できたため，これらの組み合わせをSTEP2,3に実装するため方式ををPHY層とMAC層に分離する．
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| 研究実績の概要 |
各アンテナの最大送信電力は等しくかつ一定である想定において，MIMOチャネル容量をアンテナ密度の関数としてモデル化し，このモデルからアンテナ密度（数/面積）に対してMIMOチャネル容量は上に凸の単調増加であり，アンテナを共有する複数のMIMOチャネルの総容量（複合MIMOチャネル容量）はアンテナ分配に対して上に凸となることを示した．すなわち，本数理モデルにおいて複合MIMOチャネル容量を最大化するアンテナ分配があることを示した，さらに，複合MIMOチャネル容量最大化するアンテナ分配は複合MIMOチャネルを構成する複数のMIMOチャネルのMAC層における遅延時間を均等化することで探索可能であることを示した．
このモデル解析に従って複数のMIMOチャネル遅延時間を均等化する方式を考案し，考案方式の有用性を評価するため，QualNetネットワークシミュレータ上に本方式を実装して，IEEE802.11nとIEEE802.11acのMIMOチャネルを用いて検証を行った，評価結果において，考案方式はMAC層において通信遅延時間を最小化し，スループットを最大化することを確認した．
さらに，考案方式を複数端末（停止状態，移動なし）によるpoint-to-multipointトポロジ対応へ拡張して，これをQualNetに実装し評価した．評価結果において，それぞれの端末においてMAC層の遅延時間の最小化とスループットの最大化を確認した．
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| 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
昨年度まではQualNet7.3を用いて評価していたが，QualNet9.3ではIEEE802.11axをサポートしていることになったため，QualNet9.3へ評価システムを移行して，IEEE802.11n, IEEE802.11acに加えて，IEEE802.11axのMIMOチャネルを用いることとした．
しかし，QualNetのバージョンの違いからこれまでのIEEE802.11nとIEEE802.11acによる方式の9.3への移行に時間を要し，さらにIEEE802.11axを用いるまでに至らず，大きく時間を消費した．そのために，複数数端構成において移動端末の評価ができなかった．
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| 今後の研究の推進方策 |
来年度以降は次の研究項目を進める．
・p-to-mpトポロジにおける移動端末による評価の実施
・提案方式のMulti-UserMIMO(MU-MIMO)チャネルへの拡張方式の考案し，これによる複合MU-MIMOチャネルにおいて多接続性と低遅延化の実現を図る．
1項目目は早期の評価結果を得るため，IEEE802.11axは用いず，昨年度方式を活用する．
2項目目はMU-MIMOチャネル容量の数理モデルを用いて定式化し，これまでに考案した方式をベースに多接続性と低遅延化を同時実現可能とする方式を考案する．考案方式は，QualNetを用いて評価する．
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