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ユーザセントリックな通信を実現するセルフリーネットワークアーキテクチャの確立

研究課題

研究課題/領域番号 23K22754
補助金の研究課題番号 22H01483 (2022-2023)
研究種目

基盤研究(B)

配分区分基金 (2024)
補助金 (2022-2023)
応募区分一般
審査区分 小区分21020:通信工学関連
研究機関電気通信大学

研究代表者

石橋 功至  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 (80452176)

研究分担者 衣斐 信介  同志社大学, 理工学部, 教授 (10448087)
高橋 拓海  大阪大学, 大学院工学研究科, 助教 (40844204)
研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2026-03-31
研究課題ステータス 交付 (2024年度)
配分額 *注記
17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円)
2025年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
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: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2022年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
キーワード移動体通信 / 無線通信 / セルフリーネットワーク / ユーザセントリック通信
研究開始時の研究の概要

本研究ではユーザのあらゆる通信品質要求を常に満たすことが可能なユーザセントリックな通信の実現を目指し、セルフリーネットワークの設計を確立することを目標とする。従来のセルラーネットワークでは、セル間で発生する干渉を統計的に抑圧することしかできず、これが品質低下の要因となっていた。セルフリーネットワークでは、セルという概念を根本からなくし、干渉を確定的に抑圧し、あらゆるユーザに対して所望の通信品質を提供できる。しかし、これまでの研究では実用上避けされない問題を理想化しており、実用化には程遠い状況にあった。本研究はこれらに対する解決策を与え、次世代移動体通信を支える基盤を創出する。

研究実績の概要

本研究の目的は、ユーザの通信品質要求を常に満たすユーザセントリックな通信の実現を目指し、同期などの物理的制約を踏まえた上で、実現可能なセルフリーネットワークの設計を確立することである。本研究は3つの課題により構成され、2023年度は、2022年度に引き続いて課題1: 複数CPU・AP・端末間における時間・周波数同期技術の開発と、課題2: フロントホール・バックホール容量を考慮した信号圧縮・復調技術の開発を中心に研究を実施した。今年度の研究成果として、論文誌2編、国際会議3編、国内会議13件を発表した。これらの研究成果に関連して1件の教員の受賞、4件の学生の受賞があった。各成果の具体的な内容としては、まず低分解能なAD変換器を前提とした信号復調技術を開発した。また、多数のユーザの収容において重要となる非直交パイロットによる通信路推定技術を考案した。さらに、上り・下りリンクの同時収容技術として、スケーラブルなネットワーク全二重通信の提案と、その設計法について検討し、国際会議にて発表を行った。さらにフロントホールに加えて、CPU間のバックホールの容量制約についても議論を行い、その設計についても明らかにした。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

当初計画にあげた2つの課題について、当初期待していたよりも優れた結果がでており、複数論文のIEEE論文誌への掲載など、当初の計画以上に進展している。

今後の研究の推進方策

当初の計画通り、2023年度までに得られた成果を発展させ、2024年度ではこれらの要素技術を統合し、実用的なセルフリーネットワークの理論を確立を目指す。

報告書

(2件)
  • 2023 実績報告書
  • 2022 実績報告書
  • 研究成果

    (31件)

すべて 2024 2023 2022

すべて 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 3件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (23件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Bilinear Gaussian Belief Propagation for Massive MIMO Detection With Non-Orthogonal Pilots2024

    • 著者名/発表者名
      Kenta Ito, Takumi Takahashi, Shinsuke Ibi, Seiichi Sampei
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Communications

      巻: 72 号: 2 ページ: 1045-1061

    • DOI

      10.1109/tcomm.2023.3325479

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] FTN伝送における信念伝搬法に基づく信号検出とデータ駆動最適化2023

    • 著者名/発表者名
      柳井 夏樹、衣斐 信介、高橋 拓海、岩井 誠人
    • 雑誌名

      電子情報通信学会論文誌B 通信

      巻: J106-B 号: 3 ページ: 187-197

    • DOI

      10.14923/transcomj.2022GWP0011

    • ISSN
      1881-0209
    • 年月日
      2023-03-01
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 深層展開を用いたGNSS測位のデータ駆動最適化2023

    • 著者名/発表者名
      葉山 祐輝、衣斐 信介、高橋 拓海、岩井 誠人
    • 雑誌名

      電子情報通信学会論文誌B 通信

      巻: J106-B 号: 3 ページ: 248-259

    • DOI

      10.14923/transcomj.2022JBP3034

    • ISSN
      1881-0209
    • 年月日
      2023-03-01
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Wireless Location Tracking via Complex-Domain Super MDS with Time Series Self-Localization Information2023

    • 著者名/発表者名
      Nishi Yuya、Takahashi Takumi、Iimori Hiroki、Abreu Giuseppe、Ibi Shinsuke、Sampei Seiichi
    • 雑誌名

      Proc. of 2023 IEEE International Conference on Acoustics, Speech and Signal Processing (ICASSP)

      巻: - ページ: 1-5

    • DOI

      10.1109/icassp49357.2023.10097271

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Scalable Network-Assisted Full-Duplex Cell-Free Massive MIMO With Limited Fronthaul Capacity2023

    • 著者名/発表者名
      Okui Koushi、Ando Kengo、Abreu Giuseppe、Ishibashi Koji
    • 雑誌名

      Proc. of 2023 IEEE 98th Vehicular Technology Conference (VTC2023-Fall)

      巻: - ページ: 1-5

    • DOI

      10.1109/vtc2023-fall60731.2023.10333717

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Practical Grant-Free NOMA Based on Low-Density Structured OFDM2023

    • 著者名/発表者名
      Kohei Ueda, Takanori Hara, Koji Ishibashi
    • 雑誌名

      2023 IEEE Communication Theory Workshop (CTW2023)

      巻: -

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Uplink Signal Detection via Look-Up Table-Based AMP for Massive MIMO Systems2023

    • 著者名/発表者名
      Atsunori Shimamura , Takumi Takahashi , Shinsuke Ibi , Seiichi Sampei
    • 雑誌名

      IEEE Access

      巻: 11 ページ: 13044-13057

    • DOI

      10.1109/access.2023.3242610

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Bayesian Receiver Design via Bilinear Inference for Cell-Free Massive MIMO with Low-Resolution ADCs2022

    • 著者名/発表者名
      Takumi Takahashi, Hiroki Iimori, Kengo Ando, Koji Ishibashi, Shinsuke Ibi, Giuseppe Thadeu Freitas De Abreu
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Wireless Communications

      巻: Early Access 号: 7 ページ: 4756-4772

    • DOI

      10.1109/twc.2022.3228326

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 自己符号化器を用いた線形分散符号のデータ駆動最適化に関する一検討2024

    • 著者名/発表者名
      亀田 新, 衣斐 信介, 高橋 拓海, 岩井 誠人
    • 学会等名
      電子情報通信学会無線通信システム研究会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 帯域内全二重通信のための適応差動遅延を用いたブラインド自己干渉除去の繰り返し検出に関する一検討2024

    • 著者名/発表者名
      西川 幸市, 衣斐 信介, 高橋 拓海, 岩井 誠人
    • 学会等名
      電子情報通信学会無線通信システム研究会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] MIMO通信路における繰り返し信号検出のための自己符号化器に関する一検討2024

    • 著者名/発表者名
      古田健悟, 高橋拓海, 伊藤賢太, 衣斐信介
    • 学会等名
      電子情報通信学会無線通信システム研究会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Distortion-Aware Clustering for Cell-Free Massive MIMO Under Backhaul Capacity Limitation2024

    • 著者名/発表者名
      Faurdoir Ndimumahoro, Koji Ishibashi
    • 学会等名
      電子情報通信学会総合大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 帯域内全二重通信におけるディジタルRFを用いた適応差動遅延によるブラインド自己干渉除去に関する一検討2023

    • 著者名/発表者名
      下村 南夏, 衣斐 信介, 高橋 拓海, 岩井 誠人
    • 学会等名
      電子情報通信学会無線通信システム研究会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 周波数選択性環境におけるCFOを考慮したマルチユーザMIMOのための双線形推論に基づくベイジアン受信機設計2023

    • 著者名/発表者名
      伊藤 賢太, 高橋 拓海, 五十嵐 浩司, 石橋 功至, 衣斐 信介
    • 学会等名
      SITA2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 周波数選択性フェージング環境における帯域内全二重通信のための適応差動遅延を用いたブラインド自己干渉除去に関する一検討2023

    • 著者名/発表者名
      西川 幸市, 衣斐 信介, 高橋 拓海, 岩井 誠人
    • 学会等名
      電子情報通信学会無線通信システム研究会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 独立成分分析に基づくMIMOブラインド信号分離における自己符号化器に関する一検討2023

    • 著者名/発表者名
      亀田 新, 衣斐 信介, 高橋 拓海, 岩井 誠人
    • 学会等名
      電子情報通信学会無線通信システム研究会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] QAM-FTN伝送におけるPDA繰り返し受信機の適応スケールビリーフに関する一検討2023

    • 著者名/発表者名
      梶田 怜, 衣斐 信介, 高橋 拓海, 岩井 誠人
    • 学会等名
      電子情報通信学会無線通信システム研究会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 低密度構造化OFDMに基づいたグラントフリー非直交多元接続のためのベイズ受信機設計2023

    • 著者名/発表者名
      上田康平,原 郁紀,石橋功至
    • 学会等名
      電子情報通信学会無線通信システム研究会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 有限フロントホール容量を考慮したスケーラブルネットワーク全二重セルフリー大規模MIMOシステム2023

    • 著者名/発表者名
      奥井滉史,安藤研吾,石橋功至
    • 学会等名
      電子情報通信学会無線通信システム研究会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] クラスタリング・ビームフォーミング同時設計に基づくスケーラブルネットワーク全二重通信セルフリー大規模MIMO2023

    • 著者名/発表者名
      奥井滉史,安藤研吾,石橋功至
    • 学会等名
      SITA2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 判定帰還通信路推定のための無線自己符号化器に関する一検討2023

    • 著者名/発表者名
      市橋義紀, 衣斐信介, 高橋拓海, 土井隆暢, 村岡一志, 石井直人, 岩井誠人
    • 学会等名
      電子情報通信学会無線通信システム研究会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 2段独立成分分析に基づくブラインド信号分離における非ガウス性評価に関する一検討2023

    • 著者名/発表者名
      野上泰輔, 衣斐信介, 高橋拓海, 岩井誠人
    • 学会等名
      電子情報通信学会無線通信システム研究会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Network-Assisted Full-Duplex Millimeter-Wave Cell-Free Massive MIMO with Localization-Aided Inter-User Channel Estimation2023

    • 著者名/発表者名
      S. Fukue,G. T. F. De Abreu,K. Ishibashi
    • 学会等名
      2023 International Conference on Information Networking (ICOIN)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 符号化大規模MIMO検出のためのビーム領域局所的LMMSE出力の尤度情報合成に関する一検討2022

    • 著者名/発表者名
      吉田 拓実, 高橋 拓海, 石橋 功至, 衣斐 信介, 三瓶 政一
    • 学会等名
      第45回情報理論とその応用シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 独立成分分析に基づくブラインド信号分離のデータ駆動最適化に関する一検討2022

    • 著者名/発表者名
      野上 泰輔, 衣斐 信介, 高橋 拓海, 岩井 誠人
    • 学会等名
      電子情報通信学会無線通信システム研究会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 帯域内全二重通信におけるディジタルRFを用いたブラインド自己干渉除去に関する一検討2022

    • 著者名/発表者名
      下村 南夏, 衣斐 信介, 高橋 拓海, 岩井 誠人
    • 学会等名
      電子情報通信学会無線通信システム研究会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 大規模NOMA検出のための非正則スパース重ね合わせ符号に関する一検討2022

    • 著者名/発表者名
      大石 慎也, 衣斐 信介, 高橋 拓海, 岩井 誠人
    • 学会等名
      電子情報通信学会無線通信システム研究会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 時系列情報を用いたCD-SMDS法に基づく屋内位置推定に関する一検討2022

    • 著者名/発表者名
      西 祐耶, 高橋 拓海, 飯盛 寛貴, アブレウ ジュゼッペ, 衣斐 信介, 三瓶 政一
    • 学会等名
      電子情報通信学会無線通信システム研究会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] ミリ波大規模MIMO検出におけるビーム領域Local LMMSE検出のためのLLR合成手法に関する一検討2022

    • 著者名/発表者名
      吉田 拓実, 高橋 拓海, 衣斐 信介, 三瓶 政一
    • 学会等名
      電子情報通信学会無線通信システム研究会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] ネットワーク全二重通信を用いたミリ波セルフリー大規模MIMOにおける位置情報を用いた端末間干渉の影響抑制に関する一検討2022

    • 著者名/発表者名
      福榮秀都,アブレウジュゼッペ,石橋 功至
    • 学会等名
      電子情報通信学会無線通信システム研究会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Deep Unfolding-Aided Sum-Product Algorithm for Error Correction of CRC Coded Short Message2022

    • 著者名/発表者名
      Zhang Qilin,Ibi Shinsuke,Takahashi Takumi,Iwai Hisato
    • 学会等名
      Proc. of APSIPA ASC 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2022-04-19   更新日: 2024-12-25  

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