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2010 年度 実績報告書

電力効率を3桁向上させるセンサネットワークのレイヤ間垂直統合研究

研究課題

研究課題/領域番号 09J00333
研究機関神戸大学

研究代表者

和泉 慎太郎  神戸大学, システム情報学研究科, 特別研究員(PD)

キーワードセンサネットワーク / 低消費電力 / 垂直統合設計 / VLSI
研究概要

平成22年度は、昨年度の試作1チップセンサノードSoC性能評価によって判明した無線機アーキテクチャの課題に対する研究と、アプリケーション層まで含んだセンサネットワークの垂直統合設計研究をおこなった。
まず、無線機アーキテクチャについては、昨年度試作で問題となったオーバーヒアリングによる受信機電力増大という問題の対策として、コグニティブ無線に着目した。コグニティブ無線とは、割り当てられた周波数帯域をセンシングし、使われていない「周波数」や「無線通信規格」、「時間帯」などを利用することで周波数利用効率を高める無線システムである。これをセンサネットワークに組み合わせることで、オーバーヒアリングや衝突、競合などを削減できる。特に、コグニティブ無線に必要となるスペクトラムセンシングに着目し、先端CMOSプロセスと親和性の高いデジタル回路技術によるスペクトラムセンシング技術を提案した。
また、センサネットワークの新たな応用分野としてマイクアレイを用いる音声インターフェースに着目し、従来の大規模マイクアレイにおける演算量や消費電力の問題を解決する技術として、センサネットワーク技術を用いたネットワーク型マイクアレイシステムを提案した。提案システムでは、小規模なマイクアレイ・センサノード(サブアレイ)を多数配置し、それらの間で有線ネットワークを構築して協調動作をおこなうことで、大規模なマイクアレイ音声処理システムを実現する。従来のデータ収集のみを目的としたアプリケーションとは異なり、ネットワーク型マイクアレイシステムには「リアルタイム処理」、「センサノード間の時刻同期」、「ネットワーク分散処理」という3つの機能が必要であった。これらの機能は、他のより実用的なアプリケーションでも必須となるものであり、本研究はセンサネットワークの応用分野を拡大するためのテストベッドとしての役割も果たすものである。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2011 2010 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (6件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Data-Intensive Sound Acquisition System with Large-Scale Microphone Array2011

    • 著者名/発表者名
      H.Noguchi, T.Takagi, K Kugata, S.Izumi, M.Yoshimoto, H.Kawaguchi
    • 雑誌名

      Journal of Information Processing Society of Japan (IPSJ)

      巻: vol.19 ページ: 129-140

    • 査読あり
  • [学会発表] ネットワーク型マイクロホンアレイ間のデータ集約による音声信号ビームフォーミング2010

    • 著者名/発表者名
      和泉慎太郎、野口紘希、高木智也、久賀田耕史、祖田心平、吉本雅彦、川口博
    • 学会等名
      集積回路研究会(ICD)
    • 発表場所
      幕張メッセ(千葉県)
    • 年月日
      2010-10-06
  • [学会発表] A 58-uW Sensor Node LSI with Synchronous MAC Protocol2010

    • 著者名/発表者名
      S.Izumi, T.Takeuchi, T.Matsuda, H.Lee, T.Konishi, K.Tsuruda, Y.Sakai, C.Ohta, H.Kawaguchi, M.Yoshimoto
    • 学会等名
      Asia-Pacific Radio Science Conference (AP-RASC)
    • 発表場所
      International Conference Center, (Toyama)
    • 年月日
      2010-09-25
  • [学会発表] 分散処理を用いた超低消費電力ネットワーク型マイクロホンアレーの研究2010

    • 著者名/発表者名
      祖田心平、久賀田耕史、高木智也、和泉慎太郎、野口紘希、吉本雅彦、川口博
    • 学会等名
      日本音響学会2010年秋季研究発表会
    • 発表場所
      関西大学(大阪府)
    • 年月日
      2010-09-15
  • [学会発表] A Low-Power Multi Resolution Spectrum Sensing (MRSS) Architecture for a Wireless Sensor Network with Cognitive Radio2010

    • 著者名/発表者名
      S.Izumi, K.Tauruda, T.Takeuchi, H.Lee, H.Kawaguchi, M.Yoshimota
    • 学会等名
      IARIA International Conference on Sensor Technologies and Applications (SENSORCOMM)
    • 発表場所
      NOVOTEL VENEZIA MESTRE CASTELLANA, Venezia Mestre, (Italy)
    • 年月日
      2010-07-18
  • [学会発表] 時刻同期型MACプロトコルを用いる6.4μWシングルチップセンサーノードLSI2010

    • 著者名/発表者名
      和泉慎太郎、李赫鍾、小西恵大、岡顕久、松田隆志、竹内隆、太田能、川口博、吉本雅彦
    • 学会等名
      LSIとシステムのワークショップ2010
    • 発表場所
      北九州国際会議場(福岡県)
    • 年月日
      2010-05-18
  • [学会発表] ワイヤレスセンサネットワークのためのΔ-Σ変調とデジタルアシストを用いたイメージ信号除去に関する研究2010

    • 著者名/発表者名
      小西恵大、李赫鍾、和泉慎太郎、竹内隆、川口博、吉本雅彦
    • 学会等名
      LSIとシステムのワークショップ2010
    • 発表場所
      北九州国際会議場(福岡県)
    • 年月日
      2010-05-18
  • [備考]

    • URL

      http://www28.cs.kobe-u.ac.jp/~shin/

URL: 

公開日: 2012-07-19  

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