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2011 年度 実績報告書

MIMOメッシュネットワークの物理レイヤ構築に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 09J09811
研究機関東京工業大学

研究代表者

水谷 圭一  東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 特別研究員(DC1)

キーワードMIMOメッシュネットワーク / マルチホップ中継ネットワーク / MIMOネットワーク符号 / TDD / TDMA / ソフトウェア無線 / ネットワーク同期 / 実証実験
研究概要

複数の端末間に無線リンクを張ることにより,簡易に通信ネットワークを構築する技術である,マルチホップ中継(メッシュ)ネットワークが注目を集めており,センサネットワークなどへの応用が期待されている.しかしチャネル分割損によって伝送効率が低下する問題があった.そこで複数アンテナを用いたMIMO技術や,双方向フローパケットを合成多重送信するネットワーク符号技術を用いた双方向マルチホップ中継ネットワークが提案されている.しかし実際にハードウェアによって実験実証した例はなかった.本研究課題の目的は,MIMOネットワーク符号を用いた双方向マルチホップ中継ネットワークを,プロトタイプハードウェアに実装し,実電波を用いた実験結果によりその実現性と有効性を世界に先駆けて実証することである.
研究期間最終年度となる本年度は,これまでに実装したシステムを用いて屋内伝搬環境において再実験を行い,その実現性や有効性を示した。プロトタイプハードウェア構成およびシステム構成,ネットワーク同期のメカニズムなどの物理層設計指針を具現化し,測定および解析結果とともに電子情報通信学会英文論文誌にて発表した.加えてより柔軟なトポロジを実現するためのネットワーク同期手法を提案・実装し,実験によりその実現性および有効性を実証した.さらにネットワークスループットを向上させるために,多値変調技術および適応変調技術を双方向マルチホップ中継ネットワークへ導入し,屋内伝搬環境下における実験において2.3Mbps(3.83bps/Hz)という高いネットワークスループットを達成した.
これらの成果により,今後のスマートなマルチホップ中継ネットワークの実現および発展に寄与できたと考えられる.

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2012 2011

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] Prototype Hardware for TDD Two-way Multi-hop Relay Network using MIMO Network Coding2012

    • 著者名/発表者名
      Keiichi Mizutani, Takehiro Miyamoto, Kei Sakaguchi, Kiyomichi Araki
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Communications

      巻: Vol.E95-B, No.05 ページ: 1738-1750

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 送信ビームフォーミングを用いたMIMO双方向中継の実験2011

    • 著者名/発表者名
      ヴァヴッター, 水谷圭一, 木田祐太郎, 阪口啓, 荒木純道, 宮本健宏
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告

      巻: Vol.111, No.452 ページ: 147-153

  • [雑誌論文] ノードのダイナミック参入が可能な同期型MIMO双方向中継ネットワーク2011

    • 著者名/発表者名
      木田祐太郎, 水谷圭一, タンザカン, 宮本健宏, 阪口啓, 荒木純道
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告

      巻: Vol.111, No.162 ページ: 113-120

  • [学会発表] 送信ビームフォーミングを用いたMIMO双方向中継の実験2012

    • 著者名/発表者名
      ヴァヴッター, 水谷圭一, 木田祐太郎, 阪口啓, 荒木純道, 宮本健宏
    • 学会等名
      電子情報通信学会ソフトウェア無線研究会
    • 発表場所
      YRP(横須賀市)
    • 年月日
      2012-03-08
  • [学会発表] MIMOネットワーク符号を用いたTDD-OFDM双方向マルチホップ中継ネットワークとネットワーク同期手法2011

    • 著者名/発表者名
      水谷圭一, タンザカン, 阪口啓, 荒木純道
    • 学会等名
      電子情報通信学会ソサイエティー大会
    • 発表場所
      北海道大学(札幌市)
    • 年月日
      2011-09-13
  • [学会発表] ノードのダイナミック参入が可能な同期型MIMO双方向中継ネットワーク2011

    • 著者名/発表者名
      木田祐太郎, 水谷圭一, タンザカン, 宮本健宏, 阪口啓, 荒木純道
    • 学会等名
      電子情報通信学会ソフトウェア無線研究会
    • 発表場所
      YRP(横須賀市)
    • 年月日
      2011-07-28
  • [学会発表] Realization of TDD two-way multi-hop relay network with MIMO network coding2011

    • 著者名/発表者名
      Keiichi Mizutani, Yutaro Kida, Takehiro Miyamoto, Kiyomichi Araki, Kei Sakaguchi
    • 学会等名
      Crowncom2011
    • 発表場所
      大阪大学(大阪市)
    • 年月日
      2011-06-01

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公開日: 2013-06-26  

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