階層型高度電波環境データベースの構築とその活用法に関する検討

2012 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12J09064
• 研究機関: 電気通信大学
• 研究代表者: 稲毛 契 電気通信大学, 大学院・情報理工学研究科, 特別研究員(DC2)
• キーワード: 周波数共用 / 電波環境データベース

研究概要

本研究では、実観測情報に基づいた高度電波環境データベースの構築手法とその活用法を確立することを目標としている。他システムの空き帯域を動的に利用する周波数共用では、米国連邦通信委員会がデジタルテレビ放送の帯域を他の無線通信システムへ開放する方針を受け、世界中で実用化に向けた検討・研究が活発化している。
現在想定されている利用ルールでは、データベース情報を参照し、位置に応じた共用周波数を決定するデータベース連携型の方法が考えられている。しかしながら、このデータベースはモデル式に基づく設計であり、実環境との乖離が存在し、その差を補償するマージンが設けられている。このマージンは、周波数利用効率の低下を招く恐れがある。また、データベース情報は利用可否情報のみを収納しており、それ以上の情報を取得することはできず、より高度な利用には適応不可能である。これらの問題を解決するため、より高度な伝搬環境データベースが必要とされている。
本年度は、実観測に基づいたデータベース構築の第一歩として、任意のパラメータで観測可能な観測用無線機の構築を目標として、Python言語で動作をプログラミング可能なEttu社のUniversal Software Radio Peripheral(USRP)に実装した。これらは、任意の中心周波数、観測帯域、観測時間等を指定可能な機能を実装し、Garmin社のGPSキットと連携し、観測位置と観測情報を関連させて記録する機能をした。観測は長期的に同一箇所を測定することにより面的な観測を可能とし、電波伝搬状態の空間分布を取得可能である。また、取得情報の統計処理を行い取得したGPS情報から位置に関するIDへの変換方法を検討し、面的にカバーした情報群としてデータベースに登録可能な形にする処理方法の確立を行った。合わせてデータベース情報の活用法として、既存システム(例えばテレビ放送)の信号をリアルタイムに検出するセンシング手法について、データベース情報を活用する手法へ拡張する検討を行った。

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

初年度に計画していた,データベース構築に必要な無線観測機の構築および,その無線機を用いて観測した実観測データの取得,観測位置情報との紐付けを行ったデータ群の統計処理方法について実装を完了し,テレビ放送信号等の空間的データベース化と,電波環境観測を複数台で行う協調センシングにデータベース情報を活用し精度向上を確認する実証実験を実施が完了している.

今後の研究の推進方策

昨年度構築したデータベース用データの観測手法や,統計処理方法の高度化を図る.特に観測をする機器が車載であるためそれらの移動を考慮し,また観測信号のON/OFF等の時間変動にも対応可能にする拡張を図る.またデータベース内に蓄積された情報から,より多くの特徴量抽出が可能な手法についても検討を行う.これらの検討の一部は実装を行い,実環境での性能検証を行う予定である.

研究成果

• [雑誌論文] Spectrum sharing method for secondary systems using frequencypriority table to reduce inter-secondary interference (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Okamoto, M. Ohta, K. Inage, T. Fujii, M. Ariyoshi
  • 雑誌名: Springer Journal of Analog Integrated Circuits and Signal Processing 巻: Vol.73 ページ: 503-516
  • DOI: 10.1007/s10470-012-9969-6
  • 査読あり
• [学会発表] セカンダリ間周波数共用における高空間効率チャネル割り当て手法 (2013)
  • 著者名/発表者名: 小杉臣史,稲毛契,藤井威生
  • 学会等名: 電子情報通信学会 総合大会
  • 発表場所: 岐阜大学
  • 年月日: 2013-03-21
• [学会発表] 周波数共用型セルラーシステムにおけるスケジューリングに与える評価指標の影響評価 (2012)
  • 著者名/発表者名: 稲毛契,藤井威生
  • 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: 福岡大学
  • 年月日: 2012-10-19
• [学会発表] 複数セル協調型リソースパターンによるコグニティブセルラシステムのための高効率帯域利用法 (2012)
  • 著者名/発表者名: 稲毛契,藤井威生
  • 学会等名: 電子情報通信学会 ソサイエティ大会
  • 発表場所: 富山大学 五福キャンパス
  • 年月日: 2012-09-14