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2015 年度 実績報告書

クラウドセンシングによる自己組織型電波伝搬モデル構築に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 15H04004
研究機関電気通信大学

研究代表者

藤井 威生  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 (10327710)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード通信方式 / コグニティブ無線
研究実績の概要

本研究課題は、有限の資源である無線資源を複数システム・端末で有効的に共有する際に、周波数共用性能を飛躍的に改善させるためのクラウドセンシングによる自己組織型電波伝搬モデル構築を目指して、以下を実現する。1.多数の端末をクラウド連携することで実際の無線環境を精度よく把握する技術の確立、2.連携して得た無線環境情報を元に場所依存の電波伝搬モデルを自律的に高い精度で構築、3.クラウドセンシングによる電波伝搬モデル化の実証実験により有効性と精度を確認する。
平成27年度はこれらの目標に対して、以下の研究を進めた。
1つ目として、無数のPeer-to-Peerリンクが分散的に混在するネットワークを対象に、各通信結果の情報を蓄積することで任意の送受信位置での電波伝搬特性を予測する手法を検討した。異なるリンク間の電波伝搬特性の空間相関に着目し、クリギング法を用いることで距離減衰およびシャドウイングによる伝搬減衰量を推定する手法を提案した。
2つ目として、通信状態が変化するプライマリ送信機が多数存在する環境下において、多端末の観測値をデータベースに蓄積し、観測値から送信機状態を識別する手法について検討した。観測値を時系列データとみて、通信チャネルの統計情報から観測値の確率分布を仮定し、隠れマルコフモデルを適用することで、通信機の状態変化を識別した。
最後に、多数小型端末をセンサーと見なし無線環境を収集するシステムを対象に、端末側で発生する誤差を含んだ観測情報をデータベース側で補正するキャリブレーション技術を検討した。誤差にはランダム性を有する誤差や端末固有のオフセット値を想定し、EM法に基づく反復法による多数端末毎の誤差を一括推定する手法を提案した。

現在までの達成度 (区分)
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

予定した実装作業の一部について、利用する学習アルゴリズムをより精度の高いものに変更したことにより、計算機シミュレーションを再度やり直す必要が生じ、予算の年度繰り返しをお願いしたが、研究活動は想定以上に進捗があり、順調に進んでいる。

今後の研究の推進方策

クラウドセンシングによる自己組織型電波伝搬モデル構築に向けて着実に基礎技術の研究開発を進めており、平成28年度には実験を伴ったより実用的な研究にも取り組み始めている。実証実験と理論検討両面から実際の電波伝搬モデル化に寄与できる研究成果を目指して継続的に研究活動を進める予定である。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Efficient spectrum sharing with avoiding spatial fragmentation of white space2015

    • 著者名/発表者名
      Takashi Kosugi, Takeo Fujii
    • 雑誌名

      ICT Express

      巻: 1 ページ: 55-58

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.1016/j.icte.2015.09.002

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Received Power Detection under Multiple ON/OFF Environment for Registering Radio Environment Database2016

    • 著者名/発表者名
      Hao Wang, Koya Sato and Takeo Fujii
    • 学会等名
      ICTC 2015
    • 発表場所
      Jeju Islabnd (Korea)
    • 年月日
      2016-10-29
    • 国際学会
  • [学会発表] 電波環境データベース精度向上のための観測データクラスタリング法2016

    • 著者名/発表者名
      長谷川嶺, 王昊, 藤井威生
    • 学会等名
      電子情報通信学会総合大会
    • 発表場所
      九州大学(福岡県・福岡市)
    • 年月日
      2016-03-17
  • [学会発表] テレビ帯域における受信信号電力の周波数間相関特性2016

    • 著者名/発表者名
      佐藤光哉, 藤井威生
    • 学会等名
      電子情報通信学会総合大会
    • 発表場所
      九州大学(福岡県・福岡市)
    • 年月日
      2016-03-17
  • [学会発表] フェージング環境におけるプライマリユーザ信号の時間的変化を考慮したデータベース精度向上法の検討2016

    • 著者名/発表者名
      王昊, 佐藤光哉, 藤井威生
    • 学会等名
      電子情報通信学会スマート無線研究会
    • 発表場所
      東京工業大学(東京都・目黒区)
    • 年月日
      2016-03-03
  • [学会発表] riging-based Interference Power Constraint for Spectrum Sharing based on Radio Environment Map2015

    • 著者名/発表者名
      Koya Sato and Takeo Fujii
    • 学会等名
      IEEE GLOBECOM Workshop on Emerging Technologies for 5G Wireless Cellular Networks (ET5G)
    • 発表場所
      San Diego (USA)
    • 年月日
      2015-12-10
    • 国際学会
  • [学会発表] 観測に基づくセカンダリユーザの送信電力設計法に関する一検討2015

    • 著者名/発表者名
      佐藤光哉, 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
      東北大学(宮城県・仙台市)
    • 年月日
      2015-09-09
  • [学会発表] 重み付け協調センシングおよび電波環境データベースを用いたプライマリユーザの状態遷移検出法の一検討法2015

    • 著者名/発表者名
      王昊, 藤井威生
    • 学会等名
      電子情報通信学会スマート無線研究会
    • 発表場所
      明石市立産業交流センター(兵庫県・明石市)
    • 年月日
      2015-05-28

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公開日: 2018-01-16  

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