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2017 年度 実績報告書

コンテクストを考慮したリソース要求駆動型の無線アクセス網高密度化制御

研究課題

研究課題/領域番号 16H02817
研究機関国立情報学研究所

研究代表者

計 宇生  国立情報学研究所, アーキテクチャ科学研究系, 教授 (80225333)

研究分担者 村瀬 勉  名古屋大学, 情報基盤センター, 教授 (10530941)
策力 木格  電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 准教授 (90596230)
劉 志  静岡大学, 工学部, 助教 (90750240)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード無線アクセスネットワーク / コンテクスト / リソース制御 / モバイルエッジコンピューティング
研究実績の概要

無線アクセスネットワークの高密度化を実現するための研究取組として、異なる大きさのセルが混在した異種無線アクセスネットワークにおけるリソース制御メカニズムについて検討した。まず、ユーザによるセルの選択を可能にするため、ゲーム理論に基づくプライシング方式について検討した。ネットワーク側とユーザ側のインタラクションをゲーム理論を用いて数式化し、その均衡解を求めることで、周波数資源の有効利用と共にユーザ要求を満足できるメカニズムを提案した。また、基地局などのネットワークノードに限定的なコンピューティング機能を持たせることで、ユーザタスクのオフロードを可能にするモバイルエッジコンピューティングのためのリソース管理方式について検討し、システムにおける電力消費の最小化を図った、マルチユーザが存在する場合のリソース割り当て方式を提案した。
日々増大していくデバイスの数と発生データ量の巨大化に対応する方法として、異種無線デバイスを階層的に接続させることにより、ネットワーク全体のスループット向上、レスポンス時間の短縮を実現した。具体的な例として、LTE、IEEE802.11pの2種類の通信技術が混在する車両ネットワークにおける効率的なエッジコンピューティング手法を提案した。提案手法では、ファジイ論理を用いて、車両をクラスタリングし、強化学習を用いてエッジノートを選択する方式を採用している。ネットワークシミュレーションを用いて提案手法の優位性を示した。また、デバイスの位置および空き回線容量に応じて、ノードから基地局への直接接続と、ゲートウエイを介した階層的なデバイス間接続方式の比較を行い、コンテクストに応じた形態が最も良い効果を示すことを確認した。さらに、デバイスからのメッセージをクラスタヘッドに集約する方法を検討し、オーバヘッドの少ないクラスタリング方式を提案した。

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

当初計画通り、無線アクセスネットワークの高密度化のための統合的リソース管理手法とネットワークに接続するデバイス間の階層的な接続方式について検討し、それぞれ期待した研究成果を得ることができた。

今後の研究の推進方策

これまでの研究結果を踏まえ、本研究課題の今後の推進方策として、モバイルエッジコンピューティングのための資源管理と、IoTのためのMachine-to-Machine(M2M)通信を有効に実現するための接続方式の検討課題が明確になってきた。平成30年度では、これらを中心に検討を進め、研究目的の達成に向けて推進していく予定である。

  • 研究成果

    (52件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (35件) (うち国際共著 11件、 査読あり 35件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (17件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] JET: Joint Source and Channel coding for Error Resilient Virtual Reality Video Wireless Transmission Signal Processing2018

    • 著者名/発表者名
      Zhi Liu, Susumu Ishihara, Ying Cui, Yusheng Ji, Yoshiaki Tanaka
    • 雑誌名

      Signal Processing (accepted)

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1016/j.sigpro.2018.01.009

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Cluster-Based Content Distribution Integrating LTE and IEEE 802.11p with Fuzzy Logic and Q-Learning2018

    • 著者名/発表者名
      Celimuge Wu, Tsutomu Yoshinaga, Xianfu Chen, Lin Zhang, Yusheng Ji
    • 雑誌名

      IEEE Computational Intelligence Magazine

      巻: 13(1) ページ: 41-50

    • DOI

      10.1109/mci.2017.2773818

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Location-Partition-Based Resource Allocation in D2D-Supported Vehicular Communication Networks2018

    • 著者名/発表者名
      Meiyan Wu, Chao Wang, Ping Wang, Yi Ren, Yusheng Ji
    • 雑誌名

      Proceedings of IEEE Vehicular Technology Conference (accepted)

      巻: - ページ: -

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Multipath Transmission Scheduling in Millimeter Wave Cloud Radio Access Networks2018

    • 著者名/発表者名
      Xianfu Chen, Pei Liu, Hang Liu, Celimuge Wu, Yusheng Ji
    • 雑誌名

      Proceedings of IEEE International Conference on Communications (accepted)

      巻: - ページ: -

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] An Efficient Dynamic Offloading Approach based on Optimization Technique for Mobile Edge Computing2018

    • 著者名/発表者名
      Kai Guo, Mingcong Yang, Yongbing Zhang, Yusheng Ji
    • 雑誌名

      Proceedings of 6th IEEE International Conference on Mobile Cloud Computing, Services, and Engineering (IEEE Mobile Could 2018)

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1109/mobilecloud.2018.00013

    • 査読あり
  • [雑誌論文] VM Migration in Mobile Edge Computing for QoS Improvement with Wireless Multi-Hop Access Networks2018

    • 著者名/発表者名
      Jun Kikuchi, Celimuge Wu, Yusheng Ji, Tutomu Murase
    • 雑誌名

      Proceedings of International Conference on Ubiquitous Information Management and Communication (IMCOM 2018)

      巻: - ページ: -

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Performance Evaluation with Considering Capture Effect in Ad-hoc Networks on User Cooperative Mobility for QoS Improvement2018

    • 著者名/発表者名
      Tianran Luo and Tutomu Murase
    • 雑誌名

      Proceedings of ACM IMcom 2018

      巻: - ページ: -

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Performance Evaluation on Multiple Ad-hoc Networks with Co-Existing Aggressive Contention Window Control and Legacy Control2018

    • 著者名/発表者名
      Riku Ohmiya, Hiroyasu Obata and Tutomu Murase
    • 雑誌名

      Proceedings of ACM IMcom 2018

      巻: - ページ: -

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Approximation on Throughput Evaluation on Relay Function in Cooperative Multiple Robots System2018

    • 著者名/発表者名
      Takuya Sakakibara, Shigeo Shioda and Tutomu Murase
    • 雑誌名

      Proceedings of ACM IMcom 2018

      巻: - ページ: -

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Optimal Placement Considering Interference in Multiple Ad-Hoc Networks2018

    • 著者名/発表者名
      Riku Ohmiya, Hiroyasu Obata and Tutomu Murase
    • 雑誌名

      Proceedings of 32nd International Conference on Information Networking (ICOIN 2018)

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1109/icoin.2018.8343208

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Stackelberg Game Based Pricing and User Association for Spectrum Splitting Macro-Femto HetNets2018

    • 著者名/発表者名
      Bo Gu, Zhi Liu, Cheng Zhang, Kyoko Yamori, Osamu Mizuno, Yoshiaki Tanaka
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Communications

      巻: 101(1) ページ: 154-62

    • DOI

      10.1587/transcom.2017ebp3097

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Cost- and Energy-Aware Multi-Flow Mobile Data Offloading Using Markov Decision Process2018

    • 著者名/発表者名
      Cheng Zhang, Bo Gu, Zhi Liu, Kyoko Yamori, Yoshiaki Tanaka
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Communications

      巻: 101(3) ページ: 657-666

    • DOI

      10.1587/transcom.2017nrp0014

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A Deep Reinforcement Learning Based Approach for Cost- and Energy-Aware Multi-Flow Mobile Data Offloading2018

    • 著者名/発表者名
      Cheng Zhang, Zhi Liu, Bo Gu, Kyoko Yamori, Yoshiaki Tanaka
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Communications

      巻: to appear ページ: -

    • DOI

      10.1587/transcom.2017cqp0014

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Cross-layer Transmission Design in a Class of Delay-Aware Two-User Interference Networks2017

    • 著者名/発表者名
      Muhu Li, Ping Wang, Chao Wang, Fuqiang Liu, Yusheng Ji
    • 雑誌名

      International Journal of System Control and Information Processing (accepted)

      巻: - ページ: -

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Vehicular Multi-access Edge Computing with licensed Sub-6 GHz, IEEE 802.11p and mmWave2017

    • 著者名/発表者名
      Qitu Hu, Celimuge Wu, Xiaobing Zhao, Xianfu Chen, Yusheng Ji, Tsutomu Yoshinaga
    • 雑誌名

      accepted by IEEE Access

      巻: 6(1) ページ: 1995-2004

    • DOI

      10.1109/access.2017.2781263

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Multihop Data Delivery Virtualization for Green Decentralized IoT2017

    • 著者名/発表者名
      Lifeng Zhang, Celimuge Wu, Tsutomu Yoshinaga, Xianfu Chen, Tutomu Murase, Yusheng Ji
    • 雑誌名

      Wireless Communications and Mobile Computing

      巻: Article ID 9805784 ページ: -

    • DOI

      10.1155/2017/9805784

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] AVE: Autonomous Vehicular Edge Computing Framework with ACO-Based Scheduling2017

    • 著者名/発表者名
      Jingyun Feng, Zhi Liu, Celimuge Wu, Yusheng Ji
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Vehicular Technology

      巻: 66(12) ページ: 10660-10675

    • DOI

      10.1109/tvt.2017.2714704

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Reinforcement Learning-based Data Storage Scheme for Vehicular Ad Hoc Networks2017

    • 著者名/発表者名
      Celimuge Wu, Tsutomu Yoshinaga, Yusheng Ji, Tutomu Murase, Yan Zhang
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Vehicular Technology

      巻: 66(7) ページ: 6636-6348

    • DOI

      10.1109/TVT.2016.2643665

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Learning-based Probabilistic Routing Protocol for Vehicular Delay Tolerant Networks2017

    • 著者名/発表者名
      Celimuge Wu, Tsutomu Yoshinaga, Yusheng Ji
    • 雑誌名

      Proceedings of 4th International Conference on Information and Communication Technologies for Disaster Management (ICT-DM2017)

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1109/ict-dm.2017.8275695

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Incentivizing Crowdsourcing for Exclusion Zone Refinement in Spectrum Sharing System2017

    • 著者名/発表者名
      Xiaoyan Wang, Masahiro Umehira, Peng Li, Yu Gu, Yusheng Ji
    • 雑誌名

      Proceedings of 23rd Asia-Pacific Conference on Communications (APCC 2017)

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.23919/apcc.2017.8303975

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Cooperative Content Delivery in Vehicular Networks with Integration of Sub-6 GHz and mmWave2017

    • 著者名/発表者名
      Celimuge Wu, Tsutomu Yoshinaga, Yusheng Ji
    • 雑誌名

      Proceedings of IEEE GLOBECOM Workshop on 5G Networks Using Unlicensed Spectrum

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1109/glocomw.2017.8269050

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Coordinated Edge-Caching for Content Delivery in Future Internet Architecture2017

    • 著者名/発表者名
      Xiaolan Jiang, Zhi Liu, Lei Zhong, Yusheng Ji
    • 雑誌名

      Proceedings of IEEE GLOBECOM 2017

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1109/glocom.2017.8254484

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fine-grained Incentive Mechanism for Sensing Augmented Spectrum Database2017

    • 著者名/発表者名
      Xiaoyan Wang, Masahiro Umehira, Peng Li, Yu Gu, Yusheng Ji
    • 雑誌名

      Proceedings of IEEE GLOBECOM 2017

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1109/glocom.2017.8254447

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Energy-Efficient Resource Allocation for Multi-User Mobile Edge Computing2017

    • 著者名/発表者名
      Junfeng Guo, Zhaozhe Song, Ying Cui, Zhi Liu, Yusheng Ji
    • 雑誌名

      Proceedings of IEEE GLOBECOM 2017

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1109/glocom.2017.8254044

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Mobile Edge Computing Based VM Migration for QoS Improvement2017

    • 著者名/発表者名
      Jun Kikuchi, Celimuge Wu, Yusheng Ji, Tutomu Murase
    • 雑誌名

      Proceedings of IEEE 6th Global Conference on Consumer Electronics (GCCE)

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1109/gcce.2017.8229344

    • 査読あり
  • [雑誌論文] V2R Communication Protocol Based on Game Theory Inspired Clustering2017

    • 著者名/発表者名
      Celimuge Wu, Tsutomu Yoshinaga, Yusheng Ji
    • 雑誌名

      Proceedings of IEEE Vehicular Technology Conference 2017-Fall

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1109/vtcfall.2017.8288305

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hybrid Source-Channel Coding with Bandwidth Expansion for Speech Data2017

    • 著者名/発表者名
      Minh-Quang Nguyen, Hang Nguyen, Eric Renault, Yusheng Ji
    • 雑誌名

      Proceedings of IEEE Vehicular Technology Conference 2017-Spring

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1109/vtcspring.2017.8108391

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] SVC-based Video Streaming over Highway Vehicular Networks with Base Layer Guarantee2017

    • 著者名/発表者名
      Ruijian An, Zhi Liu, Yusheng Ji
    • 雑誌名

      Proceedings of 1st IFIP/IEEE International Workshop on Protocols, Applications and Platforms for Enhanced Living Environments

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.23919/inm.2017.7987456

    • 査読あり
  • [雑誌論文] HVC: A Hybrid Cloud Computing Framework in Vehicular Environments2017

    • 著者名/発表者名
      Jingyun Feng, Zhi Liu, Celimuge Wu, Yusheng Ji
    • 雑誌名

      Proceedings of 5th IEEE International Conference on Mobile Cloud Computing, Services, and Engineering

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1109/mobilecloud.2017.9

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Performance Evaluation on Relay Function of Cooperative Link Aggregation System in Multiple Robots2017

    • 著者名/発表者名
      Takuya Sakakibara, Shigeo Shioda, Tutomu Murase
    • 雑誌名

      Proceedings of IEEE GCCE2017

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1109/gcce.2017.8229281

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Throughput Fairness in Co-Existing Aggressive Contention Window Control with Legacy Control in Multiple Ad-Hoc Networks2017

    • 著者名/発表者名
      Riku Ohmiya, Hiroyasu Obata, Tutomu Murase
    • 雑誌名

      Proceedings of IEEE GCCE2017

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1109/gcce.2017.8229251

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Validation of Theoretical Evaluation on User Cooperative Mobility for QoS Improvement in Ad-hoc Networks2017

    • 著者名/発表者名
      Tianran Luo, Tutomu Murase
    • 雑誌名

      Proceedings of IEEE GCCE2017

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1109/gcce.2017.8229456

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Performance Evaluation on V2X Communication with PC5-based and Uu-based LTE in Crash Warning Application2017

    • 著者名/発表者名
      Ryoya Kawasaki, Hirofumi Onishi, Tutomu Murase
    • 雑誌名

      Proceedings of IEEE GCCE2017

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1109/gcce.2017.8229434

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Optimal Overlapping of TXOP for Throughput Fairness in Densely Deployed WLANs2017

    • 著者名/発表者名
      Toshitaka Yagi, Tutomu Murase
    • 雑誌名

      Proceedings of IEEE GCCE2017

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1109/gcce.2017.8229414

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Performance Evaluation of LTE V2X Communications for Crash Warning Application2017

    • 著者名/発表者名
      Ryoya Kawasaki, Takeshi Hirai, Hirofumi Onishi, Tutomu Murase
    • 雑誌名

      Proceedings of ITS world congress (TS02-Connected Vehicle Communication Issues) ?AP-SP1202

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1109/gcce.2017.8229434

    • 査読あり
  • [学会発表] V2X-DSRCを用いた衝突警告アプリケーションにおける収容台数増加のための受信信号強化と干渉電力削減方法の提案と評価2018

    • 著者名/発表者名
      平井健士, 村瀬勉
    • 学会等名
      情報処理学会 全国大会 学生セッション 6V-02
  • [学会発表] V2X-DSRCを用いた衝突警告アプリケーションにおけるブロードキャストアシスト方式の実データを用いた性能評価2018

    • 著者名/発表者名
      平井健士, 村瀬勉
    • 学会等名
      電子情報通信学会 総合大会 DK-1. 学生ポスターセッション ISS-SP-014
  • [学会発表] 衝突警告アプリケーションにおけるUu-basedおよびPC5-based Cellular-V2Xの性能評価および比較2018

    • 著者名/発表者名
      川崎綾也, 村瀬勉
    • 学会等名
      電子情報通信学会 総合大会 BS-4-4
  • [学会発表] モバイルエッジコンピューティングにおけるQoS最適VM移動制御2018

    • 著者名/発表者名
      菊池 潤,策力木格,計 宇生,村瀬 勉
    • 学会等名
      電子情報通信学会 情報ネットワーク研究会
  • [学会発表] V2Xを用いた衝突警告アプリケーションにおけるSINR改善手法の実データを用いた通信性能評価2018

    • 著者名/発表者名
      平井健士, 村瀬勉
    • 学会等名
      電子情報通信学会 情報ネットワーク研究会
  • [学会発表] 衝突警告アプリケーションにおける端末間干渉を考慮したPC5-based C-V2Xの性能評価2018

    • 著者名/発表者名
      川崎綾也, 平井健士, 村瀬勉
    • 学会等名
      電子情報通信学会 情報ネットワーク研究会
  • [学会発表] 近接した多数のEDCA制御方式WLAN間のキャプチャエフェクトを考慮したチャネル割り当て方式の提案2018

    • 著者名/発表者名
      八木俊賢, 村瀬勉
    • 学会等名
      電子情報通信学会 情報ネットワーク研究会
  • [学会発表] An Openflow-based Management Framework for Sensor and Actuator Networks2018

    • 著者名/発表者名
      Rui Kang, Celimuge Wu, Tsutomu Yoshinaga, Yusheng Ji
    • 学会等名
      IEICE Technical Committee Conference on CQ
  • [学会発表] Evaluation on performance gain of an SDN-based handover approach in IEEE 802.11p and LTE hybrid vehicular networks2018

    • 著者名/発表者名
      Ran Duo, Celimuge Wu, Tsutomu Yoshinaga, Yusheng Ji
    • 学会等名
      IEICE Technical Committee Conference on CQ
  • [学会発表] HVC: A Hybrid Cloud Computing Framework in Vehicular Environment2017

    • 著者名/発表者名
      Jingyun Feng, Zhi Liu, Celimuge Wu, Yusheng Ji
    • 学会等名
      (Encouragement Talk) IEICE Technical Committee Conference on NS
  • [学会発表] Network researches and facilities for "Big Data"2017

    • 著者名/発表者名
      Tutomu Murase
    • 学会等名
      Workshop on big data and linguistics
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 車車間・歩車間通信を利用した衝突警告アプリケーションにおける緊急者対応のための適応的な中継方式2017

    • 著者名/発表者名
      平井健士, 村瀬勉
    • 学会等名
      電子情報通信学会 情報ネットワーク研究会
  • [学会発表] 協働ロボットシステムにおける中継機能の近似解評価2017

    • 著者名/発表者名
      榊原巧也, 塩田茂雄, 村瀬勉
    • 学会等名
      電子情報通信学会 情報ネットワーク研究会
  • [学会発表] V2Xを利用した衝突警告アプリケーションにおける収容台数向上のためのブロードキャストアシスト2017

    • 著者名/発表者名
      平井健士, 村瀬勉
    • 学会等名
      電子情報通信学会 情報ネットワーク研究会
  • [学会発表] Efficient Content Delivery in Vehicular Networks with Sub-6 GHz and mmWave2017

    • 著者名/発表者名
      Celimuge Wu, Tsutomu Yoshinaga, Tutomu Murase, Yusheng Ji
    • 学会等名
      IEICE Technical Committee Conference on CQ
  • [学会発表] Enabling high performance handover in IEEE 802.11p and LTE hybrid vehicular networks with SDN and MEC2017

    • 著者名/発表者名
      Ran Duo, Celimuge Wu, Tsutomu Yoshinaga, Yusheng Ji
    • 学会等名
      IEICE Technical Committee Conference on CQ
  • [学会発表] Content Distribution in VANETs Integrating LTE and IEEE 802.11p2017

    • 著者名/発表者名
      Celimuge Wu, Tsutomu Yoshinaga, Yusheng Ji
    • 学会等名
      IEICE Technical Committee Conference on CQ

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公開日: 2018-12-17  

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