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2020 年度 実施状況報告書

5Gクラウド無線アクセスネットワークのための非直交無線資源割当てに関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 17K06453
研究機関国立情報学研究所

研究代表者

金子 めぐみ  国立情報学研究所, アーキテクチャ科学研究系, 准教授 (10595739)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2022-03-31
キーワード無線通信 / 移動体通信システム / クラウド無線アクセスネットワーク(CRAN) / FogRAN / 無線資源割り当て / NOMA
研究実績の概要

本研究は, 現在の移動体通信システムが直面する,無線資源不足問題の解決を研究する.移動体通信システムに割当てられた無線資源は有限で,近未来には急増する通信データ量に対処できなくなる.次世代移動体通信システムの有力候補の1つであるクラウド無線アクセスネットワーク(CRAN)での無線資源割り当て法・干渉制御法の確立を目指す.

R2年度では,前年度までに提案したFog Radio Access Network (FRAN)の為の非直交無線資源割り当て法(Non-Orthogonal Multiple Access, NOMA)の高度化を行った.システム全体の総伝送速度の最大化問題のみではなく,Beyond 5Gのユースケースで重要となる大容量・低遅延・高信頼等の性能要求に注目し,各ユーザ・アプリケーションの満足度を大幅に改善できる無線資源割り当て法・干渉制御法を設計した.
従来の直交無線資源割り当て法や 非直交無線資源割り当て法と比較して,提案法は複数の性能指標において優れた特性を得られることを明らかにした.

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

R2年度は概ね計画通り研究を進めることが出来た.以下に具体的に達成された項目を示す.
R1年度までに設計した複数のリソースブロック(RB)を持つ FRANの為の非直交無線資源割り当てにおいて,伝送速度や電力消費に加えて,遅延や信頼性に関する特性評価を行った.直交無線資源割り当て等の従来法と比べて, システム全体の総伝送速度及びユーザ間の公平性に加えて,遅延や信頼性に関しても大幅に性能を改善できることを明らかにした.更に,今まで得られた研究成果を論文に執筆し,本分野のトップカンファレンスやトップジャーナルで発表した.

今後の研究の推進方策

R3年度は最終年度の再延長となる.
今年度は従来法や提案法が必要とする計算機コストや電力消費なども考慮した計算機シミュレーションによる性能評価を行う.
今まで得られた研究成果をまとめて,本分野のトップカンファレンスであるIEEE国際会議や,トップジャーナルへの投稿・発表を予定している.

次年度使用額が生じた理由

R2年度後にも新しい研究成果が得られたため,本分野のトップカンファレンスであるIEEE国際会議への参加・発表を追加することにした. 発表予定の国際会議はR3年度に開催されるため,旅費・参加費が必要となる.更に,本課題の研究成果をトップジャーナルへの投稿も決定したため,R3年度に論文掲載料も発生する.
使用計画:1. 旅費:国際会議での研究成果発表を予定, 2. その他:学会参加費,学術論文誌の掲載量・別刷り代を予定

  • 研究成果

    (19件)

すべて 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (5件) 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 6件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 6件、 招待講演 4件)

  • [国際共同研究] Paris-Saclay University/Clermont-Auvergne University(フランス)

    • 国名
      フランス
    • 外国機関名
      Paris-Saclay University/Clermont-Auvergne University
  • [国際共同研究] KAUST(サウジアラビア)

    • 国名
      サウジアラビア
    • 外国機関名
      KAUST
  • [国際共同研究] KTH(スウェーデン)

    • 国名
      スウェーデン
    • 外国機関名
      KTH
  • [国際共同研究] EPFL(スイス)

    • 国名
      スイス
    • 外国機関名
      EPFL
  • [国際共同研究] TU Berlin(ドイツ)

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      TU Berlin
  • [雑誌論文] Global Energy Efficiency Optimization of a Ka-Band Multi-Beam LEO Satellite Communication System2021

    • 著者名/発表者名
      Liao Qingbi、Kaneko Megumi
    • 雑誌名

      IEEE Access

      巻: 9 ページ: 55232~55243

    • DOI

      10.1109/ACCESS.2021.3071475

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Energy Efficient Resource Allocation Optimization in Fog Radio Access Networks with Outdated Channel Knowledge2021

    • 著者名/発表者名
      T.H.L. Dinh, M. Kaneko, E.H. Fukuda and L. Boukhatem
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Green Communications and Networking

      巻: 5-1 ページ: 146 - 159

    • DOI

      10.1109/TGCN.2020.3034638

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] On the Opportunities and Challenges of NOMA-based Fog Radio Access Networks: An Overview2020

    • 著者名/発表者名
      Megumi Kaneko, Itsikiantsoa Randrianantenaina, Hayssam Dahrouj, Hesham Elsawy and Mohamed-Slim Alouini
    • 雑誌名

      IEEE Access

      巻: 8 ページ: 205467 - 205476

    • DOI

      10.1109/ACCESS.2020.3037183

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] A Deep Convolutional Neural Network based Transfer Learning Method for Non-Cooperative Spectrum Sensing2020

    • 著者名/発表者名
      Bipun Man Pati, Megumi Kaneko and Attaphongse Taparugssanagorn
    • 雑誌名

      IEEE Access

      巻: 8 ページ: 164529 - 164545

    • DOI

      10.1109/ACCESS.2020.3022513

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Interference Management in NOMA-based Fog-Radio Access Networks via Scheduling and Power Allocation2020

    • 著者名/発表者名
      Itsikiantsoa Randrianantenaina, Megumi Kaneko, Hayssam Dahrouj, Hesham Elsawy and Mohamed-Slim Alouini
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Communications

      巻: 68-8 ページ: 5056 - 5071

    • DOI

      10.1109/TCOMM.2020.2988564

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Adaptive Direction Control for UAV Full-Duplex Relay Networks Using Multiple Directional Antennas2020

    • 著者名/発表者名
      T. Matsuda, M. Kaneko, T. Hiraguri, K. Nishimori, T. Kimura and A. Nakao
    • 雑誌名

      IEEE Access

      巻: 8 ページ: 85083 - 85093

    • DOI

      10.1109/ACCESS.2020.2992293

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Deep Learning-based Sub-6GHz/mmWave Partitioning for Short-Packet Communications2021

    • 著者名/発表者名
      Sacha Leblanc and Megumi Kaneko
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Communications (IEEE ICC) DDINS Workshop
    • 国際学会
  • [学会発表] SF間干渉を考慮したLoRa無線ネットワークにおけるリソース割当法2021

    • 著者名/発表者名
      Megumi Kaneko
    • 学会等名
      電子情報通信学会無線通信システム研究会(RCS研)
    • 招待講演
  • [学会発表] Deep Learning-based Beamforming and Blockage Prediction for Sub-6GHz/mmWave Mobile Networks2020

    • 著者名/発表者名
      Fabian Gottsch and Megumi Kaneko
    • 学会等名
      IEEE Global Communications Conference (IEEE Globecom)
    • 国際学会
  • [学会発表] Improving LoRa Scalability by a Recursive Reuse of Demodulators2020

    • 著者名/発表者名
      Alexandre Guitton and Megumi Kaneko
    • 学会等名
      IEEE Global Communications Conference (IEEE Globecom)
    • 国際学会
  • [学会発表] Generalized Slotted MAC Protocol Exploiting LoRa Signal Collisions2020

    • 著者名/発表者名
      Nancy El Rachkidy, Alexandre Guitton, Megumi Kaneko
    • 学会等名
      IEEE International Symposium on Personal, Indoor and Mobile Radio Communications (IEEE PIMRC)
    • 国際学会
  • [学会発表] User Association and Beamforming in Sub6GHz/mmWave Integrated Networks: a Deep Reinforcement Learning Framework2020

    • 著者名/発表者名
      Megumi Kaneko
    • 学会等名
      電子情報通信学会コミュニケションクオリティー研究会(CQ研)
    • 招待講演
  • [学会発表] Preview Talk on Massive MIMO2020

    • 著者名/発表者名
      Megumi Kaneko
    • 学会等名
      N2Women Workshop at ACM MobiCom 2020
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Resource Allocation in NOMA-Based Fog Radio Access Networks2020

    • 著者名/発表者名
      Megumi Kaneko
    • 学会等名
      KAUST-Frontiers Webinar
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2021-12-27  

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