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2020 年度 実施状況報告書

個別端末に最適化したパーソナルセルによる高速モバイルネットワーク

研究課題

研究課題/領域番号 18K11277
研究機関工学院大学

研究代表者

大塚 裕幸  工学院大学, 情報学部(情報工学部), 教授 (60594067)

研究分担者 山口 実靖  工学院大学, 情報学部(情報工学部), 准教授 (50439262)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
キーワードモバイルネットワーク
研究実績の概要

マクロセル内にピコセルをオーバーレイするモバイルヘテロジニアスネットワーク(HetNet)では,ピコセルサイズがすべてのユーザ端末に対して一義的であるため,一部のユーザ端末がピコセルに接続することにより通信品質が劣化するという問題を抱えていた.本研究では,その問題を克服すること,及びピコセルの無線リソースを有効に活用することを目的として,個々のユーザ端末の受信特性に応じて個々のパーソナルセルを形成する手法の検討を行った.具体的には,マクロ基地局の下り制御信号の測定から得られる全てのユーザ端末の受信SINRの累積分布から,個々のパーソナルセルを形成する適応制御型ピコセル拡張技術を提案し,その効果を検証した.また,マクロセルとピコセルの無線周波数が同じシングルバンドHetNetと周波数が異なるマルチバンドHetNetに対して適応制御型ピコセル拡張技術の特性評価を行った.さらには,ピコ基地局を中心としたクラスターサイズ内へのユーザ端末の配置の比率をパラメータとして特性評価を行った.特性評価は,高速ワークステーションを用いたシステムレベルシミュレーションにより行った.19のマクロセル,228のピコセル,1,710のユーザ端末を配置し,無線区間のフェージングが時間とともに変動する条件で大規模なシミュレーションを行った.システムレベルシミュレーションによる評価指標は平均と下位5%のユーザスループットとし,提案した適応制御型ピコセル拡張技術のユーザスループット改善効果を明らかにした.
関連する技術として,2GHz帯のマクロセルと28GHz帯のピコセルから成るHetNetにおいて,ピコセルをセクター化する手法について検討を進めた.オムニピコセルと3セクターピコセルを用いた場合の特性評価を行い,セクターピコセルによるユーザスループット改善効果をシミュレーションにより明らかにした.

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

高速ワークステーションを用いたシステムレベルシミュレーションプログラムの作成は順調であった.また,提案技術をこのシミュレーターに移植でき,評価指標であるユーザスループット特性が取得できるようになった.さらに,シングルバンドおよびマルチバンドHetNetの環境をモデリングできるようになった.従って,研究は順調であると判断した.

今後の研究の推進方策

シミュレーションにおける,ピコセルの帯域幅,ユーザ端末の数,送信電力などのパラメータを変えて特性評価を行う.また,全てのユーザ端末の受信SINRの累積分布から個々のパーソナルセルを形成する手法に加えて,別の基準から個々のパーソナルセルを形成する手法について考察する.さらに,シミュレーション時間の短縮化を図るためシミュレーションプログラムの見直しを進める.

次年度使用額が生じた理由

国際会議,国内学会での発表がバーチャル(オンライン)になったため,予定していた旅費の支出がほぼなかった.旅費及びワークステーションの改造に使用する予定です.

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 2件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Throughput performance of mmWave HetNets using three-sector picocell2021

    • 著者名/発表者名
      Kemmochi Fumiya, Otsuka Hiroyuki
    • 雑誌名

      IEICE Communications Express

      巻: 10 ページ: 50~55

    • DOI

      10.1587/comex.2020XBL0154

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] ヘテロジニアスネットワーク2020

    • 著者名/発表者名
      大塚裕幸
    • 雑誌名

      電子情報通信学会 通信ソサエティマガジン

      巻: 冬号 ページ: 239, 245

    • DOI

      10.1587/bplus.14.239

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Personal picocell scheme using adaptive control CRE in heterogeneous mobile networks2020

    • 著者名/発表者名
      Kento Fujisawa, Kemmochi Fumiya, and Otsuka Hiroyuki
    • 雑誌名

      Journal of Sensor and Actuator Networks

      巻: 9 ページ: 1, 15

    • DOI

      10.3390/jsan9040048

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Performance of adaptive control CRE against cluster size for UE layout in multiband HetNets2020

    • 著者名/発表者名
      Kento Fujisawa, Fumiya Kemmochi, Ayumi Yoneyama, and Hiroyuki Otsuka
    • 学会等名
      2020 3rd World Symposium on Communication Engineering (WSCE)
    • 国際学会
  • [学会発表] UE分布のクラスターサイズに対する適応制御型CREのユーザスループット特性2020

    • 著者名/発表者名
      藤澤研斗,須山聡,大塚裕幸
    • 学会等名
      電子情報通信学会 ソサイエティ大会
  • [学会発表] マルチキャリアHetNetにおけるUE配置のクラスターサイズに対する適応制御型CREの特性2020

    • 著者名/発表者名
      藤澤研斗,須山 聡,大塚裕幸
    • 学会等名
      電子情報通信学会 総合大会
  • [学会発表] マルチキャリアHetNetにおける28GHz帯ピコセルのセクター化による改善効果2020

    • 著者名/発表者名
      剱持郁也,須山 聡,大塚裕幸
    • 学会等名
      電子情報通信学会 総合大会
  • [学会発表] A Study on Performance of CUBIC TCP and TCP BBR in 5G Environment2020

    • 著者名/発表者名
      Tomoaki Kanaya, Nobuo Tabata, and Saneyasu Yamaguchi
    • 学会等名
      2020 IEEE 3rd 5G World Forum (5GWF)
    • 国際学会
  • [学会発表] 5G環境におけるCUBIC TCPとTCP BBRの性能に関する一考察2020

    • 著者名/発表者名
      金谷知明,岡廻隆生,田畑伸男,山口実靖
    • 学会等名
      電子情報通信学会 技術研究報告(信学技報)

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公開日: 2021-12-27  

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