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2021 年度 実施状況報告書

学習に基づく多次元無線環境認識によるスマートスペクトラム

研究課題

研究課題/領域番号 18KK0109
研究機関東京農工大学

研究代表者

梅林 健太  東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (20451990)

研究分担者 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)
太田 真衣  福岡大学, 工学部, 助教 (20708523)
須藤 克弥  電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 助教 (70821867)
研究期間 (年度) 2018-10-09 – 2023-03-31
キーワードスマートスペクトラム / 周波数管理 / 周波数利用観測 / 機械学習 / MEC
研究実績の概要

スマート社会の実現には、周波数資源を柔軟かつダイナミックに共用して活用する周波数資源管理法が必要となる。高効率な周波数共用には、周波数利用の詳細な把握が必要であるが、現在の観測及びモデリング技術ではその精度が不足しており、把握が困難とされている。本研究課題では、各端末での周波数利用観測結果に対し、パラメトリックとノンパラメトリック型学習法を連携させることで多次元の無線物理量(受信電力、周波数利用率等)及び通信品質メトリック(パケットエラーレート、スループット等)を効率的に認識する手法を確立する。加えて、観測及び認識で得た情報を基に、適切な周波数資源管理法と、高効率な無線通信ネットワークの運用(スペクトラム活用法)の検討に取り組む。このために3つの課題(課題1:スペクトラム利用の認識法の確立、課題2:効率的な周波数資源管理及び活用法の確 立、課題3:複数周波数共用シナリオにおける実証実験)を設定した。 2021年度も引き続きコロナの影響もあり、海外の共同研究パートナー(オウル大学 フィンランド)を含め、研究活動が大幅に制限されており、人的交流も実現することが出来なかった。しかしながら、2022年度まで研究期間を延長し、2022年度における人的交流と実質的な共同研究を実現するためにzoom等による研究の打ち合わせを積み重ねてきた。オウル大学との共同研究をより実施的なものとするために、コロナの状況において各研究機関で可能な実験(観測実験)や、観測技術の高度化、そして観測からモデル化に基づいた周波数利用の把握とそれに基づいた周波数共用の検討を行ってきた。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

コロナの影響により、研究者及び学生の派遣が困難であったこと、また研究活動が大幅に制限されたこと、特に観測実験を行うことが困難であったことから研究の進捗が遅れた。年度後半において少しずつ状況が改善されてきたことから、実験を開始すると同時に、来年度の人的交流を実現するために準備を整えてきた。

今後の研究の推進方策

昨年度より準備してきた実験の準備を元に、オウル大学との連携を生かして、遅れている研究の促進に取り組む。

次年度使用額が生じた理由

本国際共同研究では人的な交流を主として予算を計上していたが、コロナの影響で人的な交流が全くできなかった。そこで研究期間を1年間延長し、短期間で効率的に研究を行うために、これまでできなかった人的な交流の促進を2022年度に行い、国際共同研究の促進を図る。

  • 研究成果

    (20件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 9件)

  • [国際共同研究] オウル大学(フィンランド)

    • 国名
      フィンランド
    • 外国機関名
      オウル大学
  • [国際共同研究] リバプール大学(英国)

    • 国名
      英国
    • 外国機関名
      リバプール大学
  • [雑誌論文] Proactive Radar Protection System in Shared Spectrum via Forecasting Secondary User Power Levels2022

    • 著者名/発表者名
      Sone Su P.、Lehtomaki Janne、Khan Zaheer、Umebayashi Kenta、Javed Zunera
    • 雑誌名

      IEEE Access

      巻: 10 ページ: 40367~40380

    • DOI

      10.1109/ACCESS.2022.3166844

  • [雑誌論文] High-Efficiency FCME-Based Noise Power Estimation for Long-Term and Wide-Band Spectrum Measurements2021

    • 著者名/発表者名
      Iwata Hiroki、Umebayashi Kenta、Al-Tahmeesschi Ahmed、Lehtomaki Janne
    • 雑誌名

      IEEE Access

      巻: 9 ページ: 149883~149893

    • DOI

      10.1109/ACCESS.2021.3124905

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Feature-Based Deep Neural Networks for Short-Term Prediction of WiFi Channel Occupancy Rate2021

    • 著者名/発表者名
      Al-Tahmeesschi Ahmed、Umebayashi Kenta、Iwata Hiroki、Lehtomaki Janne、Lopez-Benitez Miguel
    • 雑誌名

      IEEE Access

      巻: 9 ページ: 85645~85660

    • DOI

      10.1109/ACCESS.2021.3088423

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Classification and discretization of shadowing toward low storage radio map2022

    • 著者名/発表者名
      Keita Katagiri and Takeo Fujii
    • 学会等名
      ICAIIC 2022, online, Feb. 2022
    • 国際学会
  • [学会発表] Throughput prediction by radio environment correlation recognition using crowd sensing and federated learning2022

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Nakaniida and Takeo Fujii
    • 学会等名
      ICAIIC 2022, online, Feb. 2022
    • 国際学会
  • [学会発表] Partitioned Path Loss Models Based on Coefficient of Determination2022

    • 著者名/発表者名
      Keita Katagiri and Takeo Fujii
    • 学会等名
      ICOIN 2022, Online, Jan. 2022
    • 国際学会
  • [学会発表] Forecasting Wireless Network Traffic and Channel Utilization Using Real Network/Physical layer Data2021

    • 著者名/発表者名
      Su Pyae Sone, Janne Lehtomaki, Zaheer Khan, Kenta Umebayashi
    • 学会等名
      2021 Joint European Conference on Networks and Communications & 6G Summit (EuCNC/6G Summit)
    • 国際学会
  • [学会発表] Energy Detection for M-QAM Signals2021

    • 著者名/発表者名
      Shun Ishihara, Kenta Umebayashi, Janne Lehtomaki
    • 学会等名
      2021 IEEE 93rd Vehicular Technology Conference (VTC2021-Spring)
    • 国際学会
  • [学会発表] 逐次型雑音電力推定法の初期パラメータ設定についての一検討2021

    • 著者名/発表者名
      Leow Yau Hong, 梅林健太, Janne Lehtomaki
    • 学会等名
      電子情報通信学会 スマート無線研究会 11月
  • [学会発表] 無線給電センサネットワークにおける統計的チャネ ル品質に基づいたタイムスロット割り当て手法に関する一考察2021

    • 著者名/発表者名
      寺内健, 須藤克弥, 若生将史
    • 学会等名
      電子情報通信学会 スマート無線研究会 7月
  • [学会発表] Low storage radio map using statistical inference2021

    • 著者名/発表者名
      Keita Katagiri and Takeo Fujii
    • 学会等名
      IEEE DySPAN2021, Online, Dec. 2021
    • 国際学会
  • [学会発表] Empirical CDF-based power control method for obstructed V2V communications2021

    • 著者名/発表者名
      Keita Katagiri, Koya Sato, and Takeo Fujii
    • 学会等名
      ICETC2021, Online, Dec. 2021
    • 国際学会
  • [学会発表] Estimation of the Number of Obstacles Based on p-value for V2V Communications2021

    • 著者名/発表者名
      Keita Katagiri, Koya Sato, and Takeo Fujii
    • 学会等名
      ICETC2021, Online, Dec. 2021
    • 国際学会
  • [学会発表] Mesh-clustering-based radio maps construction for autonomous distributed networks2021

    • 著者名/発表者名
      Keita Katagiri and Takeo Fujii
    • 学会等名
      ICUFN 2021, online, Aug. 2021
    • 国際学会
  • [学会発表] クラウドセンシングと連合学習を用いた無線環境相 関認識によるスループット予測手法の研究2021

    • 著者名/発表者名
      中新井田覚志, 藤井威生
    • 学会等名
      RISING, Nov. 2021
  • [学会発表] 決定係数に基づく距離減衰特性の分割モデル化2021

    • 著者名/発表者名
      片桐啓太, 藤井威生
    • 学会等名
      信学 技報, SR2021-54, Nov. 2021
  • [学会発表] クラウドセンシングと連合学習を用いた無線環境相 関認識によるスループット予測手法の研究2021

    • 著者名/発表者名
      中新井田覚志, 藤井威生
    • 学会等名
      信学技報, SR2021-53, Nov. 2021
  • [学会発表] メッシュクラスタリングに基づく自律分散環境向け電波 マップ構築2021

    • 著者名/発表者名
      片桐啓太, 藤井威生
    • 学会等名
      電子情報通信学会ソサイエティ大会 B-17-7, Sept. 2021

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公開日: 2022-12-28  

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