• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2020 年度 実績報告書

無線リレーとPONによって構成される適応的C-RAN

研究課題

研究課題/領域番号 20H04178
研究機関公立千歳科学技術大学

研究代表者

吉本 直人  公立千歳科学技術大学, 理工学部, 教授 (60619550)

研究分担者 桑野 茂  大同大学, 情報学部, 教授 (20761513)
丸田 一輝  東京工業大学, 超スマート社会卓越教育院, 特任准教授 (30801170)
久野 大介  大阪大学, 工学研究科, 助教 (40802088)
中山 悠  東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (80802058)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワード光無線統合ネットワーク / ミッドホール / 無線フロントホール / PON / 波長多重方式 / 動的帯域割当 / エッジAI / 時間領域シンボル拡散
研究実績の概要

本研究では,フロントホールの低遅延要求とミッドホールの大容量転送とを両立可能な光・無線統合ネットワークの動的リソース制御技術及び,無線フロントホールを実現するためのトラヒック転送技術の確立に向けて研究を行った.
動的リソース制御技術の中で,物理層における波長リソースの効率化については,収容効率を2倍に拡大できる「一波長双方向通信方式」非直交多重方式と, 同一波長を用いることで収容効率を2倍に拡大できる「電力多重型非直交多元接続方式」について検討を行なった。「一波長双方向通信方式」では,反射光の干渉を抑圧するアルゴリズムを開発し,原理確認実験を実施した.「電力多重型非直交多元接続方式」では,時空間領域等化器に逐次干渉抑圧(Successive interference cancellation)機能を新たに開発し,原理確認実験を実施した.これら2つの技術により波長利用効率を4倍向上できることを示した.
MAC層における検討として, GPUを用いたエッジAIによる画像の物体検出は,ネットワーク輻輳による遅延増大するといった課題に対し,バッチサイズ増大による計算効率の向上と,リアルタイムでの物体検出を実現する低遅延のデータ伝送の両立する新たな波長帯域割り当てアルゴリズムを提案し, 代表的な帯域割り当てアルゴリズムであるIPACTと比較し大幅に遅延を低減可能であることをシミュレーションによって示した.
無線フロントホール,を実現するためのトラヒック転送技術において,同一チャネルを用いた複数リンク間の干渉レベルの推定手法として深層学習の応用を提案し,その効果を確認した.また,干渉レベルに依存することなく適応アルゴリズムを適切に動作可能とする時間領域シンボル拡散(TISS)を提案した.これによりSIRが-10dB以上の領域において良好な干渉抑圧効果を確認した.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

進捗に関して,当初2021年度上期に予定していた原理確認実験を完遂し,PoC検証を開始する等,計画を前倒ししている.

今後の研究の推進方策

(1) 動的リソース制御技術(物理層)に関しては,今後は,検討している技術の適用領域を明確化する.さらに光ファイバ通信で懸念される偏波の変動や波長分散に起因するチャネル歪み,送受信器の非線形性等の影響も加味して,原理確認実験を網羅的に実施予定である.(2) 動的リソース制御技術(MAC層)に関しては,今後は,PoCを構築し実機での検証を進める.また,無線フロントホールについて,現実的な条件を設定したシミュレーション評価を行い,提案ルーティング手法の検証を進める.(3) 無線フロントホールを実現するためのトラヒック転送技術に関しては,今後は,実際の無線フロントホール環境を想定したシミュレーション評価を通して提案方式の有効性を確認するとともに,実機実験を通して真の有効性を明らかにする.

  • 研究成果

    (22件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (19件) (うち国際学会 8件)

  • [雑誌論文] Optical Reflection Interference Equalization for Single-Wavelength Bidirectional WDM-PON Transmission System2021

    • 著者名/発表者名
      Shibita Sho、Hisano Daisuke、Maruta Kazuki、Nakayama Yu、Mishina Ken、Maruta Akihiro
    • 雑誌名

      IEEE Photonics Journal

      巻: 13 ページ: 1~15

    • DOI

      10.1109/JPHOT.2020.3045049

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Adaptive Subcarrier Grouping for MMSE-SMI Adaptive Array Interference Suppression2021

    • 著者名/発表者名
      K. Shima, S. Kojima, K. Ito, K. Maruta, C-J. Ahn
    • 雑誌名

      IEEE Acces

      巻: 9 ページ: 18361~18372

    • DOI

      10.1109/ACCESS.2021.3053989

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Uplink Null-Space Expansion for Multiuser Massive MIMO in Time-Varying Channels Under Unknown Interference2020

    • 著者名/発表者名
      Arai Kabuto、Maruta Kazuki、Ahn Chang-Jun
    • 雑誌名

      IEEE Access

      巻: 8 ページ: 224292~224305

    • DOI

      10.1109/ACCESS.2020.3044053

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 画像認識精度に基づいた再送制御による無線エッジコンピューティングにおけるトラヒック削減手法2021

    • 著者名/発表者名
      中原睦貴 ,久野大介,西村真衣,牛久祥孝,丸田一輝,中山悠
    • 学会等名
      電子情報通信学会 センサネットワークとモバイルインテリジェンス研究専門委員会
  • [学会発表] 非線形量子化器を適用した下りリンク電力多重非直交多元接続型PONに関する実験的検討2021

    • 著者名/発表者名
      鈴置皓介, 紫尾田 将, 久野 大介, 丸田 一輝, 丸田章博
    • 学会等名
      電子情報通信学会 通信方式研究会
  • [学会発表] ドローンを用いた可視光カメラ長距離通信におけるフィールド実験2021

    • 著者名/発表者名
      高野宏紀,久野大介,野尻洸輝,中原睦貴,鈴置晧介,丸田 一輝,小野寺幸仁,八重樫遼,中山悠,吉本直人
    • 学会等名
      電子情報通信学会 フォトニックネットワーク研究会
  • [学会発表] LED搭載ドローンと物体検出カメラ間可視光通信における実験評価2021

    • 著者名/発表者名
      高野宏紀,久野大介,中原睦貴 ,鈴置皓介,丸田 一輝,小野寺幸仁,八重樫遼,中山悠
    • 学会等名
      電子情報通信学会 総合大会
  • [学会発表] エッジ端末用低コスト発振器のホールドオーバ動作に関する一検討2021

    • 著者名/発表者名
      桑野茂
    • 学会等名
      電気学会 全国大会
  • [学会発表] Real-Time Routing for WirelessRelay Fronthaul with Vehicle-Mounted Radio Units2020

    • 著者名/発表者名
      Yu Nakayama, Yuko Hara-Azumi, Anh Hoang Ngoc Nguyen, Daisuke Hisano,Yoshiaki Inoue, Takayuki Nishio, Kazuki Maruta
    • 学会等名
      IEEE 91th VehicularTechnology Conference (VTC2020-Spring)
    • 国際学会
  • [学会発表] Blind SIR Estimation by Convolutional Neural Network Using Visualized IQ Constellation2020

    • 著者名/発表者名
      Kazuki Maruta, Shun Kojima, Chang-Jun Ahn, Daisuke Hisano, Yu Nakayama
    • 学会等名
      Proc. IEEE 91st Vehicular Technology Conference (VTC2020-Spring)
    • 国際学会
  • [学会発表] Impact of Interference on Wavelength-Swapped WDM-PON System2020

    • 著者名/発表者名
      Sho Shibita, Daisuke Hisano, Kazuki Maruta, Yu Nakayama, Ken Mishina, Akihiro Maruta
    • 学会等名
      IEICE 2020 International Conference on Emerging Technologies for Communications (ICETC)
    • 国際学会
  • [学会発表] Numerical Demonstration of Successive Interference Canceller for Uplink Power-Domain NOMA-based Coherent PON System2020

    • 著者名/発表者名
      Kosuke Suzuoki, Daisuke Hisano, Kazuki Maruta, Akihiro Maruta
    • 学会等名
      IEICE 2020 International Conference on Emerging Technologies for Communications (ICETC
    • 国際学会
  • [学会発表] Cell Zooming for Green Mobile Networks withVehicle-Mounted Radio Units2020

    • 著者名/発表者名
      Yu Nakayama, Kazuki Maruta
    • 学会等名
      IEEE Global Telecommunications Conference(GLOBECOM)
    • 国際学会
  • [学会発表] Experimental Demonstration of Lloyd-Max Algorithm to Quantization Noise Reduction on a Power domain Non-Orthogonal Multiple Access based Coherent PON2020

    • 著者名/発表者名
      Kosuke Suzuoki, Daisuke Hisano, Sho Shibita, Kazuki Maruta, Akihiro Maruta
    • 学会等名
      European Conference and Exhibition on Optical Communication(ECOC2020)
    • 国際学会
  • [学会発表] Real-Time andEnergy-Efficient Inference at GPU-Based Network Edge using PON2020

    • 著者名/発表者名
      Yukito Onodera, Yoshiaki Inoue, Daisuke Hisano, Yu Nakayama
    • 学会等名
      IEEE Consumer Communications & Networking Conference (CCNC)
    • 国際学会
  • [学会発表] Fast Beam Tracking Algorithmfor Wireless Backhaul in Adaptive Vehicular Cell Networks2020

    • 著者名/発表者名
      Kazuki Maruta, Daisuke Hisano, Yu Nakayama
    • 学会等名
      Proc. The 39th IEEEInternational Conference on Consumer Electronics (ICCE 2021)
    • 国際学会
  • [学会発表] メトロアクセス融合型ネットワークにおける遠隔制御型全光波長変換器の実験的検討2020

    • 著者名/発表者名
      辻涼太, 久野大介, 三科健, 丸田章博
    • 学会等名
      電子情報通信学会 無線通信システム研究会
  • [学会発表] 深層学習を用いたSIR推定によるブラインドアダプティブアレー干渉抑圧効果2020

    • 著者名/発表者名
      丸田 一輝, 小島駿, 久野大介, 中山悠
    • 学会等名
      電子情報通信学会 通信システム研究会
  • [学会発表] 一波長双方向WDM_PON伝送における反射干渉成分の抑圧技術2020

    • 著者名/発表者名
      紫尾田将, 久野大介, 中山悠, 丸田一輝, 三科健, 丸田章博
    • 学会等名
      電子情報通信学会 ソサイエティ大会
  • [学会発表] 光ネットワークリソース制御によるGPUエッジでの画像処理の効率化2020

    • 著者名/発表者名
      小野寺幸仁, 井上文 彰, 久野 大介, 中山悠
    • 学会等名
      電子情報通信学会ソサイエティ大会
  • [学会発表] GPUエッジでの画像処理効率向上に向けた光ネットワークリソース制御2020

    • 著者名/発表者名
      小野寺幸仁, 井上文 彰, 久野 大介, 中山悠
    • 学会等名
      FIT2020 第19回情報科学技術フォーラム
  • [学会発表] 車載基地局向け無線バックホールのためのビーム追従法2020

    • 著者名/発表者名
      丸田一輝, 久野大介, 中山悠
    • 学会等名
      電子情報通信学会 革新的無線通信技術に関する横断型研究会

URL: 

公開日: 2021-12-27  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi