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2010 年度 実績報告書

ヘテロジニアス型コグニティブ無線ネットワークのための自律分散型最適化手法の研究

研究課題

研究課題/領域番号 22700084
研究機関東京理科大学

研究代表者

長谷川 幹雄  東京理科大学, 工学部・第一部電気工学科, 准教授 (50358967)

キーワードコグニティブ無線 / モバイルネットワーク / ヘテロジニアスワイヤレスネットワーク / 組合せ最適化 / カオス / 無線リソースマネージメント / IEEE1900.4
研究概要

研究実施計画に沿って研究を進め、まず、コグニティブ無線ネットワークにおいて生じる複数の最適化問題を定式化し、それらの問題の目的関数を実ネットワークで自律分散的に直接解くアルゴリズムを構築した。この提案手法の有効性を、大規模なコンピュータシミュレーションによって検証し、複数の問題に対して有効に動作することを示し、また、従来手法と比較し、提案手法の利点を明らかにすることが出来た。さらに、実際の無線ネットワークでの有効性を検証するために、ノートPCと実際の無線ネットワークを用いた実験ネットワークを構築し、コグニティブ無線ネットワークの標準仕様に則ったプロトコルを用いて、提案手法と複数の従来手法を実装し、動作させた。この実際の無線ネットワークを用いた実験においても、提案アルゴリズムが有効に動作することを明らかにした。
さらに、自律分散型最適化アルゴリズムの性能を支える数学的理論についても検討を行った。カオス理論を用いた自律分散型アルゴリズムによって、ネットワークをより最適な状態に収束させることが可能であることを理論的に示し、従来法と比較して性能が向上することをコンピュータシミュレーションによって明らかにした。また、そのような理論を基に、理想的なダイナミクスが持つ時空間構造を明らかにし、さらに、そのような時空間ダイナミクスを自律分散的な探索解法の中で実現するためにフィルタを用いるアルゴリズム提案した。そのようなフィルタを探索解法に適用するのみで、アルゴリズムの性能を大幅に改善できることを示した。

  • 研究成果

    (25件)

すべて 2011 2010 その他

すべて 雑誌論文 (10件) (うち査読あり 10件) 学会発表 (12件) 図書 (2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] 二次割当問題のための同期更新指数減衰カオスタブーサーチのニューロン選択法の相互情報量による解析2011

    • 著者名/発表者名
      河村鉄夫, 堀尾喜彦, 長谷川幹雄
    • 雑誌名

      電気学会論文誌C

      巻: 131 ページ: 592-599

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Traffic Allocation Control using Support Vector Machine in Heterogeneous Wireless Link Aggregation2011

    • 著者名/発表者名
      橋口和貴, 今陽祐, 長谷川幹雄, 石津健太郎, 原田博司
    • 雑誌名

      Proc.of IEEE Consumer Communications and Networking Conference

      巻: 1 ページ: 150-154

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Design and implementation of a user-centric access point selection algorithm based on mutually connected neural networks2010

    • 著者名/発表者名
      長谷川幹雄, 武田太一, 原田博司
    • 雑誌名

      Intelligent Decision technology

      巻: 4 ページ: 285-295

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Realizing Ideal Spatiotemporal Chaotic Searching Dynamics for Optimization Algorithms Using Neural Networks2010

    • 著者名/発表者名
      長谷川幹雄
    • 雑誌名

      Lecture Notes in Computer Science

      巻: 6443 ページ: 66-73

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Design and Implementation of a Context-Aware Guide Application for Mobile Users Based on Machine Learning2010

    • 著者名/発表者名
      大森雄一, 野中祐樹, 長谷川幹雄
    • 雑誌名

      Lecture Notes in Computer Science

      巻: 6279 ページ: 271-279

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Realizing Ideal Chaotic Dynamics for Combinatorial Optimization Using a Spatiotemporal Filter2010

    • 著者名/発表者名
      長谷川幹雄
    • 雑誌名

      Proc.of International Symposium on Nonlinear Thenry and its Applications

      巻: 1 ページ: 289-292

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Heuristic Methods for Asymmetric Traveling Salesman Problem and their Applications to DNA Fragment Assembly2010

    • 著者名/発表者名
      加藤智洋, 長谷川幹雄
    • 雑誌名

      Proc.of International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications

      巻: 1 ページ: 386-389

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Combinatorial Optimization Method which Combines Ant Colony Optimization and Chaotic Dynamical Search2010

    • 著者名/発表者名
      井ヶ田秀樹, 長谷川幹雄
    • 雑誌名

      Proc.of International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications

      巻: 1 ページ: 378-381

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mutual Information Analyses of Chaotic Neurodynamics Driven by Neuron Selection Methods in Synchronous Exponential Chaotic Tabu Search for Quadratic Assignment Problems2010

    • 著者名/発表者名
      河村鉄夫, 堀尾喜彦, 長谷川幹雄
    • 雑誌名

      Lecture Notes in Computer Science

      巻: 6443 ページ: 50-57

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Experimental Evaluation of Distributed Radio Resource Optimization Algorithm Based on the Neural Networks for Cognitive Wireless Cloud2010

    • 著者名/発表者名
      長谷川幹雄, 石津健大郎, 村上誉, 原田博司
    • 雑誌名

      Proc.of IEEE Personal, Indoor and Mobile Radio Communications Symposium(CogCould)

      巻: 6443 ページ: 32-37

    • 査読あり
  • [学会発表] 自律分散型非同期カオスCDMAの有効性について2011

    • 著者名/発表者名
      岡竜也, 大森雄山, 長谷川幹雄
    • 学会等名
      電子情報通信学会 総合大会
    • 発表場所
      東京都市大学
    • 年月日
      2011-03-15
  • [学会発表] カオスダイナミクスに基づいた無線リソース利用効率自律分散型最適化手法2011

    • 著者名/発表者名
      船津亮, 長谷川幹雄, 石津健太郎, 原田博司
    • 学会等名
      電子情報通信学会 総合大会
    • 発表場所
      東京都市大学
    • 年月日
      2011-03-15
  • [学会発表] コグニティブ無線ネットワークに生じるカオス的振動現象とその安定化制御2011

    • 著者名/発表者名
      野中祐樹, 長谷川幹雄, 石津健太郎, 原田博司
    • 学会等名
      電子情報通信学会 総合大会
    • 発表場所
      東京都市大学
    • 年月日
      2011-03-15
  • [学会発表] カオス的低相互相関ダイナミクスを用いた組合せ最適化アルゴリズムの有効性とその解析2011

    • 著者名/発表者名
      加藤智洋, 福田晋也, 長谷川幹雄
    • 学会等名
      電子情報通信学会 非線形問題研究会
    • 発表場所
      東京理科大学
    • 年月日
      2011-03-10
  • [学会発表] コグニティブ無線ネットワークと複雑システム理論の応用2011

    • 著者名/発表者名
      長谷川幹雄
    • 学会等名
      電子情報通信学会移動通信ワークショップ
    • 発表場所
      横須賀リサーチパーク
    • 年月日
      2011-03-03
  • [学会発表] 実ネットワークにおける異種無線アグリゲーションのパラメータ最適化2011

    • 著者名/発表者名
      伊藤誠人, 橋口和貴, 今陽祐, 長谷川幹雄, 石津健太郎, 原田博司
    • 学会等名
      電子情報通信学会 ソフトウェア無線研究会
    • 発表場所
      九州工業大学
    • 年月日
      2011-01-28
  • [学会発表] 負の自己相関を持つカオスダイナミクスを用いた組合せ最適化手法の有効性2011

    • 著者名/発表者名
      長谷川幹雄
    • 学会等名
      電子情報通信学会 非線形問題研究会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2011-01-24
  • [学会発表] IMS上に実装したIEEE1900.4制御方式の性能評価2010

    • 著者名/発表者名
      村上誉, 石津健太郎, 原田博司, 長谷川幹雄
    • 学会等名
      電子情報通信学会 ソフトウェア無線研究会
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      2010-10-27
  • [学会発表] IMSにおけるコグニティブ無線マネージャの制御交換方式に関する性能評価2010

    • 著者名/発表者名
      村上誉, 石津健太郎, フィリンスタニスラブ, 原田博司, 長谷川幹雄
    • 学会等名
      電子情報通信学会 ソサイエティ大会
    • 発表場所
      大阪府立大学
    • 年月日
      2010-09-17
  • [学会発表] 異種無線リンクアグリゲーションにおける学習アルゴリズムを用いたトラフィック分配制御の検討2010

    • 著者名/発表者名
      橋口和貴, 今陽祐, 長谷川幹雄, 石津健太郎, 原田博司
    • 学会等名
      電子情報通信学会 ソサイエティ大会
    • 発表場所
      大阪府立大学
    • 年月日
      2010-09-17
  • [学会発表] コグニティブ無線ルータにおける学習を用いた最適RAN選択アルゴリズムの検討2010

    • 著者名/発表者名
      丸田潤, 今陽祐, 長谷川幹, 石津健太郎, 原田博司
    • 学会等名
      電子情報通信学会 ソサイエティ大会
    • 発表場所
      大阪府立大学
    • 年月日
      2010-09-17
  • [学会発表] 減衰定数の調整によって理想的な非線形ニューロダイナミクスを実現する組合せ最適化手法2010

    • 著者名/発表者名
      栗田宙, 加藤智洋, 長谷川幹雄
    • 学会等名
      電子情報通信学会 ソサイエティ大会
    • 発表場所
      大阪府立大学
    • 年月日
      2010-09-15
  • [図書] Design and Implementation of A Context-Aware Guide Application for Mobile Users based on Machine Learning2011

    • 著者名/発表者名
      大森雄一, 野中裕樹, 長谷川幹雄
    • 総ページ数
      9
    • 出版者
      T.Watanabe and L.Jain (Eds.), "INNOVATIONS IN INTELLIGENT MACHINES-3-Information Processing Paradigms and Applications" Springer(出版予定)
  • [図書] Theory and Applications of Chaotic Optimization Methods2011

    • 著者名/発表者名
      池口徹, 長谷川幹雄, 木村貴行, 松浦隆文, 合原一幸
    • 総ページ数
      29
    • 出版者
      Nadia Nedjah, Leandro dos Santos Coelho, Luiza de Macedo Mourelleed (Ede.), Chaotic Optimization Methods for Engineering Applications-," Springer(出版予定)
  • [備考]

    • URL

      http://haselab.ee.kagu.tus.ac.jp/~hasegawa/papers.html

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公開日: 2012-07-19  

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