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

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22700084
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 計算機システム・ネットワーク
• 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, 准教授 (50358967)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• 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

研究概要

異なる様々な無線システムが共存するヘテロジニアスワイヤレスネットワーク環境において、ネットワーク管理者、或いは利用者にとって最適な接続へとシームレスに切り替えながら利用するための、自律分散型無線アクセスネットワーク選択アルゴリズムを開発し、その有効性を示した。ニューラルネットワークによる最適化アルゴリズム、学習型アルゴリズムを無線ネットワーク機器に実装し、その有効性を実験によって明らかにした

研究成果

• [雑誌論文] Autonomous Throughput Improvement Scheme using Machine Learning Algorithms for Heterogeneous Wireless Networks Aggregation (2012)
  • 著者名/発表者名: Yosuke Kon, Kazuki Hashiguchi, MasatoIto, Mikio Hasegawa, Kentaro Ishizu,Homare Murakami, Hiroshi Harada
  • 雑誌名: IEICE Trans. Communications 巻: Vol. E95-B, No. 4 ページ: 1143-1151
• [雑誌論文] Design and Implementation of IEEE 1900.4 Architecture Using IMS Functionality (2012)
  • 著者名/発表者名: Homare Murakami, Kentaro Ishizu,Stanislav Filin, Hiroshi Harada, MikioHasegwa
  • 雑誌名: IEICE Trans. Communications 巻: Vol. E95-B, No. 4 ページ: 1266-1275
• [雑誌論文] Chaotic oscillations in user-centric cognitive radio networks and their control (2012)
  • 著者名/発表者名: Yuki Nonaka, Mikio Hasegawa
  • 雑誌名: International Journal of Knowledge and Web Intelligence 巻: Vol. 3, No. 1 ページ: 70-84
• [雑誌論文] Implementation and Evaluation of Chaotic CDMA System Using Software-Defined Radio (2012)
  • 著者名/発表者名: Yuichi Omori, Hisashi Watanabe, MikioHasegawa
  • 雑誌名: Journal of Signal Processing 巻: Vol. 16, No. 4 ページ: 331-334
• [雑誌論文] A Hybrid Approach using Chaotic Dynamics and Global Search Algorithms for Combinatorial Optimization Problems (2011)
  • 著者名/発表者名: Hideki Igeta, Mikio Hasegawa
  • 雑誌名: Nonlinear Theory and Its Applications, IEICE 巻: Vol. 2, No. 4 ページ: 497-507
• [雑誌論文] Performance of Heuristic Methods driven by Chaotic Dynamics for ATSP and Applications to DNA Fragment Assembly (2011)
  • 著者名/発表者名: Tomohiro Kato, Mikio Hasegawa
  • 雑誌名: Nonlinear Theory and Its Applications, IEICE 巻: Vol. 2, No. 4 ページ: 485-496
• [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: Vol. 131, No. 3 ページ: 592-599
• [雑誌論文] Design and Implementation of a Context-Aware Guide Application Kagurazaka Explorer (2011)
  • 著者名/発表者名: Yuichi Omori, Jiaqi Wan, Mikio Hasegawa
  • 雑誌名: Studies in Computational Intelligence 巻: Vol. 376 ページ: 103-116
• [雑誌論文] Theory and Applications of Chaotic Optimization Methods (2011)
  • 著者名/発表者名: TohruIkeguchi, Mikio Hasegawa, Takayuki Kimura, Takafumi Matsuura, Kazuyuki Aihara
  • 雑誌名: Studies in Computational Intelligence 巻: Vol. 357 ページ: 131-161
• [雑誌論文] Controlling Chaotic Oscillations in User-Centric Cognitive Radio Networks (2011)
  • 著者名/発表者名: Yuki Nonaka, Mikio Hasegawa
  • 雑誌名: Lecture Notes in Computer Science 巻: Vol. 6883 ページ: 587-595
• [雑誌論文] Design and implementation of a user-centric access point selection algorithm based on mutually connected neural networks (2010)
  • 著者名/発表者名: Mikio Hasegawa, Taichi Takeda, Hiroshi Harada
  • 雑誌名: Intelligent Decision Technology 巻: Vol. 4, No. 4 ページ: 285-295
• [雑誌論文] Realizing Ideal Spatiotemporal Chaotic Searching Dynamics for Optimization Algorithms Using Neural Networks (2010)
  • 著者名/発表者名: Mikio Hasegawa
  • 雑誌名: Lecture Notes in Computer Science 巻: Vol. 6443 ページ: 66-73
• [雑誌論文] Mutual Information Analyses of Chaotic Neurodynamics Driven by Neuron Selection Methods in Synchronous Exponential Chaotic Tabu Search for Quadratic Assignment Problems (2010)
  • 著者名/発表者名: Tetsuo Kawamura, Yoshihiko Horio,Mikio Hasegawa
  • 雑誌名: Lecture Notes in Computer Science 巻: Vol. 6443 ページ: 50-57
• [雑誌論文] Design and Implementation of a Context-Aware Guide Application for Mobile Users Based on Machine Learning (2010)
  • 著者名/発表者名: Yuichi Omori, Yuki Nonaka, MikioHasegawa
  • 雑誌名: Lecture Notes in Computer Science 巻: Vol. 6279 ページ: 271-279
• [学会発表] 複雑系数理モデル学に基づいた新しいネットワークの実現に向けて (2013)
  • 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
  • 年月日: 20130200
• [学会発表] ime Synchronization Scheme based on Noise-induced Synchronization using Environmental Sound (2013)
  • 著者名/発表者名: Yuki Honda, Hiroyuki Yasuda, MikioHasegawa, Hiroya Nakao, Kazuyuki Aihara
  • 学会等名: Proceedings of 2013 International Workshop on Nonlinear Circuits, Communications and Signal Processing
  • 年月日: 20130000
• [学会発表] Performance Analysis of Multi-armed Bandit Algorithm with Negative Autocorrelatio (2013)
  • 著者名/発表者名: Tomohiro Kato, Hiroshi Kurita, MikioHasegawa
  • 学会等名: Proceedings of 2013 International Workshop on Nonlinear Circuits, Communications and Signal Processing
  • 年月日: 20130000
• [学会発表] Effectiveness of the Markov Codes with Negative Correlation in FD/S3 (2013)
  • 著者名/発表者名: Tomoaki Yorozuya, Hisashi Watanabe,Mikio Hasegawa, Yoshihiko Horio, Kazuyuki Aihara
  • 学会等名: Proceedings of 2013 International Workshop on Nonlinear Circuits, Communications and Signal Processing
  • 年月日: 20130000
• [学会発表] Performance Evaluation of Timing Synchronization by Frequency Domain Integration in TD/SSS (2013)
  • 著者名/発表者名: Hisashi Watanabe, Yoshimasa Narumiya,Mikio Hasegawa, Yoshihiko Horio, Kazuyuki Aihara
  • 学会等名: Proceedings of 2013 International Workshop on Nonlinear Circuits, Communications and Signal Processing
  • 年月日: 20130000
• [学会発表] Performance Evaluation of FD/S3 for Frequency Synchronization using Timing Division Integration (2013)
  • 著者名/発表者名: oshimasa Narumiya, Hisashi Watanabe,Tomoaki Yorozuya, Mikio Hasegawa, Yoshihiko Horio, Kazuyuki Aihara
  • 学会等名: Proceedings of 2013 International Workshop on Nonlinear Circuits, Communications and Signal Processing
  • 年月日: 20130000
• [学会発表] Performance Analysis of OCDMA with the Bursty Effects of Multiple User Interference (2013)
  • 著者名/発表者名: Hirofumi Terao, Gou Hosoya, MikioHasegawa, Hiroyuki Yashima
  • 学会等名: Proceedings of 2013 International Workshop on Nonlinear Circuits, Communications and Signal Processing
  • 年月日: 20130000
• [学会発表] Performance Evaluation of RSSI-Based Rate Adaptation Scheme in Real Wireless Environment (2013)
  • 著者名/発表者名: Tatsuro Abe, Mikio Hasegawa
  • 学会等名: Proceedings of 2013 International Workshop on Nonlinear Circuits, Communications and Signal Processing
  • 年月日: 20130000
• [学会発表] Analysis on Effectiveness of Negative-Autocorrelation Searching Dynamics Using Associative Memory Neural Networks (2013)
  • 著者名/発表者名: Ryota Nakamura, Tomohiro Kato, MikioHasegawa
  • 学会等名: Proceedings of 2013 International Workshop on Nonlinear Circuits, Communications and Signal Processing
  • 年月日: 20130000
• [学会発表] An Analysis on Noise-Induced Synchronization by Natural Environmental Signals (2013)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Yasuda, Makoto Harashima,Mikio Hasegawa, Hiroya Nakao
  • 学会等名: Proceedings of 2013 International Workshop on Nonlinear Circuits, Communications and Signal Processing
  • 年月日: 20130000
• [学会発表] 占有率の低いチャネル探索への Multi-Armed Bandit アルゴリズムの応用 (2013)
  • 著者名/発表者名: 加藤智洋、長谷川幹雄
  • 学会等名: 電子情報通信学会複雑コミュニケーションサイエンス研究会予稿集
  • 年月日: 20130000
• [学会発表] TVWS を利用したコグニティブ無線メッシュネットワークにおけるチャネル割り当て及び経路の最適化 (2013)
  • 著者名/発表者名: 高相一輝, 長谷川幹雄, 石津健太郎,村上誉
  • 学会等名: 電子情報通信学会技術研究報告 (ソフトウェア無線研究会)
  • 年月日: 20130000
• [学会発表] 複雑系数理モデル学の通信ネットワーク応用研究における新しいアプローチ (2012)
  • 著者名/発表者名: 長谷川幹雄
  • 学会等名: 電子情報通信学会・回路とシステムワークショップ
  • 年月日: 20120700
• [学会発表] 複雑系数理モデル学に基づく通信システム最適化 (2012)
  • 著者名/発表者名: 長谷川幹雄
  • 学会等名: 電子情報通信学会情報ネットワーク科学研究会
  • 年月日: 20120500
• [学会発表] Application of multi-armed bandit algorithms for channel sensing in cognitive radio (2012)
  • 著者名/発表者名: Tomohiro Kato, Nur Atiqah FarahinKamarul Zaman and Mikio Hasegawa
  • 学会等名: Proceedings of IEEE Asia Pacific Conference on Circuits and Systems
  • 年月日: 20120000
• [学会発表] Exact Optimum RAN Selection Algorithm for Heterogeneous-Type Cognitive Radio Networks (2012)
  • 著者名/発表者名: Takumi Matsui, Mikio Hasegawa, Hiroshi Hirai, Kiyohito Nagano and Kazuyuki Aihara
  • 学会等名: Proceedings of 2012 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications
  • 年月日: 20120000
• [学会発表] Effectiveness of Chaotic Dynamics with Negative Autocorrelation and its Applications to Combinatorial Optimization Problems (2012)
  • 著者名/発表者名: Tomohiro Kato, Mikio Hasegawa, and Kazuyuki Aihara
  • 学会等名: Proceedings of 2012 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications
  • 年月日: 20120000
• [学会発表] Performance Evaluation of a Sensor Network Synchronization Scheme based on Noise Induced Phase Synchronization (2012)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Yasuda, Makoto Harashima,Tomohiro Kato, Mikio Hasegawa, and Kazuyuki Aihara
  • 学会等名: Proceedings of 2012 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications
  • 年月日: 20120000
• [学会発表] Performance of Chaotic CDMA System implemented on Software-Defined Radio System (2012)
  • 著者名/発表者名: Hisashi Watanabe, Yuichi Omori, MikioHasegawa, and Kazuyuki Aihara
  • 学会等名: Proceedings of 2012 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications
  • 年月日: 20120000
• [学会発表] Performance Improvement of Heuristic Algorithms for Large Scale Combinatorial Optimization Problems using Lebesgue Spectrum Filter (2012)
  • 著者名/発表者名: Tomohiro Kato, Mikio Hasegawa, Kazuyuki Aihara
  • 学会等名: Proceedings of IEEE World Congress on Computational Intelligence (International Joint Conference on Neural Networks)
  • 年月日: 20120000
• [学会発表] Synchronization of Wireless Sensor Networks using Natural Environmental Signals Based on Phase Synchronization Phenomenon (2012)
  • 著者名/発表者名: Makoto Harashima, Hiroyuki Yasuda,Mikio Hasegawa
  • 学会等名: Proceedings of IEEE Vehicular Network Conference (VTC2012-Spring)
  • 年月日: 20120000
• [学会発表] Autonomous Optimization Techniques for Cognitive Dynamic Wireless Systems (2012)
  • 著者名/発表者名: Mikio Hasegawa, Yohsuke Kon, Kentaro Ishizu, Homare Murakami, Hiroshi Harada
  • 学会等名: Proceedings of IEEE Vehicular Network Conference (VTC2012-Spring)
  • 年月日: 20120000
• [学会発表] Implementation and Evaluation of Chaotic CDMA System using Software Defined Radio (2012)
  • 著者名/発表者名: Yuichi Omori, Hisashi Watanabe, MikioHasegawa
  • 学会等名: Proceedings of International Workshop on Nonlinear Circuits, Communications, and Signal Processing
  • 年月日: 20120000
• [学会発表] Improving Performance of Multi-Armed Bandit Algorithms using Lebesgue Spectrum Filter (2012)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Kurita, Tomohiro Kato, MikioHasegawa
  • 学会等名: Proceedings of International Workshop on Nonlinear Circuits, Communications, and Signal Processing
  • 年月日: 20120000
• [学会発表] Chaotic Communications Effect in Chaotic Neural Networks with Refractoriness with Negatively Exponential Decay Correlated Inputs (2012)
  • 著者名/発表者名: Ken Umeno, Mikio Hasegawa, Kazuyuki Aihara
  • 学会等名: Proceedings of International Workshop on Nonlinear Circuits, Communications, and Signal Processing
  • 年月日: 20120000
• [学会発表] Autonomous Parameter Optimization of A Heterogeneous Wireless Network Aggregation System using Machine Learning Algorithms (2012)
  • 著者名/発表者名: Yohsuke Kon, Mikio Hasegawa, KentaroIshizu, Hiroshi Harada
  • 学会等名: Proceedings of International Workshop on Nonlinear Circuits, Communications, and Signal Processing
  • 年月日: 20120000
• [学会発表] Optimization of Radio Access Networks Selection and Aggregation in Heterogeneous Type Cognitive Radio Networks (2012)
  • 著者名/発表者名: Yosuke Kon, Mikio Hasegawa
  • 学会等名: Japan-Korea Joint Workshop on Complex Communication Sciences
  • 年月日: 20120000
• [学会発表] TV ホワイトスペースを利用したコグニティブメッシュネットワークにおける無線リソース割当て及び経路最適化手法の検討 (2012)
  • 著者名/発表者名: 高相一輝, 長谷川幹雄, 石津健太郎,村上誉, 原田博司
  • 学会等名: 情報処理学会研究報告(モバイルコンピューティングとユビキタス通信研究会)
  • 年月日: 20120000
• [学会発表] 環境信号による無線センサネットワーク自律同期手法におけるデータ入力方法の検討 (2012)
  • 著者名/発表者名: 安田裕之、原島淳、加藤智洋、長谷川幹雄、合原一幸
  • 学会等名: 電子情報通信学会情報ネットワーク科学研究会・複雑コミュニケーションサイエンス研究会合同ワークショップ
  • 年月日: 20120000
• [学会発表] Lebesgue Spectrum Filter による理想的探索ダイナミクスの連想記憶ニューラルネットワークを用いた解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 伏木健二, 加藤智洋, 長谷川幹雄,合原一幸
  • 学会等名: 電子情報通信学会技術研究報告 (非線形問題研究会)
  • 年月日: 20120000
• [学会発表] ルベーグスペクトラムフィルタを適用したヒューリスティック解探索アルゴリズムの時空間ダイナミクスの解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 加藤智洋, 長谷川幹雄,合原一幸
  • 学会等名: 電子情報通信学会複雑コミュニケーションサイエンス研究会
  • 年月日: 20120000
• [学会発表] ヘテロジニアス型コグニティブ無線技術における RAN 情報を活用したトラフィック制御の効率化手法 (2012)
  • 著者名/発表者名: 村上誉, 石津健太郎, 原田博司, 長谷川幹雄, 勝間田賀章, 西野大
  • 学会等名: 電子情報通信学会技術研究報告(ソフトウェア無線研究会)
  • 年月日: 20120000
• [学会発表] Performance of Neural Network Based Distributed Radio Resource Usage Optimization Algorithms in Realistic Heterogeneous Wireless Networks (2011)
  • 著者名/発表者名: Mikio Hasegawa, Kentaro Ishizu, Homare Murakami, Hiroshi Harada
  • 学会等名: Proceedings of IEEE International Symposium on Personal Indoor Mobile Radio Communications
  • 年月日: 20110000
• [学会発表] Analysis of Spatiotemporal Search Dynamics in The Combinatorial Optimization Algorithm Using Lebesgue Spectrum Filter (2011)
  • 著者名/発表者名: Shinnya Fukuda, Tomohiro Kato, MikioHasegawa
  • 学会等名: Proceedings of International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications
  • 年月日: 20110000
• [学会発表] Self-Optimized Wireless Distributed Networks (2011)
  • 著者名/発表者名: Mikio Hasegawa
  • 学会等名: Proceedings of International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications
  • 年月日: 20110000
• [学会発表] Traffic Allocation Control using Support Vector Machine in Heterogeneous Wireless Link Aggregation (2011)
  • 著者名/発表者名: Kazuki Hashiguchi, Yosuke Kon, MikioHasegawa, Kentaro Ishizu, Hiroshi Harada
  • 学会等名: Proceedings of IEEE Consumer Communications and Networking Conference
  • 年月日: 20110000
• [学会発表] ルベーグスペクトルフィルタ(LSF)による理想的解探索ダイナミクスを用いた組合せ最適化 (2011)
  • 著者名/発表者名: 長谷川幹雄,合原一幸
  • 学会等名: 電子情報通信学会複雑コミュニケーションサイエ ンス研究会
  • 年月日: 20110000
• [学会発表] 非同期電力系統間ルーティングと送電コストの最小化 (2011)
  • 著者名/発表者名: 芝野恭平, 阿部力也, 平井広志, 長谷川幹雄,合原一幸
  • 学会等名: 電子情報通信学会複雑コミュニケーションサイエンス研究会
  • 年月日: 20110000
• [学会発表] ルベーグスペクトラムフィルタ(LSF)を用いたヒューリスティックな最適化問題解法の性能改善 (2011)
  • 著者名/発表者名: 加藤智洋, 長谷川幹雄,合原一幸
  • 学会等名: 電子情報通信学会複雑コミュニケーションサイエンス研究会
  • 年月日: 20110000
• [学会発表] 負の自己相関を持つカオス的ダイナミクスを用いたヒューリスティック解法の性能改善 (2011)
  • 著者名/発表者名: 長谷川幹雄
  • 学会等名: 電子情報通信学会技術研究報告(非線形問題研究会)
  • 年月日: 20110000
• [学会発表] Noise-Induced Synchronization に基づいた実環境信号による無線センサネットワークの同期 (2011)
  • 著者名/発表者名: 安田裕之,高相一輝,長谷川幹雄
  • 学会等名: 電子情報通信学会技術研究報告(非線形問題研究会)
  • 年月日: 20110000
• [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: 電子情報通信学会技術研究報告(非線形問題研究会)
  • 年月日: 20110000
• [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: 電子情報通信学会技術研究報告(ソフトウェア無線研究会)
  • 年月日: 20110000
• [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: 電子情報通信学会技術研究報告(ソフトウェア無線研究会)
  • 年月日: 20110000
• [学会発表] Experimental Evaluation of Distributed Radio Resource Optimization Algorithm Based on the Neural Networks for Cognitive Wireless Cloud (2010)
  • 著者名/発表者名: Mikio Hasegawa, Kentaro Ishizu, Homare Murakami, Hiroshi Harada
  • 学会等名: Proc. of IEEE Personal, Indoor and Mobile Radio Communications Symposium (International Workshop on Cognitive Wireless Cloud Networks)
  • 年月日: 20100000
• [学会発表] Realizing Ideal Chaotic Dynamics for Combinatorial Optimization Using a Spatiotemporal Filter (2010)
  • 著者名/発表者名: Mikio Hasegawa
  • 学会等名: Proc. of International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications
  • 年月日: 20100000
• [学会発表] Heuristic Methods for Asymmetric Traveling Salesman Problem and their Applications to DNA Fragment Assembly (2010)
  • 著者名/発表者名: Tomohiro Kato, Mikio Hasegawa
  • 学会等名: Proc. of International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications
  • 年月日: 20100000
• [学会発表] A Combinatorial Optimization Method which Combines Ant Colony Optimization and Chaotic Dynamical Search (2010)
  • 著者名/発表者名: Hideki Igeta, Mikio Hasegawa
  • 学会等名: Proc. of International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications
  • 年月日: 20100000
• [学会発表] IMS 上に実装した IEEE 1900.4 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: 電子情報通信学会技術研究報告(ソフトウェア無線研究会)
  • 年月日: 20100000
• [学会発表] 異種無線リンクアグリゲーション方式における最適トラフィック分配制御の解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 橋口和 貴, 長谷川幹雄, 石津健太郎,宮本剛, 村上誉, 原田博司
  • 学会等名: 電子情報通信学会技術研究報告 (ソフトウェア無線研究会)
  • 年月日: 20100000
• [産業財産権] デバイス同士を同期する自律同期システム及び、自律同期方法 (2013)
  • 発明者名: 長谷川幹雄, 安田裕之,本田悠貴,中尾裕也, 堀尾喜彦,合原一幸
  • 権利者名: JST
  • 産業財産権番号: 特願 2013-040751
  • 出願年月日: 2013-03-01
• [産業財産権] ヘテロジニアス型コグニティブ無線ネットワークにおける RAN 選択問題の厳密最適化 (2012)
  • 発明者名: 長谷川幹雄, 松井琢己
  • 権利者名: JST
  • 産業財産権番号: 2012-048570
  • 出願年月日: 2012-03-05
  • 外国