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2015 年度 実施状況報告書

アンライセンスバンドの高度活用を目指した協調型プライベート無線ネットワーク

研究課題

研究課題/領域番号 26420357
研究機関和歌山大学

研究代表者

宮本 伸一  和歌山大学, システム工学部, 教授 (50252614)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワードアンライセンスバンド / 無線ネットワーク / 周波数共用 / 集中管理 / リソースマネジメント / 媒体アクセス制御プロトコル / 異種無線ネットワーク / 協調ネットワーク
研究実績の概要

無線LANやBluetooth,ZigBeeなどのアンライセンスバンドで運用されるプライベート無線ネットワークの伝送特性の向上を図るためには,アンライセンスバンドで運用される各種プライベート無線ネットワークが互いに協調した周波数資源の利用が求められる.前年度の研究では,最も協調し易いネットワーク形態である『同一規格・単一無線ネットワーク内協調』を対象として検討を行った.今年度の研究では,前年度の知見を基に,『同一規格・複数ネットワーク間協調』および『異種規格・複数ネットワーク間協調』を対象とした検討に発展させた.今年度の研究では,複数のプライベート無線ネットワーク間の協調を対象とするため,(課題1)グループの管理主体(AP)の決定方法の確立,(課題2)グループの管理主体(AP)のカバレッジ外に存在する端末の管理方法の確立,(課題3)異種プロトコルをサポートする伝送プロトコルの構築,という新たに克服すべき課題が生じ,これらの課題を克服するための媒体アクセス制御プロトコルおよびリソースマネジメントアルゴリズムを開発した.また,提案プロトコルおよび提案リソースマネジメントアルゴリズムを用いた『同一規格・複数ネットワーク間協調』および『異種規格・複数ネットワーク間協調』を行う無線ネットワークの伝送特性を計算機シミュレーションにより評価した.その結果,同一伝送空間内に複数のプライベート無線ネットワークが密に存在する環境では,前年度に開発した『同一規格・単一無線ネットワーク内協調』では十分な伝送特性が得られないのに対し,今年度新たに研究開発した『同一規格・複数ネットワーク間協調』および『異種規格・複数ネットワーク間協調』を導入することにより,伝送特性が向上し,アンライセンスバンドの周波数資源の有効活用が図られることを明らかにした.

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

研究計画調書に掲げた3つの研究課題,すなわち,『同一規格・複数ネットワーク間協調』および『異種規格・複数ネットワーク間協調』を対象とした,(課題1)グループの管理主体(AP)の決定方法の確立,(課題2)グループの管理主体(AP)のカバレッジ外に存在する端末の管理方法の確立,(課題3)異種プロトコルをサポートする伝送プロトコルの構築を全て実施することができた.これらの成果は,国内学会では論文発表を終えており,また,国際会議への投稿準備を進めており,当初想定していた以上の研究成果の外部発表を行うこともできた.また,最終年度となる次年度の研究開発の方向性および克服すべき課題も明確である.これらの事由により,本研究課題の「目的の達成度」は『おおむね順調に進展している』と判断する.

今後の研究の推進方策

今年度の研究では,アンライセンスバンドの周波数資源有効利活用のための協調ネットワークの開発において,最も協調することが困難なネットワーク形態である『同一規格・複数ネットワーク間協調』および『異種規格・複数ネットワーク間協調』を対象とし,(課題1)グループの管理主体(AP)の決定方法の確立,(課題2)グループの管理主体(AP)のカバレッジ外に存在する端末の管理方法の確立,(課題3)異種プロトコルをサポートする伝送プロトコルの構築,という課題を克服するための媒体アクセス制御プロトコルおよびリソースマネジメントアルゴリズムを開発した.アンライセンスバンドで運用される無線ネットワークの特徴の一つとして,アクセスポイントと端末からなるネットワークそのものが移動することが挙げられる.ネットワークそのものが移動する環境では,協調関係を構築する複数のネットワークの相対的な位置関係(例えば,自ネットワークと周波数資源を共用する周辺ネットワークとの距離など)は時々刻々と動的に変動することとなるため,それら動的な変動を踏まえた上で互いに協調可能なネットワークの構築が求められる.次年度の研究開発では,複数の無線ネットワークが時々刻々と移動する環境での互いに協調可能な無線ネットワークを構築するための媒体アクセス制御プロトコルおよびリソースマネジメントアルゴリズムの開発を目指す.

次年度使用額が生じた理由

研究計画調書提出後,今年度より,研究代表者が和歌山大学に異動することが決定した.研究計画調書提出時には,研究代表者および研究協力者が所属する研究室(大阪大学)において実施することを想定していた.しかし,今年度の研究課題を遂行する研究室(和歌山大学)の計算機・実験設備環境を精査したところ,設備と人的サポートの面で研究体制が整っておらず,課題遂行に必要となる計算機・実験設備環境を新たに構築する必要が生じることが判明した.今年度は本研究課題の遂行に必要最小限の計算機・実験設備の購入に留め,今年度未使用額と次年度助成金とを併せて,最終年度までに本研究計画を滞りなく遂行するための計算機・実験設備の購入,および,資料収集・成果発表の旅費に充てることとした.

次年度使用額の使用計画

今年度から異動した和歌山大学においても滞りなく研究課題を遂行するため,今年度未使用額および次年度助成金を併せて計算機・実験設備の購入を計画している.具体的には,(1) プロトコルおよびアルゴリズム開発用PC,(2) 計算機シミュレーション用サーバ,(3) プロトコルおよびアルゴリズム開発用ソフトウェア,(4) PCおよびサーバ関連消耗品(ネットワークおよび周辺機器接続,セキュリティ・システム管理ソフト,外部記憶メディア等)の購入を計画している.また,これまで概ね順調に研究成果を挙げられていることから,当初計画通りの資料収集旅費に加えて,成果発表旅費の増額を計画している

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (6件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Millimeter-wave Wireless LAN and its Extension toward 5G Heterogeneous Networks2015

    • 著者名/発表者名
      Kei Sakaguchi, Ehab Mahmoud Mohamed, Hideyuki Kusano, Makoto Mizukami, Shinichi Miyamoto, Roya Rezagah, Koji Takinami, Kazuaki Takahashi, Naganori Shirakata, Hailan Peng, Toshiaki Yamamoto, Shinobu Namba
    • 雑誌名

      IEICE Trans. on Commun.

      巻: E98-B ページ: 1932-1948

    • DOI

      10.1587/transcom.E98.B.1932

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] プライベート空間において運用される無線LANの仮想専用チャネル構築手法におけるNAVフレーム送信電力に関する一検討2016

    • 著者名/発表者名
      宮本伸一, 大前篤史, 三瓶政一
    • 学会等名
      2016年電子情報通信学会総合大会
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2016-03-15 – 2016-03-18
  • [学会発表] 無線LANの媒体予約機能を用いたBluetooth LE通信における干渉排除に関する一検討2016

    • 著者名/発表者名
      山部和章, 三瓶政一, 宮本伸一
    • 学会等名
      2016年電子情報通信学会総合大会
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2016-03-15 – 2016-03-18
  • [学会発表] マイクロ波帯を介してAP連携を行うミリ波無線LANシステムにおけるデュアルバンド媒体アクセス制御プロトコルの高効率化に関する一検討2016

    • 著者名/発表者名
      川原匡史, 宮本伸一, 三瓶政一
    • 学会等名
      2016年電子情報通信学会総合大会
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2016-03-15 – 2016-03-18
  • [学会発表] 分散配置された複数APからなるミリ波無線LANシステムにおけるユーザの移動予測に基づく接続AP割り当て手法に関する一検討2016

    • 著者名/発表者名
      棟田淳哉, 宮本伸一, 三瓶政一
    • 学会等名
      2016年電子情報通信学会総合大会
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2016-03-15 – 2016-03-18
  • [学会発表] ミリ波無線LANシステムにおけるユーザの移動予測に基づくアクセスポイント割り当て手法2016

    • 著者名/発表者名
      棟田淳哉, 宮本伸一, 三瓶政一
    • 学会等名
      電子情報通信学会無線通信システム研究会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2016-03-02 – 2016-03-04
  • [学会発表] ミリ波無線LANシステムにおけるマイクロ波帯を介したAP連携のためのデュアルバンド媒体アクセス制御プロトコル2015

    • 著者名/発表者名
      川原匡史, 宮本伸一, 三瓶政一
    • 学会等名
      2015年電子情報通信学会通信ソサイエティ大会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2015-09-08 – 2015-09-11
  • [備考]

    • URL

      http://wakarid.center.wakayama-u.ac.jp/ProfileRefMain_2395.html

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公開日: 2017-01-06  

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