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2015 年度 実施状況報告書

無線制御通信システムのためのプロトコル設計

研究課題

研究課題/領域番号 26820143
研究機関京都大学

研究代表者

金子 めぐみ  京都大学, 情報学研究科, 助教 (10595739)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワード無線通信 / 無線資源割り当て / M2M / 制御通信システム / 圧縮センシング
研究実績の概要

本研究は,フィードバック制御システムや物と物が通信するM2M(Machine to Machine)システムのための高信頼かつ低遅延の無線通信を実現するプロトコル設計を目的とする.特に,近年,応用数学や信号処理の分野で革命とも言うべき変革を起こしつつある圧縮センシングの技術を取り入れることによって,貴重な無線資源・エネルギー資源の消費量を低減しつつ,信頼性・品質が高く,かつフィードバック制御システムの要求を達成可能な無線通信プロトコル設計を目的とする.
平成27年度はまず,実際の制御通信システムで想定される様々なアプリケーションやシナリオを検討し,現実のシステムで求められる要件を明らかにした.一つの応用例として,無線LANに基づくCommunication-Based Train Control (CBTC) システムに注目し,制御性能を向上するような無線通信システムの物理層及びMAC層の設計を行い,通信プロトコル設計を考案した. 現実的なシステムにおいて,計算機シミュレーションを行い,従来法と比較して提案法の妥当性を確認した.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

平成27年度はおおむね計画通り研究を進めることが出来た.以下に具体的に達成された項目を示す.
1. 現実的な無線制御通信システムのモデル化:平成26年度の研究で検討したトイモデルと比べ,実際の制御通信システムで想定されるアプリケーションやシナリオを検討し,現実のシステムで求められる要件を明らかにした.また,現実的な通信路・干渉状態のモデル化を行った.
2. 現実的な無線制御通信システムのためのプロトコル設計:制御性能を向上するような無線通信システムの物理層及びMAC層の設計を行い,通信プロトコル設計を考案した.
3. 提案のプロトコルの評価:計算機シミュレーションを行い,従来法と比較して提案法の妥当性を明らかにした.

今後の研究の推進方策

平成28年度には,更に現実的なシステムを対象にした研究を進める.以下に具体的な項目を示す.
1. 更に現実的な無線制御通信システムのためのプロトコル設計:提案無線資源割当て法に基づいたシステム全体のプロトコル設計を行い,様々な制御情報トラフィックモデル・アクチュエータの移動モデル,システムトポロジーなどの条件の下でのその特性を計算機シミュレーションで評価する.
2. 提案アプローチの汎用化:無線制御通信システムのために本研究で検討したアプローチを他のM2M無線システムでも利用できるか検討する.

  • 研究成果

    (23件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 6件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 5件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 4件)

  • [国際共同研究] New Jersey Institute of Technology(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      New Jersey Institute of Technology
  • [国際共同研究] Aalborg University(Denmark)

    • 国名
      デンマーク
    • 外国機関名
      Aalborg University
  • [国際共同研究] University Paris-Sud(France)

    • 国名
      フランス
    • 外国機関名
      University Paris-Sud
  • [雑誌論文] An RFID Tag Identification Protocol via Boolean Compressed Sensing2016

    • 著者名/発表者名
      Kotaro Matsuoka, Yasutomo Yushima, Ryo Hayakawa, Riho Kawasaki, Kazunori Hayashi and Megumi Kaneko
    • 雑誌名

      IEICE Communications Express

      巻: 未定 ページ: 1-6

    • DOI

      10.1587/comex.2016XBL0012

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Distributed Resource Allocation with Local CSI Overhearing and Scheduling Prediction for OFDMA Heterogeneous Networks2016

    • 著者名/発表者名
      M. Kaneko, T. Nakano, K. Hayashi, T. Kamenosono and H. Sakai
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Vehicular Technology

      巻: 未定 ページ: 未定

    • DOI

      TBD

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Lattice Reduction-Aided Detection for Overloaded MIMO using Slab Decoding2016

    • 著者名/発表者名
      R. Hayakawa, K. Hayashi, M. Kaneko
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Communications, Special Section on Advanced Information and Communication Technologies and Services in Conjunction with Main Topics of APCC2015

      巻: 未定 ページ: 未定

    • DOI

      TBD

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Self-Organized Inter-Cell Interference Coordination Based on Partial CSI Sharing in Heterogeneous Networks Employing Cell Range Expansion2016

    • 著者名/発表者名
      T. Kamenosono, M. Kaneko, K. Hayashi and L. Boukhatem
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Communications, Special Section on Advanced Information and Communication Technologies and Services in Conjunction with Main Topics of APCC2015

      巻: 未定 ページ: 未定

    • DOI

      TBD

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Femtocell Power Control Methods based on Users' Context Information in Two-Tier Heterogeneous Networks2015

    • 著者名/発表者名
      Reben Kurda, Lila Boukhatem and Megumi Kaneko
    • 雑誌名

      Eurasip Journal on Wireless Communications and Networking

      巻: 2015:129 ページ: 1-14

    • DOI

      DOI:10.1186/s13638-015-0328-z

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Fairness-Aware Non-Orthogonal Multi-User Access With Discrete Hierarchical Modulation for 5G Cellular Relay Networks2015

    • 著者名/発表者名
      Megumi Kaneko, Hirofumi Yamaura, Youhei Kajita, Kazunori Hayashi and Hideaki Sakai
    • 雑誌名

      IEEE Access

      巻: 3 ページ: 2922-2938

    • DOI

      10.1109/ACCESS.2015.2506261

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] An Adaptive Modulation and Coding Scheme for Communication-Based Train Control Systems with CSMA/CA2016

    • 著者名/発表者名
      Q. Dong, K. Hayashi, M. Kaneko, T. Kamenosono
    • 学会等名
      SCI 2016
    • 発表場所
      京都テルサ(京都府・京都市)
    • 年月日
      2016-05-27
  • [学会発表] A Study on Adaptive Modulation for CSMA/CA based MIMO Communication-Based Train Control Systems2016

    • 著者名/発表者名
      Q. Dong, K. Hayashi, M. Kaneko, T. Kamenosono
    • 学会等名
      IEICE 総合大会
    • 発表場所
      九州大学(福岡県・福岡市)
    • 年月日
      2016-03-18
  • [学会発表] セルレンジ拡張を用いたHetNetのための通信路情報共有に基づく半自律分散型セル間干渉制御法2016

    • 著者名/発表者名
      亀之園卓也・金子めぐみ・林 和則・Lila Boukhatem
    • 学会等名
      信学技法RCC2015
    • 発表場所
      関西大学うめきたラボラトリ(大阪府・大阪市)
    • 年月日
      2016-01-29
  • [学会発表] A Study on Overloaded MIMO Signal Detection Using Slab Decoding and Lattice Reduction2016

    • 著者名/発表者名
      早川 諒・林 和則・金子めぐみ
    • 学会等名
      信学技法SIP2015
    • 発表場所
      関西学院大学(大阪府・大阪市)
    • 年月日
      2016-01-19
  • [学会発表] Pool Size Control for Adaptive Group Testing via Boolean Compressed Sensing with Solution Space Reduction2015

    • 著者名/発表者名
      R. Kawasaki, K. Hayashi and M. Kaneko
    • 学会等名
      APSIPA ASC 2015
    • 発表場所
      Hong Kong (China)
    • 年月日
      2015-12-16 – 2015-12-19
    • 国際学会
  • [学会発表] OFDMAのための巡回遅延パイロット信号を用いた圧縮センシングに基づく通信路推定法2015

    • 著者名/発表者名
      酒井雅則・林 和則・金子めぐみ・岡田 実
    • 学会等名
      CQ基礎講座ワークショップ
    • 発表場所
      大阪市立大学 文化交流センター(大阪府・大阪市)
    • 年月日
      2015-10-30
  • [学会発表] セルレンジ拡張を用いたスモールセルネットワークのための通信路情報共有に基づく半自律分散型リソース割り当て法2015

    • 著者名/発表者名
      亀之園卓也・金子めぐみ・林 和則・Lila Boukhatem
    • 学会等名
      CQ基礎講座ワークショップ
    • 発表場所
      大阪市立大学 文化交流センター(大阪府・大阪市)
    • 年月日
      2015-10-30
  • [学会発表] An Overloaded MIMO Signal Detection Scheme with Slab Decoding and Lattice Reduction2015

    • 著者名/発表者名
      R. Hayakawa, K. Hayashi and M. Kaneko
    • 学会等名
      APCC 2015
    • 発表場所
      京都大学(京都府・京都市)
    • 年月日
      2015-10-14 – 2015-10-16
    • 国際学会
  • [学会発表] Self-Organized Resource Allocation Based on CSI Overhearing in Heterogeneous Networks Employing Cell Range Expansion2015

    • 著者名/発表者名
      T. Kamenosono, M. Kaneko, K. Hayashi and L. Boukhatem
    • 学会等名
      APCC 2015
    • 発表場所
      京都大学(京都府・京都市)
    • 年月日
      2015-10-14 – 2015-10-16
    • 国際学会
  • [学会発表] セルレンジ拡張を用いたHetNetのための部分通信路情報共有に基づく自律分散型リソース割り当て法2015

    • 著者名/発表者名
      亀之園卓也・金子めぐみ・林 和則・Lila Boukhatem
    • 学会等名
      信学技法CQ2015
    • 発表場所
      京都工芸繊維大学(京都府・京都市)
    • 年月日
      2015-09-02
  • [学会発表] スラブ復号と格子基底縮小を用いた低演算量な過負荷MIMO信号検出法2015

    • 著者名/発表者名
      早川 諒・林 和則・金子めぐみ
    • 学会等名
      信学技法RCC2015
    • 発表場所
      機械振興会館(東京都・港区)
    • 年月日
      2015-05-29
  • [学会発表] 通信路誤りのパターンを考慮した状態予測法に基づくネットワーク化制御2015

    • 著者名/発表者名
      仮屋賢一・林 和則・金子めぐみ
    • 学会等名
      信学技法RCC2015
    • 発表場所
      機械振興会館(東京都・港区)
    • 年月日
      2015-05-29
  • [学会発表] Cell Range Expansionを適用したヘテロジーニアスネットワーク下りリンクのための通信路情報オーバーヒアに基づく分散リソース割り当て法の一検討2015

    • 著者名/発表者名
      亀之園卓也・金子めぐみ・林 和則
    • 学会等名
      信学技法RCS2015
    • 発表場所
      機械振興会館(東京都・港区)
    • 年月日
      2015-05-22
  • [学会発表] Compressed Sensing-based Channel Estimation Methods for LTE-Advanced Multi-User Downlink MIMO System2015

    • 著者名/発表者名
      T. Kamenosono, M. Kaneko, K. Hayashi and M. Sakai
    • 学会等名
      IEEE VTC-Spring 2015
    • 発表場所
      Glasgow, Scotland (UK)
    • 年月日
      2015-05-11 – 2015-05-14
    • 国際学会

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公開日: 2017-01-06   更新日: 2022-01-27  

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