Zero-Overhead Synchronized Wireless Full-Duplex Communication for Massive Connect IoT

用于大规模连接物联网的零开销同步无线全双工通信

• 批准号: 21H01319
• 负责人: 亀田 卓
• 金额: $ 11.23万
• 依托单位: Hiroshima University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H01319/
• 关键词: Massive Connect IoT; ゼロオーバヘッド; 無線全二重; 時空間同期

情報通信ネットワークは，膨大な数のノードから得られた多種多様なビックデータの解析により新たな価値を生み出す"Massive Connect IoT（Internet of things）"へ進化する．その中で無線通信システムは各ノードからアクセスポイント（AP: access point）へ情報を送る上り回線の超過密化に適応するためにアクセス制御の簡素化や高効率化がより高い水準で求められる．本研究では，同期捕捉などのオーバヘッドを極限まで削減する試みとしてゼロオーバヘッド同期無線全二重通信（フルデュプレクス）アーキテクチャを提案する．各ノードは無線全二重通信を用いて AP から下り回線で送信される時刻・周波数基準信号や測距信号を基に時刻同期や位置推定を行い，その結果を基に上り回線における送信タイミングの制御を行う．各ノードが送信した上り回線信号は AP 受信時点においてすでに同期捕捉が実現されているため，同期のためのオーバヘッド削減による高効率化が期待できる．本研究の期間内に，提案するアーキテクチャのハードウェア実装を行いフィールド実験による概念実証を行う．本研究の最終目標である無線全二重通信を用いたアーキテクチャの実証の前段階として，2022年度は，主に各ノードが必要とする時刻・位置情報をあらかじめ GPS（Global Positioning System）/QZSS（Quasi-Zenith Satellite System） 測位信号などの時刻同期用信号を基に取得し，それを用いて2端末が同時に上り回線通信を行う無線通信システムをソフトウェア無線機であるUSRP（Universal Software Radio Peripheral）上に実装し，ビット誤り率特性の実測評価を行った．

Information and communication industry, expand the number of applications, access to a variety of multi-channel applications, analysis of new applications, generation of "Massive Connect IoT (Internet of things)" evolution. The wireless communication system in the middle of the system is to send information to the upper loop and exceed the density of the network, simplify the control of the network, and improve the efficiency. In this paper, we propose a proposal to reduce the limit of synchronous acquisition and simultaneous wireless full duplex communication. Each of them has two wireless communication channels: AP, loop, transmission time, cycle number, reference signal, ranging signal, base time, synchronization time, position estimation time, result time, loop, transmission time, control time. The uplink signal sent by each terminal can be captured simultaneously at the time when the AP is trusted, and high efficiency is expected due to the reduction of the uplink signal during the same period. During the period of this study, the concept of "design and implementation" was proposed and demonstrated. The ultimate goal of this study is to provide wireless dual-layer communication with the necessary time and location information for GPS in 2022.（Global Positioning System）/QZSS (Quasi-Zenith Satellite System) Position measurement signal, time synchronization signal, base acquisition signal, two-terminal simultaneous uplink communication signal, wireless communication system, USRP (Universal Software Radio Peripherals) on the installation, error rate characteristics of the evaluation of the line.

项目成果

異種無線IoTシステムにおけるDual-CTSを用いたマルチホップ動的ルーティング手法の提案

异构无线物联网系统中使用Dual-CTS的多跳动态路由方法的提出

• 发表时间: 2022
• 作者: 山本真生，中村有里，阿部貴志，大友佳嗣;春日部大雅，ベンナイラシャドリア，岡田啓，片山正昭;高山 彰悟，亀田 卓，末松 憲治
• 通讯作者: 高山 彰悟，亀田 卓，末松 憲治

Massive Connect IoTのための同期SS-CDMAの実装と評価

用于大规模连接物联网的同步 SS-CDMA 的实现和评估

• 发表时间: 2021
• 作者: Ashif Aminulloh Fathnan;Haruki Homma;Shinya Sugiura;and Hiroki Wakatsuchi;亀田 卓
• 通讯作者: 亀田 卓

［技術展示］無線双方向時刻比較技術（Wi-Wi）の時刻同期オフセット実測評価

【技术展示】无线双向时间比较技术（Wi-Wi）的时间同步偏移测量评估

• 发表时间: 2022
• 作者: Masaki Yamamoto;Takashi Abe;赤坂 瀬玲菜，亀田 卓，安田 哲，志賀 信泰
• 通讯作者: 赤坂 瀬玲菜，亀田 卓，安田 哲，志賀 信泰

時刻同期や時空間同期の適用による同期SS-CDMAチャネル利用効率改善効果の一検討

应用时间同步和时空同步提高同步SS-CDMA信道利用效率的有效性研究

• 发表时间: 2021
• 作者: Seiji Kanazawa;Taiga Mitsui;Takashi Furuki;Kosuke Tachibana;Ryuta Ichiki;Takehiko Sato;Marek Kocik;Jerzy Mizeraczyk;亀田 卓
• 通讯作者: 亀田 卓

Massive Connect IoT: 時空間同期を用いた超多数端末同時接続技術

Massive Connect IoT：利用时空同步的大量终端同时连接技术

• 发表时间: 2022
• 作者: M. Hagiwara;I. Koh;K. Suthiwanich;A. Tkano;亀田 卓
• 通讯作者: 亀田 卓