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

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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．