超多端末環境における高信頼・低遅延無線ネットワークに関する研究

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1) 自己干渉除去を用いた無線全二重ネットワークにおけるバッファ時間に関する研究: 自己干渉除去技術により，無線端末は同一周波数帯で同時に双方向全二重通信を行う事が可能となる．自己干渉除去技術では，同時に送受信を行う事が出来ることによって，送受信時間が短縮されることが期待される．しかしながら，フレームがランダムに到着する環境では，送信側のフレームと受信側のフレームが同じタイミングで発生しないことから，送受信時間が結果的に短縮されないという問題がある．その問題に対して，送受信を一時待機するバッファ時間を設けることで，送信と受信のタイミングをそろえる手法を設計した．設計した手法を待ち行列理論を用いた解析とpythonによるシミュレーションを用いて帯域占有時間割合とスループットに関して評価を行った．評価の結果，バッファと帯域占有時間割合との関係について明らかになった．本研究成果は，IEEE Accessにおいて採録・出版済みである．2) 複数アンテナを用いた伝送に関する研究: 無線通信を大容量化する技術として大量のアンテナを用いたMIMO通信であるMassive MIMOが着目されている．しかしながら，アンテナ数の増加に伴って必要なディジタル回路の個数が増大して，通信端末は莫大な電力を消費する．そこで本研究では，消費電力の少ないアナログ回路を組み合わせることで，消費電力を削減するAnalog-digital Hybrid Massive MIMOに着目した．遺伝的アルゴリズムを用いて，アナログ回路を制御する手法を提案してMATLABシミュレーションにより評価した．評価の結果，設計した手法は既存の手法と比較して高いエネルギー効率を達成する事が明らかとなった．本研究成果の一部は，IEEE Globecomに投稿済みである．