研究内容

■ボディエリアネットワーク・センサネットワークのための超広帯域無線通信・測位方式に関する研究
　近年，無線通信を医療や福祉の現場に応用するための研究が盛んに行われています。その利用例として、屋内にRFIDなどの無線ICタグやカメラを利用したセキュリティセンサを取り付ける施設が急増しています。しかしながら、無線ICタグを用いたものはタグを持っていない物体の検出が困難であり、また、カメラを用いたものはプライバシーの問題が存在します。さらに、災害現場やセキュリティ現場等では無線ICタグを持たない人の状態も検出することが要求されます。そこで，本研究室では非常に広い帯域幅を持ち距離分解能に優れている超広帯域無線(UWB:Ultra Wide Band)をレーダに応用し、無線ICタグを持たない人の状態を検出することを目標としています。UWB信号は500〔MHz〕以上の帯域幅を持ち、時間幅の非常に短いパルスを用いていることから、レーダに応用することで、距離分解能が高く高精度な位置推定が可能と考えられます。加えて、UWB信号は広帯域で低出力であるため他システムへの影響が少ないと考えられ、センサネットワークや医療現場においての使用を考えると非常に理想的な技術です。

■次世代無線ネットワークのための周波数利用法に関する研究
　地上ディジタル放送や携帯電話等のディジタル無線技術が発展していく中で、周波数帯域の確保が問題となっています。一方で、周波数を割り当てられたシステムの中で周波数帯域を効率よく利用しているとはいえないものも存在します。そこで、本研究室ではコグニティブ無線と呼ばれる無線技術を用いることにより、時間によって使用されない周波数帯域を認識し、通信を効率よく行う方式に関して研究を行っています。

■医療情報支援のための無線通信システムに関する研究
　少子高齢化、そして医療従事者の減少に伴い、医療ICT(Information&Communication Technology)という概念が近年生まれました。これはICTを用いて医療従事者及び患者を支援しようという考えです。その中でも本研究室では無線通信を用いた医療情報支援を研究しています。具体例としては心電図測定の無線化が挙げられます。従来は心電図を測定する場合、患者は何本ものケーブルを取り付けられ、ベッド上で長時間の安静が求められていました。ケーブルを無線化すれば、測定中でも自由に動くことができ家に居ながらの測定が可能となるため、患者の時間的・肉体的負担は大きく軽減されるでしょう。しかし、無線の場合、有線では起こらなかった様々な問題が発生します。第一に無線機は体表に設置するため、人体に害が無い無線システムでなくてはいけません。また、人体が動くことにより、うまく電波が送受信できないという現象(フェージング)が起きてしまいます。その様な問題をどうすれば解決できるのかを(新システムの構築や誤り訂正符合化技術を用いて)研究しています。

■高信頼・制御のための無線通信に関する研究
　病院内で患者の負担を減らすため、工場内でロボットが自由に移動できるためになど、今まで有線で情報を伝えていたところを無線に置き換える流れが急速に進んでいます。しかし、無線を利用し病院内で医療情報を送ったり、工場内でロボットを制御する際、それらの情報は確実に送受信される必要があります。本研究室では病院内や工場など、無線環境に対して厳しい制約がある中でも高い信頼性を持って情報を送受信できるような無線システムを目指して研究しています。

■MIMO無線通信に関する研究
　MIMO（multiple-input multiple-output）システムは、送信側と受信側で複数のアンテナを持つことにより伝送信号を空間多重することで、使用する周波数帯域を増やすことなく信頼性やスループットを向上させることができるシステムであり、LTEやモバイルWiMAX、そしてIEEE 802.11nやIEEE802.11acといった近年の高速な無線LAN規格で採用されています。本研究室では、通信を行う人・物が移動したり環境自体が時間変化する場合や、マルチホップ中継伝送を行う場合のMIMOシステムに着目し、これらの通信性能を向上させるための研究を行っています。

博士論文テーマ

2016年度
特異値分解の特徴に着目した時変動チャネルにおけるMIMO通信システムに関する研究（洞井裕介）

2007年度
超広帯域無線方式における周波数共有技術に関する研究（大野光平）

2006年度
インターネットにおける動的QoSスケジューリングに関する研究（皆川忠相）

修士論文テーマ

2016年度
相互相関関数を用いたMB-OFDM-UWB信号による電力遅延プロファイル測定の提案と評価（岡本拓也）
受信信号の位相変化を用いた歩行速度推定による歩行者支援用ITSの検討（嶋村優眞）
Performance Study of Relay Nodes in Cooperative Transmission for Wireless Industrial Network（Nur Alyaa）
MIMO-OFDMマルチホップ中継伝送の通信性能向上に関する研究（安良岡優）

2015年度
920MHz工場内通信の信頼性向上を想定した協調伝送方式に関する研究
UWB-IR RAKE受信方式を用いたボディエリアネットワークに関する研究
Zigbeeと無線LANの共存環境におけるアクセス制御方式に関する研究

2014年度
920MHz 帯センサネットワーク用無線通信の電波伝播特性
コグニティブ無線による周波数共用のための信号検出技術の検討
無線パケット通信における時間占有率を利用した混雑度推定に関する検討
UWBレーダを用いた生体情報取得に関する一考察
直接拡散方式のパルスデューティー比に関する研究
高信頼無線通信のための協調伝送方式―移動する障害物が存在する通信環境での特性評価について―

2013年度
海中における電磁波利用無線通信に関する研究
小型無人航空機間無線リンクの通信性能評価
フィードバック制御を想定した無線通信システムの研究
UWBレーダを用いた生体情報の検出に関する研究

2012年度
超広帯域無線信号による非侵襲呼吸検出手法の研究
他通信システムとの干渉回避のためのUWB信号検出の検討
超広帯域無線を用いたボディエリアネットワークのMACパラメータ最適化検討
UWBレーダを用いた屋内人体位置検出に関する研究
無線ボディエリアネットワークのパケット伝送におけるMACスーパーフレーム構成の最適化に関する研究
パケット衝突回避適用に向けたUWB信号検出に関する研究
WFQを用いたQoS制御に関する研究

2011年度
UWBを用いた測位・無線分散ネットワークに関する研究
UWB無線分散ネットワークに関する研究
コグニティブ無線における周波数チャネル選択法に関する研究
Body Area Networkの伝搬評価と高信頼化のための符号化に関する研究
UWBレーダによる事前環境推定を用いた人体位置検出に関する研究

2010年度
UWBレーダの人体位置推定における精度向上について

2009年度
医療生体情報の相関を利用した情報源・通信路統合符号化
医療支援無線利用環境における電波伝搬測定と統計モデル構築に関する研究

2008年度
RSSI方式によるセンサネットワークの端末位置推定に関する研究
病院内環境におけるUWBチャネル測定と無線伝送評価に関する研究
超広帯域信号を用いた屋内環境における人体位置検出に関する研究
センサネットワークにおける位置推定および情報収集技術に関する研究
UWB-Raderによる生体情報抽出及び性能評価

2007年度
センサネットワークにおけるRSSI方式を用いた簡易位置推定方法に関する研究
メッシュ型ネットワークにおけるパケット伝送に関する研究
コグニティブ無線通信システムにおけるマルチバンド周波数ダウンコンバージョン方式に関する研究
UWBシステムと他通信システムとの周波数共用に関する研究
広帯域拡散信号を用いた長距離低速通信に関する研究

2006年度
UWB伝送路周波数特性補償に関する研究
UWBを用いた衛星間測距・測位に関する研究
メッシュネットワークにおけるMAC及びルーティング方式に関する研究
ソフトウェア無線による周回衛星再生中継に関する研究

2005年度
周波数領域拡散を用いたMC-SS-MB-OFDM方式の遅延波の影響に関する検討
センサネットワークにおけるTDoA位置特定法のノード配置評価
包絡線検波を用いたUWB方式における被干渉の影響評価
屋内伝搬環境におけるUWBの受信特性に関する研究

2004年度
アドホックネットワークにおける動的ウェイト割り当てを用いたメディアアクセス制御方式に関する研究
ソフトウェア無線方式における周波数オフセット補償に関する研究

2003年度
UWBにおける被干渉の軽減法に関する研究

2002年度
FH方式を適用した車々間アドホック通信プロトコルに関する研究
低軌道周回衛星システムにおける準同期CDMAに関する研究
マルチモード・マルチタスクソフトウェア無線通信システムにおけるフレキシブルシンボルタイミング同期法に関する研究
ウェーブレット変調を用いたUWBに関する研究
移動体衛星通信における適応CDMA ALOHA方式に関する研究

2001年度
CDMA-ALOHA方式の特性比較と移動体衛星通信路の状態変化に関する研究

2000年度
定包絡線信号の復調における受信帯域制限に関する研究
参照系列を使用したDBF受信アレーアンテナの較正法
CDMA-ALOHA方式を適用した移動体衛星通信に関する研究
GMSK拡散変調の直交同期復調に関する研究
直交ウェーブレットを用いた変調方式の特性に関する研究
マルチビーム低軌道周回衛星CDMAシステムのキャパシティに関する研究