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IEICE TRANSACTIONS on Communications

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    0.73

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    0.002

  • article influence

    0.1

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    1.6

Publication anticipée (mise en ligne immédiatement après acceptation)

Volume E107-B No.11  (Publication Date:2024/11/01)

    Section régulière
  • Système mondial de navigation par satellite Technologie de positionnement précis Open Access

    Nobuaki KUBO  

     
    INVITED PAPER-Navigation, Guidance and Control Systems

      Page(s) :
    691-705

    Dans cette étude, les sujets les plus récents liés à la technologie de positionnement précis du système mondial de navigation par satellite (GNSS) sont abordés. Le positionnement précis signifie ici que la position peut être estimée avec une précision centimétrique. Les technologies prenant en charge le positionnement précis du GNSS comprennent l'augmentation du nombre de satellites de positionnement et la disponibilité des données de correction. Les smartphones sont désormais capables de se positionner au centimètre près. Pour les données de correction, le positionnement cinématique en temps réel (RTK)-GNSS, qui a été principalement utilisé dans l'arpentage, et le nouveau positionnement précis de points-cinématique en temps réel (PPP-RTK) et PPP, attirent l'attention. Le système de satellites japonais Quasi-Zenith a été parmi les premiers à diffuser gratuitement les données de correction PPP-RTK et PPP. RTKLIB est depuis longtemps populaire pour le positionnement précis en temps réel et en post-traitement. Ici, je présente brièvement une méthode pour améliorer ce logiciel. La technologie de positionnement précis reste cruciale car l'utilisation du GNSS dans des applications hautement fiables, telles que les systèmes avancés d'assistance à la conduite, les drones autonomes et les robots, est en augmentation. Pour assurer un positionnement précis, il est essentiel d'améliorer les techniques d'atténuation des trajets multiples. Par conséquent, les facteurs clés liés à ces techniques sont discutés. Je présente également mes efforts pour développer des récepteurs GNSS logiciels pour les jeunes chercheurs et ingénieurs comme base à cet effet. Cette étude vise à présenter ces technologies à la lumière des tendances les plus récentes.

  • Suivi de code à haute stabilité pour les systèmes DSSS à bande limitée Open Access

    Zhiwei LU  Yiwen JIAO  Yudi CHEN  

     
    PAPER-Fundamental Theories for Communications

      Page(s) :
    706-718

    Dans cet article, nous étudions le problème du suivi de code à haute stabilité pour les systèmes à spectre étalé à séquence directe (DSSS) à bande limitée. Dans les systèmes DSSS à bande limitée transportant des applications critiques, une stabilité élevée est requise en plus d'une faible variance d'erreur pour le suivi de code. Par conséquent, nous proposons une méthode de suivi de code à haute stabilité pour les systèmes DSSS à bande limitée, qui construit des vecteurs de domaine fréquentiel à partir du signal reçu, réduit la dimension des vecteurs par intégration et vidage de domaine fréquentiel, et estime l'erreur de retard temporel par la méthode du sous-espace. Nous donnons également une expression sous forme fermée pour la variance d'erreur de retard temporel à l'état stable de la méthode proposée, qui peut être utilisée pour analyser théoriquement les performances de variance d'erreur et concevoir des systèmes DSSS à bande limitée appropriés. L'analyse théorique et les résultats de simulation montrent que la méthode proposée est capable d'améliorer à la fois les plages de suivi de code maximales et linéaires, réalisant ainsi un suivi de code à haute stabilité, et présente des performances de variance d'erreur constantes et une complexité de calcul appropriée.

  • Adaptabilité du routage des fils d'Ariane à la localité géographique de la popularité du contenu dans les réseaux centrés sur l'information Open Access

    Yusaku HAYAMIZU  Miki YAMAMOTO  

     
    PAPER-Network

      Page(s) :
    719-727

    Dans le domaine des réseaux centrés sur l'information (ICN), différents schémas de routage et de mise en cache ont été proposés pour utiliser efficacement les caches du réseau et réduire le trafic réseau. La plupart d'entre eux supposent que la distribution de popularité du contenu demandé par l'utilisateur est homogène. Cependant, la distribution de popularité réelle mesurée sur Internet possède des localités spatiales et temporelles, ce qui peut fortement affecter les performances de mise en cache dans les ICN. Le routage par fil d'Ariane (BC) est une solution clé pour atténuer la dégradation des performances due à la localité spatiale en raison de sa capacité à découvrir de manière flexible les contenus mis en cache dans le chemin hors-chemin. Dans cet article, nous étudions en profondeur les effets spatiaux du BC en révélant où se trouvent les contenus mis en cache utilisés, comment le BC découvre ces contenus, quel type de contenu est trouvé et comment le BC comble le manque de localité de la popularité du contenu. Nous nous concentrons également sur une autre perspective temporelle, à savoir la localité temporelle de la popularité du contenu, et menons une étude approfondie sur la manière dont le routage BC peut être adapté à la localité spatiotemporelle de la popularité du contenu dans les ICN.

  • Détection d'anomalies spatiales à l'aide d'un proxy Fast xFlow pour un réseau IP national Open Access

    Shohei KAMAMURA  Yuhei HAYASHI  Takayuki FUJIWARA  

     
    PAPER-Internet

      Page(s) :
    728-738

    Cet article propose une méthode de détection d'anomalies utilisant le proxy Fast xFlow, qui permet une mesure fine du trafic de communication. Lorsqu'une panne survient dans les services ou les réseaux, le trafic de communication change de comportement par rapport à son comportement normal. Par conséquent, les anomalies peuvent être détectées en analysant leurs autocorrélations. Cependant, dans les réseaux d'opérateurs à grande échelle, les paquets sont généralement encapsulés et observés sous forme de valeurs agrégées, ce qui rend difficile la détection de changements infimes dans les flux de communication individuels. Par conséquent, nous avons développé le proxy Fast xFlow, qui analyse les paquets encapsulés en temps réel et permet de mesurer les flux à une granularité arbitraire. Dans cet article, nous proposons un algorithme qui utilise le proxy Fast xFlow pour détecter non seulement l'occurrence de l'anomalie mais aussi sa cause, c'est-à-dire l'emplacement du défaut de bout en bout. L'idée n'est pas seulement d'analyser l'autocorrélation d'un flux spécifique, mais aussi d'appliquer une analyse spatiale pour estimer l'emplacement du défaut en comparant le comportement de plusieurs flux. Grâce à des simulations approfondies, nous démontrons que les pannes de station de base, de réseau et de service peuvent être détectées sans aucune détection de faux négatifs.

  • Gestion de l'énergie économe en énergie pour les stations de base O-RAN utilisant l'analyse des flux piétonniers et les réseaux non terrestres Open Access

    Takaya MIYAZAWA  Kentaro ISHIZU  Hitoshi ASAEDA  Hiroyuki TSUJI  Hiroaki HARAI  

     
    PAPER-Network Management/Operation

      Page(s) :
    739-753

    Récemment, l'architecture du réseau d'accès radio ouvert (O-RAN) a été censée améliorer à la fois l'ouverture des composants du réseau et l'intelligence des fonctions de contrôle en tant qu'architecture RAN prometteuse pour les réseaux Beyond 5G (B5G)/6G. Parallèlement, la consommation d'énergie des stations de base (BS) dans le RAN est un problème sérieux qui doit être résolu en raison de l'augmentation récente des types de services tels que la 4G-LTE, la 5G et la 5G locale, et elle sera plus remarquable à l'avenir dans l'ère B5G. Cependant, un RAN conventionnel subit un gaspillage d'énergie car il met sous tension l'alimentation de toutes les BS à tout moment, même dans les zones de couverture qui accueillent un petit nombre de terminaux mobiles et un faible trafic. L'O-RAN Alliance discute des économies d'énergie des BS, mais sa spécification standard manque de discussions suffisantes sur les modèles et protocoles concrets pour réaliser une gestion de la mise sous tension/hors tension des BS très économe en énergie. D'autre part, la convergence des réseaux terrestres (TN) et non terrestres (NTN) a récemment été considérée dans la recherche universitaire et la normalisation comme une technologie émergente pour les réseaux B5G. Cependant, l'utilisation des capacités NTN pour le contrôle de mise sous/hors tension des BS TN dans l'architecture O-RAN standard reste non étudiée, bien qu'elle ait le potentiel d'atteindre une efficacité énergétique plus élevée. Cette étude propose une nouvelle architecture de gestion de l'énergie économe en énergie pour les BS O-RAN. L'architecture de gestion de l'énergie proposée étend l'architecture O-RAN standard traditionnelle de sorte que les résultats d'analyse du flux piétonnier et les capacités NTN peuvent être utilisés efficacement pour obtenir un effet d'économie d'énergie plus élevé pour les BS O-RAN. Par conséquent, le contrôle de mise sous/hors tension proposé réduit la consommation d'énergie des BS O-RAN tout en maintenant la continuité des communications, le débit binaire et d'autres mesures. Nous avons effectué des calculs numériques en utilisant des ensembles de données réels de flux piétonniers dans des zones de maillage régionales. En conséquence, nous avons prouvé que l'architecture proposée réduit la consommation d'énergie jusqu'à 40 % lorsque le NTN peut prendre en charge le trafic des UE d'environ 400 Mbps. De plus, nous avons mis en œuvre des fonctions d'analyse du flux piétonnier et de contrôle de la puissance dans les contrôleurs. Nous avons vérifié la faisabilité des fonctions en démontrant la mise sous/hors tension d'une BS O-RAN à l'aide d'un banc d'essai de réseau mobile.

  • Observations DDMA-MIMO/Capon à l'aide du radar MU : vérification de la largeur du faisceau à l'aide de la réflexion de la Lune Open Access

    Tomoya MATSUDA  Koji NISHIMURA  Hiroyuki HASHIGUCHI  

     
    PAPER-Antennas and Propagation

      Page(s) :
    754-764

    La technologie à réseau phasé est principalement utilisée dans les radars de profilage atmosphérique et de vent pour la télédétection météorologique. En tant que nouvelle voie de progrès dans la technologie à réseau phasé, la technique à entrées multiples et sorties multiples (MIMO), développée à l'origine pour les systèmes de communication, a été appliquée aux systèmes radar. Un système radar MIMO peut être utilisé pour créer un plan d'ouverture d'antenne de réception virtuel avec liberté de transmission. La technique MIMO nécessite des formes d'onde orthogonales sur chaque émetteur pour identifier les signaux d'émission à l'aide de plusieurs récepteurs ; diverses méthodes ont été développées pour réaliser l'orthogonalité. Dans cette étude, nous nous concentrons sur la technique MIMO à accès multiple par division Doppler (DDMA) en utilisant des fréquences légèrement différentes pour les formes d'onde d'émission, qui peuvent être séparées par différents récepteurs dans le domaine de fréquence Doppler. Le radar de moyenne et haute atmosphère (MU) est un radar atmosphérique à réseau phasé en bande VHF avec des récepteurs multicanaux. Des configurations supplémentaires sont nécessaires, nécessitant l'inclusion d'émetteurs multicanaux pour permettre son fonctionnement en tant que radar MIMO. Dans cette étude, une comparaison entre la distribution de luminosité du formateur de faisceaux, utilisant les échos réfléchis par la lune, et le diagramme d'antenne obtenu par calculs a révélé un degré élevé de cohérence, ce qui signifie que le radar MU fonctionne efficacement comme un radar MIMO. De plus, il est démontré que l'application simultanée des techniques MIMO et Capon a un effet mutuellement bénéfique.

  • Transmission coopérative d'appareils sans fil à énergie limitée dans les réseaux de communication sans fil assistés par IRS Open Access

    Yun WU  ZiHao CHEN  MengYao LI  Han HAI  

     
    PAPER-Antennas and Propagation

      Page(s) :
    765-775

    La surface réfléchissante intelligente (IRS) est une technologie efficace pour améliorer l'efficacité énergétique et spectrale du réseau de communication sans fil (WPCN). Dans le cadre de la coopération des utilisateurs, nous proposons un système WPCN assisté par IRS dans lequel les appareils sans fil (WD) collectent l'énergie sans fil dans la liaison descendante (DL) puis partagent les données. Les WD à antenne unique adjacents coopèrent pour former un réseau d'antennes virtuelles afin que leurs informations puissent être transmises simultanément au point d'accès hybride commun (HAP) multi-antenne via la liaison montante (UL) à l'aide de la technologie MIMO (entrées multiples, sorties multiples). En optimisant conjointement la formation de faisceau passive au niveau de l'IRS, la formation de faisceau active dans la DL et l'UL, l'énergie consommée par le partage de données et l'allocation temporelle de chaque phase, nous formulons un problème de maximisation du débit UL. Cependant, ce problème d'optimisation n'est pas convexe car les variables d'optimisation sont fortement couplées. Dans cette étude, nous appliquons la technologie d'optimisation alternée (AO) pour découpler les variables d'optimisation et proposons un algorithme efficace pour éviter la difficulté de résoudre directement le problème. Les résultats numériques indiquent que la méthode d'optimisation conjointe améliore considérablement les performances de débit UL dans le WPCN multi-utilisateurs par rapport à diverses méthodes de base.

  • Analyse de la formation de faisceaux pour la communication OAM à l'aide de réseaux d'antennes en boucle et de paraboloïdes Open Access

    Akira SAITOU  Kaito UCHIDA  Kanki KITAYAMA  Ryo ISHIKAWA  Kazuhiko HONJO  

     
    PAPER-Antennas and Propagation

      Page(s) :
    776-784

    L'expression analytique de la transmission pour la communication par moment angulaire orbital (OAM) utilisant des réseaux d'antennes en boucle et des paraboloïdes est dérivée pour atteindre une distance de communication de 100 m. Avec la distribution de champ du « mode OAM transformé » unique rayonné par une antenne en boucle, le champ collimaté par le paraboloïde émetteur et son champ diffracté sont dérivés analytiquement. Les effets des fréquences, des tailles des paraboloïdes et des décalages des réseaux d'émission et de réception par rapport aux plans focaux sont inclus. Avec la distribution de champ diffracté sur le plan focal du paraboloïde récepteur, la transmission entre les antennes en boucle d'émission et de réception est estimée analytiquement. Il est démontré que la transmission entre les antennes avec différents modes OAM est nulle, mais que la transmission entre les antennes avec le même mode peut être réduite. Pour clarifier le mécanisme de la réduction, les facteurs de la réduction sont définis quantitativement et les formules explicites sont dérivées. Sur la base des résultats analytiques, une estimation numérique pour une distance de communication de 100 m est démontrée, où la fréquence, la distance focale et la taille du paraboloïde sont respectivement de 150 GHz, 50 cm et 100 cm. Lorsque les deux réseaux sont situés sur chaque plan focal, la transmission du signal est supérieure à -7.78 dB pour huit types de modes OAM. La transmission est la plus faible pour le mode d'ordre le plus élevé. La perte de transmission est atténuée en optimisant les décalages des réseaux d'émission et de réception par rapport à leurs plans focaux. La perte est rendue presque uniforme en exploitant le compromis de l'amélioration pour les ordres de mode. La transmission est améliorée de 5.98 dB, pour être supérieure à -1.80 dB, en optimisant les décalages des réseaux.

  • Système de temps, fréquence et espace orthogonal basé sur la modulation spatiale améliorée Open Access

    Anoop A  Christo K. THOMAS  Kala S  

     
    PAPER-Wireless Communication Technologies

      Page(s) :
    785-796

    Dans cet article, une nouvelle modulation spatiale améliorée basée sur la modulation orthogonale temps-fréquence (ESM-OTFS) est proposée pour maximiser les avantages de la modulation spatiale améliorée (ESM) et de la transmission dans l'espace temps-fréquence orthogonal (OTFS). L'objectif principal de cette nouvelle modulation est d'améliorer la fiabilité de la transmission, en répondant aux exigences exigeantes des débits de transmission élevés et du transfert rapide de données dans les futurs systèmes de communication sans fil. L'article décrit d'abord le modèle du système et les techniques spécifiques de traitement du signal employées dans l'ESM-OTFS. De plus, un nouveau détecteur basé sur l'estimation du signal clairsemé est présenté spécifiquement pour l'ESM-OTFS. L'estimation du signal clairsemé est effectuée à l'aide d'une approximation postérieure entièrement factorisée utilisant l'inférence bayésienne variationnelle qui conduit à une solution de faible complexité sans aucune inversion de matrice. Les résultats de simulation indiquent que l'ESM-OTFS surpasse l'OTFS traditionnel basé sur la modulation spatiale, et que le nouvel algorithme de détection introduit surpasse les autres méthodes de détection linéaire.

  • Analyse de la confidentialité de la sélection d'antennes de transmission avec GSC/SC hybride dans les systèmes relais AF-MIMO Open Access

    Donghun LEE  

     
    PAPER-Wireless Communication Technologies

      Page(s) :
    797-801

    Cet article étudie la probabilité de panne de secret de la sélection d'antenne de transmission (TAS) avec une combinaison de sélection généralisée hybride (GSC)/combinaison de sélection (SC) dans un système relais à entrées multiples et sorties multiples (MIMO) d'amplification et de transfert (AF). Cet article dérive l'expression exacte de la distribution cumulative (CDF) du rapport signal/bruit (SNR) reçu pour TAS avec un système hybride GSC/SC. En utilisant la CDF dérivée, ce travail dérive la limite inférieure et les formes asymptotiques pour le système de combinaison hybride pour la probabilité de panne de secret. Les résultats asymptotiques montrent que le système hybride proposé fournit la diversité de secret du produit du nombre d'antennes dans le nœud relais et du nombre avec le plus petit nombre d'antennes parmi le nœud source et le nœud utilisateur. Un résultat intéressant est que l'ordre de diversité de secret est indépendant du nombre de signaux de combinaison et du nombre d'écouteurs clandestins.

  • Simulation de l'encombrement radar dans une distribution composée généralisée corrélée basée sur un ZMNL amélioré Open Access

    Yi CHENG  Kexin LI  Chunbo XIU  Jiaxin LIU  

     
    PAPER-Sensing

      Page(s) :
    802-808

    Dans les systèmes radar modernes, le modèle de distribution composée généralisée est plus adapté pour décrire les caractéristiques de distribution d'amplitude du fouillis marin radar. La simulation précise et efficace du fouillis marin a une importance pratique importante pour le traitement du signal radar et la détection des cibles à la surface de la mer. Cependant, dans la méthode traditionnelle de non-linéarité à mémoire nulle (ZMNL), le modèle de distribution composée généralisée corrélée ne peut pas gérer les paramètres non intégraux ou non semi-intégraux. Afin de surmonter cette lacune, une nouvelle méthode de génération de fouillis distribué composé généralisé corrélé est proposée, qui modifie la méthode de génération de séquences aléatoires distribuées Gamma généralisées dans les modèles de distribution composée généralisée traditionnels. Tout d'abord, en combinant avec la distribution Gamma et en utilisant l'additivité de la distribution Gamma, la fonction de densité de probabilité (PDF) de la fonction Gamma est transformée en une équation différentielle ordinaire non linéaire du second ordre, et la séquence distribuée Gamma sous un paramètre arbitraire est résolue. Ensuite, la séquence distribuée Gamma généralisée avec un paramètre arbitraire peut être obtenue grâce à la relation de transformation non linéaire entre la distribution Gamma généralisée et la distribution Gamma, de sorte que les paramètres de forme du fouillis marin distribué composé généralisé sont étendus aux nombres réels généraux. Les résultats de simulation montrent que la méthode proposée est non seulement adaptée à la simulation de fouillis avec des valeurs de paramètres de forme non intégrales ou non semi-intégrales, mais améliore également le degré d'ajustement.

  • Une expérience de réception mobile des messages de navigation I/NAV améliorés de Galileo Open Access

    Satoshi TAKAHASHI  

     
    PAPER-Navigation, Guidance and Control Systems

      Page(s) :
    809-816

    Dans le positionnement par satellite, la réception de signaux de télémétrie et l'acquisition de messages de navigation sont toutes deux nécessaires. En général, l'acquisition de messages de navigation ne nécessite pas toujours la réception d'ondes radioélectriques ; cependant, lorsque des ondes radioélectriques sont utilisées pour l'acquisition, une période de réception continue nettement supérieure à une seconde est nécessaire. Le système européen de positionnement par satellite, Galileo, a commencé à diffuser de nouveaux messages de navigation à partir d'août 2022. L'amélioration repose sur un modèle de synchronisation secondaire, une correction d'erreur directe secondaire et une réduction des éphémérides pour faciliter la récupération rapide des interruptions d'acquisition de messages causées par une détérioration temporaire de la réception radio. Cet article évalue les caractéristiques de récupération des interruptions d'acquisition de messages de navigation en déplaçant la réception de ce message de navigation I/NAV amélioré.

  • Mécanisme de contrôle du débit binaire adaptatif à long terme Open Access

    Pierre LEBRETON  Kazuhisa YAMAGISHI  

     
    PAPER-Multimedia Systems for Communications

      Page(s) :
    817-830

    Le streaming vidéo à débit binaire adaptatif (ABR) est une application importante sur Internet. Pour garantir aux utilisateurs des services de haute qualité, des mécanismes de contrôle ABR doivent être conçus pour sélectionner judicieusement les segments en fonction du débit réseau disponible. Pour résoudre le problème de sélection des segments, cet article décrit un mécanisme de contrôle adaptatif du débit qui exploite les informations de débit à long terme dans le processus de sélection des segments. Alors que les travaux précédents ont examiné la manière dont la qualité doit être demandée sur une base par segment, la méthode proposée augmente le délai d'analyse et permet d'atteindre une qualité d'expérience (QoE) supérieure. Cela se fait en sélectionnant de manière appropriée une séquence de valeurs de qualité de segments consécutifs au lieu de la valeur d'un seul segment. Les résultats de simulation sont rapportés sur une grande variété de conditions de réseau réelles et divers algorithmes de prédiction de débit et montrent l'avantage de la méthode proposée par rapport aux mécanismes de contrôle ABR conventionnels.