2021/04/12 更新

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ベン ナイラ シャドリア
BEN NAILA Chedlia
BEN NAILA Chedlia
所属
名古屋大学 未来材料・システム研究所 システム創成部門 助教
職名
助教
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学位 3

  1. 博士号, 国際情報通信学 ( 2012年3月   早稲田大学 ) 

  2. 修士 ( 2005年7月 ) 

  3. Eng. Degree ( 2004年1月   Institut National des Sciences Appliquées et de Technologie, (INSAT), Tunis, Tunisia ) 

研究分野 1

  1. ものづくり技術(機械・電気電子・化学工学) / 通信工学  / 光無線通信, 光無線MIMO, イメージングMIMO, 屋内無線通信,長距離伝送

現在の研究課題とSDGs 1

  1. 屋内長距離高速光無線ネットワークの イメージングMIMO による実現

経歴 4

  1. 名古屋大学   未来材料・システム研究所、片山研究室   助教授

    2020年4月 - 現在

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    国名:日本国

  2. 名古屋大学   未来材料・システム研究所、片山研究室   研究員

    2019年10月 - 2020年3月

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    国名:日本国

  3. 早稲田大学   基幹理工学部 G30   非常勤講師

    2014年10月 - 2019年9月

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    国名:日本国

  4. 国際電気通信連合, ジュネーブ, スイス

    2012年5月 - 2012年6月

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    国名:日本国

 

論文 4

  1. Experimental Evaluation of Indoor Optical Wireless MIMO Systems With Square and Linear Array Constellations 査読有り 国際誌

    Nakamura Tetsuya, Ben Naila Chedlia, Kobayashi Kentaro, Okada Hiraku, Katayama Masaaki

    IEEE PHOTONICS JOURNAL   13 巻 ( 1 )   2021年2月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:IEEE PHOTONICS  

    In this article, we investigate the performance of the newly designed 4 × 4 optical wireless multiple-input-multiple-output (MIMO-OWC) system based on a linearly-shaped arrangement of transmitters and receivers, to achieve long-distance and high data rate transmission. To highlight the importance of selecting an appropriate arrangement for the optical elements, we carried on a comparative study, considering both the conventional square and the proposed horizontal linear constellation of optical modems. The performance of the bit error rate (BER) is experimentally evaluated at distances up to 65 m, using two important metrics inherent to the MIMO transmission channel matrix, i.e., the Frobenius norm and the condition number. The results show that the channel matrix shape characterized by the condition number dominates the BER if the Frobenius norm is smaller than 1. Furthermore, the proposed MIMO-OWC system employing a linearly-shaped arrangement of transmitters and receivers, shows to be more immune to the calibration error rather than the conventional square constellation optical modems. Moreover, the transmission of 100 Mbps data-rate and a BER lower than 10 -4 could be successfully achieved at a 65 m communication range.

    DOI: 10.1109/JPHOT.2021.3050499

    Web of Science

  2. Experimental Evaluation of an Indoor Long Distance High Speed Imaging MIMO System 査読有り

    Authors A. Iwasa, C. Ben Naila, K. Kobayashi, H. Okada, M. Katayama

    IEEE Global Communications Conference 2020 (GLOBECOM)     2020年12月

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    担当区分:責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

    In a large-scale indoor environment such as an industrial one, a multiple-input-multiple-output optical wireless communication (MIMO-OWC) system represents a flexible and easy-to-deploy solution to achieve point-to-point long-distance and high-speed data transmission. The majority of imaging MIMO-OWC systems have mainly targeted high data rate communication over short distances, not exceeding 10 m. In this work, on the contrary, we focus on longer-distance links providing high- speed transmission data rate. For this purpose, we propose an imaging MIMO-OWC system that features an improved optical modulator array with a one-dimensional element arrangement, and a new imaging receiver using long focal length lenses placed in front of the receiving photo-detector array. The performance of the proposed system is then experimentally evaluated. The obtained results show that the measured MIMO channel matrices have sparse patterns, which means that the elements not corresponding to the emitted beams are nearly zero. We successfully demonstrate the transmission at a high data rate of 100 Mbps over a long distance of 50 m. This result surpasses the achieved distance corresponding to the conventional MIMO-OWC system using an independent optical system for each light-receiving element. Consequently, the experimental results confirm that our proposed system has the potential for higher speed with longer distances.

    DOI: 10.1109/GLOBECOM42002.2020.9322574

  3. Flight Model Using Voronoi Tessellation for a Delay-Tolerant Wireless Relay Network Using Drones 査読有り 国際誌

    Asano Hiroyuki, Okada Hiraku, Ben Naila Chedlia, Katayama Masaaki

    IEEE ACCESS   9 巻   頁: 13064 - 13075   2021年1月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:IEEE Access  

    In this article, we consider a wireless relay network using drones as a temporary communication system in a large-scale disaster area. We assume that insufficient drones are present to maintain a wireless connection, and we apply a delay-tolerant network to this system. In this system, information is transmitted by wireless transmission between drones and their movement, and as the delivery delay mainly depends on the latter, the movement pattern of the drones, which we call a flight model, is of great importance. We utilize coverage control to handle the deployment of multiple drones and propose a novel flight model of drones using Voronoi tessellation. In the proposed model, we calculate the Voronoi cell using the predicted positions of some drones, and we associate weights with those positions to utilize the weighted Voronoi cell. Through simulation, we evaluate the relationship among the weight decay method, distribution and movement of drones, and delay characteristics. Simulation results demonstrate that the proposed flight model achieves better delay characteristics by setting appropriate weights compared to a previous flight model.

    DOI: 10.1109/ACCESS.2021.3051913

    Web of Science

  4. ドローンを用いた無線リレーネットワークにおける反発率を導入した反発飛行 査読有り

    浅野博之,岡田啓,ベンナイラシャドリア,片山正昭

    電子情報通信学会論文誌 B   J103-B 巻 ( 12 ) 頁: 679 - 683   2020年12月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:電子情報通信学会  

    広域災害被災地における臨時通信システムとして,ドローンを用いた無線リレーネットワークを考える.ドローンの飛行モデルである反発飛行について,どの程度離れた位置を目的地とするかを決める反発率を導入し,反発率を変化させた場合の遅延特性を評価する.

    DOI: 10.14923/transcomj.2020JBL4004

講演・口頭発表等 8

  1. 確認応答のあるセンサネットワークにおけるバリュープット向上手法の検討

    棚橋亮太, ベンナイラシャドリア, 岡田啓, 片山正昭

    電子情報通信学会 総合大会  2021年3月  電子情報通信学会 総合大会

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    開催年月日: 2021年3月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:オンライン   国名:日本国  

    センサネットワークでは,収集された情報の量だけでなく,情報発生からの経過時間・情報鮮度が重要である.そこで本稿は,確認応答のあるセンサネットワークを例として,情報量と情報鮮度を共に考慮した評価尺度バリュープットを向上する手法を検討し,情報鮮度を評価尺度に導入する意味を明らかにする.そのために,パケット再送と初回送信タイミングシフトの二つの手法を提案し,それぞれがバリュープットに与える影響をシミュレーションにより評価する.結果から,パケット再送はスループット向上には有効だが,バリュープット向上には必ずしも効果的でないこと,初回送信タイミングシフトは,バリュープット向上が大きいことなどを示す.

  2. 長距離高速8×8光無線MIMO通信システムの実験的評価

    中村哲也, ベンナイラシャドリア, 小林健太郎, 岡田啓, 片山正昭

    電子情報通信学会 総合大会  2021年3月  電子情報通信学会

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    開催年月日: 2021年3月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:オンライン   国名:日本国  

    本研究では,屋内環境で長距離光無線MIMO通信システムを構築することを考える.光無線MIMO通信システムでは伝搬路行列の形は光学系の素子配置に強く依存している.著者らは,光素子を横一列に配置する線形アレイ配置の方が正方形アレイ配置より優れていることを理論と実験によって示している.そこで本研究では,通信速度の向上を目的に,線形アレイ配置の8×8光無線MIMOについて通信実験を実施し,BERの測定から通信距離特性を評価した.結果として,通信速度200Mbpsにおいて60mで2.8×10^-3以下,65mで1.0×10^-2以下のBERを達成した.

  3. Indoor Long Distance High Speed Imaging MIMO System with Linear Transmitting Element Array

    C. Ben Naila, H. Okada, M. Katayama

    2021年3月5日  IEICE Technical Report, WBS2020-59

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    開催年月日: 2021年3月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:Online   国名:日本国  

    Multiple-input-multiple-output optical wireless communication (MIMO-OWC) system is considered asa potential candidate to meet the ever-increasing demand for higher capacity, better reliability, and flexibility inchallenging industrial environments. In order to further speeding up the communication at a longer distance, wepropose an imaging MIMO-OWC system that features an improved optical transmitting array with a one-dimen-sional element arrangement, and a new imaging receiver using long focal length lenses placed in front of the receivingphoto-detector array. We successfully demonstrate an error-free transmission at a high data rate of 200 Mbps overa long distance of 65 m.

  4. 無線LANにおける競合・隠れ端末存在下での機械学習を用いた送信レート選択手法の性能評価

    渡邊壮輝,岡田啓,ベンナイラシャドリア,片山正昭

    電子情報通信学会技術研究報告  2021年3月  電子情報通信学会

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    開催年月日: 2021年3月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:オンライン   国名:日本国  

    IEEE802.11 には変調方式,符号化率の組み合わせをインデックス化したModulation and Coding Scheme (MCS) により,多段階で送信レートが規定されている.通信環境に対して適切な送信レートを選択することがスルー プット最大化のために必要である.しかし,実際の通信環境はフェージングの影響や他の通信による競合・隠れ端末 問題など,複雑な要因が絡み合っており,従来手法では適切な送信レートを選択することは難しい.先行研究では, 機械学習を適用することで複雑な通信環境に対応した送信レート選択手法を検討した.しかし,1 対1 の通信実験の みで,従来手法との比較が十分になされていない.本研究では,LightGBM を適用した送信レート選択と従来手法を, 競合する通信の存在下にて比較検証を行うことで提案手法の優位性を示す.

  5. 広域災害被災地におけるドローンを用いた無線リレーネットワーク ~ ボロノイ分割を利用した飛行モデルの一検討 ~

    浅野博之,岡田啓,ベンナイラシャドリア,片山正昭

    電子情報通信学会技術研究報告  2020年11月  電子情報通信学会

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    開催年月日: 2020年11月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    国名:日本国  

    広域災害被災地における臨時通信システムとしてドローンを用いた無線リレーネットワークを考える.マルチエージェントの配置を扱う被覆制御に注目し,ボロノイ分割を利用した新たなドローンの飛行モデルを提案する.提案飛行モデルでは通常の被覆制御の拡張として,通信範囲外となったドローンの位置を通信時の目的地から予測してボロノイ領域を計算する.また,通信外のドローンの予測位置に重みを設定することで,通常のボロノイ領域の代わりに重み付きボロノイ領域を用いる.シミュレーション結果から,提案飛行モデルは予測位置の重みを適切に設定することでネットワークの遅延特性を改善できることを示す.

  6. 無線分散ネットワークにおける機械学習を用いた送信レート選択手法

    渡邊壮輝,岡田啓,ベンナイラシャドリア,片山正昭

    電子情報通信学会技術研究報告  2020年10月  電子情報通信学会

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    開催年月日: 2020年10月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:オンライン   国名:日本国  

    IEEE 802.11無線LANを用いた分散ネットワークでは,各ノードは,変調方式と符号化率の組み合わせにより定められた,複数の送信レートを利用することができる.スループットを最大化するためには,通信環境の変化に合わせた適切な送信レートを選択する必要がある.従来のアルゴリズムでは,Received Signal Strength Indication(RSSI)や通信成功率,確認応答フレームを参照することでスループットの最大化を目指している.しかし,RSSIとスループットが1対1対応しないことや,隠れ端末問題による不必要な送信レート制御,さらには,複数のアンテナが存在する場合,RSSIも複数取得できることなど,様々な要因により実環境におけるスループットの最大化は実現することが難しい.そこで本研究では,実験により収集されたRSSI等の通信品質情報やスループットをデータセットとした教師あり学習を行い,通信品質情報を入力とし,送信レートを出力とするモデルを作成する.提案手法としてGradient boosting regressorを使用したレート選択モデルを作成し,従来手法とスループットの比較実験を行った結果.一部従来手法を上回る結果を達成出来たことを報告する.

  7. ドローンを用いたリレーネットワークにおける被覆制御に注目した飛行モデルの一検討

    浅野博之,岡田啓,ベンナイラシャドリア,片山正昭

    電子情報通信学会 通信ソサイエティ大会  2020年9月  電子情報通信学会

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    開催年月日: 2020年9月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:オンライン   国名:日本国  

    広域災害被災地における臨時通信システムとして,ドローンが移動しながら情報を中継するリレーネットワークを考える.本研究では,情報が送信元から宛先に伝達するまでにかかる遅延時間を短縮することを目指す.その実現のため,マルチエージェントシステムの被覆制御に注目し,それを利用した新たな飛行モデルとして,被覆飛行,目的地維持型被覆飛行を提案,及びシミュレーションにより性能を評価する.シミュレーションから得られた遅延時間とドローンの飛行軌跡を考察し,ドローンの台数が多い場合に目的地維持型被覆飛行が既存の飛行モデルより低遅延なリレーネットワークを構築できることを示す.

  8. 光無線MIMOシステムの通信性能に及ぼす光素子配置の影響

    中村哲也,ベンナイラシャドリア,小林健太郎,岡田啓,片山正昭

    電子情報通信学会技術研究報告  2020年7月  電子情報通信学会

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    開催年月日: 2020年7月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:オンライン   国名:日本国  

    高速通信用の4×4 光無線MIMO(Multiple-Input Multiple-Output) 通信システムの送受信光アレイにおいて,線形の素子配置の適用を考える.さらに実験により従来の正方形光アレイとの通信性能の比較・検討を行った.具体的には,距離65m までの範囲通信を行い,伝搬路行列のフロベニウスノルムおよび条件数とビット誤り率との関係を評価した.その結果,BER は,フロベニウスノルムが1以下となるような領域では,伝搬路行列の条件数がビット誤り率を支配することを示した.さらに,従来の正方形アレイと比べ,線形アレイを用いる方が,通信性能に与える設置誤差の影響が小さいことなどを明らかにした.また,通信距離速度の点では,65m・100Mpbs において10^−4以下の誤り率を実現した.

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担当経験のある科目 (本学) 3

  1. 大実験

    2020

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    実験:「イメージベースドモーションコントロール」 
    「モーションコントロール」とは、アクチュエータを用いた高度な運動制御技術の総称であり、電気機械工学、パワーエレクトロニクス、センサー工学、制御工学、マイクロコンピュータ技術の融合からなる技術分野である。本実験では、カメラを備えるロボットカーの構築、ならびにカメラで獲得した画像から物体を認識します。 ロボットカーは、いわゆる画像工学的アプローチによってプログラムおよび制御され、実験の最後にグループコンテストが開催されました。

  2. G30学生実験

    2020

  3. 学生実験

    2020

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    「C4 計算機間データ通信とプロトコル」という実験では,LAN(Local Area Network)やインターネットの標準ネットワークアーキテクチャであるTCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)スイートを理解することを目的として,ネットワークに接続されたコンピュータ間のデータ通信実験を行います.