電力効率を3桁向上させるセンサネットワークのレイヤ間垂直統合研究

传感器网络各层之间的垂直集成研究，将功率效率提高三个数量级

• 批准号: 09J00333
• 负责人: 和泉 慎太郎
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Kobe University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2011
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-09J00333/
• 关键词: VLSI; センサーネットワーク; 低消費電力; 垂直統合設計; マイクロホンアレイ; センサネットワーク

平成23年度は、昨年度に引き続きアプリケーション層までを含んだセンサネットワークの垂直統合設計研究をおこなった。本研究ではセンサネットワークの新たな応用分野としてマイクアレイを用いる音声インタフェースに着目し、センサネットワーク技術を用いたネットワーク型マイクアレイシステムを提案している。提案システムでは、小規模なマイクアレイ・センサノード(サブアレイ)を多数配置し、それらの間で有線ネットワークを構築して協調動作をおこなうことで、従来の大規模マイクアレイにおける演算量や消費電力の問題を解決する。小規模なマイクアレイ・センサノード(サブアレイ)を多数配置し、それらの間で有線ネットワークを構築して協調動作をおこなうことで、大規模なマイクアレイ音声処理システムを実現する。従来のデータ収集のみを目的としたアプリケーションとは異なり、ネットワーク型マイクアレイシステムには「リアルタイム処理」、「センサノード間の時刻同期」、「ネットワーク分散処理」という3つの機能が必要であった。さらに本年度の研究成果として、複数音源に対応するマイクアレイネットワークシステムのためのクラスタベース経路構築手法を提案した。提案ルーティング手法をマイクアレイネットワークに適用することで、複数の音源位置に対して効率の良い経路を構築し、各音源からの音声を同時に収集することができる。これにより、例えば複数話者に対応した音声会議システムなどが実現できる。

2011财年，继去年之后，我们对传感器网络进行了垂直整合设计研究，包括应用层。在本研究中，我们重点关注使用麦克风阵列的音频接口作为传感器网络的新应用领域，并提出了一种使用传感器网络技术的网络化麦克风阵列系统。该系统中布置了大量的小型麦克风阵列和传感器节点（子阵列），并在它们之间构建有线网络来进行协作操作，从而减少了常规大型麦克风阵列和传感器节点（子阵列）的计算量和功耗。规模麦克风阵列解决了这个问题。通过布置多个小型麦克风阵列/传感器节点（子阵列），并在它们之间构建有线网络，并进行协作操作，实现大规模麦克风阵列音频处理系统。与仅以数据收集为目的的传统应用不同，网络麦克风阵列系统需要三个功能：“实时处理”、“传感器节点之间的时间同步”和“网络分布式处理”。此外，作为今年的研究成果，我们提出了一种基于集群的路由构建方法，用于支持多个声源的麦克风阵列网络系统。通过将所提出的路由方法应用于麦克风阵列网络，可以为多个声源位置构建有效的路由并同时从每个声源收集音频。这使得例如可以实现支持多个扬声器的音频会议系统。

项目成果

A single-chip sensor node LSI with synchronous MAC protocol and divided data-buffer SRAM

• DOI: 10.1109/socdc.2009.5423905
• 发表时间: 2009-11
• 期刊: 2009 International SoC Design Conference (ISOCC)
• 作者: T. Takeuchi;S. Izumi;T. Matsuda;Hyeokjong Lee;T. Konishi;K. Tsuruda;Yasuhiro Sakai;H. Kawaguchi;C. Ohta;M. Yoshimoto

ネットワーク型マイクロホンアレイ間のデータ集約による音声信号ビームフォーミング

通过网络麦克风阵列之间的数据聚合进行音频信号波束形成

• 发表时间: 2010
• 作者: 和泉慎太郎;野口紘希;高木智也;久賀田耕史;祖田心平;吉本雅彦;川口博
• 通讯作者: 川口博

分散処理を用いた超低消費電力ネットワーク型マイクロホンアレーの研究

采用分布式处理的超低功耗网络麦克风阵列研究

• 发表时间: 2010
• 作者: 祖田心平;久賀田耕史;高木智也;和泉慎太郎;野口紘希;吉本雅彦;川口博
• 通讯作者: 川口博

A Low-Power Multi Resolution Spectrum Sensing Architecture for a Wireless Sensor Network with Cognitive Radio

用于具有认知无线电的无线传感器网络的低功耗多分辨率频谱传感架构

• 发表时间: 2011
• 期刊: IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics
• 作者: T.Konishi;S.Izumi;K.Tsuruda;H.Lee;T.Takeuchi;M.Yoshimoto;H.Kawaguchi
• 通讯作者: H.Kawaguchi

マイクアレイネットワークを用いた宅内サービス実現可能性の検討

利用麦克风阵列网络进行家庭服务的可行性研究

• 发表时间: 2011
• 作者: 祖田心平;まつ本真佑;中村匡秀;和泉慎太郎;川口博;吉本雅彦
• 通讯作者: 吉本雅彦