研究者業績

関屋 大雄

セキヤ ヒロオ  (Hiroo Sekiya)

基本情報

所属
千葉大学 大学院情報学研究院 教授
湘潭大学 Xiangtan University Honored Professor
長崎総合科学大学 客員教授
学位
博士(工学)(慶應義塾大学)

ORCID ID
 https://orcid.org/0000-0003-3557-1463
J-GLOBAL ID
200901086143684628
researchmap会員ID
1000357243

外部リンク

令和6年-      千葉大学大学院情報学研究院教授
平成30年-令和6年 千葉大学大学院工学研究院 教授
平成28年-平成30年 千葉大学大学院融合科学研究科 教授
平成27年-令和2年 湘潭大学(Xiangtan University) Honorary Professor
平成23年-平成28年 千葉大学大学院融合科学研究科 准教授
平成20年-平成22年 Wright State University 訪問研究員(日本学術振興会海外特別研究員)
平成19年-平成23年 千葉大学大学院融合科学研究科 助教
平成13年-平成19年 千葉大学大学院自然科学研究科 助手

平成13年 慶應義塾大学院理工学研究科電気工学専攻博士課程修了 博士(工学)


受賞

 7

論文

 139
  • Wenqi Zhu, Yutaro Komiyama, Ayano Komanaka, Kien Nguyen, Hiroo Sekiya
    IEEE Transactions on Industrial Electronics 71(9) 10433-10443 2024年9月1日  
    This article presents a load-independent zero-current switching (ZCS) parallel-resonant inverter with a constant output current. The proposed inverter features constant-current output inherently without the need for any control method. Moreover, ZCS is achieved despite load variations, ensuring high power efficiency even at MHz-order switching frequencies. We conduct a comprehensive circuit analysis of the proposed inverter and provide a step-by-step parameter design method for achieving load-independent conditions. Additionally, a 25 W, 1 MHz prototype of the proposed inverter was implemented. In the circuit experiment, constant current output and ZCS were achieved across the entire range of load variations, which demonstrated the effectiveness of the proposed load-independent inverter.
  • Hisa Aki Tanaka, Yoji Yabe, Somei Suga, Akira Keida, Kai Maeda, Fumito Mori, Hiroo Sekiya
    EPL 146(5) 2024年6月  
    Synchronisability of limit cycle oscillators has been measured by the width of the synchronous frequency band, known as the Arnold tongue, concerning external forcing. We clarify a fundamental limit on maximizing this synchronisability within a specified extra low power budget, which underlies an important and ubiquitous problem in nonlinear science related to an efficient synchronisation of weakly forced nonlinear oscillators. In this letter, injection-locked Class-E oscillators are considered as a practical case study, and we systematically analyse their power consumption; our observations demonstrate the independence of power consumption in the oscillator from power consumption in the injection circuit and verify the dependency of power consumption in the oscillator solely on its oscillation frequency. These systematic observations, followed by the mathematical optimisation establish the existence of a fundamental limit on synchronisability, validated through systematic circuit simulations. The results offer insights into the energetics of synchronisation for a specific class of injection-locked oscillators.
  • Hiroo Sekiya
    Wireless Power Transfer Technologies: Theory and technologies 89-117 2024年1月1日  
  • Yue Su, Yang Xiang, Kien Nguyen, Hiroo Sekiya
    Proceedings - 2024 IEEE 48th Annual Computers, Software, and Applications Conference, COMPSAC 2024 1572-1573 2024年  
    The fusion of IoT and Blockchain (i.e., IoT-Blockchain) promisingly revolutionizes numerous domains. However, IoT-Blockchain systems may face scalability challenges due to a large number of IoT devices and blockchain performance. Sharding, which divides the blockchain into smaller groups, offers a solution to enhance blockchain scalability. However, most previous sharding research typically considers even node distribution in a shard (i.e., a fixed node number). Hence, it may not capture the characteristics of IoT- Blockchain systems well, where nodes are diversely distributed. This paper investigates a new scenario of shards having unevenly distributed nodes, aiming to see the impacts of the scenario on sharding protocols. More specifically, we evaluate the BrokerChain protocol on the sharding-based emulation platform (i.e., BlockEmulator) in scenarios with even and uneven node distributions. The results show that the protocol performance degrades with the uneven node distribution, suggesting the need for a dynamic sharding protocol.
  • Koki Koshikawa, Jong Deok Kim, Won Joo Hwang, Kien Nguyen, Hiroo Sekiya
    IEEE Vehicular Technology Conference 2024年  
    Blockchain holds significant potential in addressing the security, privacy, decentralization, and interoperability challenges prevalent in the Internet of Things (IoT), However, this advancement often comes at the expense of scalability. Therefore, enhancing the scalability of IoT blockchain systems while preserving other essential blockchain attributes is imperative. This paper aims to mitigate network latency in the blockchain network, a factor directly linked to blockchain scalability. Achieving this goal requires implementing an efficient peer selection method, moving beyond the reliance on default selection (i.e., the one in Bitcoin, Ethereum, etc.). In existing literature, Perigee has been introduced as a method that nearly optimizes the delay in the transaction transmission process. However, Perigee has not comprehensively addressed the complete transaction life cycle, which includes a crucial process-block transmission. In response to this limitation, we propose Dual Perigee, a solution that thoroughly considers and optimizes both transaction-oriented latency (TOL) and block-oriented latency (BOL). To show the effectiveness of Dual Perigee, we implemented and evaluated it within an emulated IoT-Blockchain system, comparing its performance with Perigee and the default peering method in Ethereum. The results reveal that Dual Perigee excels in reducing BOL compared to Perigee. Moreover, Dual Perigee exhibited a latency that was 43% and 80% lower than the default peering method and Perigee, respectively.

MISC

 710
  • 関屋 大雄
    電子情報通信学会 通信ソサイエティマガジン 7(4) 307-309 2014年  
  • 関屋 大雄
    電子情報通信学会 通信ソサイエティマガジン 7(4) 319-321 2014年  
  • 関屋 大雄
    B-plus : 電子情報通信学会通信ソサイエティマガジン (28) 307-309 2014年  
  • 茂木翔, 関屋大雄, 小室信喜, 阪田史郎
    電子情報通信学会技術研究報告 113(399(ASN2013 118-161)) 175-178 2014年  
  • 満足亮, 関屋大雄, MA Jing, 眞田耕輔, 阪田史郎
    電子情報通信学会論文誌 B(Web) J97-B(4) 344-353 (WEB ONLY) 2014年  
  • 若月峻, 小室信喜, 関屋大雄
    電子情報通信学会技術研究報告 114(162(RCC2014 22-54)) 29-34 2014年  
  • Hiroo Sekiya, Marian K. Kazimierzuk
    Electrical Manufacturing and Coil Winding Expo 2010-2013 50-56 2013年12月1日  
    This paper presents an expression of the core geometry coefficient for resonant inductors. This expression is a good criterion to select the core for resonant inductors. By using this expression, the core can be chosen from the electrical design specifications, which satisfy the maximum wire power loss. The design examples show the validity and effectiveness of the proposed expression.
  • 関屋 大雄, 永島 和治, 魏 秀欽
    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報 113(271) 35-40 2013年10月28日  
    本稿ではEM級インバータを用いた共振型dc/dcコンバータを提案する.E_M級インバータを用いることで,従来の共振型コンバータと比較して,高周波数動作下における電力変換効率の改善を低コストで達成できる.著者らが開発した数値設計手法を適用することで,複数の拘束条件を満足するコンバータの設計値を高い精度で導出することができる.回路実験を行い,動作周波数1MHz, 7.5Wの出力において,88.5%の電力変換効率を達成した.
  • WEI Xiuqin, NAGASHIMA Tomoharu, SEKIYA Hiroo
    回路とシステムワークショップ論文集 Workshop on Circuits and Systems 26 380-384 2013年7月29日  
  • 下山田 祐太, 眞田 耕輔, 史 進, 関屋 大雄
    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報 113(129) 131-136 2013年7月18日  
    近年のマルチメディアアプリケーションの発展に伴い,QoS (Quality of Service)保証の必要性が高まっている.無線マルチホップネットワークでは,各端末は独立に動作し,それらがネットワークとして結合され全体の挙動を生み出す.そのため,無線マルチホッフ.ネットワークにおけるQoSの保証は無線LANのそれと比較して,複雑となる.本稿では,IEEE 802.11e EDCA (Enhanced Disributed Channel Access)無線マルチホップネットワークにおける,飽和,非飽和状態におけるスループット解析を行う.本解析では,各端末がそれぞれキャリアセンス範囲内にある直線状トポロジーのEDCAマルチホップネットワークにおいて,CW_<min>,CW_<max>の違い,AIFSNの違い,内部衝突を考慮し,両端端末間のスループットを解析的に導出する.シミュレーションとの比較を行い,解析の妥当性を示す.
  • 満足 亮, 関屋 大雄, 小室 信喜, 阪田 史郎
    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報 113(129) 55-59 2013年7月18日  
    本稿では,無線アドホックネットワークにおける複数の制御チャネルを用いるマルチチャネルMACプロトコルを提案する..全ての利用可能チャネルを複数のグループに分割し,それぞれのグループに,1つの制御チャネルを準備する.全ての端末は非直交系列に従い制御チャネル間を巡回する.制御チャネルにおいて,端末は制御フレームの交換を行い,データチャネルの予約を行う.分割するグループの数において,制御フレームの衝突率と,送信端末と受信端末が出会うまでの時間との間にトレードオフが存在する.提案方式では,トレードオフ上で高いスループットを得ることができる.シミュレーションにより,従来方式と提案方式を比較し提案方式の有効性を確認する.
  • 下山田 祐太, 眞田 耕輔, 史 進, 関屋 大雄
    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報 113(129) 131-136 2013年7月18日  
    近年のマルチメディアアプリケーションの発展に伴い,QoS (Quality of Service)保証の必要性が高まっている.無線マルチホップネットワークでは,各端末は独立に動作し,それらがネットワークとして結合され全体の挙動を生み出す.そのため,無線マルチホッフ.ネットワークにおけるQoSの保証は無線LANのそれと比較して,複雑となる.本稿では,IEEE 802.11e EDCA (Enhanced Disributed Channel Access)無線マルチホップネットワークにおける,飽和,非飽和状態におけるスループット解析を行う.本解析では,各端末がそれぞれキャリアセンス範囲内にある直線状トポロジーのEDCAマルチホップネットワークにおいて,CW_<min>,CW_<max>の違い,AIFSNの違い,内部衝突を考慮し,両端端末間のスループットを解析的に導出する.シミュレーションとの比較を行い,解析の妥当性を示す.
  • 満足 亮, 関屋 大雄, 小室 信喜, 阪田 史郎
    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報 113(130) 97-101 2013年7月17日  
    本稿では,無線アドホックネットワークにおける複数の制御チャネルを用いるマルチチャネルMACプロトコルを提案する.全ての利用可能チャネルを複数のグループに分割し,それぞれのグループに,1つの制御チャネルを準備する.全ての端末は非直交系列に従い制御チャネル間を巡回する.制御チャネルにおいて,端末は制御フレームの交換を行い,データチャネルの予約を行う.分割するグループの数において,制御フレームの衝突率と,送信端末と受信端末が出会うまでの時間との間にトレードオフが存在する.提案方式では,トレードオフ上で高いスループットを得ることができる.シミュレーションにより,従来方式と提案方式を比較し提案方式の有効性を確認する.
  • 満足 亮, 関屋 大雄, 小室 信喜, 阪田 史郎
    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報 113(132) 83-87 2013年7月17日  
    本稿では,無線アドホックネットワークにおける複数の制御チャネルを用いるマルチチャネルMACプロトコルを提案する.全ての利用可能チャネルを複数のグループに分割し,それぞれのグループに,1つの制御チャネルを準備する.全ての端末は非直交系列に従い制御チャネル間を巡回する.制御チャネルにおいて,端末は制御フレームの交換を行い,データチャネルの予約を行う.分割するグループの数において,制御フレームの衝突率と,送信端末と受信端末が出会うまでの時間との間にトレードオフが存在する.提案方式では,トレードオフ上で高いスループットを得ることができる.シミュレーションにより,従来方式と提案方式を比較し提案方式の有効性を確認する.
  • 満足 亮, 関屋 大雄, 小室 信喜, 阪田 史郎
    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報 113(131) 63-67 2013年7月17日  
    本稿では,無線アドホックネットワークにおける複数の制御チャネルを用いるマルチチャネルMACプロトコルを提案する.全ての利用可能チャネルを複数のグループに分割し,それぞれのグループに,1つの制御チャネルを準備する.全ての端末は非直交系列に従い制御チャネル間を巡回する.制御チャネルにおいて,端末は制御フレームの交換を行い,データチャネルの予約を行う.分割するグループの数において,制御フレームの衝突率と,送信端末と受信端末が出会うまでの時間との間にトレードオフが存在する.提案方式では,トレードオフ上で高いスループットを得ることができる.シミュレーションにより,従来方式と提案方式を比較し提案方式の有効性を確認する.
  • 下山田 祐太, 眞田 耕輔, 史 進, 関屋 大雄
    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報 113(131) 147-152 2013年7月17日  
    近年のマルチメディアアフ.リケーションの発展に伴い,QoS (Quality of Service)保証の必要性が高まっている.無線マルチホップネットワークでは,各端末は独立に動作し,それらがネットワークとして結合され全体の挙動を生み出す.そのため,無線マルチホップネットワークにおけるQoSの保証は無線LANのそれと比較して,複雑となる.本稿では,IEEE 802.11e EDCA (Enhanced Disributed Channel Access)無線マルチホッフ.ネットワークにおける,飽和,非飽和状態におけるスループット解析を行う.本解析では,各端末がそれぞれキャリアセンス範囲内にある直線状トポロジーのEDCAマルチホップネットワークにおいて,CW_<min>, CW_<max>の違い,AIFSNの違い,内部衝突を考慮し,両端端末間のスループットを解析的に導出する.シミュレーションとの比較を行い,解析の妥当性を示す.
  • 下山田 祐太, 眞田 耕輔, 史 進, 関屋 大雄
    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報 113(132) 159-164 2013年7月17日  
    近年のマルチメディアアプリケーションの発展に伴い,QoS(Quality of Service)保証の必要性が高まっている.無線マルチホップネットワークでは,各端末は独立に動作し,それらがネットワークとして結合され全体の挙動を生み出す.そのため,無線マルチホップネットワークにおけるQoSの保証は無線LANのそれと比較して,複雑となる.本稿では,IEEE 802.11e EDCA(Enhanced Disributed Channel Access)無線マルチホッフ.ネットワークにおける,飽和,非飽和状態におけるスループット解析を行う.本解析では,各端末がそれぞれキャリアセンス範囲内にある直線状トポロジーのEDCAマルチホップネットワークにおいて,CW_min,CW_maxの違い,AIFSNの違い,内部衝突を考慮し,両端端末間のスループットを解析的に導出する.シミュレーションとの比較を行い,解析の妥当性を示す.
  • 満足亮, 関屋大雄, 小室信善, 阪田史郎
    電子情報通信学会技術研究報告 113(129(NS2013 34-70)) 55-59 2013年7月11日  
  • 下山田 祐太, 眞田 耕輔, 進 史, 関屋 大雄
    電子情報通信学会技術研究報告. RCS, 無線通信システム 113(130) 173-178 2013年7月10日  
    近年のマルチメディアアプリケーションの発展に伴い, QoS (Quality of Service)保証の必要性が高まっている.無線マルチホップネットワークでは,各端末は独立に動作し,それらがネットワークとして結合され全体の挙動を生み出す,そのため,無線マルチホップネットワークにおけるQoSの保証は無線毛ANのそれと比較して,複雑となる.本稿では,IEEE 802.11e EDCA (Enhanced Disributed Channel Access)無線マルチホップネットワークにおける,飽和,非飽和状態におけるスループット解析を行う.本解析では,各端末がそれぞれキャリアセンス範囲内にある直線状トポロジーのEDCAマルチホップネットワークにおいて,CW_<min>,CW_<max>の違い,AIFSNの違い,内部衝突を考慮し,両端端末間のスループットを解析的に導出する.シミュレーションとの比較を行い,解析の妥当性を示す.
  • 永島 和治, 魏 秀欽, 末次 正, 関屋 大雄
    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報 113(69) 71-75 2013年5月27日  
    本論文では,あらゆる負荷抵抗に対して零電圧スイッチング(Zero Voltage Switching:ZVS)を達成する誘導性インピーダンス変換器を用いたE級インバータの設計を行う.E級インバータにはZVSを達成できない負荷抵抗の領域がある.負荷変動に対して常にZVSを達成するため,誘導性インピーダンス変換器を用いたE級インバータが提案された.しかしながら,従来の設計方法による設計では,ZVSを達成できない負荷領域が存在する.そこで,広範囲パラメータ変動におけるE級インバータの動作表現が可能な,最適状態外におけるE級インバータの解析式を応用することにより,あらゆる負荷抵抗においてZVSを達成する設計方法を提案する.設計したインバータにおいて,PSpiceシミュレーションと回路実験を行うことにより,設計の妥当性を示す.
  • 永島和治, WEI Xiuqin, 末次正, 関屋大雄
    電子情報通信学会技術研究報告 113(69(NLP2013 9-25)) 71-75 2013年5月20日  
    本論文では,あらゆる負荷抵抗に対して零電圧スイッチング(Zero Voltage Switching:ZVS)を達成する誘導性インピーダンス変換器を用いたE級インバータの設計を行う.E級インバータにはZVSを達成できない負荷抵抗の領域がある.負荷変動に対して常にZVSを達成するため,誘導性インピーダンス変換器を用いたE級インバータが提案された.しかしながら,従来の設計方法による設計では,ZVSを達成できない負荷領域が存在する.そこで,広範囲パラメータ変動におけるE級インバータの動作表現が可能な,最適状態外におけるE級インバータの解析式を応用することにより,あらゆる負荷抵抗においてZVSを達成する設計方法を提案する.設計したインバータにおいて,PSpiceシミュレーションと回路実験を行うことにより,設計の妥当性を示す.
  • 関屋 大雄, 眞田 耕輔, 史 進, 阪田 史郎
    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報 113(38) 7-12 2013年5月16日  
    無線アドホックネットワークは自律分散型ネットワークに分類される.現状では,端末の動作を決定するMACプロトコルにはIEEE802.11 Distributed Corrdination Function(DCF)が適用される.もともとIEEE802.11 DCFはシングルホップネットワークを念頭に設計されたプロトコルである.したがって,個々の自律的動作が有機的に結合することによりネットワークが構成されると考えると,無線アドホックネットワークのダイナミクスを把握するためには,個々の端末がどのように動作し,それらがどのような規則のもと結合されていくか,という微視的視点からのボトムアップ的解釈が重要である.本稿では著者らが進めてきた直線状ネットワークトポロジにおける無線マルチホップネットワークのスループット,遅延解析を紹介する.さらにそれらの研究を通じて見出した特別なネットワークダイナミクスの例をその発生メカニズムとともに紹介する.
  • 関屋 大雄, 眞田 耕輔, 史 進, 阪田 史郎
    情報処理学会研究報告. UBI, [ユビキタスコンピューティングシステム] 2013(2) 1-6 2013年5月9日  
    無線アドホックネットワークは自律分散型ネットワークに分類される. 現状では, 端末の動作を決定する MAC プロトコルには IEEE802.11 Distributed Corrdination Function (DCF) が適用される. もともとIEEE802.11DCF はシングルホップネットワークを念頭に設計されたプロトコルである. したがって, 個々の自律的動作が有機的に結合することによりネットワークが構成されると考えると, 無線アドホックネットワークのダイナミクスを把握するためには, 個々の端末がどのように動作し, それらがどのような規則のもと結合されていくか, という微視的視点からのボトムアップ的解釈が重要である. 本稿では著者らが進めてきた直線状ネットワークトポロジにおける無線マルチホップネットワークのスループット, 遅延解析を紹介する. さらにそれらの研究を通じて見出した特別なネットワークダイナミクスの例をその発生メカニズムとともに紹介する.
  • 関屋大雄, 眞田耕輔, 史進, 阪田史郎
    電子情報通信学会技術研究報告 113(38(ASN2013 1-46)) 7-12 2013年5月9日  
    無線アドホックネットワークは自律分散型ネットワークに分類される. 現状では, 端末の動作を決定する MAC プロトコルには IEEE802.11 Distributed Corrdination Function (DCF) が適用される. もともとIEEE802.11DCF はシングルホップネットワークを念頭に設計されたプロトコルである. したがって, 個々の自律的動作が有機的に結合することによりネットワークが構成されると考えると, 無線アドホックネットワークのダイナミクスを把握するためには, 個々の端末がどのように動作し, それらがどのような規則のもと結合されていくか, という微視的視点からのボトムアップ的解釈が重要である. 本稿では著者らが進めてきた直線状ネットワークトポロジにおける無線マルチホップネットワークのスループット, 遅延解析を紹介する. さらにそれらの研究を通じて見出した特別なネットワークダイナミクスの例をその発生メカニズムとともに紹介する.Wireless ad-hoc networks are regarded as autonomous distribution networks. IEEE 802.11 DCF is usually applied to MAC protocol of ad-hoc networks, which is, however, designed for single-hop networks. Therefore, it is important to investigate MAC-layer behaviors of individual network nodes and their coupling effects for comprehending network dynamics. This manuscript presents throughput and frame-transmission delay analyses for sting-topology wireless multi-hop networks, which have already been proposed by authors. In addition, unpredicted network-dynamics examples, which is found out through the analyses, are also shown. Future research problems are discussed in conclusion.
  • 岡澤 徹郎, 馬 ジン, 満足 亮, 茂木 翔, 関屋 大雄
    研究報告ユビキタスコンピューティングシステム(UBI) 2013(50) 1-6 2013年5月9日  
    本稿では,スマートアンテナを用いた無線アドホックネットワークにおいて,フレーム衝突及び難聴問題を軽減する Medium Access Control(MAC) プロトコルを提案する.提案方式では, OPportunistic Directional MACプロトコル (OPDMAC) に Pulse/Tone 交換を適用する.Request To Send/Clear To Send (RTS/CTS) フレーム交換の前に Pulse/Tone 交換を適用することにより,隠れ端末及び指向性隠れ端末によるフレーム衝突が軽減され,指向性隠れ端末による衝突は難聴問題に代わる.したがって,提案方式ではPulse/Tone交換の失敗の原因は難聴だと判断できるため,送信端末はPulseの送信を失敗した場合別方向へのフレームを送信して,難聴問題を回避する.計算機シミュレーションの評価により提案方式の有効性を示す.This paper proposes a Medium Access Control(MAC) protocol for wireless ad hoc networks with smart antennas for avoiding the frame collision and the deafness problem. The basic idea is that Pulse/Tone exchange is applied to the OPportunistic Directional MAC protocol(OPDMAC). By applying the Pulse/Tone exchange prior to Request To Send/Clear To Send (RTS/CTS) handshake, the hidden-node and directional hidden-node collisions disappear in the proposed protocol. Additionally, directional hidden-node collisions are changed to deafness problem by using the Pulse/Tone exchange. Therefore, the proposed protocol find the cause of the Pulse/Tone exchange failure, which is the concurrent transmission collision or deafness problem. As a result, the transmitter can avoid the deafness problem by sending another frame instead of transmission-failure frame. Simulation results show the validity and effectiveness of the proposed protocol.
  • 岡澤 徹郎, 馬 ジン, 満足 亮, 茂木 翔, 関屋 大雄
    電子情報通信学会技術研究報告. ASN, 知的環境とセンサネットワーク 113(38) 247-252 2013年5月9日  
    本稿では,スマートアンテナを用いた無線アドホックネットワークにおいて,フレーム衝突及び難聴問題を軽減するMedium Access Control(MAC)プロトコルを提案する.提案方式では,OPportunistic Directional MACプロトコル(OPDMAC)にPulse/Tone交換を適用する.Request To Send/Clear To Send(RTS/CTS)フレーム交換の前にPulse/Tone交換を適用することにより,隠れ端末及び指向性隠れ端末によるフレーム衝突が軽減され,指向性隠れ端末による衝突は難聴問題に代わる.したがって,提案方式ではPulse/Tone交換の失敗の原因は難聴だと判断できるため,送信端末はPulseの送信を失敗した場合別方向へのフレームを送信して,難聴問題を回避する.計算機シミュレーションの評価により提案方式の有効性を示す.
  • SUETSUGU Tadashi, WEI Xiuqin, NAGASHIMA Tomoharu, SEKIYA Hiroo
    電子情報通信学会技術研究報告 : 信学技報 112(487) 33-36 2013年3月14日  
    This paper researches about influence of multi-frequency operation of parallel connected class D amplifiers. It can be seen that variation in dc supply voltage of one amplifier leg does not influence to output waveform of another amplifier leg. However, parallel connection of two amplifiers influences output power of both amplifiers due to change in impedance of output filter. It is proposed to insert decoupling filter to the output of higher frequency amplifier to reduce the coupling. It is shown that decoupling filter successfully improved coupling between amplifiers.
  • 張 志才, 永島 和治, 魏 秀欽, 関屋 大雄
    電子情報通信学会技術研究報告 : 信学技報 112(487) 37-42 2013年3月14日  
    E_M級増幅器は,基本動作周波数で動作するE級増幅器と,基本周波数の高調波を出力する補助回路で構成される.スイッチ電流に補助回路から高調波の電流を足しこむことで,連続したスイッチ電圧波形とスイッチ電流波形を同時に達成し,E級増幅器に比べ,onからoffへ切り替わるまでのスイッチング時間が長いデバイスを用いた場合でも高効率な動作を維持する.しかし,従来のE_M級増幅器の解析では,補助回路におけるスイッチの電流ジャンプが考慮されていない,実際のスイッチでは,トレイン電流の立ち下り時間が存在するため,スイッチ電圧と電流の重なりが生じ,電力損失が発生する.したがって,E_M級増幅器の補助回路において電流立ち下り時間を考慮することは重要である.本研究では,補助回路における電流立下り時間を考慮したE_M級増幅器の解析・設計を行う.本解析により,補助回路の電流立下り時間の影響を含めた.E_M級増幅器のより厳密な設計を行うことができる.さらに,出力電力および電力変換効率を解析的に導出し,電流立下り時間が回路に与える影響を明らかにする.数値計算シミュレーションと回路実験より,本解析の妥当性を確認する.
  • ZHANG Zhicai, 永島和治, WEI Xiuqin, 関屋大雄
    電子情報通信学会技術研究報告 112(487(NLP2012 144-176)) 37-42 2013年3月7日  
    E_M級増幅器は,基本動作周波数で動作するE級増幅器と,基本周波数の高調波を出力する補助回路で構成される.スイッチ電流に補助回路から高調波の電流を足しこむことで,連続したスイッチ電圧波形とスイッチ電流波形を同時に達成し,E級増幅器に比べ,onからoffへ切り替わるまでのスイッチング時間が長いデバイスを用いた場合でも高効率な動作を維持する.しかし,従来のE_M級増幅器の解析では,補助回路におけるスイッチの電流ジャンプが考慮されていない,実際のスイッチでは,トレイン電流の立ち下り時間が存在するため,スイッチ電圧と電流の重なりが生じ,電力損失が発生する.したがって,E_M級増幅器の補助回路において電流立ち下り時間を考慮することは重要である.本研究では,補助回路における電流立下り時間を考慮したE_M級増幅器の解析・設計を行う.本解析により,補助回路の電流立下り時間の影響を含めた.E_M級増幅器のより厳密な設計を行うことができる.さらに,出力電力および電力変換効率を解析的に導出し,電流立下り時間が回路に与える影響を明らかにする.数値計算シミュレーションと回路実験より,本解析の妥当性を確認する.
  • 君島 亜美, 井上 一秀, 永島 和治, 関屋 大雄
    電子情報通信学会総合大会講演論文集 2013(1) "S-51" 2013年3月5日  
  • 関屋 大雄, 眞田 耕輔, 小室 信喜, 阪田 史郎
    電子情報通信学会総合大会講演論文集 2013(2) "S-185"-"S-186" 2013年3月5日  
  • 関屋 大雄, 眞田 耕輔, 小室 信喜, 阪田 史郎
    電子情報通信学会総合大会講演論文集 2013(2) "S-185"-"S-186" 2013年3月5日  
  • 中村 竜太, 魏 秀欽, 高坂 拓司, 関屋 大雄
    電子情報通信学会技術研究報告 : 信学技報 112(389) 223-226 2013年1月24日  
    EM級増幅器は,様々な電力増幅器に対応する増幅器として注目を集めている.先に我々は,理想的ではないパラメータにおける1入力EM級増幅器の動的挙動について議論した.しかし,本系に発生する分岐現象の検討は未だ不十分である本稿では, 1入力EM級増幅器にみられる分岐現象について考える.まず回路モデルと回路方程式,各パラメータを示し本系のスイッチングルールについて説明する次に1および2パラメータ分岐図より広いパラメータ空間での解の振る舞いについて検討する.最後にエネルギー効率と分岐現象の関連性について議論する.
  • 中村 竜太, 魏 秀欽, 高坂 拓司, 関屋 大雄
    電子情報通信学会技術研究報告 : 信学技報 112(390) 223-226 2013年1月24日  
    EM級増幅器は,様々な電力増幅器に対応する増幅器として注目を集めている.先に我々は,理想的ではないパラメータにおける1入力EM級増幅器の動的挙動について議論した.しかし,本系に発生する分岐現象の検討は未だ不十分である本稿では, 1入力EM級増幅器にみられる分岐現象について考える.まず回路モデルと回路方程式,各パラメータを示し本系のスイッチングルールについて説明する次に1および2パラメータ分岐図より広いパラメータ空間での解の振る舞いについて検討する.最後にエネルギー効率と分岐現象の関連性について議論する.
  • 中村竜太, WEI Xiuqin, 高坂拓司, 関屋大雄
    電子情報通信学会技術研究報告 112(389(NLP2012 104-143)) 223-226 2013年1月17日  
  • Zhicai Zhang, Tomoharu Nagashima, Xiuqin Wei, Tadashi Suetsugu, Hiroo Sekiya, Naoki Oyama
    2013 1ST INTERNATIONAL FUTURE ENERGY ELECTRONICS CONFERENCE (IFEEC 2013) 338-343 2013年  
    The class E-M amplifier is composed of class E amplifier and auxiliary circuit output harmonic. The class E-M amplifier achieves jumpless current and voltage waveforms, so class E-M amplifier keeps high efficiency operation with long turn-off switching time in comparision with the class E amplifier. However, the analysis of the conventional class E-M amplifier, switch current jump is not taken into account in the auxiliary circuit. Since the current fall time is present, the power loss occurs as there is overlap of switch voltage and switch current. Therefore, in order to obtain a more stringent power efficiency, it is important to take into account the current fall time in the auxiliary circuit. In this paper, we propose analysis and design of class E-M amplifier that takes into account the current fall time in the auxiliary circuit. By this analysis, we can carry out more stringent design of the E-M amplifier, including the impact of the current fall time in the auxiliary circuit. Moreover, by carrying out the laboratory experiments, we show the validity of the analysis in this paper.
  • Mohsen Hayati, Ali Lotfi, Marian K. Kazimierczuk, Hiroo Sekiya
    IEEE Transactions on Power Electronics 28(8) 3834-3844 2013年  査読有り
    This paper presents analytical expressions for the class-E power amplifier with a shunt inductor for satisfying the subnominal condition and 50% duty ratio. The subnominal condition means that only the zero-current switching condition (ZCS) is achieved, though the nominal conditions mean that both the ZCS and zero-current derivative switching (ZCDS) are satisfied. The design values for achieving the subnominal condition are expressed as a function of the phase shift between the input and output voltages. The class-E amplifier with subnominal condition increases one design degree of freedom compared with that with the nominal conditions. Because of the increase in the design degree of freedom, one more relationship can be specified as a design specification. It is shown analytically that the dc-supply voltage and the current are always proportional to the amplitude of the output voltage and the current as a function of the phase shift. Additionally, the output power capability is affected by the phase shift, and the peak switch voltage has influence on the phase shift as well. This paper gives a circuit design example based on our proposed design expression by specifying the peak switch voltage instead of the ZCDS condition. The measurement and PSpice simulation results agree with the analytical expressions quantitatively, which show the validity of our analytical expressions. © 1986-2012 IEEE.
  • Mohsen Hayati, Ali Lotfi, Marian K. Kazimierczuk, Hiroo Sekiya
    IEEE Transactions on Power Electronics 28(11) 5222-5232 2013年  査読有り
    This paper presents analytical expressions for the class-E power amplifier with MOSFET linear gate-to-drain and nonlinear drain-to-source parasitic capacitances at any duty ratio. The maximum operating frequency, output power capability, and element values as functions of the duty ratio are obtained. The element values are directly dependent upon the selection of duty ratio and require a careful duty ratio selection to minimize component power losses and to maximize the total efficiency. Two design examples at 25 and 9 W output power at 4-MHz operating frequency along with the PSpice-simulation and experimental waveforms are presented. It is shown from the derived expressions that the slope of the voltage across the MOSFET gate-to-drain parasitic capacitance during the switch-off state as a function of the duty ratio affects the switch-voltage waveform. Therefore, it is possible to achieve the required peak switch voltage and the class-E ZVS/ZVDS conditions simultaneously by adjusting the duty ratio. The theoretical results and PSpice simulations agreed with experimental results quantitatively, which shows the validity of the presented analysis. © 1986-2012 IEEE.
  • Tomoharu Nagashima, Xiuqin Wei, Hisa-Aki Tanaka, Hiroo Sekiya
    2013 IEEE 10TH INTERNATIONAL CONFERENCE ON POWER ELECTRONICS AND DRIVE SYSTEMS (IEEE PEDS 2013) 1021-1024 2013年  
    This paper presents numerical derivations of locking ranges for the injection-locked class-E oscillator with various injection-signal waveforms. The class-E oscillator achieves high-power-conversion efficiency at high frequencies by satisfying the class-E ZVS/ZDS conditions. The operating frequency of the class-E oscillator is synchronized with the frequency of an injection signal into MOSFET gate terminal, if the signal falls within the locking range. Locking ranges are investigated and discussed by injecting various types of injection signals. It is seen from the results that the locking range becomes wide as the fundamental-frequency component of the injection-signal waveform is large.
  • Xiuqin Wei, Tomoharu Nagashima, Hiroo Sekiya, Tadashi Suetsugu
    Proceedings - IEEE International Symposium on Circuits and Systems 913-916 2013年  
    This paper presents analytical expressions of the MOSFET-parasitic- capacitance effects on the output envelope of the EER transmitter, taking into account the MOSFET linear gate-to-drain and nonlinear drain-to-source parasitic capacitances in the class-E amplifier. The analysis is useful to predict the behavior of the EER transmitter using the class-E amplifier. It is shown that the envelope of the output voltage is not in proportion to the dc-supply voltage due to the MOSFET-parasitic-capacitance effects. Additionally, the driving voltage waveform affects the output-voltage amplitude and phase shift between the driving voltage and the output voltage. © 2013 IEEE.
  • Yusuke Ishikawa, Ryuta Yamamoto, Hiroyuki Uchiyama, Xiuqin Wei, Hiroo Sekiya, Tadashi Suetsugu
    International Conference on Power Engineering, Energy and Electrical Drives 1034-1037 2013年  
    Multi frequency coupling is widely used in plasma processing technology in order to improve controllability of plasma chamber. This paper researches about influence of multi-frequency operation of parallel connected high efficiency switching power amplifier, class D amplifiers. In the analysis, it is seen that variation in dc supply voltage of one amplifier leg does not influence to output waveform of another amplifier leg. However, parallel connection of two amplifiers influences output power of both amplifiers due to change in impedance of output filter. A decoupling filter is proposed to the output of higher frequency amplifier to reduce the coupling. It is shown that decoupling filter successfully improved coupling between amplifiers. © 2013 IEEE.
  • Yuta Shimoyamada, Kosuke Sanada, Hiroo Sekiya
    2013 16TH INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON WIRELESS PERSONAL MULTIMEDIA COMMUNICATIONS (WPMC) 2013年  
    This paper presents first-step analytical expressions of non-saturated and saturated throughput for IEEE 802.11e Enhanced Distributed Channel Access (EDCA) multi-hop string-topology networks. Internal collisions in each node, concurrent transmission collisions among nodes, differences of CWmin and CWmax among access categories (ACs), and effects of contention zone are considered. By comparisons with simulation results, the validities of analytical expressions are confirmed.
  • Hiroo Sekiya, Xiuqin Wei, Tomoharu Nagashima
    Midwest Symposium on Circuits and Systems 33-36 2013年  
    This paper proposes a resonant converter with the class-EM inverter along with its design procedure. Because the class-EM inverter is applied to the inverter part of the resonant dc/dc converter, the proposed converter achieves high power conversion efficiency at high frequencies with low cost. By using the numerical design procedure, the accurate component values for achieving multiple constraint conditions without any analyses. In the laboratory measurements, the proposed converter achieved 88.5 % power conversion efficiency with 7.5 W output power at 1 MHz operating frequency. © 2013 IEEE.
  • Hiroo Sekiya, Xiugin Wei, Tomoharu Nagashima
    2013 IEEE ELECTRICAL DESIGN OF ADVANCED PACKAGING AND SYSTEMS SYMPOSIUM (EDAPS) 245-248 2013年  
    This paper presents analytical expressions for the class-DE amplifier with nonlinear drain-to-source and gate-to-drain capacitances. Using the analytical expressions, it is seen that drain-to-source capacitance works as linear shunt capacitance when the input signal is a square waveform. The validity of our analysis is confirmed by PSpice simulations and the circuit experiment.
  • Kazuhide Inoue, Tomoharu Nagashima, Xiuqin Wei, Hiroo Sekiya
    39TH ANNUAL CONFERENCE OF THE IEEE INDUSTRIAL ELECTRONICS SOCIETY (IECON 2013) 613-618 2013年  
    This paper proposes an inductive coupled wireless power transfer (WPT) system with class-DE transmitter and class-E rectifier along with numerical design procedure. The proposed WPT system can achieve high power-transfer efficiency at high-frequencies because both the transmitter and the rectifier satisfy the class-E ZVS/ZDS conditions. By using numerical design procedure, it is possible to design the WPT system without analysis of the circuit and consideration of the impedance matching. By carrying out the circuit experiment, the validity of the design procedure and effectiveness of the proposed WPT system were confirmed. The laboratory measurement showed the 90.4 % overall power-transfer efficiency with 100 W output at 500 kHz operating frequency.
  • 関屋 大雄
    電子情報通信学会 基礎・境界ソサイエティ Fundamentals Review 7(2) 2013年  
  • 関屋大雄, 魏秀欽, 永島和治
    回路とシステムワークショップ論文集(CD-ROM) 26 273-278 2013年  
  • 君島亜美, 井上一秀, 永島和治, 関屋大雄
    電子情報通信学会大会講演論文集 2013 S.48 2013年  
  • 井上一秀, 永島和治, 関屋大雄, 畑本浩伸, 清水聡
    電気学会半導体電力変換研究会資料 SPC-13(90-106) 25-30 2013年  

共同研究・競争的資金等の研究課題

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産業財産権

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