３次元ドローンメッシュネットワークにおける高効率アクセス制御に関する研究
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19J13386
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Review Section |
Basic Section 21020:Communication and network engineering-related
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| Research Institution | Nippon Institute of Technology |
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Principal Investigator |
設樂 勇 日本工業大学, 工学研究科, 特別研究員(DC2)
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| Project Period (FY) |
2019-04-25 – 2021-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2020)
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| Budget Amount *help |
¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
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| Keywords | ドローン / 中継伝送 / 通信効率 / アクセスプロトコル / オーバリーチ干渉 / アクセス制御 / クロスレイヤ |
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| Outline of Research at the Start |
ドローン用無線メッシュネットワーク（NW）の実現には「無指向性アンテナを用いた場合の伝送効率の低下」およびドローンが障害物の少ない空中を飛行することによる「自由空間伝搬による想定以上のオーバーリーチ干渉」の二つの問題がある．これらの問題はNWの形状や物理層の干渉などを考慮した方式の検討が必要となる．そのため，本研究ではドローン用無線メッシュNWを実現するために，これらの課題を解決する高効率なアクセス制御プロトコルの考案/評価する．最終的には考案方式を無線デバイスに実装し，実際にドローンを飛行させて方式の有効性を確認する．
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は，ドローンネットワーク実現のために高効率なアクセス制御プロトコルを考案し，実環境においても高通信効率を実現することである．ドローンネットワークの通信効率低下の要因として各ドローンの相互干渉や宛先ドローンよりも先のドローンへの電波が到達することによるオーバリーチ干渉などがある．本研究ではこれらの問題を解決するために，指向性ビームを使用したドローンネットワークのオーバリーチ干渉を低減するMAC（Medium Access Control）層のアクセス制御プロトコルの検討を行ってきた．本年度は昨年度に検討を行っていた提案技術のアクセスプロトコルの見直しを行った．これまでのアクセス制御では中継ドローンは受信電力から自身を中継ドローンか否かを判断していたため，中継距離が遠くなると各ドローンの受信電力差が小さくなり中継時に競合する場合があった．そこでこの課題を解決するために，中継時のアクセス制御にCSMA/CA（Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance）方式に使用されているバックオフアルゴリズムを用いることで各ドローンの受信電力差が小さい条件でも中継ドローンが競合せずに中継可能な方式を検討した．これにより中継ドローンの競合を回避できるほか，従来の1ホップ通信と比べて約2倍スループットが向上することを確認した．
また，昨年度に引き続き提案方式を評価するためにレイヤ統合シミュレーションツールの開発も併せて行った．本年度は物理層のレイトレースシミュレータを変更することで，ガードインターバル長を超える伝搬遅延波の影響を含めて評価可能となった．これにより，従来評価が難しかった現実環境に近い条件での計算シミュレーションが可能となる．
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(11 results)
