通信・電力ネットワーク連携による耐災害性能と利便性向上
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21K11864
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 60060:Information network-related
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
斎藤 洋 東京大学, 大学院情報理工学系研究科, 教授 (60825165)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2023: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
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| Keywords | 通信電力連携 / 耐災害性能 / critical location / 無線電力伝送 / 給電 |
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| Outline of Research at the Start |
通信、電力の連携を強化することにより、耐災害性能の向上と移動体通信の利便性向上を達成するための理論研究を行う。前者については、通信網の増設、新設時に、電力網の地理的情報を得ることで、災害時の停電による通信断リスクも含めた耐災害性能を最大化した通信網（光ファイバケーブル網、基地局網）の地理的ネットワーク設計法を提案する。後者については、携帯通信機器、電気自動車、ロボットなどの間で無線給電を行い、携帯通信機器の充電を実質的に回避する携帯通信機器用動的電力配送網を自動生成するアルゴリズム（給電決定アルゴリズム、一部の機器の移動アルゴリズムなど）を提案し、その特性を明確化する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
通信、電力の連携を強化することにより、耐災害性能の向上と移動体通信の利便性向上を達成するための理論研究を行った。
１．耐災害性能の向上
災害時には、通信網が直接被害を受ける場合に加えて、電力網が被害を受けて停電することで通信が途絶する可能性がある。これを考慮した場合、地理的にどこで災害が発生した場合に最も被害が大きくなるか（これをcritical locationの特定と呼ぶ）を多項式時間で得るアルゴリズムを開発し、論文化した。災害モデルは、地震を想定し、震源から同心円状に被災の程度が低下するものを採用した。
２．移動体通信の利便性向上
全ノードが無線電力の送受信が可能であるような（全無線電力送受）ネットワークの各ノードのバッテリ切れ（バッテリ切れによる損失仕事比率を評価尺度とする）に関する性能評価を行った。各ノードは、一定値H以上の電力になれば、無線で電力を送信し、一定値L以下になると電力送信をやめて電力受信を行うようになるものっとした。整流器の特性の非線形性を考慮し、Stochastic Geometryを用い、受信電力の１、２次モーメントを得て、拡散近似で、バッテリ残量がHからL、LからHになるまでの初通過時間平均を求める。この性能評価によれば、現在の技術では、全無線電力送受は損失仕事比率を改善しない。しかしながら、整流器の特性が改善され、さらに、一定以上のノード密度という条件が成立すれば、平均バッテリー残量は減少するが損失仕事比率は改善し得ることが判明した。この結果を論文化した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
２件の論文執筆ができた。うち、１件は、採録が決まったがDOIや巻号未定のため記載しない。海外出張は、コロナでもあり実施しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
順調に進捗しているのでこのまま進める。耐災害性能は概ね終了したので、無線電力伝送に重きを置く。
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Report
(2 results)
Research Products
(3 results)
