2015 Fiscal Year Research-status Report
高信頼遠隔制御のための制御と通信のクロスレイヤ設計・最適化に関する研究
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15K21071
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
小林 健太郎 名古屋大学, 未来材料・システム研究所, 助教 (40583878)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 制御通信 / 無線制御 / 情報圧縮 / 誤り訂正 / クロスレイヤ設計 / 統合最適化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，高信頼な遠隔制御を実現するための通信技術を実現することを目的とし，制御と通信の両方の理論に基いたクロスレイヤ設計・最適化に取り組んできた．特に，制御レイヤの情報に基づいて下位の通信レイヤの性能向上を図る手法の検討を進めてきた．具体的には，情報圧縮と誤り訂正のサブテーマ(1)(2)を並行して検討を進め，以下の研究成果を得た．
(1) 制御情報の重要度を指標にした情報圧縮
まず，従来の情報圧縮(情報の出現頻度のみに基づく符号化)を用いた制御システムの評価を行った．その結果，従来の情報圧縮では，制御に重要な情報であっても出現頻度が少なければ長い符号語に割り当てられてしまい，これが原因となって，制御遅延と通信路誤りが増大し，制御品質が劣化してしまうことを明らかにした．これに基づき，符号長を制御情報の重要度の一つの指標として考え，より効率的な情報圧縮手法を考案した．提案手法では，制御にとって重要度の低い情報と重要度の高い情報に分割して符号を再構成することで，制御品質の劣化を抑えつつ，高い圧縮率も得られる情報圧縮を実現した．これらについて，国際会議1件，国内研究会2件の発表実績がある.
(2) 制御情報の重要度を指標にした誤り訂正
従来の誤り訂正(通信路の情報のみに基づく符号化)を制御システムに適用すると，強い誤り訂正符号を用いれば通信誤りを大きく減せることで制御の誤差が小さくなるが，一方，その分冗長により遅延が生じることで制御の誤差が大きくなるというトレードオフがある．これに基づき，制御情報の重要度の指標として目標値との誤差を考え，より効率的な情報圧縮手法を考案した．提案手法では，制御の誤差を予測し，誤り訂正符号の強さを切り替えることで，通信路誤りに強く，高い制御品質も得られる誤り訂正を実現した．これらについて，論文誌1件，国内研究会3件の発表実績がある．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
平成26年度の実施計画としてあげた，従来型の情報圧縮(情報の出現頻度のみに基づく符号化)や従来型の誤り訂正(通信路の情報のみに基づく符号化)の性能評価や制御の重要度の指標の検討を終え，平成27年度の検討予定であった制御情報の重要度に基づくアルゴリズムの構築並びに性能評価をすでに進めている．
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| Strategy for Future Research Activity |
平成26年度の検討結果を踏まえ，制御情報の重要度に基づく情報圧縮と誤り訂正のアルゴリズム構築並びに性能評価を更に進めてゆく．本研究は，通信方式と制御方式の両面からのアプローチが可能であるため，遂行状況によっては検討順番を入れ替えて柔軟に進めてゆく．また，本研究課題で得られた研究成果は，電子情報通信学会，計測自動制御学会，IEEEの各研究会・国際会議等を通じて公表し，通信と制御の両分野の研究者の意見を取り入れ研究を進展させていく．また，得られた研究成果をまとめ，学会論文誌へ投稿し，成果を公表していく．
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| Causes of Carryover |
論文誌の超過ページ代および別刷代の予算として計上していたが，請求時期が３月時点で未確定であったため次年度の予算として支払うこととしたため．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
上記理由にあげた論文誌の超過ページ代および別刷代として利用する．
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