2016 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
昨年度までの検討により，従来の情報圧縮では，出現頻度が少ない重要な制御情報が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，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の検討を進めてきた．最大符号長の制限を付けた符号化方法，また，符号を制御の重要度の低い情報／高い情報に分割して符号を再構成する方法を検討し，制御品質の劣化を抑えつつ，高い圧縮率も得られることを示した．これについて，国際会議1件，国内研究会1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
昨年度までの検討により，従来の誤り訂正符号化では，冗長を付与して通信誤りを訂正することで制御誤差を小さくできるが，一方，冗長によるデータ量の増加に伴う遅延によって制御誤差が大きくなるというトレードオフがあることを明らかにした．これに基づき，制御の予測理論を利用して，制御誤差の予測値を指標とし，情報の圧縮と誤り訂正符号化を組み合わせることで，データ量を増やさない新たな方式の検討を行った．通信路誤りに強く，高い制御品質が得られることを示した．これついて，国際会議1件，国内研究会1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28年度の実施計画としてあげ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進め，平成29年度の検討予定であったサブテーマ(1)(2)の統合について(2)の延長としてすでに検討を進めている．
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| Strategy for Future Research Activity |
平成28年度の検討結果を踏まえ，制御の予測理論を利用した情報圧縮と誤り訂正の統合最適化および性能評価を更に進めてゆく．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等の研究会・国際会議を通じて公表し，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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