2019 Fiscal Year Annual Research Report
Massive MIMOを用いた3次元ドローンメッシュネットワーク制御の研究
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17H01738
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| Research Institution | Nippon Institute of Technology |
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Principal Investigator |
平栗 健史 日本工業大学, 基幹工学部, 教授 (90582817)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
金子 めぐみ 国立情報学研究所, アーキテクチャ科学研究系, 准教授 (10595739)
木村 共孝 同志社大学, 理工学部, 助教 (20756382)
松田 崇弘 首都大学東京, システムデザイン研究科, 教授 (50314381)
中尾 彰宏 東京大学, 大学院情報学環・学際情報学府, 教授 (60401238)
西森 健太郎 新潟大学, 自然科学系, 准教授 (90500611)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | ドローン / メッシュネットワーク / 指向ビーム / 編隊飛行 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は小型自律無人航空機（UAV / Drones）を用いた3次元無線メッシュネットワークを実現するのに適した伝送方式と編隊飛行法を提案する．
近年，ドローンネットワークの研究開発が国内外で積極的に進められており，これらの技術は物流，災害対応，航空写真，そして農業などのさまざまな分野で「空の産業革命」を生み出すことが期待されている．情報通信の分野でも，ドローンを使用した中継通信およびメッシュネットワークは，柔軟な編隊飛行構成によって三次元ネットワークを実現し，様々なサービスへ貢献することを目指す．
空中における無線メッシュネットワークは特有の課題を持つ．ドローンが様々な高度でリンクされることを想定すると，無線通信は概ね自由空間伝播環境において生じるLOS（Line of Sight）となる．そのため地上での無線通信に比べて信号の減衰が非常に少なく，電波が広い範囲に到達するため，通信エリアが拡大する．しかし，複数のドローンによる中継伝送の場合，通信エリアがオーバラップし，周波数を共有するため通信効率を大幅に低下させる．また障害物のない自由空間伝搬では，遠距離へ届く信号がオーバーリーチ干渉を引き起こし，その結果，通信効率をさらに低下させる．
このような課題を解決するために提案方式は，指向性ビームフォーミングにより干渉信号を軽減し，ビームを多重化することにより通信効率を改善する．さらに最適なビーム角を選ぶことにより高いスループットが得られる編隊飛行構成を提案している．
提案手法はすべてのドローンメッシュネットワークに普遍的に適用することはできない．しかし本研究結果は将来のドローンネットワークにおける空中通信と編隊飛行構成に関する先行研究の確立であり，本研究分野でのリファレンスとなることを期待する．
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| Research Progress Status |
令和元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 |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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