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2022 Fiscal Year Research-status Report

耐災害CPSのための局所集中型通信制御技術

Research Project

Project/Area Number 20K11785
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

西山 大樹  東北大学, 工学研究科, 教授 (90532169)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2024-03-31
Keywords局所集中型通信
Outline of Annual Research Achievements

実世界とサイバー空間を融合したCPS(Cyber Physical System)は,世界が直面する様々な社会課題を解決するものとして,あらゆる産業分野でその実現に向けた試みが本格化している.防災・減災の分野も例外ではなく,例えば,耐災害CPSの一つとしてリアルタイム避難誘導システムの実現が期待されている.そして,その実現に向けて,その情報伝達手段を担うアドホック通信に期待が集まっている.災害時には携帯電話等の通信インフラが使用できないことが想定されるため,被災地内の通信機器(スマートフォン・自動車・ドローン等)を利用することで応急的な通信機能を提供するアドホック通信は非常に有用であるが,耐災害CPSが必要とする性能を達成可能なアドホック通信技術は未だに確立されていない.そこで本研究では,この課題の主要因である通信要求の衝突や電波の干渉の問題を解決すべく,局所集中型通信制御技術を創出するとともに,それによる性能向上を定量的に明らかにすることを目的としている.
本年度は主に,(1)ツリー構造化に基づく無線リソース制御法と,(2)遅延特性と安定性の定量評価の,2つに関する検討を実施した.(1)については,稠密型の仮想セルクラスタを主たる検討対象とし,セル間の干渉を考慮した周波数割当法や,端末収容問題と周波数割当問題を同時に扱う手法等について提案を行い,その有効性を示した.(2)については,特定エリアを周回するアドホック基地局によって構成される独立した仮想セルにおける周回速度の制御手法について研究を行った.当該手法は,動的な速度制御により通信の公平性を高めつつ,周回周期を一定に保つ仕組みを採用することで,通信遅延のバラツキをなくして安定性を高めることを可能にした.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

当初の計画から遅れることなく進捗しているため.

Strategy for Future Research Activity

研究計画に大きな変更はなく,当初の計画に基づいた実施方法の通りに推進していく見込み.

Causes of Carryover

消耗品についてより詳細な検討を行うために年度内の購入を見送った.次年度,検討が完了次第,購入等行う予定.

  • Research Products

    (11 results)

All 2023 2022

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 5 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] Speed-Control Technique for Achieving Fair Uplink Communications With a UAV-Aided Flying Base Station2023

    • Author(s)
      Mitsui Shu、Nishiyama Hiroki
    • Journal Title

      IEEE Access

      Volume: 11 Pages: 21332~21344

    • DOI

      10.1109/ACCESS.2023.3251580

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Potential of cooperative SIC for uplink NOMA in multi-cell network2022

    • Author(s)
      Nakamura Mio、Nishiyama Hiroki
    • Journal Title

      IEICE Communications Express

      Volume: 11 Pages: 497~502

    • DOI

      10.1587/comex.2022TCL0028

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Fairness-aware resource allocation technique for UAV-aided information collection system in a disaster2022

    • Author(s)
      Tajima Genki、Nishiyama Hiroki
    • Journal Title

      IEICE Communications Express

      Volume: 11 Pages: 474~479

    • DOI

      10.1587/comex.2022TCL0022

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 空中基地局と地上端末間の上りリンク無線資源割り当てに関する研究2022

    • Author(s)
      田島元樹
    • Journal Title

      東北大学電通談話会記録

      Volume: 91 Pages: 104~105

    • Open Access
  • [Journal Article] 上りリンク協調干渉除去を用いた非直交多元接続における送信電力制御に関する研究2022

    • Author(s)
      中村零
    • Journal Title

      東北大学電通談話会記録

      Volume: 91 Pages: 114~115

    • Open Access
  • [Presentation] 下り回線におけるスモールセル間干渉を考慮した周波数割当に関する研究2023

    • Author(s)
      伊藤栄輔,西山大樹
    • Organizer
      第636回伝送工学研究会
  • [Presentation] Analysis of Optimal Bandwidth Partitioning Ratio in Full-Duplex Integrated Access and Backhaul2022

    • Author(s)
      Takuya Yashima and Hiroki Nishiyama
    • Organizer
      IEEE International Conference on Communications 2022, Workshop on Industrial Private 5G-and-beyond Wireless Networks
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 地上端末間の公平性を考慮した空中基地局の速度制御手法2022

    • Author(s)
      三井周,西山大樹
    • Organizer
      2022年電子情報通信学会ソサイエティ大会
  • [Presentation] 災害時における端末接続と周波数帯域割当問題のモデル化2022

    • Author(s)
      松澤和泉,西山大樹
    • Organizer
      2022年電子情報通信学会ソサイエティ大会
  • [Presentation] DTNに基づいた情報配信における転送相手選択の重要性2022

    • Author(s)
      鎌田崚暉,西山大樹
    • Organizer
      2022年電子情報通信学会ソサイエティ大会
  • [Presentation] DTNにおける通信相手選択がデータ到達確率に与える影響2022

    • Author(s)
      斉藤陽,西山大樹
    • Organizer
      2022年電子情報通信学会ソサイエティ大会

URL: 

Published: 2023-12-25  

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