2022 Fiscal Year Annual Research Report
Study on fundamental technologies for distributed control of UAV base station networks
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22H03584
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Institution | Doshisha University |
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Principal Investigator |
木村 達明 同志社大学, 理工学部, 准教授 (00834673)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2026-03-31
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| Keywords | UAV / 空中基地局 / 自律分散型制御 / 最適配置問題 / 無線エナジーハーベスティング / ハンドオーバ / 確率幾何 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2022年度は，Unmanned Aerial Vehicle (UAV) 空中基地局ネットワークにおける自律分散型配置制御法の開発とその理論的な通信性能解析の検討を進め，これまでに提案したUAV空中基地局の自律分散型最適配置法の拡張を検討し，様々な制約条件を考慮した手法の開発を行った．具体的には，地上基地局から無線エナジーハーベスティングを行いつつユーザへ下り通信を行うUAV空中基地局ネットワークを想定し，無線エナジーハーベスティングによる給電量や，UAV間の距離，および，UAVによる被覆領域に関する制約条件を考慮した，自律分散型最適配置法を考案した．従来手法ではこうした現実的な条件が考慮されていなかったため，最適配置法の実行結果が非現実的なものとなることがあったが，その点が解消できた．今後はこれらの成果をまとめ，国際会議や論文誌での発表を行う．また，分散プッシュサムに基づく同手法を国際会議 IEEE VTCや電子情報通信学会NS研究会において報告し，NS研究会若手研究奨励賞を受賞した．また，UAVを使ったデータ収集ネットワークにおける非直交多元接続方式 (NOMA) の適用を考え，その効果を検討し，確率幾何アプローチを用いてその性能を理論的に解析した．また，高度の異なるUAVから構成されるUAV空中基地局ネットワークにおけるハンドオーバの特性を，確率幾何アプローチを用いて理論的に解析した．既存研究でのハンドオーバに関する研究では，UAVが同一高度を飛行する場合を想定しており，UAVの高度差や最低高度などがハンドオーバ特性に与える影響については明らかになっていなかった．本研究成果では，ハンドオーバの発生回数の期待値の，これらのパラメータで表される理論式の導出を行った．
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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
UAV空中基地局ネットワークの制御については，年初の計画通りに現実的な制約条件を考慮した手法を新たに考案でき，さらに，通信性能解析についてもハンドオーバ特性に関する新たな解析結果を得ることができた．以上より，本研究はおおむね順調に進展していると言える.
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| Strategy for Future Research Activity |
2022年度に得られた成果の取りまとめとして，国際論文誌や国際会議などの対外発表を行う予定である．具体的には，IEEE GLOBECOM や ICCなどの通信系の有名国際会議や，IEEE Transactions on Vehicular Technology などの難関論文誌への投稿を行う．
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