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3次元ミリ波マルチホップネットワークによる洋上気象情報共有システムに関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 20K19795
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分60060:情報ネットワーク関連
研究機関国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所

研究代表者

森岡 和行  国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, 電子航法研究所, 主任研究員 (80711316)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
キーワード航空無線 / 無線マルチホップネットワーク / MIMO / CPM / ミリ波通信 / マルチホップ通信 / データベース管理
研究開始時の研究の概要

本研究では、機上・船上システムからなるマルチホップ通信を用いた気象情報共有システムの実現をめざし、システム実現に必要な3つの課題に取り組む。
一つ目は、長距離大容量ミリ波通信技術の開発である。ミリ波帯は距離減衰が大きいため、長距離で安定した通信を行うための通信方式の検討を行う。
二つ目は、マルチホップ通信技術の開発である。航空機の高速移動にともない変化する3次元トポロジー上で、効率的にマルチホップ通信を実現する方法について検討を行う。
三つ目は、データベース統合・共有・更新技術の開発である。気象情報の時間的・空間的局所性を活用して各機上・船上で収集したデータを効率的に管理する方式の検討を行う。

研究実績の概要

本研究開発では、洋上で航路上における乱気流等の気象情報を共有できるシステムの構築をめざしている。航路上における広域な気象情報を共有することができれば、事前に最適な航路を選択でき燃費削減につなげることができる。通常、気象情報等の有効範囲は時間と場所に局所性があり、衛星を用いてグローバルに共有する必要性はなく、ローカルに共有できれば十分である。そこで、本提案研究では、機上・船上システムからのみ構成できる、低コスト・ローカル情報共有システムの実現をめざす。提案方式の検討は物理層、上位層に分け、それぞれの要素技術について検討する。
本年度は、昨年度構築したSDR(Software Defined Radio)プラットフォームを用いた物理層の評価プログラムの開発を実施した。開発したSDR評価プログラムは、送信アンテナ16本、受信アンテナ16本のマルチアンテナシステムを評価できるものである。今年度は、事前確認として、無変調のサイン波を送信し、受信波形を表示するところまでを実施した。このシステムを用いて任意の波形を生成・送信し、受信・評価することが可能である。現在、航空無線に適した変調方式である連続位相変調(CPM:Continuous Phase Modulation)の評価プラットフォームへの実装を実施しており、次年度(最終年度)に評価試験を行う。
上位層に関しては、昨年度構築したネットワークシミュレータによるマルチホップルーティングの評価環境を用いて評価シナリオのプログラミングを開始した。本評価環境を用いて次年度(最終年度)に無線マルチホップネットワークの評価試験を実施する。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

令和5年度に育児休暇を取得したため、やや遅れが発生している。本年度が最終年度であったが1年間の延長申請を行い、次年度に成果のまとめを実施したい。

今後の研究の推進方策

1年間の延長にて遅れを挽回するとともに、研究成果のまとめを実施する。

報告書

(4件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (2件)

すべて 2023 2021

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 1件)

  • [雑誌論文] Rapid Prototyping and International Validation Activity for the L-Band Digital Aeronautical Communications System (LDACS)2023

    • 著者名/発表者名
      Morioka Kazuyuki、Kohmura Akiko、Yonemoto Naruto、Jansen Leonardus J. A.、Maurer Nils、Graupl Thomas、Schnell Michael
    • 雑誌名

      IEEE Open Journal of the Communications Society

      巻: 4 ページ: 2186-2203

    • DOI

      10.1109/ojcoms.2023.3312110

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 進展するディジタル無線通信技術2021

    • 著者名/発表者名
      森岡和行,平野拓一,山崎悟史,武田茂樹
    • 雑誌名

      電気学会論文誌C(電子・情報・システム部門誌)

      巻: 141 号: 2 ページ: 111-122

    • DOI

      10.1541/ieejeiss.141.111

    • NAID

      130007979686

    • ISSN
      0385-4221, 1348-8155
    • 年月日
      2021-02-01
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり

URL: 

公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-12-25  

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