研究課題
本年度は，制御システムのプライバシーについて研究を行った．特に，太陽光発電などの環境発電とバッテリーによって稼働する無線基地局の送信電力制御に焦点を当てた．移動体通信ネットワークにおける消費電力は増加の一途をたどっており，本研究で取り扱う無線基地局はそのエネルギー問題を解決する一要素として期待されている．一方で，環境発電は一般に予測が困難であり，バッテリーの充電率が不安定になりやすいという問題があった．無線基地局が高いエネルギー効率で稼働するためには，その近傍に存在するユーザーの数に基づいて送信電力を決定する必要がある．すなわち送信電力は，点在する無線基地局からユーザー数の情報を集約し，大域的な最適化問題を解くことで決定される．そのため，通信が傍受された際，近傍ユーザー数が盗聴され，ユーザー位置に関する情報が流出する可能性があった．これに対して，提案手法では，通信する前に意図的にユーザー数に対してノイズを印加することで，ユーザー数を秘匿する方法を提案した．従来の制御則においてノイズを加えた場合，最適化問題の評価関数と拘束条件が誤差を含むため，制御性能が大きく悪化してしまう．そこで，本研究では，分散最適化の手法を適用することで，拘束条件だけがノイズの影響を受けるアルゴリズムを提案した．従来の集中的な制御則ではノイズが大きくなるにつれてエネルギー効率が急速に低下する一方，提案した分散的な制御則はほとんどエネルギー効率の低下が見られないことを，数値シミュレーションで確認した．また，差分プライバシーの観点から，制御性能とプライバシーレベルの間のトレードオフについて解析を行った．
すべて 2020 2019 その他
すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 1件、 査読あり 9件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件)
SIAM Journal on Control and Optimization
巻: 58 ページ: 605～635
https://doi.org/10.1137/18M1179717
Mathematics of Control, Signals, and Systems
巻: 32 ページ: 43～100
IEEE Transactions on Automatic Control
巻: 65 ページ: 404～411
10.1109/TAC.2019.2916534
巻: - ページ: -
10.1109/TAC.2019.2949096
Systems & Control Letters
巻: 138 ページ: -
https://doi.org/10.1016/j.sysconle.2020.104652
IET Electric Power Applications
巻: 13 ページ: 2044～2051
10.1049/iet-epa.2019.0225
Dynamic Games and Applications
巻: 9 ページ: 965～983
巻: 64 ページ: 2929～2936
10.1109/TAC.2018.2873355
IEEE Transactions on Green Communications and Networking
巻: 3 ページ: 329～342
10.1109/TGCN.2018.2889897
