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2020 年度 実施状況報告書

Achieving 1-week Lifetime for 100/1000/10000 Meter Emergency Communications

研究課題

研究課題/領域番号 19K20250
研究機関室蘭工業大学

研究代表者

太田 香  室蘭工業大学, 大学院工学研究科, 文部科学省卓越研究員(准教授) (50713971)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワード耐災害ネットワーク / D2D / ドローン / LPWAN
研究実績の概要

本研究の目的は、これまで注目されてこなかった災害発生時の電力不足問題に着目し、耐災害ネットワークを長期間持続でき、かつ安定性が高く、さらに広域で利用するための基盤技術を研究開発することである。本研究では、通信範囲の異なる3つのレイヤーで構成される耐災害ネットワークを提案し、2020年度は第二レイヤーであるUAV(ドローン)を無線アクセスポイントとして利用しWi-Fiを提供するための技術を中心に研究を推進した。研究成果の一部は、IEEEを主とした国際学術論文誌や国際会議にて発表した。代表的な研究業績を次の通り二件紹介する。
第一に、UAVが地上にある無線端末機器(IoT機器やスマートホン等)からデータを効率的に回収するため、深層学習を適用し無線端末機器で構成されるネットワークのステイタスを動的に予測することで最適なルーティング経路を選定し、通信環境に依存せずに効率的なデータ収集を実現した。研究成果はトップレベルのジャーナルのIEEE Transactions on Network and Service Managementにて発表した。
第二に、暗闇でもドローンが搭載カメラでリアルタイムにユーザ捜索できるようにするため、サーモグラフィーの画像を元にユーザを認識する技術を深層学習をベースとして開発した。研究成果の一部は国際会議のMSN 2020で発表し、その革新性を認められBest Paper Awardを受賞している。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

当初の予定通り、提案する耐災害ネットワークにおける第二レイヤーであるUAV(ドローン)によるWi-Fiの構築に関する研究を行い、その成果の一部は査読付き国際学術論文11件、国際会議論文6件として発表し、そのうち2件はBest Paper Awardを受賞している。さらに、提案技術を適用したデモシステムの開発と実験も行うことができたため、研究進捗はおおむね順調であるといえる。

今後の研究の推進方策

次年度は、予定通り、提案する耐災害ネットワークにおける第三レイヤーであるLPWAN(Low Power Wide Area Network)を用いた省電力な長距離ネットワークに関する研究を中心に推進する。前年度までに開発してきた第一レイヤーと第二レイヤーの技術を組み合わせてのシステム最適化や各技術の改良も行う。

次年度使用額が生じた理由

当初予定していた出張や国際会議への参加が新型コロナウィルスの影響を受けて中止またはオンライン開催となったため、計上していた予算が次年度に繰越となった。また、実験の内容も同じ理由で変更となったが、研究計画自体に大幅な変更を生じることはなかったため支障なく研究を進めることができた。次年度以降の研究計画にも特に変更はなく、前年度の研究費も含め、当初の予定通りの計画を進めていく。

  • 研究成果

    (23件)

すべて 2022 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (11件) (うち国際共著 8件、 査読あり 11件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 7件、 招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] 上海交通大学/中南大学/華中科技大学(中国)

    • 国名
      中国
    • 外国機関名
      上海交通大学/中南大学/華中科技大学
    • 他の機関数
      7
  • [国際共同研究] 聖フランシスコ・ザビエル大学(カナダ)

    • 国名
      カナダ
    • 外国機関名
      聖フランシスコ・ザビエル大学
  • [国際共同研究] ノースイースタン州立大学(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      ノースイースタン州立大学
  • [雑誌論文] Exponential Stability of Mixed Time-Delay Neural Networks Based on Switching Approaches2022

    • 著者名/発表者名
      Zhang Xiaoyu、Wang Degang、Ota Kaoru、Dong Mianxiong、Li Hongxing
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Cybernetics

      巻: 52 ページ: 1125~1137

    • DOI

      10.1109/TCYB.2020.2985777

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Congestion-Aware Scheduling for Software-Defined SAG Networks2021

    • 著者名/発表者名
      Tao Xiaoyi、Ota Kaoru、Dong Mianxiong、Qi Heng、Li Keqiu
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Network Science and Engineering

      巻: 8 ページ: 2861~2871

    • DOI

      10.1109/TNSE.2021.3055372

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Cost as Performance: VNF Placement at the Edge2021

    • 著者名/発表者名
      Tao Xiaoyi、Ota Kaoru、Dong Mianxiong、Qi Heng、Li Keqiu
    • 雑誌名

      IEEE Networking Letters

      巻: 3 ページ: 70~74

    • DOI

      10.1109/LNET.2021.3065651

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Healthchain: Secure EMRs Management and Trading in Distributed Healthcare Service System2021

    • 著者名/発表者名
      Li Chaoyang、Dong Mianxiong、Li Jian、Xu Gang、Chen Xiubo、Ota Kaoru
    • 雑誌名

      IEEE Internet of Things Journal

      巻: 8 ページ: 7192~7202

    • DOI

      10.1109/JIOT.2020.3038721

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] An Intelligent Collaboration Trust Interconnections System for Mobile Information Control in Ubiquitous 5G Networks2021

    • 著者名/発表者名
      Huang Shaobo、Zeng Zhiwen、Ota Kaoru、Dong Mianxiong、Wang Tian、Xiong Neal N.
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Network Science and Engineering

      巻: 8 ページ: 347~365

    • DOI

      10.1109/TNSE.2020.3038454

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Deploying SDN Control in Internet of UAVs: Q-Learning-Based Edge Scheduling2021

    • 著者名/発表者名
      Zhang Chaofeng、Dong Mianxiong、Ota Kaoru
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Network and Service Management

      巻: 18 ページ: 526~537

    • DOI

      10.1109/TNSM.2021.3059159

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Congestion-aware Traffic Allocation for Geo-distributed Data Centers2020

    • 著者名/発表者名
      Tao Xiaoyi、Ota Kaoru、Dong Mianxiong、Borjigin Wuyunzhaola、Qi Heng、Li Keqiu
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Cloud Computing

      巻: 印刷中 ページ: 1~1

    • DOI

      10.1109/TCC.2020.3001192

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Preserving Edge Knowledge Sharing Among IoT Services: A Blockchain-Based Approach2020

    • 著者名/発表者名
      Li Gaolei、Dong Mianxiong、Yang Laurence T.、Ota Kaoru、Wu Jun、Li Jianhua
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Emerging Topics in Computational Intelligence

      巻: 4 ページ: 653~665

    • DOI

      10.1109/TETCI.2019.2952587

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Fast Deployment of Emergency Fog Service for Disaster Response2020

    • 著者名/発表者名
      Xu Jianwen、Ota Kaoru、Dong Mianxiong
    • 雑誌名

      IEEE Network

      巻: 34 ページ: 100~105

    • DOI

      10.1109/MNET.001.1900671

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Big Data on the Fly: UAV-Mounted Mobile Edge Computing for Disaster Management2020

    • 著者名/発表者名
      Xu Jianwen、Ota Kaoru、Dong Mianxiong
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Network Science and Engineering

      巻: 7 ページ: 2620~2630

    • DOI

      10.1109/TNSE.2020.3016569

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Result return aware offloading scheme in vehicular edge networks for IoT2020

    • 著者名/発表者名
      Huang Wei、Ota Kaoru、Dong Mianxiong、Wang Tian、Zhang Shaobo、Zhang Jinhuan
    • 雑誌名

      Computer Communications

      巻: 164 ページ: 201~214

    • DOI

      10.1016/j.comcom.2020.10.019

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] UAV-Aided Emergency Communication Systems2021

    • 著者名/発表者名
      Kaoru Ota
    • 学会等名
      2021 First Quarterly Seminar Research on Key Technologies of Edge Computing Security and Privacy for Internet of Vehicles Services
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ドローンを適用した災害支援システム2021

    • 著者名/発表者名
      太田 香
    • 学会等名
      電子情報通信学会若手交流・親睦会
  • [学会発表] Real-Time Survivor Detection in UAV Thermal Imagery Based on Deep Learning2020

    • 著者名/発表者名
      Jiong Dong, Kaoru Ota, Mianxiong Dong
    • 学会等名
      The 16th International Conference on Mobility, Sensing and Networking (MSN 2020)
    • 国際学会
  • [学会発表] Vehicular Multi-slice Optimization in 5G: Dynamic Preference Policy using Reinforcement Learning2020

    • 著者名/発表者名
      Chaofeng Zhang, Kaoru Ota, Mianxiong Dong
    • 学会等名
      IEEE Global Communications Conference (GLOBECOM 2020)
    • 国際学会
  • [学会発表] Web Usage Prediction and Recommendation Based on Web Session Graph Embedded Analysis2020

    • 著者名/発表者名
      Shuning Huang, Kaoru Ota, Mianxiong Dong
    • 学会等名
      IEEE Global Communications Conference (GLOBECOM 2020)
    • 国際学会
  • [学会発表] A Big Data Management Architecture for Standardized IoT Based on Smart Scalable SNMP2020

    • 著者名/発表者名
      Wentao Zhang, Mianxiong Dong, Kaoru Ota, Jianhua Li, Wu Yang, Jun Wu
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Communications (ICC 2020)
    • 国際学会
  • [学会発表] Intrusion Detection for Smart Home Security Based on Data Augmentation with Edge Computing2020

    • 著者名/発表者名
      Danni Yuan, Kaoru Ota, Mianxiong Dong, Xiaoyan Zhu, Tao Wu, Linjie Zhang, Jianfeng Ma
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Communications (ICC 2020)
    • 国際学会
  • [学会発表] Accelerate Deep Learning in IoT: Human-Interaction Co-Inference Networking System for Edge2020

    • 著者名/発表者名
      Chaofeng Zhang, Kaoru Ota, Mianxiong Dong
    • 学会等名
      IEEE 13th International Conference on Human System Interaction (HSI 2020)
    • 国際学会
  • [備考] Welcome to Kaoru Ota's Website

    • URL

      http://www3.muroran-it.ac.jp/enes/~ota

URL: 

公開日: 2021-12-27  

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