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2021 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 – 2023-03-31
キーワード耐災害ネットワーク / UAV / LPWAN
研究実績の概要

本研究では、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、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た。
2021年度は、前年度に引き続き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研究したほか、第三レイヤーであるLPWANを用いた長距離通信に関する技術の研究開発に取り組んだ。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ほか、デモシステムを開発し実機実験を行った。代表的な研究業績を次の通り三件紹介する。
第一に、UAVを経由したユーザ間のメッセージ伝送において、エネルギーコストと遅延とユーザのソーシャル的な関係性をすべて考慮することで、より現実的で効率的な伝送手法を提案し、研究成果の一部はトップレベルの国際論文誌であるIEEE Transactions on Green Communications and Networkingにて発表した。
第二に、第三レイヤーにおける研究開発では、低ビットレートのLPWANをベースとしながら、動画を送信できる仕組みを考案し、実機による実験に成功した。
第三に、派生技術として災害時におけるスマートグリッド技術である電力分配スケジューリングについて考案し、研究成果の一部をフラグシップの国際会議である2021 IEEE GLOBECOMで発表した。

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

当初の計画では、2020年度で終了予定であった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が想定以上の進展があったため2021年度も継続した。研究成果の一部は査読付き国際学術論文18件、国際会議論文1件として発表している。さらに、当初予定である第三レイヤーに関する研究についても取り組むことができ、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、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感染症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。今後も当初の研究計画に特に変更はなく、前年度の研究費も含め、予定通りの計画を進めていく。

  • 研究成果

    (25件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (5件) 雑誌論文 (18件) (うち国際共著 13件、 査読あり 18件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (1件) (うち国際学会 1件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] 華中科技大学/中南大学/北京郵電大学(中国)

    • 国名
      中国
    • 外国機関名
      華中科技大学/中南大学/北京郵電大学
    • 他の機関数
      15
  • [国際共同研究] スル・ロス州立大学/ノースイースタン大学(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      スル・ロス州立大学/ノースイースタン大学
  • [国際共同研究] 南洋理工大学(シンガポール)

    • 国名
      シンガポール
    • 外国機関名
      南洋理工大学
  • [国際共同研究] ウィンザー大学(カナダ)

    • 国名
      カナダ
    • 外国機関名
      ウィンザー大学
  • [国際共同研究] チリ大学(チリ)

    • 国名
      チリ
    • 外国機関名
      チリ大学
  • [雑誌論文] Employ AI to Improve AI Services : Q-Learning Based Holistic Traffic Control for Distributed Co-Inference in Deep Learning2022

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

      IEEE Transactions on Services Computing

      巻: 15 ページ: 627~639

    • DOI

      10.1109/TSC.2021.3113184

    • 査読あり
  • [雑誌論文] RDRL: A Recurrent Deep Reinforcement Learning Scheme for Dynamic Spectrum Access in Reconfigurable Wireless Networks2022

    • 著者名/発表者名
      Chen Miaojiang、Liu Anfeng、Liu Wei、Ota Kaoru、Dong Mianxiong、N. Xiong Neal
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Network Science and Engineering

      巻: 9 ページ: 364~376

    • DOI

      10.1109/TNSE.2021.3117565

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Green AI for IIoT: Energy Efficient Intelligent Edge Computing for Industrial Internet of Things2022

    • 著者名/発表者名
      Zhu Sha、Ota Kaoru、Dong Mianxiong
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Green Communications and Networking

      巻: 6 ページ: 79~88

    • DOI

      10.1109/TGCN.2021.3100622

    • 査読あり
  • [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] ITCN: An Intelligent Trust Collaboration Network System in IoT2022

    • 著者名/発表者名
      Guo Jialin、Liu Anfeng、Ota Kaoru、Dong Mianxiong、Deng Xiaoheng、Xiong Neal N.
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Network Science and Engineering

      巻: 9 ページ: 203~218

    • DOI

      10.1109/TNSE.2021.3057881

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A Path Planning Method with Perception Optimization Based on Sky Scanning for UAVs2022

    • 著者名/発表者名
      Yuan Songhe、Ota Kaoru、Dong Mianxiong、Zhao Jianghai
    • 雑誌名

      Sensors

      巻: 22 ページ: 891~891

    • DOI

      10.3390/s22030891

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] LBCF: A Link-Based Collaborative Filtering for Overfitting Problem in Recommender System2021

    • 著者名/発表者名
      Zhang Zhipeng、Dong Mianxiong、Ota Kaoru、Zhang Yao、Ren Yonggong
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Computational Social Systems

      巻: 8 ページ: 1450~1464

    • DOI

      10.1109/TCSS.2021.3081424

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] UAV-Based Real-Time Survivor Detection System in Post-Disaster Search and Rescue Operations2021

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

      IEEE Journal on Miniaturization for Air and Space Systems

      巻: 2 ページ: 209~219

    • DOI

      10.1109/JMASS.2021.3083659

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Smarter Base Station Sleeping for Greener Cellular Networks2021

    • 著者名/発表者名
      Shinkuma Ryoichi、Kishi Naoki、Ota Kaoru、Dong Mianxiong、Sato Takehiro、Oki Eiji
    • 雑誌名

      IEEE Network

      巻: 35 ページ: 98~103

    • DOI

      10.1109/MNET.110.2100224

    • 査読あり
  • [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] MCTS-Enhanced Hybrid Offloading for Aerial Multi-Access Edge Computing2021

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

      IEEE Wireless Communications

      巻: 28 ページ: 82~87

    • DOI

      10.1109/MWC.121.2100071

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Computation Rate Maximization for Intelligent Reflecting Surface Enhanced Wireless Powered Mobile Edge Computing Networks2021

    • 著者名/発表者名
      Mao Sun、Zhang Ning、Liu Lei、Wu Jinsong、Dong Mianxiong、Ota Kaoru、Liu Tang、Wu Die
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Vehicular Technology

      巻: 70 ページ: 10820~10831

    • DOI

      10.1109/TVT.2021.3105270

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Heterogeneous Mobile Networking for Lightweight UAV Assisted Emergency Communication2021

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

      IEEE Transactions on Green Communications and Networking

      巻: 5 ページ: 1345~1356

    • DOI

      10.1109/TGCN.2021.3074563

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cluster Routing-Based Data Packet Backhaul Prediction Method in Vehicular Named Data Networking2021

    • 著者名/発表者名
      Hou Rui、Zhou Shuo、Zheng Yong、Dong Mianxiong、Ota Kaoru、Zeng Deze、Luo Jiangtao、Ma Maode
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Network Science and Engineering

      巻: 8 ページ: 2639~2650

    • DOI

      10.1109/TNSE.2021.3102969

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Online Resource Auction for EAVN With Non-Price Attributes2021

    • 著者名/発表者名
      Peng Xiting、Ota Kaoru、Dong Mianxiong、Zhou Huan
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Vehicular Technology

      巻: 70 ページ: 7127~7137

    • DOI

      10.1109/TVT.2021.3086179

    • 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] Human Activity Recognition-Oriented Incremental Learning with Knowledge Distillation2021

    • 著者名/発表者名
      Chen Caijuan、Ota Kaoru、Dong Mianxiong、Yu Chen、Jin Hai
    • 雑誌名

      Journal of Circuits, Systems and Computers

      巻: 30 ページ: 2150096~2150096

    • DOI

      10.1142/S0218126621500961

    • 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
  • [学会発表] More Power to Save Lives: Distributed Power Scheduling in Smart Microgrid for Disaster Management2021

    • 著者名/発表者名
      Sha Zhu, Kaoru Ota, Mianxiong Dong
    • 学会等名
      IEEE Global Communications Conference (GLOBECOM 2021)
    • 国際学会
  • [備考] Welcome to Kaoru Ota's Website

    • URL

      https://u.muroran-it.ac.jp/enes/~ota

URL: 

公開日: 2022-12-28  

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