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2015 年度 実績報告書

無線分散ネットワークを活用した分散型制御システム理論の構築

研究課題

研究課題/領域番号 24246069
研究機関大阪大学

研究代表者

三瓶 政一  大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (50252599)

研究分担者 阪口 啓  東京工業大学, 理工学研究科, 准教授 (80323799)
山本 高至  京都大学, 情報学研究科, 准教授 (30423015)
衣斐 信介  大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (10448087)
タン ザカン  東京工業大学, 理工学研究科, 助教 (80599340)
宮本 伸一  和歌山大学, システム工学部, 教授 (50252614)
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2017-03-31
キーワード無線分散ネットワーク / 分散制御システム / ネットワーク制御 / スマートグリッド
研究実績の概要

本研究課題は,(課題1)制御遅延を考慮したネットワーク情報理論の構築,(課題2)多次元信号処理を用いた階層型多重アクセス通信路の高度化,(課題3)分散制御アルゴリズムの構築,(課題4)機械学習を活用した制御アルゴリズムの構築,(課題5)ネットワーク制御理論の構築,(課題6)階層型電力制御ネットワーク試作システムの構築,(課題7)研究成果の社会還元,という7つの課題で構築されている.この中で今年度注力したのは,研究課題3,4,5,6,7である.課題3では,技術の適用分野を検討し,電灯線向けのエネルギーマネジメントシステムに加えて,マイクロ波電力伝送による無線LAN向けのエネルギーマネジメントシステムを開発し,かつ実装したシステムでの実験を実施した.課題4では,制御通信システムを対象とした即応性と信頼性を柔軟に満たすための非直交アクセス通信システムにおける伝搬路推定問題を非直交パイロット系列に基づき解決を図った.このとき,非直交パイロット系列のユーザへの割り当てる機械学習法を提案し,その有効性を明らかにした。また,分散制御システムの時間同期にGPS信号を活用する方策についても検討した.課題5では,ネットワーク制御における無線リソース制御技術として,送空間内に偏在する端末から周期的に媒体占有時間を継続して通知することで,空間所有者専用チャネルを仮想的に構築する手法を提案し,その有効性を検証した.課題6については,ネットワーク試作自体は昨年度に基本的システムを構築したので,今年度は最下層に位置するセンサの電源を電波で伝送するための技術,特に周波数シフトダイバーシチを適用したマルチポイント給電形態を実装し,その有効性を解析した.課題7については,学会を通じて本分野に関する成果を公表するとともに,本分野を集中的に議論するセッションを企画した.

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

おおむね順調に進行している.実験については,一昨年度,電力ネットワークの代わりに室内照明を用いて実証試験を行うという修正を行い,実際に制御ができるところまで確認しているが,今年度はそこに,最下層ネットワークのセンサに対する電波給電システムを融合するという形で,予定以上のところまで実施している.また,無線分散ネットワークを前提とした制御システムとして,簡易な実証システムを構築してその実現性を評価しているという意味で,当初の目標を超える範囲も含めて検討している.社会還元についても,平成27年度に国際会議を実施する等,計画的に進めた.

今後の研究の推進方策

今年度,無線分散ネットワークに基づくアルゴリズムの開発を実証試験を含む形で進めたので,来年度(最終年度)は,5年間の成果をまとめるべく,推進する予定である.開発した各種アルゴリズムをネットワークに適用した際のネットワークレベルでの特性解析や,無線回線に利用に際してパケット衝突時に再送すべき無線リソースを減らすことで効率的な無線リソース活用を行うなど,システム全体でより効率を向上させるための技術開発についても実施する.

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Experimental study on battery-less sensor network activated by multi-point wireless energy transmission2016

    • 著者名/発表者名
      D. Maehara, G.K. Tran, K. Sakaguchi and K. Araki
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Communications

      巻: E99-B ページ: 905-916

    • DOI

      10.1587/transcom.2015EBP3318

    • 査読あり
  • [学会発表] プライベート空間において運用される無線LANの仮想専用チャネル構築手法における NAVフレーム送信電力に関する一検討2016

    • 著者名/発表者名
      宮本 伸一,大前 篤史,三瓶 政一
    • 学会等名
      2016年電子情報通信学会総合大会
    • 発表場所
      九州大学伊都キャンパス
    • 年月日
      2016-03-16 – 2016-03-18
  • [学会発表] 無線LANの媒体予約機能を用いたBluetooth LE通信における干渉排除に関する一検討2016

    • 著者名/発表者名
      山部 和章,三瓶 政一,宮本 伸一
    • 学会等名
      2016年電子情報通信学会総合大会
    • 発表場所
      九州大学伊都キャンパス
    • 年月日
      2016-03-16 – 2016-03-16
  • [学会発表] 非直交パイロット系列の適応重畳制御への局所探索法の適用に関する一検討2016

    • 著者名/発表者名
      寺本 弦生,衣斐 信介,三瓶 政一
    • 学会等名
      2016年電子情報通信学会総合大会
    • 発表場所
      九州大学伊都キャンパス
    • 年月日
      2016-03-16 – 2016-03-16
  • [学会発表] マイクロ波電力伝送を伴う無線LANシステムのための共存法に関する実験2016

    • 著者名/発表者名
      山下 翔大,坂口 晃一,黄 勇,山本 高至,西尾 理志,守倉 正博,篠原 真毅
    • 学会等名
      電子情報通信学会無線電力伝送研究会(3月)
    • 発表場所
      京都大学宇治キャンパス
    • 年月日
      2016-03-08 – 2016-03-08
  • [学会発表] LED照明に組み込んだマルチポイントワイヤレス給電システムの試作2016

    • 著者名/発表者名
      松下 玄統,前原 大樹,阪口 啓,三瓶 政一
    • 学会等名
      電子情報通信学会無線電力伝送研究会
    • 発表場所
      京都大学宇治キャンパス
    • 年月日
      2016-03-08 – 2016-03-08
  • [学会発表] 周波数選択性フェージング通信路における信号部分空間法に基づくGPS測距に関する一検討2015

    • 著者名/発表者名
      セレスタ ビジャヤ ラム,衣斐 信介,三瓶 政一
    • 学会等名
      電子情報通信学会無線システム研究会信学技報,vol. 115, no. 288, RCS2015-230, pp. 239-244,2015年11月. (DOI無し,非オープンアクセス,謝辞無)
    • 発表場所
      沖縄県立博物館・美術館
    • 年月日
      2015-11-04 – 2015-11-06
  • [学会発表] Deployment of LED light control system using battery-less wireless human detection sensor networks2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Tao, Y. Kuki, G. Matsushita, D. Maehara, S. Sampei and K. Sakaguchi
    • 学会等名
      2015 IEEE RFID Technology and Applications
    • 発表場所
      Tokyo
    • 年月日
      2015-09-16 – 2015-09-18
    • 国際学会
  • [学会発表] Wireless grid to realize battery-less wireless sensor networks2015

    • 著者名/発表者名
      K. Sakaguchi
    • 学会等名
      2025 European Microwave Week
    • 発表場所
      パリ
    • 年月日
      2015-09-06 – 2015-09-11
    • 国際学会

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公開日: 2017-01-06  

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