耐災害CPSのための局所集中型通信制御技術

抗灾CPS的本地集中通信控制技术

基本信息

批准号：
20K11785
负责人：
西山大樹
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K11785/
关键词：
局所集中型通信局所集中型耐災害 CPS

项目摘要

実世界とサイバー空間を融合したCPS（Cyber Physical System）は，世界が直面する様々な社会課題を解決するものとして，あらゆる産業分野でその実現に向けた試みが本格化している．防災・減災の分野も例外ではなく，例えば，耐災害CPSの一つとしてリアルタイム避難誘導システムの実現が期待されている．そして，その実現に向けて，その情報伝達手段を担うアドホック通信に期待が集まっている．災害時には携帯電話等の通信インフラが使用できないことが想定されるため，被災地内の通信機器（スマートフォン・自動車・ドローン等）を利用することで応急的な通信機能を提供するアドホック通信は非常に有用であるが，耐災害CPSが必要とする性能を達成可能なアドホック通信技術は未だに確立されていない．そこで本研究では，この課題の主要因である通信要求の衝突や電波の干渉の問題を解決すべく，局所集中型通信制御技術を創出するとともに，それによる性能向上を定量的に明らかにすることを目的としている．本年度は主に，(1)ツリー構造化に基づく無線リソース制御法と，(2)遅延特性と安定性の定量評価の，2つに関する検討を実施した．(1)については，稠密型の仮想セルクラスタを主たる検討対象とし，セル間の干渉を考慮した周波数割当法や，端末収容問題と周波数割当問題を同時に扱う手法等について提案を行い，その有効性を示した．(2)については，特定エリアを周回するアドホック基地局によって構成される独立した仮想セルにおける周回速度の制御手法について研究を行った．当該手法は，動的な速度制御により通信の公平性を高めつつ，周回周期を一定に保つ仕組みを採用することで，通信遅延のバラツキをなくして安定性を高めることを可能にした．

结合了现实世界和网络空间的CP（网络物理系统）正在所有工业领域中充分进行，以解决世界面临的各种社会问题。预防灾难和缓解领域也不例外，例如，预计实时疏散指导系统将被实现为抗灾的CPS之一。而且，为了实现这一目标，临时通信有很多希望，这将是传输信息的手段。由于在发生灾难时无法使用沟通基础架构（例如手机），因此在受影响的区域内使用通信设备（智能手机，汽车，无人机等）提供紧急通信功能，但尚未建立灾难中CPS所需的性能。因此，本研究旨在创建本地集中的通信控制技术，以解决通信请求的问题和无线电波干扰的问题，这是该问题背后的主要因素，并对性能提高进行了定量阐明。今年，我们主要进行了两项研究：（1）基于树结构的无线电资源控制方法，以及（2）对延迟特征和稳定性的定量评估。关于（1），我们提出了一种考虑细胞之间干扰的频率分配方法，以及一种同时处理终端存储和频率分配问题的方法，显示了这些方法的有效性。关于（2），我们研究了一种控制旋转速度的方法，该旋转速度由绕过特定区域的临时基站组成。该方法使用动态速度控制来改善通信公平，同时保持恒定的周期，从而通过消除沟通延迟的变化来提高稳定性。

项目成果

期刊论文数量（14）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Fairness-aware resource allocation technique for UAV-aided information collection system in a disaster

灾害中无人机辅助信息采集系统公平感知资源分配技术

DOI：
10.1587/comex.2022tcl0022
发表时间：
2022
期刊：
IEICE Communications Express
影响因子：
0.3
作者：
Tajima Genki;Nishiyama Hiroki
通讯作者：
Nishiyama Hiroki

上りリンク協調干渉除去を用いた非直交多元接続における送信電力制御に関する研究

基于上行协作干扰消除的非正交多址发射功率控制研究

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
東北大学電通談話会記録
影响因子：
0
作者：
中村零
通讯作者：
中村零

A Study on Power Allocation for Fairness in Downlink-NOMA

下行链路公平功率分配的研究-NOMA

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
作者：
Ihara Urumu;Takafumi Katayama;Tian Song and Takashi Shimamoto;田中智也;Mio Nakamura and Hiroki Nishiyama
通讯作者：
Mio Nakamura and Hiroki Nishiyama

Potential of cooperative SIC for uplink NOMA in multi-cell network

多小区网络中上行 NOMA 协作 SIC 的潜力

DOI：
10.1587/comex.2022tcl0028
发表时间：
2022
期刊：
IEICE Communications Express
影响因子：
0.3
作者：
Nakamura Mio;Nishiyama Hiroki
通讯作者：
Nishiyama Hiroki

Analysis of Optimal Bandwidth Partitioning Ratio in Full-Duplex Integrated Access and Backhaul

全双工综合接入回传最优带宽划分比分析

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
川島将渡;遠藤新;垣内正年;新井イスマイル;藤川和利;金安歩尚，野林大起，塚本和也，池永全志;Takuya Yashima and Hiroki Nishiyama
通讯作者：
Takuya Yashima and Hiroki Nishiyama