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

• 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

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．

Cyber Physical System (CPS) is the world's first attempt to solve social problems. Disaster prevention and mitigation are the exception to this rule. For example, disaster resistance CPS is expected to be implemented in the future. The information transmission means is expected to collect information from the communication center. In case of disaster, the communication equipment such as mobile phone can be used, and the communication equipment (such as mobile phone, automatic vehicle, etc.) in the disaster area can be used to provide emergency communication function. The communication technology is not established yet. The main cause of this research is the conflict of communication requirements and the interference of radio waves. This year, the main issues are: (1) structural analysis, wireless control methods,(2) quantitative evaluation of delay characteristics and stability, and (2) implementation of relevant research. (1)In this paper, the author discusses the object of dense type of optical fiber, considers the frequency division method, the end-to-end solution problem, the frequency division problem, the simultaneous solution method, etc. (2)In addition, the research on the control method of cycle speed in the special cycle is carried out. When the method is used, the speed of the mobile control is high, the fairness of the communication is high, the cycle period is certain, the group is adopted, and the communication delay is high.

项目成果

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

A Study on Power Allocation for Fairness in Downlink-NOMA

下行链路公平功率分配的研究-NOMA

• 发表时间: 2020
• 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

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

• 发表时间: 2022
• 期刊: 東北大学電通談話会記録
• 作者: 中村零

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

• 发表时间: 2022
• 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