３次元ドローンメッシュネットワークにおける高効率アクセス制御に関する研究

3D无人机网状网络高效访问控制研究

• 批准号: 19J13386
• 负责人: 設樂 勇
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Nippon Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-25 至 2021-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19J13386/
• 关键词: ドローン; 中継伝送; 通信効率; アクセスプロトコル; オーバリーチ干渉; アクセス制御; クロスレイヤ

本研究の目的は，ドローンネットワーク実現のために高効率なアクセス制御プロトコルを考案し，実環境においても高通信効率を実現することである．ドローンネットワークの通信効率低下の要因として各ドローンの相互干渉や宛先ドローンよりも先のドローンへの電波が到達することによるオーバリーチ干渉などがある．本研究ではこれらの問題を解決するために，指向性ビームを使用したドローンネットワークのオーバリーチ干渉を低減するMAC（Medium Access Control）層のアクセス制御プロトコルの検討を行ってきた．本年度は昨年度に検討を行っていた提案技術のアクセスプロトコルの見直しを行った．これまでのアクセス制御では中継ドローンは受信電力から自身を中継ドローンか否かを判断していたため，中継距離が遠くなると各ドローンの受信電力差が小さくなり中継時に競合する場合があった．そこでこの課題を解決するために，中継時のアクセス制御にCSMA/CA（Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance）方式に使用されているバックオフアルゴリズムを用いることで各ドローンの受信電力差が小さい条件でも中継ドローンが競合せずに中継可能な方式を検討した．これにより中継ドローンの競合を回避できるほか，従来の1ホップ通信と比べて約2倍スループットが向上することを確認した．また，昨年度に引き続き提案方式を評価するためにレイヤ統合シミュレーションツールの開発も併せて行った．本年度は物理層のレイトレースシミュレータを変更することで，ガードインターバル長を超える伝搬遅延波の影響を含めて評価可能となった．これにより，従来評価が難しかった現実環境に近い条件での計算シミュレーションが可能となる．

The purpose of this study is to investigate the implementation of high efficiency communication in real environment. The main reasons for the low communication efficiency of the mobile phone are the mutual interference of the mobile phone and the radio wave of the mobile phone. In this paper, we discuss how to solve this problem by using the directivity control layer of MAC (Medium Access Control). This year's annual review of the proposed technology will be carried out in a timely manner. In this case, if the distance between the two sides is long, the difference between the two sides is small, and if the distance between the two sides is long, the difference between the two sides is small, the difference between the two sides is small, and the difference between the two sides is small. To solve this problem, the Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance (CSMA/CA) mode is used to investigate the possible mode of collision avoidance under the condition that the received power difference of each terminal is small. This is the first time I've ever seen a person who's been in a relationship with someone else. The first year of the year, the first year of the year, the second year of the year, the third year of the year, the fourth year, the fourth year of the year, the year, the fourth year, the year, the fourth year, the year, the This year, the impact of the physical layer's change in length and delay is included in the evaluation of possible changes. In this case, it is difficult to evaluate the current environment and calculate the possible conditions.

项目成果

ドローンネットワークへのMassive MIMO技術の適用と通信方式の検討

将Massive MIMO技术应用于无人机网络并考虑通信方式

• 发表时间: 2019
• 作者: Isamu Shitara;Takefumi Hiraguri;Taniguthi Ryotaro;Kentaro Nishimori;設樂 勇，平栗健史，進藤卓也，西森健太郎;設樂勇，森野善明，進藤卓也，平栗健史;設樂 勇，平栗健史
• 通讯作者: 設樂 勇，平栗健史

ドローンメッシュネットワークにおけるMassive MIMOを用いた通信手法の一検討

无人机网状网络中使用 Massive MIMO 的通信方法研究

• 发表时间: 2019
• 作者: Shibayama Shojiro;Marcou Gilles;Horvath Dragos;Baskin Igor I.;Funatsu Kimito;Varnek Alexandre;Shojiro Shibayama（発表者） and Kimito Funatsu;設樂 勇，平栗健史;設樂 勇，進藤 卓也，平栗 健史
• 通讯作者: 設樂 勇，進藤 卓也，平栗 健史

Development of 3D Cross-Layer Simulators

3D跨层模拟器的开发

• 发表时间: 2021
• 作者: Isamu Shitara;Takefumi Hiraguri;Taniguthi Ryotaro;Kentaro Nishimori
• 通讯作者: Kentaro Nishimori

ドローンネットワークにおけるクロスレイヤ通信品質評価の一検討

无人机网络跨层通信质量评估研究

• 发表时间: 2020
• 作者: Isamu Shitara;Takefumi Hiraguri;Taniguthi Ryotaro;Kentaro Nishimori;設樂 勇，平栗健史，進藤卓也，西森健太郎
• 通讯作者: 設樂 勇，平栗健史，進藤卓也，西森健太郎

A Cooperative Transmission Scheme in Drone-Based Networks

• DOI: 10.1109/tvt.2020.2965597
• 发表时间: 2020-01
• 期刊: IEEE Transactions on Vehicular Technology
• 影响因子: 6.8
• 作者: T. Hiraguri;K. Nishimori;Isamu Shitara;T. Mitsui;T. Shindo;Tomotaka Kimura;T. Matsuda;H. Yoshino