| 講演抄録／キーワード |
| 講演名 |
2023-10-31 09:45
［ポスター講演］ポテンシャルゲームによるLoS/NLoS環境を考慮したUAV空中基地局の自律分散型最適配置法
○古田牧太郎（阪大）・木村達明（同志社大）・滝根哲哉（阪大） |
| 抄録 |
（和） |
UAV（Unmanned Aerial Vehicle）を用いた空中基地局は，機動性を活かした適応的な通信環境の提供が可能であり，大規模イベントや自然災害の被災地域など様々な場面での活用が期待される新たな通信技術である．しかし，地上ユーザの通信品質を最大化する空中基地局の最適配置は，ユーザと ABS 間の空対地チャネルにおける見通し内（Line-of-Sight: LoS）および見通し外（Non-LoS: NLoS）環境の特性や，基地局間干渉などの要因により，困難な課題となっている．これに対し様々な空中基地局の最適配置法が提案されているが，多くの既存研究では空対地チャネルの LoS/NLoS 環境に関して現実的なモデル化が行われておらず，ユーザの実際の通信品質を考慮できていないという課題がある．本研究では，LoS/NLoS 環境を考慮した UAV 空中基地局の自律分散型最適配置法を提案する．提案手法では，空中基地局の展開領域を 3 次元格子空間でモデル化し，各地点における LoS/NLoS 環境が事前に与えられる状況を仮定する．所望の通信品質を満たすユーザ数の期待値を最大化する最適化問題を空中基地局の最適配置問題として定式化し，これをポテンシャルゲームとして表現する．これにより，各空中基地局が局所的な情報のみを用いて配置を更新する，自律分散型の最適配置アルゴリズムを構築する．さらに，シミュレーション評価を行い，提案手法が既存手法と比較して全体的な通信品質を効果的に改善できることを示す． |
| （英） |
Unmanned aerial vehicles (UAVs) equipped with cellular base stations, namely, aerial base stations (ABS), have attracted increasing attention as a key technology in future wireless networks to adaptively expand communication capacity and coverage in disaster-affected areas and large-scale events. However, determining the optimal 3D placement of ABSs that maximizes the communication quality of ground users is a challenging problem due to various factors, such as complicated air-to-ground channel characteristics and intercell interference. Although various ABS deployment methods have been proposed, most of the existing methods do not assume a realistic model of the line-of-sight (LoS)/non-LoS (NLoS) status in air-to-ground channels and do not consider the actual communication quality of ground users. In this study, we propose a distributed ABS deployment method considering LoS/NLoS conditions. We model the ABS deployment area as a 3D lattice space and assume that the LoS/NLoS condition at each location is given. We formulate the ABS deployment problem as the maximization problem of the expected number of covered users. By applying a potential game to the problem, we develop a distributed ABS deployment algorithm that reaches a Nash equilibrium of the game. We evaluate the proposed method by simulation and demonstrate that it effectively improves the number of covered users considering LoS/NLoS conditions compared to existing methods. |
| キーワード |
（和） |
UAV（Unmanned Aerial Vehicle） / 空中基地局 / 最適配置問題 / 自律分散制御 / ポテンシャルゲーム / / / |
| （英） |
Unmanned aerial vehicle (UAV) / aerial base station (ABS) / optimal placement problem / distributed control / potential game / / / |
| 文献情報 |
信学技報 |
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