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| 講演抄録／キーワード | ||
| 講演名 | 2025-07-04 13:55 ［依頼講演］到来方向推定分布を用いたドローン飛行経路最適化の検討 ○青山幸瑶・平栗健史（日本工大）・松田崇弘（都立大）・木村共孝（同志社大）・清水博幸（日本工大）  CQ2025-42 |
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| 抄録 | （和） | 本研究では，UAV（無人航空機）を無線中継局として活用し，都市部の複雑な電波伝搬環境において通信エリアの拡張と通信品質の向上を図る動的ネットワーク構築手法を提案する．特に，UAVが移動可能であるという特性に着目し，通信品質の高い位置座標へと自律的に飛行経路を制御する点に本手法の新規性がある．従来の固定型中継局では困難であった，状況に応じて最適な中継位置を選択・移動できる柔軟なネットワーク構成を実現する．提案手法では，UAVが飛行中にEM（Expectation-Maximization）アルゴリズムを用いて電波の到来方向分布および波源分布を逐次推定し，通信状態が良好な空間領域を推定する．その情報に基づき，UAVを通信品質の高い方向へと動的に誘導し，最適な中継通信を可能とする飛行制御を行う．評価には，都市部の伝搬特性を考慮したレイトレーシング法と，時空間的に移動するUAVのモデルを組み合わせたシミュレーションを用いた．その結果，提案手法は単純な直線飛行と比較して平均受信電力が約3dB向上することが確認され，移動可能なUAVを活用した飛行経路制御による空中ネットワーク最適化の有効性が示された． |
| （英） | In this study, we propose a dynamic network construction method that utilizes UAVs (Unmanned Aerial Vehicles) as wireless relay nodes to expand communication coverage and improve communication quality in complex urban propagation environments. The novelty of the proposed method lies in the autonomous flight path control of UAVs, which leverages their mobility to navigate toward locations with higher communication quality. This approach enables a flexible network configuration that allows UAVs to select and move to optimal relay positions according to situational conditions—something that is difficult with conventional fixed relay stations. In the proposed method, the UAV sequentially estimates the distribution of signal arrival directions and the spatial distribution of signal sources during flight using the Expectation-Maximization (EM) algorithm. Based on this information, the UAV is dynamically guided toward directions with better communication quality, enabling optimal relay communication through flight path control. For performance evaluation, we conducted simulations that combine a ray-tracing method considering urban propagation characteristics with a UAV model that moves spatiotemporally. The results show that the proposed method improves the average received power by approximately 3 dB compared to simple straight-line flight, demonstrating the effectiveness of aerial network optimization through UAV mobility and flight path control. | |
| キーワード | （和） | UAV / ハンドオーバー / マルチパス干渉 / 航法設計 / EMアルゴリズム / / / |
| （英） | UAV / Handover / Multipath Interference / Navigation Design / EM Algorithm / / / | |
| 文献情報 | 信学技報, vol. 125, no. 94, CQ2025-42, pp. 132-137, 2025年7月. | |
| 資料番号 | CQ2025-42 | |
| 発行日 | 2025-06-25 (CQ) | |
| ISSN | Online edition: ISSN 2432-6380 | |
| 著作権に ついて |
技術研究報告に掲載された論文の著作権は電子情報通信学会に帰属します．(許諾番号：10GA0019/12GB0052/13GB0056/17GB0034/18GB0034) | |
| PDFダウンロード | CQ2025-42 |
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| 研究会情報 | |
| 研究会 | CQ |
| 開催期間 | 2025-07-02 - 2025-07-04 |
| 開催地（和） | イーフ情報プラザ (久米島) |
| 開催地（英） | |
| テーマ（和） | ネットワーク性能、仮想空間/メタバース、グラフ解析、ゲーム理論、機械学習、インタラクション、ソーシャルメディア、一般 |
| テーマ（英） | network performance, virtual environment/metaverse, graph analysis, game theory, machine learning, interaction, social media, etc. |
| 講演論文情報の詳細 | |
| 申込み研究会 | CQ |
| 会議コード | 2025-07-CQ |
| 本文の言語 | 日本語 |
| タイトル（和） | 到来方向推定分布を用いたドローン飛行経路最適化の検討 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Investigation of Drone Flight Path Optimization Using Estimated Direction-of-Arrival Distributions |
| サブタイトル（英） | |
| キーワード(1)（和/英） | UAV / UAV |
| キーワード(2)（和/英） | ハンドオーバー / Handover |
| キーワード(3)（和/英） | マルチパス干渉 / Multipath Interference |
| キーワード(4)（和/英） | 航法設計 / Navigation Design |
| キーワード(5)（和/英） | EMアルゴリズム / EM Algorithm |
| キーワード(6)（和/英） | / |
| キーワード(7)（和/英） | / |
| キーワード(8)（和/英） | / |
| 第1著者 氏名（和/英/ヨミ） | 青山 幸瑶 / Koyo Aoyama / アオヤマ コウヨウ |
| 第1著者 所属（和/英） | 日本工業大学 (略称： 日本工大) Nippon Institute of Technology (略称： NIT) |
| 第2著者 氏名（和/英/ヨミ） | 平栗 健史 / Takefumi Hiraguri / ヒラグリ タケフミ |
| 第2著者 所属（和/英） | 日本工業大学 (略称： 日本工大) Nippon Institute of Technology (略称： NIT) |
| 第3著者 氏名（和/英/ヨミ） | 松田 崇弘 / Takahiro Matsuda / マツダ タカヒロ |
| 第3著者 所属（和/英） | 東京都立大学 (略称： 都立大) Tokyo Metropolitan University (略称： TMU) |
| 第4著者 氏名（和/英/ヨミ） | 木村 共孝 / Tomotaka Kimura / キムラ トモタカ |
| 第4著者 所属（和/英） | 同志社大学 (略称： 同志社大) Doshisha University (略称： Doshisha Univ.) |
| 第5著者 氏名（和/英/ヨミ） | 清水 博幸 / Hiroyuki Shimizu / |
| 第5著者 所属（和/英） | 日本工業大学 (略称： 日本工大) Nippon Institute of Technology (略称： NIT) |
| 講演者 | 第1著者 |
| 発表日時 | 2025-07-04 13:55:00 |
| 発表時間 | 25分 |
| 申込先研究会 | CQ |
| 資料番号 | CQ2025-42 |
| 巻番号（vol） | vol.125 |
| 号番号（no） | no.94 |
| ページ範囲 | pp.132-137 |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | 2025-06-25 (CQ) |
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