| 講演名 | 2016-03-03 UAVを利用した環境発電型DTNに対するマルコフ決定過程に基づいたメッセージ転送方式 木下 恭平(福井大), 橘 拓至(福井大), |
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| 抄録(和) | 環境発電型DTN では，各ノードが環境発電によって充電を行いながらメッセージの運搬・蓄積・転送を行う．この環境発電型DTN により，劣悪な環境下でも広範囲のデータ伝送が可能になる．現在，環境発電型DTN において，無線航空機（Unmanned Aerial Vehicle, UAV）の利用が検討されている．ここで，環境発電が可能な複数のUAV が，DTN 技術を利用してデータを送受信するシステムを検討する．このようなシステムでは，残余電力量とデータの転送回数を考慮して，各UAV が状況に応じてデータの転送可否を決定することが重要となる．例えば，環境発電の効果が低く，かつ残余電力量が少ない場合には，データの転送を控えることが期待される．また，データの転送回数が少ない場合には，積極的にデータを転送して多くのUAV にデータのコピーを蓄積・運搬させることが望まれる．そこで本稿では，各UAV が状況に応じて適切な行動を実行できるように，マルコフ決定過程に基づいたメッセージ転送方式を提案する．提案方式では，UAV の状態を残余電力量とメッセージ転送回数で定義し，報酬関数および価値関数を基に各状態での最適行動を導出する．数値例において提案方式の性能を調査し，高速移動時の速度や環境発電の成功確率に応じて適切な行動を実行できることを示す． |
| 抄録(英) | In energy harvesting delay tolerant networks (DTN), each node carries, stores, and forwards messages to other nodes while charging its battery with energy harvesting technology. By utilizing the energy harvesting DTN, messages can be transmitted to other users in unstable network environments where frequent disconnections occur. Currently, in the energy harvesting DTN, unmanned aerial vehicles (UAV) is expected to be used as a mobile node. Here, we consider a DTN system where messages are transmitted by using multiple UAVs that can charge the battery with energy harvesting technology as a node. In such a system, each UAV should decide whether a message is forwarded or not by considering its battery and the number of transmissions. In this paper, we propose a message forwarding method based on Markov Decision Process (MDP). In the proposed method, an UAV decides the optimal action based on the battery and the number of transmissions. In numerical examples, we investigate the performance of the proposed method and show that an UAV can decide the optimal action according its state. |
| キーワード(和) | 環境発電 / DTN / マルコフ決定過程 / 最適行動 / 消費電力 |
| キーワード(英) | Energy harvesting / Delay tolerant Networks / Markov decision process / Optimal action / Energy consumption |
| 資料番号 | NS2015-184 |
| 発行日 | 2016-02-25 (NS) |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | NS / IN |
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| 開催期間 | 2016/3/3(から2日開催) |
| 開催地（和） | フェニックス・シーガイア・リゾート（宮崎） |
| 開催地（英） | Phoenix Seagaia Resort |
| テーマ（和） | 一般 |
| テーマ（英） | General |
| 委員長氏名（和） | 平松 淳(NTT-AT) / 小林 秀承(NTT) |
| 委員長氏名（英） | Atsushi Hiramatsu(NTT-AT) / Hidetsugu Kobayashi(NTT) |
| 副委員長氏名（和） | 戸出 英樹(阪府大) / 山岡 克式(東工大) |
| 副委員長氏名（英） | Hideki Tode(Osaka Pref. Univ.) / Katsunori Yamaoka(Tokyo Inst. of Tech.) |
| 幹事氏名（和） | 橘 拓至(福井大) / 前田 英樹(NTT) / 濱田 貴広(NTT) / 北原 武(KDDI) |
| 幹事氏名（英） | Takuji Tachibana(Univ. of Fukui) / Hideki Maeda(NTT) / Takahiro Hamada(NTT) / Takeshi Kitahara(KDDI) |
| 幹事補佐氏名（和） | 鎌村 星平(NTT) / 首藤 裕一(NTT) / 金子 晋丈(慶大) |
| 幹事補佐氏名（英） | Shohei Kamamura(NTT) / Yuichi Sudo(NTT) / Kunitake Kaneko(Keio Univ.) |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | Technical Committee on Network Systems / Technical Committee on Information Networks |
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| 本文の言語 | JPN |
| タイトル（和） | UAVを利用した環境発電型DTNに対するマルコフ決定過程に基づいたメッセージ転送方式 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Message Forwarding Method based on Markov Decision Process in Energy Harvesting Delay Tolerant Networks with Unmanned Aerial Vehicles |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | 環境発電 / Energy harvesting |
| キーワード(2)（和/英） | DTN / Delay tolerant Networks |
| キーワード(3)（和/英） | マルコフ決定過程 / Markov decision process |
| キーワード(4)（和/英） | 最適行動 / Optimal action |
| キーワード(5)（和/英） | 消費電力 / Energy consumption |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 木下 恭平 / Kyohei Kinoshita |
| 第 1 著者 所属（和/英） | 福井大学(略称：福井大) University of Fukui(略称：Univ. of Fukui) |
| 第 2 著者 氏名（和/英） | 橘 拓至 / Takuji Tachibana |
| 第 2 著者 所属（和/英） | 福井大学(略称：福井大) University of Fukui(略称：Univ. of Fukui) |
| 発表年月日 | 2016-03-03 |
| 資料番号 | NS2015-184 |
| 巻番号（vol） | vol.115 |
| 号番号（no） | NS-483 |
| ページ範囲 | pp.95-98(NS), |
| ページ数 | 4 |
| 発行日 | 2016-02-25 (NS) |