論文の概要: Communications-Aware NMPC for Multi-Rotor Aerial Relay Networks Under Jamming Interference

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.28467v1
• Date: Mon, 30 Mar 2026 14:05:54 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-03-31 23:18:45.435074
• Title: Communications-Aware NMPC for Multi-Rotor Aerial Relay Networks Under Jamming Interference
• Title（参考訳）: ジャミング干渉下におけるマルチロータリアリレーネットワークのための通信対応NMPC
• Authors: Giuseppe Silano, Daniel Bonilla Licea, Davide Liuzza, Antonio Franchi, Martin Saska,
• Abstract要約: ティルト・トゥ・トランスレート(tilt-to-translate)」操作は、アンテナ方向を通信相手と不注意に整列させ、干渉下で深刻な劣化を引き起こす。 本稿では,高レベル最大軌道生成器とアクチュエータレベルのモデル予測制御器を組み合わせた通信対応制御フレームワークを提案する。 その結果,最小限のエンドツーエンド容量が2次近く増加し,障害発生が著しく減少し,平均容量が中程度に増加した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 10.131651799774108
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Multi-Rotor Aerial Vehicles (MRAVs) are increasingly used in communication-dependent missions where connectivity loss directly compromises task execution. Existing anti-jamming strategies often decouple motion from communication, overlooking that link quality depends on vehicle attitude and antenna orientation. In coplanar platforms, "tilt-to-translate" maneuvers can inadvertently align antenna nulls with communication partners, causing severe degradation under interference. This paper presents a modular communications-aware control framework that combines a high-level max-min trajectory generator with an actuator-level Nonlinear Model Predictive Controller (NMPC). The trajectory layer optimizes the weakest link under jamming, while the NMPC enforces vehicle dynamics, actuator limits, and antenna-alignment constraints. Antenna directionality is handled geometrically, avoiding explicit radiation-pattern parametrization. The method is evaluated in a relay scenario with an active jammer and compared across coplanar and tilted-propeller architectures. Results show a near two-order-of-magnitude increase in minimum end-to-end capacity, markedly reducing outage events, with moderate average-capacity gains. Tilted platforms preserve feasibility and link quality, whereas coplanar vehicles show recurrent degradation. These findings indicate that full actuation is a key enabler of reliable communications-aware operation under adversarial directional constraints.
• Abstract（参考訳）: MRAV(Multi-Rotor Aerial Vehicles)は、通信に依存したミッションにおいて、接続損失が直接タスク実行に影響を及ぼす。 既存のジャミング対策は、しばしば通信から動きを分離し、リンク品質は車両の姿勢とアンテナの向きに依存する。 コプラナープラットフォームでは、"tilt-to-translate"操作は必然的にアンテナヌルを通信パートナーと整列させ、干渉下で深刻な劣化を引き起こす。 本稿では,高レベル極小軌道生成器とアクチュエータレベルの非線形モデル予測制御器(NMPC)を組み合わせたモジュール型通信対応制御フレームワークを提案する。 軌道層は妨害下で最も弱いリンクを最適化し、一方NMPCは車両力学、アクチュエータ制限、アンテナ配向制約を強制する。 アンテナの方向は幾何的に扱われ、露光パターンのパラメトリゼーションは避けられる。 この手法は, アクティブジャマを用いたリレーシナリオで評価され, コプラナーおよび傾斜プロペラアーキテクチャ間で比較される。 その結果,最小限のエンドツーエンド容量が2次近く増加し,障害発生が著しく減少し,平均容量が中程度に増加した。 傾斜したプラットフォームは実現可能性とリンク品質を保ち、コプラナー車両は繰り返し劣化を示す。 これらの結果から,全アクチュエータが対向方向制約下での信頼性の高い通信認識操作の鍵となることが示唆された。

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