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介護用無線医療センサーネットワークの原理と設計に関する研究

Research Project

Project/Area Number 10F00356
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section外国
Research Field Computer system/Network
Research InstitutionNational Institute of Informatics

Principal Investigator

計 宇生  国立情報学研究所, アーキテクチャ科学研究系, 教授

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 谷 雨  国立情報学研究所, アーキテクチャ科学研究系, 外国人特別研究員
Project Period (FY) 2010 – 2012
Project Status Completed (Fiscal Year 2012)
Budget Amount *help
¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000)
Fiscal Year 2012: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2011: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2010: ¥500,000 (Direct Cost: ¥500,000)
Keywords無線センサーネットワーク / 高齢者介護 / ネットワーク最適化 / バースト通信 / 目標監視 / センサーネットワーク / ボディセンサーネットワーク / ターゲットカバレッジ / 無線監視システム / シンク・モビリティ
Research Abstract

本研究では介護用センサーネットワークの原理と設計に関する技術課題を解決することが目的である。具体的には以下の3つの課題について検討した。
1)ヘルスケアのための無線センサーネットワークのネットワークライフタイムの最適化問題
ユーザ(患者)が移動しながら、自らの健康情報を定期的に送信するようなシナリオを想定している。ネットワークトポロジーの時間的変化に対応すべく、本研究では、ユーザの移動が既知である(オフラインの)場合、多項式複雑度で最適化問題の解を得ることが可能であることを示した。一方、オンラインの場合、問題の複雑度が大幅に上昇し、オフラインと同じような性能を得ることが困難であり、ユーザの移動性を一定のパターンに限定し、移動性の予測を利用することで性能の向上が得られることを示した。
2)ボディセンサーネットワークにおける優先通信の実現方法の検討
ボディセンサーネットワークは人間の体の異なる位置から健康情報を収集し、一定の処理を行い、さらに伝送することによって、ヘルスケアの機能を提供するものである。本研究では、バースト的に発生するデータのための通信制御を行うことによって、エネルギーの消費を削減し、持続的なサービスを提供可能にするアルゴリズムについて検討し、さらに異なるデータのためのサービス品質を保証できる優先制御機構の検討を行った。クリティカルな要求に対応できる高信頼性、実時間性、患者の安全性を確保できるような通信プロトコルについて提案した。
3)無線監視センサーシステムにおける目標追跡の問題
本研究では、患者の移動によるネットワークのトポロジーの変化に適応し、新しい経路を自動的に生成、制御するネットワークサービスのための理論および実現方法を検討し、携帯センサーノードの移動性に考慮し、周辺に設置した非移動性センサーとの連携による目標追跡の実現方法について検討を行った。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

研究は当初の計画通り、ステップバイステップに進められた。それぞれのステップにおいて、研究結果を国際会議や、国際学術雑誌に発表した。したがって、当初の計画での目標が達成出来たと考えている。

Report

(3 results)
  • 2012 Annual Research Report
  • 2011 Annual Research Report
  • 2010 Annual Research Report
  • Research Products

    (13 results)

All 2013 2012 2011

All Journal Article (9 results) (of which Peer Reviewed: 9 results) Presentation (4 results)

  • [Journal Article] ESWC : Efficient Scheduling for the Mobile Sink in Wireless Sensor Networks with Delay Constraint2013

    • Author(s)
      Yu Gu, Yusheng Ji, Jie Li, Fuji Ren, Baohua Zhao
    • Journal Title

      IEEE Transactions on Parallel and Distributed Systems

      Volume: 24 Issue: 7 Pages: 1310-1320

    • DOI

      10.1109/tpds.2012.210

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] EMS : Efficient Mobile Sink Scheduling in Wireless Sensor Networks2012

    • Author(s)
      Yu Gu, Yusheng Ji, Jie Li, Baohua Zhao
    • Journal Title

      Ad Hoc Networks (Elsevier)

      Volume: 11 Issue: 5 Pages: 1556-1570

    • DOI

      10.1016/j.adhoc.2012.11.010

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Covering Targets in Sensor Networks : From Time domain to Space Domain2012

    • Author(s)
      Yu Gu, Yusheng Ji, Jie Li, Baohua Zhao
    • Journal Title

      IEEE Transactions on Parallel and Distributed Systems, Special Issue-Cyber Physical Systems

      Volume: (To appear) Issue: 9 Pages: 1643-1656

    • DOI

      10.1109/tpds.2012.99

    • Related Report
      2012 Annual Research Report 2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Towards an Optimal Lifetime in Heterogeneous Surveillance Wireless Sensor Networks2012

    • Author(s)
      Yu Gu, Yusheng Ji, Jie Li, Baohua Zhao
    • Journal Title

      EURASIP Journal on Wireless Communications and Networking

      Volume: (To appear) Issue: 1

    • DOI

      10.1186/1687-1499-2012-74

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] An Optimal Algorithm for Solving Partial Target Coverage Problem in Wireless Sensor Networks2012

    • Author(s)
      Yu Gu, Yusheng Ji, Jie Li, Baohua Zhao
    • Journal Title

      Wiley's Journal of Wireless Communications and Mobile Computing

      Volume: (To appear) Issue: 1 Pages: 90-99

    • DOI

      10.1007/s11036-010-0281-3

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Delay-bounded Sink Mobility in Wireless Sensor Networks2012

    • Author(s)
      Yu Gu, Yusheng Ji, Jie Li, Biao Han, Baohua Zhao
    • Journal Title

      Proceedings of IEEE ICC 2012

      Volume: (To appear)

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Scheduling Sinks in Wireless Sensor Networks : Theoretic Analysis and An Optimal Algorithm2011

    • Author(s)
      Yu Gu, Yusheng Ji, Hongyang Chen, Jie Li, Baohua Zhao, Athanasios V.Vasilakos.
    • Journal Title

      To appear in Proceedings of IEEE ICC 2011

      Volume: Vol.34

    • Related Report
      2010 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Scheduling Multiple Sinks in Wireless Sensor Networks : A Column Generation Based Approach2011

    • Author(s)
      Yu Gu, Baohua Zhao, Yusheng Ji, Jie Li.
    • Journal Title

      Proceedings of IEEE WCNC 2011

      Volume: Vol.12 Pages: 487-491

    • Related Report
      2010 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Theoretical Treatment of Sink Scheduling Problem in Wireless Sensor Networks2011

    • Author(s)
      Yu Gu, Yusheng Ji, Jie Li, Baohua Zhao.
    • Journal Title

      Proceedings of IEEE Infocom 2011 Workshop(WiSARN)

      Pages: 3861-3866

    • Related Report
      2010 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Network Lifetime Optimization in Wireless Healthcare Systems : Understanding the Gap between Online and Offline Scenarios2013

    • Author(s)
      Yu Gu, Yusheng Ji, Jie Li, Fuji Ren
    • Organizer
      Accepted by IEEE ICC 2013
    • Place of Presentation
      Budapest, Hungary
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Network Coding Based SVC Multicast Over Broadband Wireless Networks2012

    • Author(s)
      Hao Zhou, Yu Gu, Yusheng Ji, Baohua zhao
    • Organizer
      IEEE 37^<th> Conference on Local Computer Networks
    • Place of Presentation
      Clearwater Beach, Florida (USA)
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Delay-bounded Sink Mobility in Wireless Sensor Networks2012

    • Author(s)
      Yu Gu, Yusheng Ji, Jie Li, Biao Han, Baohua Zhao
    • Organizer
      IEEE ICC 2012
    • Place of Presentation
      Ottawa Convention Centre, Canada
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Mobile Base Station Scheduling in Wireless Sensor Networks with Delay Constraint2012

    • Author(s)
      Yu Gu, Yusheng Ji, Ruijian An
    • Organizer
      2012 IEICE Society Conference
    • Place of Presentation
      富山大学五福キャンパス(富山市)
    • Related Report
      2012 Annual Research Report

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Published: 2010-12-03   Modified: 2024-03-26  

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