2015 Fiscal Year Annual Research Report
スパイクトラフィックを抑える次世代M2M通信制御アーキテクチャの研究
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15H02697
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| Research Institution | Aichi Institute of Technology |
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Principal Investigator |
水野 忠則 愛知工業大学, 情報科学部, 教授 (80252162)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
峰野 博史 静岡大学, 情報学部, 准教授 (40359740)
内藤 克浩 愛知工業大学, 情報科学部, 准教授 (80378314)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | M2M / IoT / 通信制御 / スパイクトラフィック / セルラシステム / オーバレイネットワーク |
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| Outline of Annual Research Achievements |
M2Mによる応用サービスの普及にともない、M2Mデバイスを柔軟に設置することが可能となるセルラネットワークの利用が想定されている。一方、セルラネットワークは音声呼を想定して設計されてきた歴史を持ち、M2Mをはじめとした少量の通信を頻繁に行うトラフィックは想定されていない。そのため、M2Mデバイスが多数セルラネットワークに接続された場合、通信制御トラフィックの割合が激増することにより、システム容量の激減、または通信障害の発生が危惧されている。
平成27年度の研究開発では、IEEE 802.11, IEEE 802.15.4など近距離無線通信機能とセルラネットワークを併用するM2Mデバイスに着目し、近距離無線通信機能を用いて各M2Mデバイスの少量トラフィックを適切に集約するための基盤オーバーレイネットワークの開発を主に行った。
一般に、各M2Mデバイスは通信のために個別のIPアドレスを利用していることから、トラフィックをただ迂回させるだけでは、通信を成立させることができない。そこで、開発した基盤オーバーレイネットワークでは、M2M機器はオーバーレイネットワーク内でのみ有効となる仮想IPアドレスを利用し、相互の通信は仮想IPアドレスを用いて行う。結果として、基盤オーバーレイネットワークにおいて経由するM2Mデバイスが切り替えられた場合にも、アプリケーションが利用するIPアドレスは変化することがなく、トラフィック状況に応じて柔軟に通信経路の切り替えが可能となる。平成27年度は、本オーバーレイネットワークを実現するためのシステム構成要素の設計、M2Mデバイスと管理サーバー間の通信シグナリングの設計を主に行うことにより、提案方式の実現性を明らかにした。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
セルラネットワークの通信制御トラヒックは、セルラネットワークを利用するたびに発生する。また、M2Mデバイスが複数のセルラネットワークを利用することも想定されるため、M2Mデバイス間のトラフィック迂回機構とセルラネットワークの制御機構は独立である方が、今後より柔軟なネットワーク利用が可能になると考えられる。
平成27年度は、本研究全体で目的とする課題を解決していくためには、M2Mデバイスが相互に自由に通信可能となるネットワークを用意することが重要であることと考え、実ネットワーク上に仮想的に実現されるオーバーレイネットワークの概念を提案した。提案したオーバーレイネットワークの目的は、各M2Mデバイスが一意に通信を相互に開始可能とするだけではなく、実ネットワーク上の通信迂回処理などにより、M2Mデバイス上で稼働するアプリケーションが影響を受けなくするためである。
具体的には、オーバーレイネットワーク内のデバイス接続情報を管理するサーバー群とM2Mデバイスを構成要素として想定し、M2Mデバイス間で相互通信を行うために必要となる、デバイス接続情報の情報管理手法及び通信シグナリングの設計を行った。
これらの成果は、本研究課題全体の基盤として活用することができ、本研究課題は概ね予定通りの進捗状況であると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成27年度の成果であるオーバーレイネットワークを活用することにより、本研究課題で目的とする、M2Mデバイス間の分散処理の実現、トラフィックの集約化によるセルラネットワークの通信制御トラフィックの削減を実現するための基盤プラットフォームを開発することができた。
平成28年度は、開発したオーバーレイネットワークのネットワーク性能を評価するために、設計した通信シグナリングをネットワークシミュレーター上に実装することにより、提案方式に関するセルラネットワークにおける通信制御トラフィック及び通信トラフィックの影響を明らかにする予定である。
また、並行して、M2Mデバイス間で分散処理を実現するためのアーキテクチャの設計、近距離無線通信を利用して各M2Mデバイスが発生させるトラフィックを集約させるために必要となる、M2Mデバイスの近隣デバイス探索手法及び、近隣デバイス間のアドホックネットワーク構築手法、さらに、これらの手法と提案オーバーレイネットワークの連携手法の研究開発を推進する予定である。
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