2017 Fiscal Year Research-status Report
劣VANET通信環境を想定した車両クラスタリング及び災害時車両クラウドの実現
| Project/Area Number |
16K00121
|
|---|
| Research Institution | The University of Electro-Communications |
|---|
Principal Investigator |
策力 木格 電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 准教授 (90596230)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
|
| Keywords | 車両アドホックネットワーク / クラスタリング / 車両クラウド / 断続的な接続環境 / 高密度環境 / VANET / 経路選択 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は，車両アドホックネットワーク(VANET)における劣悪な通信環境を考慮した通信プロトコルの提案並びにシミュレーションと実証実験による評価を行うことである．平成２９年度には，断続的な接続環境を想定したVANET通信手法に焦点をあてた．中継車両の選択が適切ではないと，データが目的地まで届かない，または無線リソースの利用効率及びスループットが低下する場合がある．そこで本研究では，車両間距離，移動速度，信号強度をファジィ論理により統合し，無線リンク品質，車両の移動予測，ノード分布情報に基づいて，中継車両を選択する方式を提案した．さらに，無線通信のブロードキャスト特性に対するネットワークコーディングの有効性を利用して，低オーバヘッドでデータを複数の車両に配布することにより，低遅延，高スループットを達成した．中継車両の数と通信品質（スループット，遅延）の関係を強化学習コントローラで学習することで，ネットワーク環境に応じて自動的にパラメータを調整できる通信プロトコルを提案した．またエンドツーエンド接続に依存するマルチホップ通信方式とDTN方式を組み合わせることでスループットの最大化を実現した．
コンピュータシミュレーションを用いて，他の既存研究と比較しながら，提案プロトコルの評価を行った．シミュレーションにより，様々なネットワークトポロジにおいて提案プロトコルの性能評価を行い，問題点を見つけて提案プロトコルを改良することを繰り返した．また実ネットワーク環境にて提案プロトコルの性能を評価し，提案プロトコルの改良を行った．
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
当初の計画通り，断続的な接続環境における通信プロトコルを提案して実証実験を用いて動作検証を行った．具体的には，車両の移動，無線リンク品質，車両分布に基づき中継車両を選択する，またネットワークコーディングを用いて全体送信データ量を削減し，送信効率を向上させる方式を提案した．さらに，エンドツーエンド接続に依存するマルチホップ通信方式とエンドツーエンド接続に依存しないDTN方式の組み合わせを最適化する手法を提案した．より柔軟且つ知能的なプロトコルを設計するためには，ファジィ論理を用いて複数の要素を統合的に考慮する，強化学習を用いて最適な通信パラメータを選択する方式を利用した．また平成３０年度研究計画の一部は既に実現できている．
|
| Strategy for Future Research Activity |
平成３０年度には，１年目と２年目の提案手法を連携させ，通信環境の変化に迅速に適応できるプロトコルを設計する（ファジィ論理と強化学習によるパラメータ調整で実現）．提案プロトコルを実デバイスに実装して，実際にVANETを構築して，提案プロトコルの実環境での動作検証を行う．さらに音声，ビデオなどのアプリケーションを用いて評価する．動作検証により，提案プロトコルの実用化に向けた課題を明らかにして，実際に使用できる見通しをつける．
|
