2018 Fiscal Year Annual Research Report
A High Speed and Reliable Wireless Mesh Network Architecture Based on IEEE802.11
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16K12422
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| Research Institution | Wakayama University |
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Principal Investigator |
吉廣 卓哉 和歌山大学, システム工学部, 准教授 (80362862)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 無線メッシュ網 / スケジューリング / 経路制御 / 隠れ端末問題 / IEEE802.11 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、スロット化CSMAを前提とした無線メッシュ網において、隠れ端末問題を考慮したスケジューリングおよび経路計算手法であるCATBSを改良することである。改良として、(A)無線メッシュ網において経路制御プロトコルに組み込み可能な軽量なヒューリスティックアルゴリズムの構築と、(B)高速通信時でも自律分散的に隠れ端末をを探索し、高速通信に対応したスケジューリング法の開発の２点を行う。
(A)に関しては、CATBSのスケジューリングではMAX-SATに帰着して解いていたため膨大なメモリ量と計算量が必要であったことを改善するために、ヒューリスティックなスケジューリングアルゴリズムを提案した。具体的には、スケジューリング問題を経路決定問題とスロット割当問題に分割して定式化し、経路決定問題に対しては媒介中心性に基づいた貪欲アルゴリズムを提案、一方のスロット割当問題は衝突度に基づいた貪欲探索アルゴリズムを提案した。評価の結果、提案アルゴリズムはCATBSと比較して大幅に小さいメモリ量と計算量で、CATBSに近い性能のスケジュールを計算できることが明らかになった。
(B)に関しては、各ノードが定期的に発信するIEEE802.11のビーコンを観測することで、各ノードが周囲のノードの通信との干渉可能性を調べ、この結果を周囲のノードと共有し、この情報に基づいて隠れ端末問題の発生箇所を特定し、スケジューリングを行う方式を提案した。この方法は経路制御プロトコルに組み込むことが可能であり、CATBSを自律分散的に動作させることを可能にする。評価の結果、提案方式により計算されたスケジュールは無線メッシュ網において問題なく動作し、従来のCATBSとは異なり、特に高速無線通信を用いた際の電波干渉を効率的に取り除けることが明らかになった。
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