2020 Fiscal Year Annual Research Report
無線LANを用いた車載APの広域被覆配置による広域高速大容量通信
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19H04093
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
村瀬 勉 名古屋大学, 情報基盤センター, 教授 (10530941)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
金井 謙治 早稲田大学, 理工学術院, 次席研究員(研究院講師) (40732160)
甲藤 二郎 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (70318765)
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 (80225333)
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)
小畑 博靖 広島市立大学, 情報科学研究科, 准教授 (30364110)
塩田 茂雄 千葉大学, 大学院工学研究院, 教授 (70334167)
宮田 純子 芝浦工業大学, 工学部, 准教授 (90633909)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 無線LAN / 輻輳 / 移動AP / 干渉 / 経路 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の基本アイデアである、「走っているほぼすべての車などにAPを搭載し、それを切れ目なく需要箇所を通過するように車の移動経路選択を行い(課題1)、なおかつ電波干渉の悪影響が無い状況を作り出し(課題2)、この車載のAP(以下単にAP)が通過する瞬間に高速通信を行う(課題3)ことで、面的なWiFiサービスを提供する」ことを実現する制御を開発することが本研究の技術開発目的である。
【課題1】車の移動制御・最適ルート誘導制御：交付申請書の(b)項に基づき、目的地までの経路制御方法を提案し、APがカバーする範囲(被覆範囲)が拡大することを定量評価により証明した。車が経由する道路沿いを被覆範囲として、提案する制御方法において、需要に対して、どの程度の数量のAP(車両)があれば、十分な被覆範囲を得られるかを定量的に明らかにし、提案手法が十分効果的であることを示した。
【課題2】干渉緩和技術・最適AP選択技術：交付申請書の(e)項に基づき、複数のAPが近接し、干渉による通信品質劣化が起きる危険性を回避する技術に挑戦した。干渉を最小限にし、なおかつ適するAPをユーザが選択する制御を提案し、定量評価にて性能を明らかにした。さらに、複数のAPによる干渉が品質に及ぼす影響および、提案方法でどの程度の干渉を緩和でき、通信品質を改善できるかを評価した。
【課題3】高速短時間通信技術： 交付申請書の(g)項に基づき、通過する車に対して、短時間で高効率な通信を行う技術を提案し、定量的に評価した。低位レイヤのIEEE802.11adのようなミリ波を用いた近距離高速バースト通信の改善と高位レイヤ(TCP技術)の改善とを組み合わせる技術に挑戦した。シミュレーション・実機を用いた実験などを通して、通信時間と通信可能データ量の関係を明らかにした。
課題1～3において、解析手法を開発し、妥当性の検証を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
本年の目標であった交付申請書の(b)(e)(g)項について、それぞれ着実に成果を出すことができた。特に、(g)項においては、実機を用いた実験を電波暗室という外部からの電波が届かない特殊な部屋で行い、実際に無線LANアクセスポイントを車載したときの通信性能を把握することに成功した。また、成果への評価は高く、7件のIEEEのハイレベル論文誌論文を含む11件の論文誌論文(査読有り)、20件の査読有り国際会議(うちIEEEが16件)予稿集掲載・発表に繋がっている。さらに、研究成果の展開と普及に向けて、27件の国内口頭発表を行った。このなかで、IEEE国際会議での表彰(例えば、IEEE LifeTech 2021 Outstanding Student Paper Awards for Oral Presentation を受賞)や、国内学会での発表に対する受賞(電子情報通信学会 IN研究会2020年度 IN若手研究奨励賞 受賞、電子情報通信学会 CQ研究会 優秀オンラインポスター賞)などにより、成果の独創性や完成度の高さが評価された。
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| Strategy for Future Research Activity |
【課題1】車の移動制御・最適ルート誘導制御について； (c)車の速度が均一では無い場合、などといった、より現実に近いモデルを用いた制御法を確立する。前年おける (b)基本的なモデル(車の速度が均一)の検証により明らかになったルート制御を発展させ、このモデルを拡張することで、均一では無い場合の評価を行う。基本的なモデルでは、交差点などで同時に車両が移動する(現実モデルでは衝突する)と行った仮定が置かれていたが、衝突を起こさないように、順次交差点に進入するモデルに拡張する。
【課題2】干渉緩和技術・最適AP選択技術について； 前記課題1の制御が最適になされたとしても、複数のAPが近接し、干渉による通信品質劣化が起きる恐れがある。そこで、通信品質を最良にするために、干渉を最小限にし、なおかつユーザがAPを選択する制御を提案し、定量評価にて性能を明らかにする。具体的には、干渉緩和技術・最適AP選択技術においては、(d) APの使用/不使用の制御、APへの接続可否制御、APへの負荷分散制御を提案する。
【課題3】高速短時間通信技術 課題3では、移動している車(すなわち通過する車)に対して、短時間で高効率な通信を行う技術を提案し、定量的に評価する。高速短時間通信技術においては、(g)IEEE802.11adのミリ波通信方法の移動通信における性能を評価し、さらに、(h)TCP技術において、短時間でスループットを確保するための高信頼高速TCPプロトコル技術を開発する。
また、課題1～3において、特に解析手法を用いて妥当性の検証を行うとともに、解析手法を開発する。
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Research Products
(59 results)
