2022 Fiscal Year Research-status Report
Content-based Wake-up Control for Energy-Efficient Sensing Data Collections
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19K04401
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| Research Institution | Kansai University |
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Principal Investigator |
四方 博之 関西大学, システム理工学部, 教授 (00510124)
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2019-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 無線センサネットワーク / ウェイクアップ無線 / 省電力化 / コンテンツ指向制御 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題では、コンテンツ指向ウェイクアップ制御技術の確立とその有効性実証を目指している。本年度は、ウェイクアップ制御とデータ通信制御の連携効果の詳細検討および広域センシングを実現するためのマルチホップ化に関する検討を行った。
ウェイクアップ制御とデータ通信制御の連携について、センサ観測値の空間相関に基づいた方式設計および詳細評価を行った。本検討では、空間相関を有する観測データを生成するデータ発生源の同定に対して、コンテンツベースウェイクアップ制御を用いたデータ収集が有効であることを示した。同定では、ディープラーニングの一種であるConvolutional Neural Network (CNN)を用いており、このような機械学習による推定の省電力化および高精度化にウェイクアップ制御が影響するという知見を得た。
また、マルチホップ化に関する検討として、クラスタリングを適用した2-hopネットワークへのコンテンツ指向ウェイクアップ制御の拡張を行った。各クラスタのクラスタメンバ数に応じて適切なウェイクアップ制御をコンテンツ指向制御とIDベース制御の間で切り替える方式を提案した。本提案方式のデータ収集遅延およびノードの消費エネルギーに関するシミュレーション評価を行い、その有効性を確認した。さらに、2-hopネットワークにおける隠れ端末のウェイクアップ制御への影響を緩和する方式を提案し、提案方式のシミュレーション評価および有効性検証を行った。その結果、提案方式を用いることで、隠れ端末によるデータ収集精度の劣化を抑制可能である事を示した。
上記の検討により、観測データの特質考慮によりウェイクアップ制御の特性向上を実現できる事を実証するとともにマルチホップ化に適した方式を明確にした。
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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
本年度の目標の一つは、センサ観測値の空間相関に基づいた方式の検討により、コンテンツ指向ウェイクアップ制御におけるウェイクアップ制御とデータ通信制御の連携効果の明確化を行う事であり、その目的は達成できた。また、もう一つの目標は、広域センシングを実現するためのマルチホップ環境に適したウェイクアップ制御法の明確化であり、その目的についても達成できた。昨年度の検討で明らかになった隠れ端末に関する問題を解決する方式の提案・有効性検証も実施できた。これらの理由から、本年度は、おおむね順調に研究が進捗したと評価する。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、広域センシングを実現するためのマルチホップ制御について、2-hopよりも多くのホップを含むネットワークへの拡張を検討する予定である。特に、2-hopネットワークで導入した適応ウェイクアップ制御選択を3-hop以上のネットワークに適用する際の問題点を整理し、その問題を解決する機能を備えた方式を提案する。そして、計算機シミュレーションによりマルチホップネットワークにおける特性をセンサノードの消費エネルギーやデータ収集遅延の観点から評価し提案方式の有効性を検証する。これらの検討によりマルチホップ環境に適したウェイクアップ制御法を明らかにする予定である。
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| Causes of Carryover |
本年度中に予定していた国際会議や国内学会の発表が新型コロナウィルスの影響でオンライン発表となり学会発表に伴う旅費が必要なくなったことが理由である。今年度の研究を通して、コンテンツ指向ウェイクアップ制御のマルチホップ化については、更なる拡張および詳細検討が必要であることが明確となり、上記理由により生じた使用額は、これらの研究活動およびその成果についての国際会議発表および国内学会発表の旅費に使用する計画である。
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