2022 Fiscal Year Research-status Report
Traffic control for QoS guarantee in LPWANs during message segmentation
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22K12002
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| Research Institution | Waseda University |
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Principal Investigator |
池川 隆司 早稲田大学, 理工学術院総合研究所(理工学研究所), その他(招聘研究員) (00721804)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
塩本 公平 東京都市大学, 情報工学部, 教授 (00535750)
塩田 茂雄 千葉大学, 大学院工学研究院, 教授 (70334167)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2026-03-31
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| Keywords | LPWAN / IoT / ペイロード長 / ビット誤り |
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| Outline of Annual Research Achievements |
IoTの基盤ネットワークとして、低コスト・低通信電力・長距離で通信可能なLPWAN (Low Power Wide Area Network)が注目を浴びている。既存のLPWANは、短いメッセージをQoS (Quality of Service)保証することなく転送しても良いIoTアプリケーション(AP)に限定している。そのため、多種多様なAPを持つIoTデバイスを効率よく収容するLPWANが求められている。LPWANのように、低速・低品質の無線リンクから構成される無線ネットワークでは、パケット長に関わるパラメータがQoSに多大な影響を与える。本研究では近年、標準化が進められているメッセージ分割機能を有するLPWANにおいて、パケット長に関わるパラメータを主要な制御パラメータとして、多種多様なIoT APが求めるQoSを保証するトラヒック制御のアルゴリズムを確立することを目的とする。
令和4年度は、ビット誤りが独立に発生するLPWANにおいて、タイムアウト値が往復応答時間より大きい場合のグッドプットを最大化するペイロード長の厳密解を求める手法と近似解を求める手法を提案するとともに、 その近似精度を考察した。得られた成果を査読付論文（神奈川工科大学紀要研究論文）として発表した。多くのLPWANでは、ビット誤りがバースト的に発生する。そこで、ビット誤りの発生パターンを「Good」と「Bad」の二状態のマルコフモデルで近似したLPWAN性能モデルを考案した。
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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
令和４年度は、静的制御アルゴリズムの探索を計画しており、予定通り、当初の計画を達成した。
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| Strategy for Future Research Activity |
IoTのアプリケーションで発生するデータ（メッセージ）の長さの一般化、二進バックオフアルゴリズムを使ったタイムアウト制御のような現実のプロトコルへの適用等を含む制御アルゴリズムの改善を行う。さらに、理論およびシミュレーションにより提案した制御アルゴリズムの実効性が確認された場合、実証実験に向けた検討を行う。
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| Causes of Carryover |
新型コロナ感染拡大の影響により、学会会合への参加はすべてオンラインとなった。そのため、当初計画していた旅費の使途がなくなってしまった。
令和５年度は、学会会合の参加等への旅費として使用する。
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