2013 Fiscal Year Annual Research Report
狭帯域車々間・路車間通信のためのＩＴＳネットワークアーキテクチャの構築
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24300030
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| Research Institution | Doshisha University |
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Principal Investigator |
佐藤 健哉 同志社大学, 理工学部, 教授 (20388044)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
程 俊 同志社大学, 理工学部, 教授 (00388042)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | コンピュータネットワーク / 知的交通システム（ITS） / 分散システム / ネットワークアーキテクチャ |
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| Research Abstract |
狭帯域車々間・路車間通信のためのＩＴＳネットワークアーキテクチャの構築に関して，本年度は，ITSネットワークアーキテクチャを実際に利用が想定されるアプリケーションに適応し評価を実施した．具体的には，主に欧州が中心として標準化されている協調ITSの道路地図や車両位置情報，歩行者情報を統合的に管理する階層化された交通関連データベースであるLDM を利用した帯域制御による狭帯域通信における効率的なデータ伝送手法を開発した．優先度を用い動的に帯域を割り当てることで狭い帯域を効率的に使用し，かつLDM の階層に合わせて高速移動体通信規格であるLTE を併用することで伝送データそれぞれの局所性や緊急性に沿った伝送を行うことにより遅延時間を削減可能となった．特に，車両密度が高い状況において，優先度による帯域の動的な割り当てが効果的に行われかつ通信方式の併用が効果をもたらし，狭帯域においても遅延を減少させることを検証した．
狭帯域車々間・路車間通信の高効率，高信頼性のため，多重接続通信路におけるユーザ分離および通信路雑音抑制のためのマルチユーザ符号の検討を実施した．2012年度は，通信路符号に繰り返す符号を直列連接するマルチユーザ直列連接符号の最適化を行い，本年度は通信路符号に繰り返す符号を並列連接するマルチユーザ並列連接符号を提案し，理論解析で最適化を行った．任意に低い誤り率を有する高信頼性の通信を可能にする通信路符号および繰り返す符号の最適符号化率を解析で求めることができた．解析結果は，計算機シミュレーションと一致していることを確認し，マルチユーザ直列連接符号より，高い伝送率が得られることを解明した．
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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
狭帯域車々間・路車間通信のためのＩＴＳネットワークアーキテクチャの構築に関して，安全運転支援のためのLocal Dynamic Map (LDM) データの効率的伝送方式をシミュレータで実現し評価を実施した．また，データ集約を行うデータベースに関して，従来方式のリレーショナルデータベースの利用と，ストリーム処理を利用したストリーム管理システムを構築し，通信を利用した実際のアプリケーションの一部となる安全運転支援システムを実現し，リアルタイム処理の観点からの有効性を検証した．これらの検討に関する成果の一部をITS World Congress 2013をはじめ複数の学会において発表した．また，将来の車両走行制御のための車両位置精度向上のために，事前にクラウドに保持された周辺環境データと，車両に搭載したカメラから得られた車両周辺環境を比較して車両位置精度を向上させる方式の実現し成果を発表した．
マルチユーザ符号に関して，移動通信、衛星通信、自動車安全運転のための通信システムへの応用をターゲットに，高効率，高信頼性のため，多重接続通信路におけるユーザ分離および通信路雑音抑制のためのマルチユーザ符号に関して，既存のAd Hoc通信システムでは，CSMA方式より各ユーザの送信時間をランダムにずれで送信するが，車両数が多い場合、電波衝突により通信の遅延が非常に大きくなることを数値的に解析し，交差点でアクセスポイントを設置する集中制御通信システムでは，本研究のマルチユーザ符号を利用することで各ユーザが一斉送信し，符号により各車両の情報を同時分離することができアクセスポイントはブロードキャストにより，各車両の情報を速やかに周知可能となることを解明した．これらの研究成果をIEICE Transactionsなど複数の学会で発表を行った．
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| Strategy for Future Research Activity |
狭帯域車々間・路車間通信のためのＩＴＳネットワークアーキテクチャの具体的アプリケーションとして，歩行者の安全支援アプリケーションを対象に評価を実施する．歩行者と車両が直接通信を行うアドホック通信モードと，歩行者と車両が携帯電話回線を経由してクラウドを利用した中央集中通信モードを併用することで，緊急度の高い通信をリアルタイム性の確保と，より広範囲なデータを統計的処理の双方の利点を実現できるITSネットワークアーキテクチャとなる．また，他の具体的アプリケーションとして，将来の自動運転を目指したクラウドを利用し機械学習やデータマイニングの技術を用いて時系列車載センサデータからドライバモデルを作成しリアルタイムに取得される車載センサデータを適用することで自動運転を行う手法に加えて，将来のドライバと車両が協調した自動運転を目指して，より複雑で多様な時系列データを利用した確率分布に基づくドライバモデルの確立と高速処理手法を設計し，詳細な評価を行う．
狭帯域車々間・路車間通信の高効率，高信頼性のための多重接続通信路に関して，通信路符号に繰り返す符号を並列連接するマルチユーザ並列連接符号のさらなる最適化の検討を行う．引き続き，解析については，理論と計算機シミュレーションと一致していることを確認し，マルチユーザ直列連接符号より，より高い伝送率が目指す．
このように，今後も，狭帯域車々間・路車間通信のためのＩＴＳネットワークアーキテクチャを基盤として，将来の自動運転に向けた車両走行制御への適用のため，データ分散処理に基づくネットワークのリアルタイム性，効率性，信頼性の保証に重点を置いた研究開発を続ける．
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
ネットワークアーキテクチャの論理的な観点からの設計に集中したため，シミュレーションによる実験およびデータ収集，整理をに関して，一部の計画を次年度に移行した．また，研究成果公開用サーバを構築も一部の計画を次年度に移行した．
次年度に移行するシミュレーションによる実験およびデータ収集，整理，および，研究成果公開用サーバを構築も一部の計画に対する謝金の支払いを次年度に実施する計画とする．
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