2014 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 | 知的交通システム / ネットワークアーキテクチャ / 分散システム / ネットワーク仮想化 / 多重接続通信路符号化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
車々間・路車間通信で安全運転を支援する協調型ITSに関して，欧米では広帯域通信方式を利用したアーキテクチャでは，日本の狭帯域通において利用できないため，LTEなどの高速携帯電話通信を併用したネットワークアーキテクチャの構築を実現することが本研究の目的である．
ネットワーク仮想化技術を利用してアーキテクチャを構築し，分散環境に適した効率的なデータ通信手法の開発を行った．OpenFlowコントローラにて車両の情報を管理し，その情報を利用し車両のOpenFlowスイッチに適切な通信経路を設定することによって効率化を実現している．このような情報の分散管理システムおよび，分散環境における効率的な通信機構を汎用計算機上に実装し，シミュレーションによる評価実験を行った．実験結果より，安全運転支援といったリアルタイム性が必要なアプリケーションにも有効であることを確認した．この複数の経路を利用した効率的通信方式，および，通信を利用した安全運転支援システムのための要求条件は国際標準化機構ITS専門委員会に対して標準化提案を行っている．
また，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を検討した．ユーザ分離のために，繰り返す符号が必要である．また，雑音抑制のために，通信路符号は必要となる．これまで，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を検討し，また，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．さらに，その並列連接符号を多元に拡張し，マルチユーザ多元並列連接符号を提案した．チャート解析を用いて，最適な符号のパラメーターを求めることができ，計算機シミュレーションで確認した．提案したマルチユーザ多元並列連接符号は，復号性能が２元符号の性能を超え，理論限界に迫る特性を達成することが分かった．
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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
ネットワーク仮想化技術を利用して，新しいアーキテクチャを構築し，日本の狭帯域通信を利用しても実現できることを確認した．また，複数の形態のネットワークを併用してITS関連の通信を実現する方式を，国際標準化機構に提案中である．
多重接続通信路のためのマルチユーザ符号について，シャノンの理論限界に迫る特性を達成することで，計画通り本研究の理論的な目標が達成できた．通常のシングルユーザ符号を構成するための不動点理論解析やEXITチャート解析を理解し，マルチユーザ符号の構成に活かし，提案符号を最適化することで，よりよいマルチ符号を構成できたと考えられる．
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| Strategy for Future Research Activity |
基本的なアーキテクチャの構築および検証が完了し，今後は協調型ITSで利用される車々間通信(V2V)や路車間通信(V2I)，または，車内ネットワークを含めた分散処理環境において，セキュリティ，プライバシを考慮した通信ネットワーク（セキュアV2X通信）を実現するためのプラットフォームを開発する．信頼性・安全性とリアルタイム性のトレードオフを考慮し，車両が置かれた状況および通信の状況を判断し必要な要件を割り出し，その環境に応じた最適な通信方式を選択できるデータ処理プラットフォームを設計する．さらに，センター（クラウド）も含めた交通環境センシングの分散処理プラットフォームとして開発，評価し，最終的にオープンソース化を行い，産業界においての普及を目指す．
いままでの研究は，提案符号がシャノンの理論限界に迫る特性を達成した．しかし，実用化の観点から，送信側の符号化および受信側の復号処理が実時間で計算できることが望ましい．さらに，各送信端末からの情報の伝送速度が異なる場合があるため，異なる伝送速度を持つマルチユーザ符号を構成しなければならない．2015年度には，符号化および復号の低演算量なマルチユーザ符号および異なる伝送速度を持つマルチユーザ符号をそれぞれ提案する．解決糸は，初期の計算機シミュレーションで見つかったようで，これから理論解析で確認していく．本研究より，マルチユーザ符号を提案し，複数の車が低遅延高速な通信方式を確立する．
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| Causes of Carryover |
効率よく研究を進められたため，人件費・謝金が予想より少額となった．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
国際会議における成果発表に利用する予定である．また，さらなる研究成果取得のための実験用機器の追加購入を行う．
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