スリープモードを考慮したセンサネットワークのルーティングプロトコルの開発

2012 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 24650024
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: 木村 成伴 筑波大学, システム情報系, 准教授 (20272180)
• Project Period (FY): 2012-04-01 – 2015-03-31
• Keywords: 省電力化 / スリープモード / ルーティングアルゴリズム / アドホックネットワーク

Research Abstract

センサネットワークでは，構成するノードの寿命を延ばすため，これらのノードの消費電力を少なく抑える必要がある．これを達成するため，本研究では，各ノードがスリープモードになるまでの予定時間を広告し，これらの情報を元に経路を選択するルーティングプロトコルを開発することを目的としている．
初年度は，オンデマンド型ルーティングアルゴリズムである AODV (Ad hoc On-Demand Distance Vector) を元に，スリープモードを考慮したセンサネットワークのルーティングプロトコルの提案を行った．この方式では，各ノードにアクティブモード (通信可能な状態) とスリープモード (通信装置の電源を切った状態．消費電力が抑えられるが，通信ができない) からなるサイクルを持たせて，残存電力の少ないノードは長時間スリープモードに，余裕のあるノードは長時間アクティブモードになることで，ネットワーク全体のエネルギバランスを保っている．
提案方式のプロトコルを用いて，送信元から目的地までの経路を探索すると，その時点でアクティブモードにいる全てのノードに経路探索メッセージがブロードキャストされ，最短経路にあるノードに沿って，経路応答メッセージがユニキャストされる．しかし，応答が返ってくるまで遅延が発生するため，通信経路上にいるアクティブモードのノードが，通信中にスリープモードに入らないという保証はない．このため，経路応答メッセージにスリープモードに入るまでの時間を伝え，通信中にスリープモードになりそうなノードは，経路選択の対象から除外する．これにより， AODV プロトコルを用いた場合よりも消費電力が削減され，ネットワークの寿命を延ばすことができる．

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

現在の提案方式には，(1)近隣にデータを中継するノードがないときであっても，ノードがスリープできる，(2)自分の電力情報のみを用いるため，隣接ノードの状況に応じて，スリープする時間を柔軟に決定することができない，という問題があり，それらについての改善が必要である．
また，提案方式のシミュレーション実験の実装が遅れており，評価を急ぐ必要がある．

Strategy for Future Research Activity

【現在までの達成度】の項で述べた，提案方式の問題点を改良した方式を提案する．
シミュレーション実験の実装を完成させ，提案方式と他方式の比較を行う．
プロアクティブ型ルーティングアルゴリズムである OLSR (Optimized Link State Routing) など， AODV 以外のルーティングアルゴリズムで，スリープモードを活用する方法を検討する．

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

シミュレーション実験のために，大学院生を雇用する予定である．