2013 Fiscal Year Research-status Report
マルチホップ無線中継技術をベースとした自律分散型地域情報流通ネットワークの研究
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25330116
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Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | Tokyo City University |
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Principal Investigator |
山本 尚生 東京都市大学, 工学部, 教授 (60350229)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
宇谷 明秀 東京都市大学, 工学部, 教授 (70277705)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 無線ＬＡＮメッシュネットワーク / 無線センサーネットワーク / ルーテイングプロトコル |
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| Research Abstract |
本研究では、無線センサーネットワーク（WSN）と無線LANメッシュネットワーク（WL-MN）の融合、連携 により、｢アクセスネットワーク機能（インターネットへの広域アクセス機能）｣、｢情報センシング機能｣、および｢センシング情報と地域内情報の流通機能｣を提供する多目的情報流通基盤を実現するための設計・制御技術の確立を目指している。平成２５年度は下記の項目を中心に検討を進めた。
（１）WSNカバーエリア大規模化と稼働寿命延伸のための制御法の検討
特定のエリヤやノードの電力消費が進む、所謂ホットスポット問題への対応として、制御パケットのフラッディング（制御信号を全センサへ伝達する際に多用される伝達手法）の効率化を最重要課題とした。進めてきた高次元最適化問題解決手法の一つである探索型粒子群最適化法の適用検討を継続し、従来よりも電波伝搬環境変動への適応性の高い通信制御法および送信電力制御と組合わせることにより、制御信号フラッディングの高効率化への目途を得た。
（２）WL-MN大規模化に伴う通信品質劣化克服対策の検討
Ａ．端末間の通信頻度の増加に伴い、特定ノードに着トラヒックが集中して、ネットワーク全体の性能低下をきたす現象が危惧される。これに対して、制御信号量を増大させずに発信側ノードで適切なトラヒック規制を行う方式を発案し、基本動作の確認を行った。Ｂ．リアルタイム系のアプリケーションにおいて、複数セッション間の電波干渉によりサービス品質を維持できなくなる現象が懸念される。これに対処するために被干渉ノード数をメトリックとする新しいルーテイングアルゴリズムと既存プロトコルへの実装法を提案し評価実験を進めた。Ｃ．指向／無指向性アンテナの双モードで動作するメッシュノードの提案とその導入法について基本検討を開始した。
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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
初年度（２５年度）に計画した、（１）センシングカバーエリア大規模化と稼働寿命延伸のための制御アルゴリズムの検討 および （２）無線LANメッシュネットワーク大規模化に伴う通信品質劣化克服対策の検討 を概ね順調に進めた。特に、（１）における、ホットスポット問題への対応として、制御パケットのフラッディング効率化法に関しては、これまで進めてきた高次元最適化問題解決手法の一つである探索型粒子群最適化法の適用検討を大きく進展させることができた。また、（２）における、リアルタイム系アプリケーションのサービス品質維持を目的としたルーテイングプロトコルの検討は、計画にはなかった課題であるが本研究の目的達成に大きく貢献できる内容である。
一方、（２）において計画していた、特定ノード着トラヒック集中時のネットワーク性能低下を回避する制御法および、指向／無指向性アンテナの双モードで動作するメッシュノードの提案とその導入法については、それぞれ基本検討を開始したが、提案方式の性能評価実験が遅れている。シミュレーション実験の環境（プログラム作成等）は整いつつあるので次年度に対応できる。
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| Strategy for Future Research Activity |
WSNセンシングカバーエリア大規模化と稼働寿命延伸のための制御アルゴリズムの検討を継続すると共に次の課題を加える。
センシング可能エリア遍在化維持への対応技術（センシングカバーエリアの維持）の検討 および ソーラ充電および環境発電技術の適用法の検討： ２５年度のフラッデイング効率化の検討で開発した高次元最適化問題解決手法と組み合わせた制御法の検討をさらに深め、また、ソーラ充電を想定した場合は、従来の制御法と異なり、太陽光の照射時間帯に合わせて、充電可能状態にあるノード数を最大化（満充電状態のノードを少なく）するために、バッテリ容量と太陽光照射が不均一な実際の状態を想定した制御アルゴリズムの確立を目指す。また、無線LANメッシュネットワーク大規模化に伴う通信品質劣化克服対策の検討に関してはトラヒック制御として次の課題に取り組む。
中継ノード輻輳および特定対地集中過負荷へのトラヒック制御技術： 特定のエリヤを着対地として集中する通信に起因する輻輳、いわゆる、特定着対地集中過負荷への対応を、着対地から発信対地へ受信可能量を通知するトークン型のトラヒック規制法をベースとして検討し、既に提案している迂回経路型制御との連携法を探る。加えて、指向／無指向性アンテナの双モードで動作するメッシュノードの提案とその導入法についての検討を進める。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
この次年度使用額は端数として発生した残高である。
平成２６年度使用予定額の消耗品費の変動分として吸収する。
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