2014 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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| 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 / 無線マルチホップ通信 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
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）の融合と連携 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２６年度は下記の事項を中心に検討を進めた。
１．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拡大と長期運用）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：
WSNセンシングカバーエリアの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て検討を進めた。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をベースに、ソーラ充電を想定した場合は、従来の制御法と異なり、バッテリ容量と太陽光照射が不均一な現実的な状態を想定した制御アルゴリズムが必要となることをシミュレーションにより示し、合理的な制御アルゴリズムを提案した。
２．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： 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の一環として、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示した。また指向／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時に発生する諸問題の解決法に関する検討を進めた。
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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 に加えて、２６年度計画の（１）センシング可能エリア遍在化維持への対応技術および ソーラ充電および環境発電技術の適用法、と（２）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、の検討を順調に進めてきた。
特に、26年度の（２）においては、無線メッシュネットワークの経路構築アルゴリズムとして提案した被干渉ノード数考慮経路構築法は、既存セッションの品質維持を重視した、従来の方式にない新しい発想であり、地域情報流通ネットワークとして有意なQoS技術の糸口を得たと言える。また、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難航していたが、性能劣化現象の要因を解明し、解決のための制御プロトコル改造案を整理し性能評価実験を進めるところにまで至った。これらにより公共利用ネットワークとしての性能と無線資源空間利用効率向上の両立を目指せる目途が立った。
一方、当初26年度に計画していたハードウェア―を用いた実験は基本検討に手間取り実行が遅れている。27年度初めに実験キット等を購入し検討を進める。
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| Strategy for Future Research Activity |
２６年度の検討で発想を得た、被干渉ノード数考慮経路構築法の検討を進め、中継ノード数および端末数増大に伴って影響の大きくなるノード間干渉を積極的に避ける経路構築法として完成させる。従来のAirTimeメトリックに代わる考え方として、各通信セッションが他ノードへの干渉を抑える経路を用いることで、結果的にネットワーク全体での性能維持特性の改善を図ることができる。同様に、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難航していたが、性能劣化現象の要因を解明し、解決のための制御プロトコル改造案を整理し性能評価実験を進めるところにまで至った。これらにより公共利用ネットワークとしての性能と無線資源空間利用効率向上の両立を目指せる。
また、公共利用をする上で管理上必要となる信頼性（セキュリティを含む）の評価に関する検討を進める。通常のコンピュータネットワークで議論されている一対多信頼度に基づく評価法を適用し、各中継ノード固有の信頼度を評価値として示すことのできる方法を探る。
遅れていたハードウェア―を用いた実験については、基本検討と機器購入を急ぎ、センシング情報とユーザ通信の要求条件を踏まえたQoS制御に関する検討を進める。
期間的に余裕がある場合、公共利用ネットワークとしての設計指針をまとめる。
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| Causes of Carryover |
センシング情報とユーザ通信の要求条件を踏まえたQoS制御の検討に関連して計画していたハードウェア実験の基本検討に手間取り、機器の選定と購入が遅れた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
27年第1四半期には基本検討を終えて、必要な機器（ワークステーションおよびセンサーネット実験キット等）の購入を実施する。
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