2014 Fiscal Year Annual Research Report
光と無線の連携協調による次世代省エネルギー型ネットワークの創出
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26280026
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
加藤 寧 東北大学, 情報科学研究科, 教授 (00236168)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 光通信 / 無線通信 / 省エネルギー / プロトコル / ネットワーク融合 / 光給電 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
超高速・大容量かつユビキタスな通信を実現する次世代ネットワークの有力な選択肢として、光回線網と高速無線アクセス網を接続したFiWi（Fiber Wireless）ネットワークが世界的に注目を集めている。しかしながら、光と無線ネットワークの融合体における高度な連携技術および省電力化技術に関する議論は始まったばかりであり、十分な技術検討がなされていないのが現状である。そこで本研究では、両者の高度な連携制御を可能にする技術を開発することにより、次世代省エネルギー型ネットワークの創出を目指す。
まず、省電力化を目的とした無線・光ネットワークの関連研究を調査し、最新の省電力化技術を体系的に整理した。次に、想定する無線アクセスネットワークのサービス品質や消費電力に影響を与え得るパラメータの洗い出しを行った。その後、洗い出したパラメータを基に性能を評価するための数理モデルを構築した。
具体的には、PON（Passive Optical Network）の光給電によって無線基地局が稼働するネットワークアーキテクチャに着目した。この光給電型無線アクセスネットワークでは、電力線を必要としないため、電力線を配線できない場所に基地局の設置が可能であり、ネットワーク設計の柔軟性を著しく向上できる。そこで本年度は、光給電型無線アクセスネットワークの通信品質の保証可能性を検証するため、消費電力と通信性能を評価する数理モデルを構築した。さらには、数値計算ベースの評価実験を行い、一定の環境下において光給電のみで通信品質を保証できることを確認した。評価実験結果からサービス品質と消費電力の関係性について考察していたところ、当初予定していなかった制御パラメータが消費電力に影響を与えることが示唆されたので、実機実験を行い詳細にパラメータの影響を評価することが必要だと判明した。
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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
本年度は、当初の計画通り、サービス品質と消費電力に影響を与え得るパラメータを洗い出すことで各種ネットワークの評価モデルを構築することに成功した。研究の成果物としても、国内学会で1件発表しており、初年度の研究としては十分な成果を出している。また、次年度の研究計画も順調に検討が進んでおり、本研究はおおむね順調に進展していると判断できる。
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| Strategy for Future Research Activity |
当初予定していなかった制御パラメータが消費電力に影響を与えることが示唆されたので、実機実験を行うことでその制御パラメータと消費電力の関係性を明らかにする。また、その関係性を考慮し、平成26年度に構築したネットワークモデルの高度化を図る。
次に、高度化したネットワークモデルに基づき、各種ネットワークの特徴を最大限に利用したスリープ制御とネットワークリソース割当の基礎技術を開発する。これまでに申請者は様々なネットワークにおける制御技術の研究に取り組んでおり、これらの技術を活用することで効率的に技術開発を行うことが可能である。既存技術として、ユーザ端末の省電力化技術、無線ネットワークでのリソース割当技術、有線と無線が混合したネットワークにおいて高効率通信を実現する協調型通信技術などがある。しかしながら、それらの既存技術は光通信と無線通信の特徴を十分に活用して設計されていない。そこで、平成26年度に構築したネットワークモデルをベースにこれまでの研究で培った技術を応用し、スリープ制御とネットワークリソース割当技術を開発する。
さらに、考案した技術の性能評価を行う。性能評価は主にネットワークシミュレータを用いた実験によって行う。このため、考案したアルゴリズムやプロトコルをネットワークシミュレータに実装する作業、並びに実験データの整理・管理作業などが生じるが、これには申請者の研究室所属の大学院生を動員する予定である。
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| Causes of Carryover |
通信のサービス品質と消費電力の関係性について検討している過程で新たな見地が得られた結果、当初予定した研究方式の優位性を示すためには、実機実験が必要であることが判明した。そして、当該実験の目的・方法に加え、必要な物品調達や実験補助者の確保などについて検討した結果、次年度予定している実験と合わせて実施することが適切であると判断した。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
平成27年度は実機実験によって得られた実データを基にネットワークモデルの高度化を目指す。そのために、平成26年度と平成27年度の予算を合わせて物品を購入する予定である。また、実験の補助作業、並びに実験データの整理・管理作業は申請者の研究室所属の大学院生を動員する予定であり、そのための人件費・謝金を計上する。なお、実機実験の成果は容易にネットワークモデルに組み込むことが可能であるため、モデル化の遅れは、平成27年度の研究開発のなかで吸収できる見込みであり、研究開発全体への影響はないと考えられる。
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Research Products
(1 results)
