2014 Fiscal Year Annual Research Report
IoT分散サービス用SDN駆動ネットワークリソース制御方式の研究
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26280035
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| Research Institution | National Institute of Informatics |
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Principal Investigator |
山田 茂樹 国立情報学研究所, 情報学プリンシプル研究系, 教授 (80332154)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
計 宇生 国立情報学研究所, アーキテクチャ科学研究系, 教授 (80225333)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | ネットワーク / 移動体通信 / インターネット高度化 / 先端的通信 / スマートセンサ情報システム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
IoT分散サービスをスケーラブルに実現するため、ネットワーク制御機能と転送機能を分離したIoT向きSDN制御技術と、IoTデバイスの効率的な無線リソース割り当てを実現するSDR (Software Defined Radio)制御技術を研究した。
(1)SDN制御技術：IoTデバイスやデバイス間通信リンクが障害になった場合、SDNコントローラからの事前指示に基づき、SDNスイッチで通信ルートの高速切り替えを行うLocal Fast Failover方式を提案し、実装した。その結果、SDNスイッチ単体レベルの通信ルート切り替え時間は20ms-40msと高速に実現できることを実証した。また、既存IPルーチングプロトコル(OSPF, RIPv2)をSDNアーキテクチャ上に実装し、シミュレーションで評価した結果、通信ルート切り替え時間はOSFPプロトコルの単一障害時に3.8-3.9sec、2-4個の複数同時障害時に4.1-5.4sec、RIPv2プロトコルでは15-60secと低速であり、その要因は既存IPルーチングプロトコルの各種タイマ値に起因することを明らかにした。
(2)SDR制御技術：干渉と電力消費を抑えつつ、異なる無線アクセス技術間でシームレスに無線リソースを管理する制御法として、広エリアをカバーするマクロ基地局と小エリアをカバーするピコ基地局からなるHeterogeneous Networkにおいて無線リソース(帯域)を最適に割り付けるアルゴリズムの基礎検討を行った。またIoTデバイス間をインターネットアクセスポイントまでを無線マルチホップで接続するツリー型アクセスネットワークを理論面と実装面から検討し、屋外実証実験により、IoTデバイス間距離が15mで20ホップ程度、IoTデバイス間距離が30mで16ホップ程度まで実現できることを実証した。
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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
SDN制御技術とSDR制御技術を理論面と実装面でバランスよく検討した結果、ほぼ、当初の想定どおり、研究が進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
(1)SDN制御技術：
多数のIoTデバイスを効率よく制御するために、IoT制御のアプリケーションとSDNコントローラ間で、高効率で多様なアプリケーションに柔軟に対応可能なNorth Bound API (Application Programming Interface)の検討やIoT向きルーティング手法としてSDNとSource Routing法を組み合わせた新しいルーティング方式等を検討する。
(2)SDRの実現法
広エリアをカバーするマクロ基地局と小エリアをカバーするピコ基地局からなるHeterogeneous Networkにおいて無線リソース(帯域)を最適に割り付けるアルゴリズムの検討をさらに深めるとともにIoTデバイス間を無線マルチホップでインターネットアクセスポイントまでを無線で接続する場合のルート発見戦略などを検討する。
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| Causes of Carryover |
平成26年度の本研究経費で特任研究員(Hao Zhou氏）の雇用を予定していたが、雇用手続きに必要な書類の準備に時間を要し、当初予定より遅い平成27年2月に雇用開始することになり、雇用経費の実績が予定より少なくなったため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
平成27年度における特任研究員(Hao Zhou氏）の雇用期間の延長等に使用予定。
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[Presentation] Disaster Recovery Starting from the Survivors2015
Author(s)
Matthias Herlich and Shigeki Yamada
Organizer
The Workshop on Establishing Resilient Life-Space in the Cyber-Physical Integrated Society (in conjunction with the 3rd United Nations World Conference on Disaster Risk Reduction)
Place of Presentation
仙台市民会館、仙台、日本
Year and Date
2015-03-17
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