| 研究課題/領域番号 |
20K04471
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分21020:通信工学関連
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| 研究機関 | 日本工業大学 |
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研究代表者 |
吉野 秀明 日本工業大学, 先進工学部, 教授 (00644816)
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| 研究分担者 |
山本 幹 関西大学, システム理工学部, 教授 (30210561)
平栗 健史 日本工業大学, 基幹工学部, 教授 (90582817)
大田 健紘 日本工業大学, 基幹工学部, 助教 (50511911)
伊藤 暢彦 日本工業大学, 先進工学部, 准教授 (40706032)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
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| キーワード | ネットワーク / センサ / 輻輳制御 / トラヒック / IoT / 過負荷 / 通信ネットワーク |
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| 研究開始時の研究の概要 |
IoTの普及・進展に伴い、センサデータの時空間的集中により、IoTシステムの過負荷(輻輳)が今後重要な課題になると想定される。IoTシステムの輻輳は、従来の人を発信源とする輻輳ではないことから、予測や行動規制が困難である。IoT向けの低消費電力広域無線技術LPWAネットワークに対する輻輳制御は十分に検討されていない。
本研究では、IoTシステムの輻輳を抑制するLPWAネットワークの輻輳制御法を明らかにする。入力規制、時空間分散を図る提案方式の遅延時間、スループットなどの特性を理論・シミュレーションの両面で明確にし、過負荷時でも安定して通信が可能なIoTシステムの実現を目指す。
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| 研究実績の概要 |
本年度は，１．LPWAネットワークのランダムアクセスチャネルにおける輻輳制御方式の特性評価， ２．TCP in IoTの輻輳制御，パケット集約制御方式の特性評価を進め，電子情報通信学会の大会，研究会で発表した。
１．LPWAネットワークにおけるIoTデバイスからの発信の集中による無線チャネルの輻輳制御の性能特性をシミュレーションにより明らかにした。特に，ランダムアクセスチャネルにおける適応的発信規制制御方式を対象に、到着間隔を指数分布、超指数分布、アーラン分布とした時の各到着の変動が輻輳制御特性に与える影響を評価した。その結果、到着の変動特性の違いが、発信規制により達成可能な最大スループット特性に大きく影響を与えることを明らかにした。さらに、負荷の増大に伴い規制後のトラヒックの変動特性が抑えられることで、スループットがポアソン到着の特性に漸近することを明らかにした。以上の結果を電子情報通信学会の総合大会にて発表した。
２．TCP in IoTの輻輳制御，パケット集約制御方式の特性評価を進めた。前者は、IoT環境におけるアクセスリンクの低速性からTCP輻輳制御が適切に働かず性能劣化する課題があることを示し、IoTゲートウェイでACKパケットの広告ウィンドウの値を書き換えるGW駆動型輻輳制御を提案し有効性を検証した。後者は、GWにおいて時間制約付きパケット集約個数制御方式を提案し、タイムアウトの発生を抑制できることを示した。以上の結果をそれぞれ、電子情報通信学会の研究会にて発表した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
前年度までのUDPを前提としたレイヤ２MAC層での過負荷を抑制する輻輳制御に加え、今年度は、TCP in IoTを前提としたレイヤ４での輻輳制御を並行して検討し，上記の研究実績の概要のとおり，シミュレーションによる基本的な輻輳制御メカニズムの評価まで進んでいることから，上記の区分とした。
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| 今後の研究の推進方策 |
最終段階として、シミュレーションにより適応的輻輳制御方式の総合特性の評価を進め、IoTシステムの輻輳制御法として完成させる。
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