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メッセージ分割型LPWANのためのQoS保証トラヒック制御方式の研究

研究課題

研究課題/領域番号 22K12002
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分60060:情報ネットワーク関連
研究機関早稲田大学

研究代表者

池川 隆司  早稲田大学, 理工学術院総合研究所(理工学研究所), その他(招聘研究員) (00721804)

研究分担者 塩本 公平  東京都市大学, 情報工学部, 教授 (00535750)
塩田 茂雄  千葉大学, 大学院工学研究院, 教授 (70334167)
研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2026-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2025年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2024年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2023年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2022年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
キーワードLPWAN / IoT / ペイロード長 / ビット誤り / トラヒック制御 / QoS保証 / メッセージ分割
研究開始時の研究の概要

IoTの基盤ネットワークとして、低コスト・低通信電力・長距離で通信可能なLPWAN (Low Power Wide Area Network)が注目を浴びている。LPWANのように、低速・低品質の無線リンクから構成される無線ネットワークでは、パケット長に関わるパラメータがQoS (Quality of Service)に多大な影響を与える。本研究では近年、標準化が進められているメッセージ分割機能を有するLPWANにおいて、パケット長に関わるパラメータを主要な制御パラメータとして、多種多様なIoTアプリケーションが求めるQoSを保証するトラヒック制御のアルゴリズムを確立することを目的とする。

研究実績の概要

IoTの基盤ネットワークとして、低コスト・低通信電力・長距離で通信可能なLPWAN (Low Power Wide Area Network)が注目を浴びている。既存のLPWANは、短いメッセージをQoS (Quality of Service)保証することなく転送しても良いIoTアプリケーション(AP)に限定している。そのため、多種多様なAPを持つIoTデバイスを効率よく収容するLPWANが求められている。LPWANのように、低速・低品質の無線リンクから構成される無線ネットワークでは、パケット長に関わるパラメータがQoSに多大な影響を与える。本研究では近年、標準化が進められているメッセージ分割機能を有するLPWANにおいて、パケット長に関わるパラメータを主要な制御パラメータとして、多種多様なIoT APが求めるQoSを保証するトラヒック制御のアルゴリズムを確立することを目的とする。

令和5年度は、令和4年度の成果を踏まえ、LPWANでのビット誤りがバースト的に発生する性能解析モデルを考案した。その性能解析モデルをもとに、グッドプットを最大化するペイロード長について考察した。

この成果は、2024年6月に著名な国際会議「2024 IEEE Vehicular Technology Conference-Spring (IEEE VTC2024-Spring), Singapore」で発表する予定である。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

令和5年度も引き続き、静的制御アルゴリズムの探索を計画していた。バースト的なビット誤りへの性能解析モデルの拡張については成功したものの、この環境での最適なペイロード長を導出アルゴリズムについての検討は遅れている。

今後の研究の推進方策

令和5年度の成果を著名な国際会議での発表を通して、今までの成果の可視化を促進する。さらに、精度の高い静的制御アルゴリズムの検討を推進するとともに、実装に向けた課題抽出を行う。

報告書

(2件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 研究成果

    (2件)

すべて 2023 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] 低速・低品質無線ネットワークでのグッドプットを最大化するペイロード長について—タイムアウト値が往復応答時間より大きい場合—2023

    • 著者名/発表者名
      池川 隆司
    • 雑誌名

      神奈川工科大学研究報告.B,理工学編

      巻: 47 ページ: 15-19

    • DOI

      10.34411/00032075

    • URL

      https://kait.repo.nii.ac.jp/records/12147

    • 年月日
      2023-03-01
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [備考] 数理キャリア支援室 池川隆司の研究テーマ(2015年以降)

    • URL

      https://www.ms.u-tokyo.ac.jp/career/research.html

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2022-04-19   更新日: 2024-12-25  

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