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2015 年度 実施状況報告書

無線センサネットワークのための高効率高信頼双方向通信プロトコルの研究開発

研究課題

研究課題/領域番号 15K00124
研究機関神戸大学

研究代表者

太田 能  神戸大学, その他の研究科, 教授 (10272254)

研究分担者 高木 由美  神戸大学, その他の研究科, 助手 (70314507)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワードセンサーネットワーク
研究実績の概要

申請者は、無線マルチホップネットワーク技術を無線センサネットワークに応用することを試みている。本申請では、双方向フロー間でのNC(Network Coding)とPAを組み合わせるIFNCPA(Inter Flow NC with PA)の開発し、高効率かつ高信頼な双方向通信が実現することをねらった計画を立てている。
本年度は、研究実施計画に照らし合わせて、1)ネットワークシミュレーションによる基礎検討と2)マルチエージェントシミュレーションによるシステムレベル評価に取り組んだ。
1)については、検討を進める過程において、エンコード待ち時間を適切に設定しなければ、特に低負荷時に遅延が大きくなるという問題が見出された。またPassive ACKの衝突回避も必要であることが明らかなった。そこで、パケット到着間隔の実測値から算出される平均パケット到着間隔およびその平均偏差を用いてエンコード待ち時間を動的に設定する仕組みや、エンコードパケットを受け取った隣接ノードのうち一方が送信タイミングをずらすためのオフセット時間を適切に設定することでPassive ACKの衝突を回避する仕組みを開発した。この成果については、電子情報通信学会 モバイルネットワークとアプリケーション研究会において発表した。
2)については、まず、IFNCPAと組み合わせる経路制御方式について検討を進めた。AODVは頻繁にルート消失が発生することから、OLSRを選択することとした。さらに、IFNCPAの応用例として無線センサネットワークを用いた避難・救助支援システムにおける双方向通信を模擬したシナリオとして、大型ショッピングモールである埼玉県のイオンレイクタウンを模擬した 100 × 450 m の環境を想定した計算機シミュレーションを行い、配信率と遅延の観点からIFNCPA方式の有効性を確認した。

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

研究計画書に照らし合わせて、概ね順調に進展している。検討を進める過程で、当初、想定していなかったエンコード待ち時間を適切に設定しなければ、特に低負荷時に遅延が大きくなるという問題や、Passive ACKの衝突回避も必要であることが明らかになり、基礎評価については時間を要した。また、AODVにおいて頻繁にルート消失が起こり、ルート発見が繰り返される現象の原因追求に時間を要した。このため、エージェントシミュレーションについては十分な時間を割いて行うことはできなかったものの、エージエントシミュレーションのAPI等の調査は完了しており、エージェントシミュレーションに関する成果発表も実施した。また、実応用を意図し、大型ショッピングモールである埼玉県のイオンレイクタウンを模擬したシミュレーションシナリオによる評価を行うことにより、IFNCPAの有効性の検証を行うことができた。このため、概ね、順調に進展しているといえる。

今後の研究の推進方策

IFNCPA方式の基礎評価をさらに進めるとともに、マルチエージェントシミュレーション実装を完了させ、避難誘導時間などのシステムレベル評価を行う。これと平行して、IFNCPA方式の実機実装の準備を行う。Scenargie CommNode の他にも、Raspberry Pi や Edison などの小型無線デバイスの普及が進んでいることから、実験に利用する端末の選定を行い、シミュレータに実装したIFNCPA方式の実機への移植準備を進める。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 謝辞記載あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Side Trip Multipath Routing Protocol for Spatial Node Failure in Data-Gathering WSNs2016

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Fujita, Yumi Takaki, Chikara Ohta, and Hisashi Tamaki
    • 雑誌名

      International Journal of Distributed Sensor Networks

      巻: 2016 ページ: -

    • DOI

      10.1155/2016/9161625

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Utility-based Distributed Association Control Scheme with User Guidance for IEEE802.11 Wireless LANs2015

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Iwami, Irda Roslan, Yumi Takaki, Kyoko Yamori, Chikara Ohta, and Hisashi Tamaki
    • 雑誌名

      IEICE Transaction on Communications

      巻: E98-B ページ: 1700-1714

    • DOI

      10.1587/transcom.E98.B.1700

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 車車間通信における車種と遮蔽を考慮した車載機普及方針の一検討2015

    • 著者名/発表者名
      高木由美,南浩明,太田能,玉置久
    • 雑誌名

      日本シミュレーション学会論文誌

      巻: 7 ページ: 125-133

    • DOI

      10.11308/tjsst.7.125

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 車車間通信における大型車両の遮蔽を考慮した車載器普及方策の一検討2016

    • 著者名/発表者名
      高木 由美,南 浩明,太田 能,玉置 久
    • 学会等名
      電子情報通信学会総合大会
    • 発表場所
      九州大学(福岡県・福岡市)
    • 年月日
      2016-03-15 – 2016-03-19
  • [学会発表] A Study on Penetration Strategy of On-board Unit Taking Account of the Type of Vehicles in V2V Communications2016

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Minami, Yumi Takaki, Chikara Ohta, and Hisashi Tamaki
    • 学会等名
      The 30th International Conference on Information Networking 2016 (ICOIN 2016)
    • 発表場所
      Kota Kinabalue (Malaysia)
    • 年月日
      2016-01-13 – 2016-01-16
    • 国際学会
  • [学会発表] Control of Transmission Power and Carrier Sense Threshold to Enhance Throughput and Fairness for Dense WLANs2016

    • 著者名/発表者名
      Irda Roslan, Takahiro Kawasaki, Toshiki Nishiue, Yumi Takaki, Chikara Ohta, and Hisashi Tamaki
    • 学会等名
      The 30th International Conference on Information Networking 2016 (ICOIN 2016)
    • 発表場所
      Kota Kinabalue (Malaysia)
    • 年月日
      2016-01-13 – 2016-01-16
    • 国際学会
  • [学会発表] 初動対応期における様々な移動体を用いた情報収集・伝 達手法の検討2015

    • 著者名/発表者名
      樫原茂,高井峰生,浦川豪,福本昌弘,太田能
    • 学会等名
      日本災害情報学会大会
    • 発表場所
      山梨大学(山梨県・甲府市)
    • 年月日
      2015-10-23 – 2015-10-25
  • [学会発表] 高効率高信頼双方向通信のためのパッシブACK付きインターフローネットワークコーディング方式の検討 ~ 最適エンコード待ち時間とパッシブACKタイミング制御について ~2015

    • 著者名/発表者名
      安藤誠,高木由美,太田能,玉置久
    • 学会等名
      電子情報通信学会,モバイルネットワークとアプリケーション研究会
    • 発表場所
      神戸大学(兵庫県・神戸市)
    • 年月日
      2015-08-04 – 2015-08-05
  • [学会発表] A Study on Control of Transmission Power and Carrier Sense Threshold to Enhance Throughput and Fairness in IEEE 802.11 Wireless Networks2015

    • 著者名/発表者名
      Irda Roslan, Takahiro Kawasaki, Toshiki Nishiue, Yumi Takaki, Chikara Ohta, and Hisashi Tamaki
    • 学会等名
      電子情報通信学会,モバイルネットワークとアプリケーション研究会
    • 発表場所
      神戸大学(兵庫県・神戸市)
    • 年月日
      2015-08-04 – 2015-08-05

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公開日: 2017-01-06  

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