| 研究課題/領域番号 |
19K04401
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| 研究機関 | 関西大学 |
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研究代表者 |
四方 博之 関西大学, システム理工学部, 教授 (00510124)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | 無線センサネットワーク / ウェイクアップ受信機 / 省電力化 / コンテンツ指向制御 |
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| 研究実績の概要 |
本研究課題では、コンテンツ指向ウェイクアップ制御技術の確立とその有効性実証を目指している。本年度は、ウェイクアップ制御とデータ通信制御の連携効果ついて検討を行った。
本年度は、まず、観測上位k番目までのデータ収集を行うtop-kデータ収集を例に取り、必要最低限のノード起動でtop-k集合を把握するためのカウントダウンコンテンツウェイクアップ方式におけるウェイクアップ制御と通信制御の相互作用の詳細評価およびこれらの制御パラメータの最適化を行った。特に、ウェイクアップ制御で指定する起動対象ノードの観測範囲とアクセス制御パラメータの連携制御効果を明確にした。さらに、センサの量子化ビット数やセンシングデータの観測値分布が消費電力や遅延時間に与える影響を評価した。理論解析およびシミュレーション評価を通して、提案方式がセンサノードの消費エネルギーおよびデータ収集遅延を大きく削減できる事を示した。
さらに、コンテンツ指向ウェイクアップ制御をセンサネットワークにおける異常値検知に適用し、必要最低限のノード起動でセンサネットワーク内の異常値を高精度に検出する方式の提案を行った。提案方式では、まず起動ノードをIDで指定するユニキャストウェイクアップ方式に基づき、限られたノード群の起動・データ収集を行い、これらのサンプルを用いて異常値存在領域を推定する。そして、この推定結果に基づき、コンテンツ指向ウェイクアップ制御を行うことで、異常値を有するノードの起動・データ収集を行う。このコンテンツ指向ウェイクアップ制御では、推定観測値分布に従い、制御パラメータを最適化する。本方式について、計算機シミュレーションおよび実機実装により、その有効性および実用性を確認した。
上記の検討より、ウェイクアップ制御とアクセス制御を連携させることで高効率・低消費エネルギーなデータ収集や異常値検知を実現できる事を実証した。
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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
本年度の目標は、コンテンツ指向制御におけるウェイクアップ制御とデータ通信制御の連携方式の検討とその効果を明確化することであり、top-kデータ収集を想定した検討により、その目的は達成できた。また、top-kデータ収集以外にも異常値検知を想定した検討を行うことにより、コンテンツ指向制御の応用を広げることができた。これらの理由から、本年度は、おおむね順調に研究が進展したと評価する。
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| 今後の研究の推進方策 |
次年度は、ウェイクアップ制御とデータ通信制御の連携について、センサ観測値の相関に基づいた方式設計および評価を行う予定である。また、広域センシングを実現するために、ウェイクアップ信号やデータ送信信号を各センサノードが転送するマルチホップ制御を導入する。特に、コンテンツ指向制御に適した中継ノード選択法に加え、転送ノードがウェイクアップ信号に設定する条件や集約したデータの圧縮法に関する検討・評価を行うことでマルチホップ環境に適したウェイクアップ制御法を明らかにする予定である。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
本年度中に発表を予定していた国際会議や国内学会が新型コロナウィルスの影響でオンライン開催となり学会発表に伴う旅費が必要なくなったことが理由である。これらの予算は次年度の国際会議発表および国内学会発表の旅費に使用する計画である。
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