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2012 年度 実績報告書

モバイルセンサネットワークのための効率的なデータ処理機構に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 21220002
研究機関大阪大学

研究代表者

西尾 章治郎  大阪大学, 情報科学研究科, 教授 (50135539)

研究分担者 原 隆浩  大阪大学, 情報科学研究科, 准教授 (20294043)
義久 智樹  大阪大学, サイバーメディアセンター, 准教授 (00402743)
神崎 映光  大阪大学, 情報科学研究科, 助教 (80403038)
研究期間 (年度) 2009-05-11 – 2014-03-31
キーワードスマートセンサ情報システム / 移動体通信 / 情報システム / ネットワーク / 情報通信工学
研究概要

モバイルセンサネットワークでは、柔軟かつ効率的にデータを処理できるようにモバイルセンサノードを利用する必要があるため、従来のモバイルコンピューティングやセンサネットワークの枠組みとは異なる新たなデータ管理技術が必要となる。そこで本研究では柔軟かつ効率的にデータ処理を行うことを目的とし、研究期間内に下記3点を明らかにしてモバイルセンサネットワークのためのデータ処理機構を構築している。
(1)モバイルセンサネットワークのための柔軟かつ効率的なデータ配置技術:Top-k検索と並んでモバイルセンサネットワークにおいて重要な検索である位置依存検索について、効果的なデータ配置および検索技法に関する研究を推進した。具体的には、センサの移動によって、指定場所で発生したデータの検索が困難になることを考慮して、センサ間で適切にデータの再配置を行う手法や、その環境下における上位k個の最近傍データを検索する手法を設計した。
(2)モバイルセンサネットワークのための柔軟かつ効率的なデータ配信技術:モバイルシンクノードの移動特性や、センサ値の変化特性といったセンシング環境の特性を利用できるように、処理を行うプログラムもデータの一部として配信する技術に関して研究を推進した。データの送信先となるサーバ側のプログラムと連携して処理するプログラムをセンサ側に配信することで、様々な処理を効率よく行える。
(3)モバイルセンサネットワークのための柔軟かつ効率的な通信技術:提案したエージェントを用いたデータ収集技術の性能向上に関して研究を推進した。提案手法では、センサデータの特性を考慮して、収集するデータ量をさらに削減する。また、一部のデータが損失した場合に、エージェントを用いてその再収集を行う。加えて、自由に移動する多数のモバイルシンクを用いて効率的にセンサデータを収集する通信制御技術についても研究を推進した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

(1)モバイルセンサネットワークのための柔軟かつ効率的なデータ配置技術:位置依存検索については、概ね当初の計画通りに研究が進行した。さらに、海外研究者との共同研究として、一般的なデータ検索のための最適データ配置についても研究を進め、効率的な手法を考案することができた。これらの研究成果は、モバイル分野で著名な論文誌や国際会議等において公表されている。そのうちの一編は、モバイル環境におけるデータ管理分野で世界最高峰の国際会議であるIEEE MDM 2012において、最優秀論文賞(次点)を受賞した。
(2)モバイルセンサネットワークのための柔軟かつ効率的なデータ配信技術:当初の計画では、効率的なデータ配信技術のみを研究する予定であったが、研究が計画以上に進展し、データだけでなく、データを処理するプログラムの配信技術にまで研究が及んだ点で、当初の計画以上に進展しているといえる。本研究成果を著書にまとめたものが、国際的な学術図書出版社として著名なTaylor and Francisから出版されることが決定している。
(3)モバイルセンサネットワークのための柔軟かつ効率的な通信技術:当初の目標は、センサノードやシンクノードの移動特性が通信方式の性能に与える影響を詳細に調査することであったが、移動特性の偏り等によって生じるデータ欠損に対応した手法の設計まで完了しただけでなく、データ特性や無線信号伝搬特性も考慮した手法が確立できた点で、当初の目標を超える進展があったといえる。本研究の成果は、国際会議において高い評価をうけ、その推薦によって2編の国際論文誌に掲載された。

今後の研究の推進方策

(1)モバイルセンサネットワークのための柔軟かつ効率的なデータ配置技術:今後は、Top-k検索およびk最近傍検索の高性能化をさらに目指し、これまでに考案した手法の拡張を行う予定である。特に、研究の取りまとめを意識し、詳細なシミュレーション実験等を行うとともに、実データを利用した評価実験およびプロトタイプシステムの構築等も視野に入れて研究を推進する。さらに、考案した手法の関係を整理し、それらの統合利用の方法などについても検討する予定である。
(2)モバイルセンサネットワークのための柔軟かつ効率的なデータ配信技術:今年度は、ライブカメラの映像をパソコンやスマートフォンといった様々な再生端末に向けて異なるビットレートで配信するように、ストリーミングセンサデータを異なる周期で配信する場合に、配信元にかかる通信負荷を軽減する手法を考案する。同時刻のセンサデータを再生端末間で再配信することで、通信負荷を分散できて配信元の通信負荷の軽減につながる。
(3)モバイルセンサネットワークのための柔軟かつ効率的な通信技術:センサノードやシンクノードの移動特性を考慮したデータ収集について、移動特性の将来的な変化を推測し、データ転送効率をさらに向上させる手法について検討する。また、ノードの移動特性、データ分布の時空間的特性、無線信号の伝搬特性など、個別に考慮して設計してきた手法の統合について検討を進める。さらに、これまでに収集した実データ(センサデータやノードの移動ログ)を用いたシミュレーション実験や、実環境上に構築したテストベッドにおける実験を通して、提案手法の実環境での有用性について十分に検証する。
さらに、研究成果を世界的に周知するため、トップクラスの国際論文誌や国際会議への論文の採択を視野に入れた、高いレベルの研究成果を達成することを目指す。

  • 研究成果

    (26件)

すべて 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (19件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Path Planning Using a Mobile Anchor Node Based on Triangulation in Wireless Sensor Networks2013

    • 著者名/発表者名
      Guangjie Han, Huihui Xu, Jinfang Jiang, Lei Shu, Takahiro Hara, Shojiro Nishio
    • 雑誌名

      Wireless Communications and Mobile Computing

      巻: ‐ ページ: 掲載確定

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Data Gathering Using Mobile Agents for Reducing Traffic in Dense Mobile Wireless Sensor Networks2013

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Goto, Yuya Sasaki, Takahiro Hara, Shojiro Nishio
    • 雑誌名

      International Journal on Mobile Information Systems

      巻: ‐ ページ: 掲載確定

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dynamic Route Construction Based on Measured Characteristics of Radio Propagation in Wireless Sensor Networks2012

    • 著者名/発表者名
      Akimitsu Kanzaki, Yasuhiro Nose, Takahiro Hara, Shojiro Nishio
    • 雑誌名

      International Journal of Advanced Computer Science

      巻: Vol. 2, No. 3 ページ: 85-98

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Proportional Fairness Backoff Scheme for Funnelling Effect in Wireless Sensor Networks2012

    • 著者名/発表者名
      Yuanfang Chen, Mingchu Li, Lei Shu, Lei Wang, Takahiro Hara
    • 雑誌名

      Transactions on Emerging Telecommunications Technologies

      巻: Vol. 23, No. 6 ページ: 585-597

    • DOI

      10.1002/ett.2516

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Integration of Traffic Reduction and Sleep Scheduling in Wireless Sensor Networks2012

    • 著者名/発表者名
      Shinya Kondo, Akimitsu Kanzaki, Takahiro Hara, Shojiro Nishio
    • 雑誌名

      International Journal of Computer Systems Science and Engineering

      巻: Vol. 27, No. 3 ページ: ‐

    • 査読あり
  • [学会発表] A Robust Routing Method for Top-k Queries in Mobile Ad Hoc Networks2013

    • 著者名/発表者名
      Daichi Amagata, Yuya Sasaki, Takahiro Hara, Shojiro Nishio
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Mobile Data Management (MDM 2013)
    • 発表場所
      Universita degli Studi di Milano (Milan, Italy)
    • 年月日
      20130603-20130606
  • [学会発表] On Alleviating Beacon Overhead in Routing Protocols for Urban VANETs2013

    • 著者名/発表者名
      Yuya Sasaki, Wang-Chien Lee, Takahiro Hara, Shojiro Nishio
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Mobile Data Management (MDM 2013)
    • 発表場所
      Universita degli Studi di Milano (Milan, Italy)
    • 年月日
      20130603-20130606
  • [学会発表] Data Gathering Considering Geographical Distribution of Data Values in Dense Mobile Wireless Sensor Networks

    • 著者名/発表者名
      Kazuya Matsuo, Akimitsu Kanzaki, Takahiro Hara, Shojiro Nishio
    • 学会等名
      International Conference on Advanced Information Networking and Applications (AINA 2013)
    • 発表場所
      Catalonia Barcelona Plaza hotel (Barcelona, Spain)
  • [学会発表] A Routing Method for Top-k Query Processing in Mobile Ad Hoc Networks

    • 著者名/発表者名
      Daichi Amagata, Yuya Sasaki, Takahiro Hara, Shojiro Nishio
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Advanced Information Networking and Applications (AINA 2013)
    • 発表場所
      Catalonia Barcelona Plaza (Barcelona, Spain)
  • [学会発表] 無線センサネットワークにおける電波到達特性を用いたスニファ群の配置位置決定手法

    • 著者名/発表者名
      神崎映光, 磯部達郎, 原隆浩, 西尾章治郎
    • 学会等名
      情報処理学会第75回全国大会
    • 発表場所
      東北大学(宮城県仙台市)
  • [学会発表] モバイルアドホックネットワークにおけるTop-k検索のためのデータ複製配置およびメッセージ処理手法

    • 著者名/発表者名
      佐々木勇和, 原隆浩, 西尾章治郎
    • 学会等名
      データ工学と情報マネジメントに関するフォーラム (DEIM2013)
    • 発表場所
      ホテル華の湯(福島県郡山市)
  • [学会発表] Searching K-nearest Neighbor Nodes Based on Node Density in Ad Hoc Networks

    • 著者名/発表者名
      Yuka Komai, Yuya Sasaki, Takahiro Hara, Shojiro Nishio
    • 学会等名
      International Conference on Advances in Mobile Computing & Multimedia (MoMM 2012)
    • 発表場所
      Sanur Paradise Plaza Convention Center (Bali, Indonesia)
  • [学会発表] モバイルセンサネットワーク上のエージェントを用いたデータ収集における欠損データ再収集方式

    • 著者名/発表者名
      松尾和哉, 神崎映光, 原隆浩, 西尾章治郎
    • 学会等名
      情報処理学会研究報告(マルチメディア通信と分散処理研究会)
    • 発表場所
      彦根キャッスルホテル(滋賀県彦根市)
  • [学会発表] Data Forwarding Method Based on Status on Connection with Multiple Mobile Sinks in Wireless Sensor Networks

    • 著者名/発表者名
      Akimitsu Kanzaki, Ayana Yamamoto, Takahiro Hara
    • 学会等名
      International Conference on Broadband and Wireless Computing, Communication and Applications (BWCCA 2012)
    • 発表場所
      University of Victoria (Victoria, Canada)
  • [学会発表] A Data Reception Method to Reduce Interruption Time for Model and Motion Separated Data in P2P Streaming Environments

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Yokoyama, Tomoki Yoshihisa, Takahiro Hara, Shojiro Nishio
    • 学会等名
      International Conference on P2P, Parallel, Grid, Cloud and Internet Computing (3PGCIC 2012)
    • 発表場所
      University of Victoria (Victoria, Canada)
  • [学会発表] アドホックネットワークにおけるk最近傍データ検索手法

    • 著者名/発表者名
      駒井友香, 佐々木勇和, 原隆浩, 西尾章治郎
    • 学会等名
      情報処理学会マルチメディア通信と分散処理ワークショップ
    • 発表場所
      ホテル奥道後(愛媛県松山市)
  • [学会発表] 都市部のVANETにおけるビーコン制御を用いたルーティングプロトコル

    • 著者名/発表者名
      佐々木 勇和, Wang-Chien Lee, 原 隆浩, 西尾 章治郎
    • 学会等名
      情報処理学会マルチメディア通信と分散処理ワークショップ
    • 発表場所
      ホテル奥道後(愛媛県松山市)
  • [学会発表] アドホックネットワークにおけるTop-k検索のためのルーティング手法の拡張

    • 著者名/発表者名
      天方 大地, 佐々木 勇和, 原 隆浩, 西尾 章治郎
    • 学会等名
      情報処理学会マルチメディア通信と分散処理ワークショップ
    • 発表場所
      ホテル奥道後(愛媛県松山市)
  • [学会発表] A Video Streaming Delivery Method considering the Number of Clients on Hybrid Broadcasting Environments

    • 著者名/発表者名
      Tomoki Yoshihisa, Shojiro Nishio
    • 学会等名
      IEEE Global Conference on Consumer Electronics (GCCE 2012)
    • 発表場所
      幕張メッセ(千葉県美浜区)
  • [学会発表] Energy-Efficient Data Gathering Using Traffic Reduction Based on Change in Data Characteristics in Wireless Sensor Networks

    • 著者名/発表者名
      Shinya Kondo, Akimitsu Kanzaki, Takahiro Hara, Shojiro Nishio
    • 学会等名
      International Conference on Network-Based Information Systems (NBiS 2012)
    • 発表場所
      La Trobe University (Melbourne, Australia)
  • [学会発表] Video Data Reception Methods considering Playing Position on Hybrid Broadcasting Environments

    • 著者名/発表者名
      Tomoki Yoshihisa, Shojiro Nishio
    • 学会等名
      International Workshop on Advances in Data Engineering and Mobile Computing
    • 発表場所
      La Trobe University (Melbourne, Australia)
  • [学会発表] MELOC: Memory and Location Optimized Caching Model for Small Mobile Ad hoc Networks

    • 著者名/発表者名
      Lekshmi Chidambaram, Sanjay Madria, Mark Linderman, Takahiro Hara
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Mobile Data Management (MDM 2012)
    • 発表場所
      The Chancery Pavillion (Bengaluru, India)
  • [学会発表] アドホックネットワーク上の効率的なTop-k検索のためのルーティング手法

    • 著者名/発表者名
      天方 大地, 佐々木 勇和, 原 隆浩, 西尾 章治郎
    • 学会等名
      情報処理学会マルチメディア, 分散, 協調とモバイルシンポジウム論文集
    • 発表場所
      ホテル百万石(石川県加賀市)
  • [学会発表] A Geographic Routing Oriented Sleep Scheduling Algorithm in Duty-Cycled Sensor Networks

    • 著者名/発表者名
      Chunsheng Zhu, Laurence Yang, Lei Shu, Joel J.P.C. Rodrigues, Takahiro Hara
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Communications (ICC 2012)
    • 発表場所
      Ottawa Convention Centre (Ottawa, Canada)
  • [図書] Book Chapter: A Sensor Data Aggregation System using Mobile Agents, Distributed Networks: Intelligence, Security, and Applications2013

    • 著者名/発表者名
      Tomoki Yoshihisa, Yuto Hamaguchi, Yoshimasa Ishi, Yuuichi Teranishi, Takahiro Hara, Shojiro Nishio
    • 総ページ数
      発行確定
    • 出版者
      CRC Press, Taylor and Francis
  • [備考] モバイルセンサネットワークのための効率的なデータ処理機構に関する研究

    • URL

      http://www-nishio.ist.osaka-u.ac.jp/mobile-sensor/

URL: 

公開日: 2014-07-24  

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