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2011 年度 実績報告書

大規模無線マルチホップネットワークにおけるマルチメディア通信の品質制御方式の研究

研究課題

研究課題/領域番号 23360167
研究機関千葉大学

研究代表者

阪田 史郎  千葉大学, 大学院・融合科学研究科, 教授 (80375609)

研究分担者 塩田 茂雄  千葉大学, 大学院・工学研究科, 教授 (70334167)
関屋 大雄  千葉大学, 大学院・融合科学研究科, 准教授 (20334203)
小室 信喜  千葉大学, 大学院・融合科学研究科, 助教 (70409796)
キーワード無線マルチホップネットワーク / QoS制御 / センサネットワーク / クロスレイヤ制御 / 空間利用効率
研究概要

本研究は、マルチホップ化に対して、クロスレイヤ制御、優先制御のための送信抑制制御、空間利用効率向上方式、ARQ-FEC方式によるエンド・エンド誤り制御の4つの方向から研究を進め、平成23年度は、申請者らの提案方式も含めた従来研究のレビューを通して、各方式の基礎検討、理論的解析、一部シミュレーションを試み、提案方式の実現可能性を追求した。具体的には、クロスレイヤ制御では、MAC層からのフレーム衝突率などの情報を上位層に伝え、ネットワーク層ではその情報に応じて送信キューによる優先制御、トランスポート層ではTCPによるパケット廃棄を避けるべく輻輳ウィンドウを制御する方式を提案し、一部シミュレーションによる定量的な評価を行った。
優先制御のための送信抑制制御では、中継ノードにおける輻輳の発生を防ぐため、中継ノードにおける通信バッファ使用量を監視し、輻輳発生時はメッシュのエッジノードまで輻輳を迅速に伝達することで、受信拒否確率を適応的に調整するアドミッション制御の仕組みを検討し、一部シミュレーションによる定量的な評価を行った。
空間利用効率向上方式では、ネットワークの大規模化に対応するため、各端末の送信範囲を柔軟に変更することにより空間利用効率を向上させるルーティング方式、それに伴う送出電力制御方式を、理論解析を中心に提案し、要求Qosの達成、省電力化、空間利用効率の向上を同時に実現するプロトコルを検討し一部仕様化した。
ARQ-FECの適切な組合せによるエンド・エンド誤り制御では、ARQ、FEC、ハイブリッド方式に関し、マルチホップネットワークにおけるこれらを組合せた場合の誤り能力を理論的に解明する。さらに、ARQにおける最大再送回数やFECにおける冗長度などの最適なパラメータ設定に関する基礎的検討、および一部シミュレーションによる定量的な評価を行った。

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

無線通信の物理層とMAC層に関するシミュレータである空間電波伝搬シミュレータの高速度化、高精度化を可能にし、提案方式の有効性を示すツールが整備でき、また30ノードのマルチホップ用ノードを入手し、実験ついても現実の利用環境に近い環境で行えるようになった。

今後の研究の推進方策

提案方式の実際の場面での有効性を検証するため、環境モニタリングやスマートグリッドへの応用を目指したスマートメータリング、防災・防犯のための監視用センサネットワーク、家庭においでも利用可能なヘルスケア向け無線PANなど具体的な利用場面を想定した評価を推進する予定である。

  • 研究成果

    (42件)

すべて 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (10件) (うち査読あり 10件) 学会発表 (29件) 備考 (1件) 産業財産権 (2件)

  • [雑誌論文] Backoff-stage Synchronization in Three-hop String-Topology Wireless Networks with Hidden Nodes2012

    • 著者名/発表者名
      K.Sanada, H.Sekiya, N.Komuro, S.Sakata
    • 雑誌名

      Nonlinear Theory and Its Applications, IEICE

      巻: E95-N ページ: 201-214

    • 査読あり
  • [雑誌論文] QAM-CSK/SS : Multilevel Modulation Scheme for Enhancing Data Transmission Rate2012

    • 著者名/発表者名
      N.Komuro, K.Matsuura, S.Sakata
    • 雑誌名

      Journal of Communication and Computer

      巻: 9 ページ: 303-310

    • 査読あり
  • [雑誌論文] マルコフ連鎖と待ち行列モデルを組み合わせた無線LAN用性能評価モデル2012

    • 著者名/発表者名
      黄重陽, 塩田茂雄,
    • 雑誌名

      電子情報通信学会論文誌B

      巻: J9.2 ページ: 188-198

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 無線マルチホップネットワークにおけるトークン生成レートに基づくQoS保証のための受信器会制御方式2012

    • 著者名/発表者名
      高瀬琢磨, 小室信喜, 阪田史郎, 塩田茂雄, 村瀬勉, 関屋大雄
    • 雑誌名

      電子情報通信学会論文誌(B)

      巻: J95-B ページ: 188-198

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Energy Efficient Wireless Random Access Network with Code based Multi-level Modulation Schemes2011

    • 著者名/発表者名
      N.Komuro, H.Sekiya, S.Sakata
    • 雑誌名

      Journal of Signal Processing

      巻: 15 ページ: 461-468

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Stochastic Geometric Filter and its Application to Shape Estimation for Target Objects2011

    • 著者名/発表者名
      H.Saito, S.Shioda, S.Tanaka
    • 雑誌名

      IEEE Trans.Signal Processing

      巻: 5 ページ: 4971-4984

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 無線マルチホップメッシュネットワークにおける受信機会制御プロトコルを用いる流量制御方式2011

    • 著者名/発表者名
      高橋淳, 小室信喜, 阪田史郎, 塩田茂雄, 村瀬勉
    • 雑誌名

      電子情報通信学会論文誌(B)

      巻: J94-B ページ: 998-991

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Analytical Expressions RTS/CTS-used Wireless Multihop Networks2011

    • 著者名/発表者名
      S.Y.Chin, N.Komuro, H.Sekiya, S.Sakata
    • 雑誌名

      Journal of signal Processing

      巻: 15 ページ: 267-270

    • 査読あり
  • [雑誌論文] L-DRAND : A Localized Distributed TDMA Scheduling Algorithm with Distance-Measurement for Sensor Network2011

    • 著者名/発表者名
      K.Sato, S.Sakata
    • 雑誌名

      Journal Selected Areas in Telecommunications (JTAT)

      巻: 14 ページ: 287-293

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sensor Deployment for Location-Estimation Coverage2011

    • 著者名/発表者名
      J.Ma, N.Komuro, S.Sakata
    • 雑誌名

      Key Engineering Materials

      巻: 480 ページ: 1161-1166

    • 査読あり
  • [学会発表] 複数無線LANの合計スループット最大化するための受信機会制御によるアクセスポイント選択方式-無線端末の接続状態変化への対応-2012

    • 著者名/発表者名
      山下豊, 小室信喜, 阪田史郎, 塩田茂雄, 村瀬勉
    • 学会等名
      電子情報通信学会情報ネットワーク研究会
    • 発表場所
      宮崎シーガイア
    • 年月日
      2012-03-09
  • [学会発表] 電源供給ノードを考慮した6LoWPAN準拠ホームセンサネットワーク長寿命化方式とその評価2012

    • 著者名/発表者名
      滝澤慎也, 小室信喜, 阪田史郎
    • 学会等名
      電子情報通信学会情報ネットワーク研究会
    • 発表場所
      宮崎シーガイア
    • 年月日
      2012-03-09
  • [学会発表] ウェイクアップ機構を備えた無線LANメッシュネットワークにおけるAP起動方式とその評価2012

    • 著者名/発表者名
      阿部成美, 松田祐輝, 阪田史郎, 小室信喜, 阿部憲一, 伊藤哲也
    • 学会等名
      電子情報通信学会ネットワークシステム研究会
    • 発表場所
      宮崎シーガイア
    • 年月日
      2012-03-09
  • [学会発表] ウェイクアップ機構を備えた無線LANメッシュネットワークにおける通信経路制御方式とその評価2012

    • 著者名/発表者名
      松田祐輝, 阿部成美, 阪田史郎, 小室信喜, 阿部憲一, 伊藤哲也
    • 学会等名
      電子情報通信学会ネットワークシステム研究会
    • 発表場所
      宮崎シーガイア
    • 年月日
      2012-03-09
  • [学会発表] センサノート数に応じたアクティブ期間の動的変更による低遅延・低消費電力センサネットワーク制御方式2012

    • 著者名/発表者名
      冨田和宏, 小室信喜, 阪田史郎
    • 学会等名
      電子情報通信学会情報ネットワーク研究会
    • 発表場所
      宮崎シーガイア
    • 年月日
      2012-03-09
  • [学会発表] IEEE 802.11eとDCFの混在無線LAN環境への受信機会制御適用による動的QoS保証2012

    • 著者名/発表者名
      渡部公介, 小室信喜, 阪田史郎, 関屋大雄, 塩田茂雄, 村瀬勉
    • 学会等名
      電子情報通信学会情報ネットワーク研究会
    • 発表場所
      宮崎シーガイア
    • 年月日
      2012-03-08
  • [学会発表] Admission Control for Assuring Communication Quality in VANETs integrated with Wireless Mesh Networks2012

    • 著者名/発表者名
      D.T.Tuan, N.Komuro, S.Sakata
    • 学会等名
      電子情報通信学会ネットワークシステム研究会
    • 発表場所
      宮崎シーガイア
    • 年月日
      2012-03-08
  • [学会発表] 無線マルチホップネットワークにおけるトークン生成レートに基づく複数優先フローQoS保証のための受信機会制御方式2012

    • 著者名/発表者名
      高瀬琢磨, 小室信喜, 阪田史郎, 関屋大雄, 塩田茂雄, 村瀬勉
    • 学会等名
      電子情報通信学会情報ネットワーク研究会
    • 発表場所
      宮崎シーガイア
    • 年月日
      2012-03-08
  • [学会発表] モバイルアドホックネットワークおけるマルチフローを考慮したQoS向上ルーティング方式2012

    • 著者名/発表者名
      針生健, 小室信喜, 阪田史郎
    • 学会等名
      電子情報通信学会情報ネットワーク研究会
    • 発表場所
      宮崎シーガイア
    • 年月日
      2012-03-08
  • [学会発表] 監視センサネットワークにおける画像情報優先制御方式2012

    • 著者名/発表者名
      御園恵子, 川本良太, 小室信喜, 阪田史郎, 原誠一郎
    • 学会等名
      電子情報通信学会ユビキタスセンサネットワーク研究会
    • 発表場所
      三重県鳥羽市
    • 年月日
      2012-01-20
  • [学会発表] Receiving-Opportunity Control-employed QoS Guarantee Scheme in DCF and EDCA Stations Coexisting WLAN2012

    • 著者名/発表者名
      K.Watanabe, N.Komuro, S.Sakata, S.Shioda, T.Murase
    • 学会等名
      IEEE Consumer Communications & Networking Conference
    • 発表場所
      ラスベガス(米国)
    • 年月日
      2012-01-17
  • [学会発表] Routing Control Scheme Prolonging Network Lifetime in a 6LoWPANWSN with Power-supplied and Battery-powered Node2012

    • 著者名/発表者名
      S.Takizawa, N.Komuro, S.Sakata
    • 学会等名
      IEEE Consumer Communications & Networking Conference
    • 発表場所
      ラスベガス(米国)
    • 年月日
      2012-01-16
  • [学会発表] [ポスター講演]電源供給ノートの混在する6LoWPAN準拠センサネットワークにおける省電力ルーティング方式2011

    • 著者名/発表者名
      滝澤慎也, 小室信喜, 阪田史郎
    • 学会等名
      電子情報通信学会ワイドバンドシステム研究会
    • 発表場所
      新瀉大学
    • 年月日
      2011-10-21
  • [学会発表] Connectivity of Vehicular Ad hoc Networks in Downtown Scenarios2011

    • 著者名/発表者名
      S.Shioda
    • 学会等名
      Proc.ADHOCNETS
    • 発表場所
      パリ
    • 年月日
      2011-09-22
  • [学会発表] Analytical Method of Maximum UDP Throughput for One-Way Wireless Multi-Hop Networks Using Markov Chain Model2011

    • 著者名/発表者名
      K.Sanada, H.Sekiya, N.Komuro, S.Sakata
    • 学会等名
      RISP International Workshop on Nonlinear Circuits, Communications and Signal Processing
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2011-09-18
  • [学会発表] RSSI Based Rate Adaptation for QoS aware Ad Hoc Networks2011

    • 著者名/発表者名
      D.Lumbantoruan, N.Komuro, S.Sakata
    • 学会等名
      電子情報通信学会情報ネットワーク研究会
    • 発表場所
      東北大学
    • 年月日
      2011-09-02
  • [学会発表] 無線LANアクセスポイントにおける起動時間を考慮したスリープ制御2011

    • 著者名/発表者名
      香川翔一, 阿部憲一, 伊藤哲也, 小室信喜, 阪田史郎
    • 学会等名
      電子情報通信学会ネットワークシステム研究会
    • 発表場所
      東北大学
    • 年月日
      2011-09-02
  • [学会発表] 複数無線LANの合計スループットを最大化するための受信機会制御によるアクセスポイント選択方式2011

    • 著者名/発表者名
      山下豊, 渡部公介, 小室信喜, 阪田史郎, 塩田茂雄, 村瀬勉
    • 学会等名
      電子情報通信学会ネットワークシステム研究会
    • 発表場所
      北海道旭川市
    • 年月日
      2011-07-21
  • [学会発表] 電波状況を考慮した重み付けRSSIベース屋内測位手法とその評価2011

    • 著者名/発表者名
      五味なぎさ, 馬ジン, 和田育実, 小室信喜, 阪田史郎
    • 学会等名
      電子情報通信学会ユビキタスセンサネットワーク研究会
    • 発表場所
      九州大学
    • 年月日
      2011-07-14
  • [学会発表] Markov Property of Correlated Random Networks and its Application to the Analysis of the Internet Topologies2011

    • 著者名/発表者名
      S.Shioda, M.Yoshihara, A.Izumi, Y.Tachikawa
    • 学会等名
      ITC workshop CNET
    • 発表場所
      トルコ
    • 年月日
      2011-07-09
  • [学会発表] 無線マルチホップセンサネットワークにおけるタイムスロット割当て方式のトポロジの違いによる性能評価2011

    • 著者名/発表者名
      長井亮介, 廣瀬文哉, 小室信喜, 阪田史郎, 川本良太, 原誠一郎
    • 学会等名
      情報処理学会マルチメディア,協調,分散とモバイルシンポジウム
    • 発表場所
      京都府天橋立
    • 年月日
      2011-07-08
  • [学会発表] IEEE 802.11e端末とDCF端末の混在環境における受信機会制御による動的QoS制御2011

    • 著者名/発表者名
      渡部公介, 小室信喜, 阪田史郎, 塩田茂雄, 村瀬勉
    • 学会等名
      情報処理学会マルチメディア,協調,分散とモバイルシンポジウム
    • 発表場所
      京都府天橋立
    • 年月日
      2011-07-06
  • [学会発表] マルチ伝送レート無線LAN環境におけるチャネル占有時間公平化のための受信機会制御方式2011

    • 著者名/発表者名
      山下豊, 渡部公介, 小室信喜, 阪田史郎, 塩田茂雄, 村瀬勉
    • 学会等名
      情報処理学会マルチメディア,協調,分散とモバイルシンポジウム
    • 発表場所
      京都府天橋立
    • 年月日
      2011-07-06
  • [学会発表] 無線マルチホップネットワークにおけるレートに基づく受信機会制御方式によるQoS保証2011

    • 著者名/発表者名
      高瀬琢磨, 小室信喜, 阪田史郎, 塩田茂雄, 村瀬勉
    • 学会等名
      情報処理学会マルチメディア,協調,分散とモバイルシンポジウム
    • 発表場所
      京都府天橋立
    • 年月日
      2011-07-06
  • [学会発表] Coupling effect in IEEE 802.11 DCF wireless multi-hop networks2011

    • 著者名/発表者名
      K.Sanada, H.Sekiya, N.Komuro, S.Sakata
    • 学会等名
      International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      2011-06-29
  • [学会発表] 無線アドホックネットワークにおけるフレーム破棄を考慮した解析2011

    • 著者名/発表者名
      眞田耕輔, 関屋大雄, 小室信喜, 阪田史郎
    • 学会等名
      電子情報通信学会非線形問題研究会
    • 発表場所
      北海道知床
    • 年月日
      2011-06-29
  • [学会発表] A Distance-Measurement-Oriented Distributed TDMA Scheduling Algorithm for Sensor Networks2011

    • 著者名/発表者名
      K.Sato, S.Sakata
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Distributed Computing in Sensor Systems (DCOSS)
    • 発表場所
      バルセロナ
    • 年月日
      2011-06-23
  • [学会発表] Sensor Deployment for Location-Estimation Coverage2011

    • 著者名/発表者名
      J.Ma, N.Komuro, S.Sakata
    • 学会等名
      Proc.ICAMCS
    • 発表場所
      成都(中国)
    • 年月日
      2011-05-04
  • [学会発表] IEEE 802.11無線マルチホップネットワークにおける連成効果とその解析2011

    • 著者名/発表者名
      眞田耕輔, 関屋大雄, 小室信喜, 阪田史郎
    • 学会等名
      電子情報通信学会ネットワークシステム研究会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2011-04-18
  • [備考]

    • URL

      http://sites.google.com/site/sakatakomurolab/

  • [産業財産権] 無線通信システム、無線通信方法、無線通信装置、無線通信装置制御方法、及び、無線通信装置制御プログラム2012

    • 発明者名
      阿部憲一、伊藤哲也、阪田史郎、阿部成美、松田祐輝、小室信喜
    • 権利者名
      日本電気通信システム
    • 産業財産権番号
      特願2012-041881
    • 出願年月日
      2012-02-28
  • [産業財産権] データ転送装置、スリープ制御方法、プログラム2011

    • 発明者名
      飯塚宏之、阿部憲一、伊藤哲也、香川翔一、阪田史郎、小室信喜
    • 権利者名
      日本電気通信システム
    • 産業財産権番号
      特願2011-181265
    • 出願年月日
      2011-08-24

URL: 

公開日: 2013-06-26  

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