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2013 年度 実施状況報告書

スマートグリッドにおけるAMIに関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 25540147
研究種目

挑戦的萌芽研究

研究機関京都大学

研究代表者

高橋 豊  京都大学, 情報学研究科, 教授 (00135526)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
キーワードスマートグリッド / AMI / マルチホップ無線ネットワーク / 数理モデル / トラヒック解析
研究概要

スマートグリッドにおける、各需要家と電力会社間の電力消費に関するリアルタイムな情報交換を可能にするAMI(Automated Metering Infrastructure)構築に向けたシステム構成に関する研究を行っている。AMIは低遅延かつ高信頼であることが求められ、さらにはモバイル・ノードなどを想定し、トポロジー変化に柔軟かつ動的に対応し、電力消費にも配慮する必要がある。本研究では、このような点を鑑み、マルチホップ無線リレーによるネットワークを検討対象とする。本年度は次のような研究成果を得た。
1.マルチホップ無線ネットワークの構成論に関する基礎検討
AMIにおける定期および非定期トラヒックを統合する通信方式の開発を行った。AMIにおいては例えば30分間隔の電力消費などの定期型トラヒックとデマンドレスポンスの情報送信などの非定期トラヒックの混在があり、これらをそれぞれのQoSを確保しながら送受信する通信方式の検討を行い、数理モデルの提案と性能解析を行った。
2.マルチホップ無線における情報可到達性の改善
マルチホップ無線通信におけるスループット保証を目指した基礎的検討を行った。マルチホップ通信においてはホップ数が増えるとスループットが低下する問題があり、それを緩和する通信方式の提案とその数理モデルの開発および性能解析を行った。またその有効性を数値計算結果を基に行った。

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

今年度の研究計画は概ね達成されたと判断する。このことはAMIに関する上記研究に興味を持った民間企業と今年度から共同研究を開始することになったことからも推定される。

今後の研究の推進方策

本年度は次のような研究を推進する予定である。
○AMIにおけるアプリケーション層・ネットワーク層統合型通信方式
AMIにおいては消費電力状況などのアプリケーション層での通信と通信経路の構築・更新などのネットワーク層での通信が並行して行われる。前者は通信機会を高信頼度で保証する必要があり、後者は即応した通信機会を提供する必要がある。またこれらが相互に干渉する可能性も考慮する必要がある。これらの要因を適切に反映した数理モデルを構築し、統合方式の有効性を検討するために性能解析を行う。

次年度の研究費の使用計画

平成25年度にシミュレーション実験用途にPC購入を計画し、30万円を計上していたが、本年度は数理モデルおよび性能解析を重点的に行い、シミュレーション実験は次年度に回したため、その予算相当額を次年度に繰り越したため。
シミュレーション実験用途にPCを購入する。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (6件)

  • [雑誌論文] Effect of Spectrum Sensing Overhead on Performance for Cognitive Radio Networks with Channel Bonding2014

    • 著者名/発表者名
      Haruki Katayama, Hiroyuki Masuyama, Shoji Kasahara and Yutaka Takahashi
    • 雑誌名

      Journal of Industrial and Management Optimization

      巻: 掲載予定 ページ: 未定

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Block-Level Success and Loss Runs for Streaming Services over Wired-Wireless Networks2013

    • 著者名/発表者名
      Kato, K., Masuyama, H., Kasahara, S., and Takahashi, Y
    • 雑誌名

      Journal of the Operations Research Society of Japan

      巻: 56 ページ: 69-91

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Performance Analysis of Dynamic Spectrum Handoff Scheme with Variable Bandwidth Demand of Secondary Users for Cognitive Radio Networks2013

    • 著者名/発表者名
      Konishi, Y., Masuyama, H., Kasahara, S., and Takahashi, Y.
    • 雑誌名

      Wireless Networks

      巻: 19 ページ: 607-617

    • DOI

      10.1007/s11276-012-0488-2

    • 査読あり
  • [学会発表] Analytical comparison of cooperative spectrum sensing schemes for cognitive radio networks2014

    • 著者名/発表者名
      片山晴紀, 増山博之, 笠原正治, 高橋豊
    • 学会等名
      2013年度確率モデルシンポジウム
    • 発表場所
      東京理科大学
    • 年月日
      20140122-20140124
  • [学会発表] コグニティブ無線通信における協調センシング方式の性能解析: 集中センシングと並行センシング2013

    • 著者名/発表者名
      片山晴紀, 増山博之, 笠原正治, 高橋豊
    • 学会等名
      電子情報通信学会技術研究報告 (NS2013-137)
    • 発表場所
      高松
    • 年月日
      20131219-20131220
  • [学会発表] 無線センサーネットワークにおける環境発電型ノードの動的タスク・スケジューリング2013

    • 著者名/発表者名
      前田晃史,笠原正治,高橋豊
    • 学会等名
      電子情報通信学会技術研究報告 (NS2013-161)
    • 発表場所
      高松
    • 年月日
      20131219-20131220
  • [学会発表] コグニティブ無線通信における協調センシング方式の性能比較

    • 著者名/発表者名
      片山晴紀, 増山博之, 笠原正治, 高橋豊
    • 学会等名
      インターネット技術第 163 委員会 (ITRC) 新世代ネットワーク構築のための基盤技術研究分科会 (NWGN) ワークショップ
    • 発表場所
      紀三井寺 ガーデンホテルはやし
  • [学会発表] コグニティブ無線における共通制御チャネル方式の通信オーバーヘッド解析

    • 著者名/発表者名
      山本究,増山博之,笠原正治,高橋豊
    • 学会等名
      インターネット技術第 163 委員会 (ITRC) 新世代ネットワーク構築のための基盤技術研究分科会 (NWGN) ワークショップ
    • 発表場所
      紀三井寺 ガーデンホテルはやし
  • [学会発表] 環境発電型無線センサーノードの残余電力を考慮した通信制御方式の検討

    • 著者名/発表者名
      前田晃史,笠原正治,高橋豊
    • 学会等名
      インターネット技術第 163 委員会 (ITRC) 新世代ネットワーク構築のための基盤技術研究分科会 (NWGN) ワークショップ
    • 発表場所
      紀三井寺 ガーデンホテルはやし

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公開日: 2015-05-28  

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