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2016 年度 実績報告書

超低消費電力指向オンデマンド・オンサプライ型無線通信システムに関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 26820149
研究機関関西大学

研究代表者

四方 博之  関西大学, システム理工学部, 教授 (00510124)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワード無線LAN / センサネットワーク / 省電力化 / ウェイクアップ無線 / エネルギーハーベスト / アクセス制御方式 / MAC
研究実績の概要

平成28年度は、まず、オンサプライ通信に関する検討として、電力伝送技術を用いた無線センサネットワークの実用可能性検証を行った。移動しながら電力伝送を行う装置の導入を提案し、移動装置のバッテリー量および通信動作に必要となるエネルギー量のモデル化を行った。そして、各通信ノードの獲得エネルギー量を表す式を理論的に導出し、評価を行った。
一方、オンデマンド通信については、ウェイクアップ機構を用いて移動をしながらノードを起動しデータ収集を行う無線センサネットワークに関する検討を行った。基本的な起動・通信プロトコルを提案するとともに、データ収集を行うための経路制御法を提案した。提案経路制御法では、異なる特徴を持つウェイクアップ方式を組み合わせることにより、各センサノードの位置が未知の状態から、適切な経路を決定することが可能である。提案法について、計算機シミュレーションによる評価を行うとともに、種々の最適化法を適用することで、決定される経路の最適性の検証も行った。また、IEEE 802.15.4規格に基づく通信ノードにウェイクアップ受信機を実装したノードを用いた実験評価も行った。実験では、移動データ収集ノードが実際に各センサノードを起動しながら経路を決定するための情報を収集し、その情報に基づき経路を決定、さらにデータ収集を行った。これにより、実環境での提案データ収集法の有効性を確認することができた。
本研究期間全体を通じ、ウェイクアップ受信機を用いた無線システムのためのオンデマンドアクセス技術およびエネルギーハーベスト・電力伝送技術に基づいたオンサプライアクセス技術を確立した。これらの技術は、無線通信システムの超省電力化、バッテリーレス化に繋がる。特に、理論、シミュレーション評価に留まらず、実験による評価を行ったことで、種々の提案法の実用性を実証することができた。

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 謝辞記載あり 4件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Impact of Hidden Nodes on On-Demand APWake-Up Exploiting WLAN Signals2016

    • 著者名/発表者名
      Yuma Asada and Hiroyuki Yomo
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Communications

      巻: E99-B ページ: 939-950

    • DOI

      http://doi.org/10.1587/transcom.2015EBP3311

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Using Received Signal Strength to Detect a Real Wake-up Call for On-Demand WiFi Wake-up2016

    • 著者名/発表者名
      Tomoyuki Tani and Hiroyuki Yomo
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Communications

      巻: E99-B ページ: 1609-1618

    • DOI

      http://doi.org/10.1587/transcom.2015EBP3437

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] ROD-SAN: Energy-efficient and High-response Wireless Sensor and Actuator Networks employing Wake-up Receiver2016

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Yomo, Takahiro Kawamoto, Kenichi Abe, Yuichiro Ezure, Tetsuya Ito, Akio Hasegawa, and Takashi Ikenaga
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Communications

      巻: E99-B ページ: 1998-2008

    • DOI

      http://doi.org/10.1587/transcom.2016SNP0013

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Improving Fairness with Harvesting-Rate Adapted Polling for Energy Harvesting Wireless Sensor Networks2016

    • 著者名/発表者名
      Masashi Kunikawa and Hiroyuki Yomo
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Communications

      巻: E99-B ページ: 2036-2046

    • DOI

      http://doi.org/10.1587/transcom.2015EBP3479

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] オンデマンド型無線センサネットワークにおけるウェイクアップオーバーヘッド削減法2017

    • 著者名/発表者名
      田村直樹,四方博之
    • 学会等名
      電子情報通信学会 2017年総合大会
    • 発表場所
      名城大学(名古屋市)
    • 年月日
      2017-03-22 – 2017-03-25
  • [学会発表] ウェイクアップ受信機を活用したオンデマンド型無線センサネットワークにおけるデータ収集ノード移動経路最適化2017

    • 著者名/発表者名
      浅田晃年,宮武聖人,四方博之
    • 学会等名
      電子情報通信学会 2017年総合大会
    • 発表場所
      名城大学(名古屋市)
    • 年月日
      2017-03-22 – 2017-03-25
  • [学会発表] ドローンからの電力伝送のみで動作する無線センサネットワークの実現可能性に関する一検討2017

    • 著者名/発表者名
      田中信甫,四方博之
    • 学会等名
      電子情報通信学会 2017年総合大会
    • 発表場所
      名城大学(名古屋市)
    • 年月日
      2017-03-22 – 2017-03-25
  • [学会発表] オンデマンド型無線センサネットワークにおけるドローンを活用したウェイクアップ・データ収集実験評価2017

    • 著者名/発表者名
      上出葵,宮武聖人,三木智仁,四方博之
    • 学会等名
      電子情報通信学会 2017年総合大会
    • 発表場所
      名城大学(名古屋市)
    • 年月日
      2017-03-22 – 2017-03-25
  • [学会発表] ウェイクアップ受信機を活用したオンデマンド型無線センサネットワークにおける移動データ収集ノード経路制御法2017

    • 著者名/発表者名
      宮武聖人,四方博之
    • 学会等名
      電子情報通信学会 知的環境とセンサネットワーク研究会
    • 発表場所
      別府 花菱ホテル(別府市)
    • 年月日
      2017-01-19 – 2017-01-20
  • [学会発表] Reducing Wake-up Overhead for Energy-Efficient On-Demand Wireless Sensor Networks2016

    • 著者名/発表者名
      Masanori Monobe and Hiroyuki Yomo
    • 学会等名
      International Workshop on Low-Layer Implementation and Protocol Design for IoT Applications (IoT-LINK) in conjunction with Globecom 2016
    • 発表場所
      Washington DC, USA
    • 年月日
      2016-12-04 – 2016-12-04
    • 国際学会
  • [学会発表] 走行車両を活用したオンデマンドセンシングデータ収集特性評価2016

    • 著者名/発表者名
      松村勇太,四方博之
    • 学会等名
      電子情報通信学会 2016年ソサイエティ大会
    • 発表場所
      北海道大学(札幌市)
    • 年月日
      2016-09-20 – 2016-09-23
  • [学会発表] ウェイクアップ受信機を活用したオンデマンド型センサネットワーク2016

    • 著者名/発表者名
      四方博之
    • 学会等名
      電子情報通信学会 2016年ソサイエティ大会
    • 発表場所
      北海道大学(札幌市)
    • 年月日
      2016-09-20 – 2016-09-23
    • 招待講演
  • [学会発表] オンデマンド型無線センサネットワークにおけるウェイクアップ制御オーバーヘッド削減法2016

    • 著者名/発表者名
      物部昌展,四方博之
    • 学会等名
      電子情報通信学会 高信頼制御通信研究会
    • 発表場所
      名古屋工業大学(名古屋市)
    • 年月日
      2016-07-20 – 2016-07-22
  • [学会発表] Energy-Efficient On-Demand Wireless Sensor Networks exploiting Wakeup Receiver2016

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Yomo
    • 学会等名
      International Workshop on Green Networks (GreenNet) in conjunction with WiOpt 2016, 14th International Symposium on Modeling and Optimization in Mobile, Ad Hoc, and Wireless Networks
    • 発表場所
      Tempe, USA
    • 年月日
      2016-05-09 – 2016-05-09
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2018-01-16  

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