2015 Fiscal Year Annual Research Report
モバイルアドホックネットワークの秘密容量に関する研究
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15H02692
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| Research Institution | Future University-Hakodate |
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Principal Investigator |
JIANG Xiaohong 公立はこだて未来大学, システム情報科学部, 教授 (00345654)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
福士 将 山口大学, 創成科学研究科, 准教授 (50345659)
高橋 修 公立はこだて未来大学, システム情報科学部, 特任教授 (60381282)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | MANET / Secrecy Capacity / Physical layer security |
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| Outline of Annual Research Achievements |
1．大規模なポアソン無線ネットワークに対して，セキュアな通信を行うために，社会的な交友関係に基づく協調的ジャミングスキームを提案した．また，伝送機能停止確率と秘密機能停止確率に関して，提案したジャミングスキームの理論的な性能解析を行った．
2．セキュアな通信のために協調的ジャミングと適時的リレーを行う典型的な２ホップリレー無線ネットワークに対して，盗聴者に耐性のある容量，すなわち，所望のレベルのセキュリティと信頼性を保証するために許容可能な盗聴者の正確な最大数に関する研究を行った．
3. 無線協調リレーネットワークに対して，セキュアな通信に向けて盗聴者に対処するための，最適リレー/目的地ペアの選択メカニズムを提案し，そして，その機能停止確率と傍受確率に関する理論解析を行った．
4．複数の複数アンテナの盗聴者が存在する状況において，単一アンテナの伝送者から複数の複数アンテナの受信者に共通な機密データを伝送する問題を研究し，その接続停止確率と秘密機能停止確率を導出した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
小規模な２ホップ無線ネットワークに対して，盗聴者に耐性のある容量を研究し，そして，無線協調リレーネットワークにおいて，セキュアな通信のために盗聴者に対処する，最適リレー/目的地ペアの選択メカニズムを提案した．さらに，大規模なポアソン無線ネットワークに対して，セキュアな通信を行うために，社会的な交友関係に基づく協調的ジャミングスキームを提案した．最後に，複数の複数アンテナの盗聴者が存在する状況において，単一アンテナの伝送者から複数の複数アンテナの受信者に共通な機密データを伝送する問題を研究した．本研究の成果は，９編のジャーナル論文誌と3編の国際会議論文誌として出版されている．
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| Strategy for Future Research Activity |
柔軟なSC/遅延/機能停止のトレードオフのために，ワイナー符号と2ホップfキャストリレーを併用した新たな柔軟なリレースキームを開発する．上記のSC，遅延，機能停止に関する研究に基づいて，開発する新たなリレースキームに対して，正確なSC，SC/遅延トレードオフ，SC/機能停止トレードオフに関する性能を調査する．これらのSC/遅延/機能停止のトレードオフと関連するリレースキームに関する一般的な研究により，SC，遅延，機能停止に関して異なる要求を持つ様々なアプリケーションに対して，コスト効率のよいネットワーク構成を特定することが可能になるものと期待される．
MANETsのSCを増加させるために，協調的ジャミング（ブラントジャミングなど），コーディング（線形ネットワークコーディングなど），異なるリレースキーム（日和見スキームなど）を用いたルーティングアルゴリズムの共同設計を行う．電力割当は重要なネットワーク設計問題であり，特に電力制約のあるMANETsに対しては，MANETのSCに大きく影響を及ぼすことが知られている．MANETのSC最適化問題に取り組むために，最初に，正確なユニキャスト/マルチキャストSCに対する理論フレームワークを拡張し，協調的ジャミング，コーディング，ルーティングの共同設計の下での，新たな理論フレームワークを開発する．この新たな理論フレームワークを用いて，総電力制約の下でのSC最適化問題を研究し，非線形プログラムベースの最適化フレームワークと繰り返し探索アルゴリズムを開発する．SCの増加/最適化に関する研究により，既存手法を越える大幅なSCの増加を生み，理想的にはMANETsのSCの上界に近づくことが可能な有望なネットワーク戦略を提案できるものと予想している．研究成果を学術論文として取りまとめ，トップレベルのジャーナル論文誌や国際会議で広める予定である．
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