ネットワークグループ

ネットワークグループとは

ネットワークグループでは,無線センサネットワークやアドホックネットワークにおいてより効率よく通信するための研究を行っています.具体的には,次の2つのことに着目しています.

  • 消費電力の削減
  • 無線センサネットワークやアドホックネットワークでは端末がバッテリによって駆動しています.したがって,長時間駆動させるにはより小さい電力で駆動させることが必要です.
  • メディアアクセス制御
  • ネットワークを構成すると,ただ闇雲に通信を試みても通信が成功するとは限りません.ネットワークにおいて情報を高速かつ正確に伝送するために必要な技術として.メディアアクセス制御があります.

単語帳
無線センサネットワークアドホックネットワークルーチングメディアアクセス制御

クラスタリングによる消費電力の削減

無線センサネットワークにおいて,センサを搭載する端末は小型で楽に配置ができますが,小型なため搭載できるバッテリ量に限りがあります.そのため,端末の消費電力削減は重要な課題となります.特に端末の通信距離が長いほど,情報の送信時に高い消費電力がかかってしまいます. そこで,消費電力削減する手法にクラスタリングが挙げられます.この手法は端末をグループに分け,そのグループ内で代表端末を選択します.グループ内の端末は代表端末に情報を送信し,代表端末がまとめて情報をシンクに送信します.これにより,端末は近くの代表端末に情報に送るため通信距離が短縮され,送信時にかかる消費電力を削減できます.

例えば,次のような研究を行っています.

  • 端末の移動を考慮したクラスタリング
  • 人が災害時に安全範囲に避難するとき,無線センサネットワークの使用が予想されます.このとき人が所有する端末も移動します.端末の移動を考慮した省電力なクラスタリング手法について研究しています.
  • 不均一なネットワークのためのクラスタリング
  • 無線センサネットワークを使用するとき,環境によって端末配置の偏りや,情報を送信する周期にも偏りがあります.その状況における,省電力になるようなクラスタリングの構成を検討しています.

無線センサネットワーク

クラスタリングされたノード(グループ)

メディアアクセス制御

  • 逐次干渉除去を用いたALOHAにおけるネットワーク外干渉の対策

  • ALOHAと呼ばれるアクセス制御方式があります.ALOHAは単純で,送信端末は各々のタイミングで信号を送信します. なかでも逐次干渉除去を導入したALOHAでは,送信時に特別な情報を付加することで,信号が衝突したとしても衝突を解決し,信号を受信できる場合があるため,将来的に端末数が多くなる状況において有用だと期待されています. しかし,ネットワーク外からの干渉信号は除去できないため,衝突が解決できないため,正確に通信することが困難になってしまいます.

    私たちはこれまでに,ネットワーク外干渉によってどの程度信号が受信できなくなるか明らかにするとともに,干渉信号の量が分かれば,その影響を抑制する方法について明らかにしてきました. しかし,まず干渉の量を知る必要があります.そこで現在は干渉信号の量を統計的に推定する手法を検討しています.

    ネットワーク外干渉

  • 仮想全二重における中継器選択

  • 複数の端末が協力して中継する技術は,空間ダイバーシチによりフェージングの影響を抑制できることから注目を集めています. 従来の技術では,中継器同士の干渉が存在するため一つのパケットを送信するために二つのスロットが必要でした.

    そこで中継器間干渉を何らかの手段で除去することで,中継器群が送信と受信を同時に行う技術が提案されました. ここで中継器群は送信と受信を同時に行う全二重中継器の様に捉える事ができるため,この技術は仮想全二重と呼ばれています. 私たちはこの中継器群をどこに配置するのが最適かを検討しています. また,中継器選択のプロトコルを検討しています.

    仮想全二重通信