位置情報に基づいたマルチホップ環境における通信プロトコルの提案

2019年度卒業論文要旨, 情報科学部情報科学

IEEE802.11 アドホックネットワークにおける通信制御に関する研究

東京情報大学201

狭域交通情報共有のための車車間通信における車両位置情報に基づく効率的な中継転送方式の提案

近年，日本では人々の生活において重要な交通手段である自動車とその交通事情は高水準な道路建設と安全対策の進展によって快適性と安全性が増してきている．しかし，平成24 年のデータによると交通事故の発生件数66 万件，負傷者数82 万人，死者4000 人と他の交通機関である鉄道，飛行機，船舶と比較すると依然として安全とは呼べない水準である．問題はそれだけではなく，通勤時間帯における交通渋滞も深刻で，大規模な渋滞が慢性的に発生し経済的な損害と環境に悪影響を及ぼしている．この様な現状を受けて，社会への貢献のテーマとして自動車による移動の，快適性・安全性・エコロジーを挙げる．そこで車車間通信を用いて，渋滞情報や急ブレーキ情報，緊急車両情報などのあらゆる情報を車両間で共有することで，自動車の快適性と安全性の向上，環境汚染の低減を実現したい．そのため筆者は，車車間通信により渋滞や事故等の狭域な交通情報を周辺車両で効率的に共有させるためのパケット中継転送方式の検討を行った．従来からのパケット中継転送方式では，中継時にほぼ同じ地理的な位置に存在する複数車両の通信が衝突するという問題点があり，筆者らはこの問題を解決するため，実用化が進みつつある700MHz帯の電波を使った安全運転支援システムにより車両間の位置情報が周辺車両で共有されることを想定し，それに基づいてほぼ同じ位置に存在する中継車両候補の送信順序を明確に区別し中継の衝突を抑制する方式を考案した．加えて，提案方式では交差点車両に対する特別な優先度の割当てや，通信混雑時には中継車両台数を限定する機能を検討した．提案方式に対して都市部の交通を模したシミュレーションを行った結果，既存方式よりも最大で拡散率が35%向上し，通信回数を20.5%削減，加えて，遅延時間も最大で55.3%削減することができた．最後に，提案方式の評価で得た知見から，今後の課題や展望を述べる．電気通信大学201

位置情報に基づいた順番制御による通信効率の向上

2020年度卒業論文要旨, 情報科学部情報科学

逐次干渉除去を用いた車車間通信のためのクラウド連携リソース割り当て法

　車車間(V2V: Vehicle-to-Vehicle)環境における通信の信頼性向上を目的とし，逐次干渉除去(SIC:Successive Interference Cancellation)を考慮した際の効率的なリソース割り当て法について検討する．　SICは同時に受信された複数の信号で構成される混成信号から，逐次的に復調した信号を引き抜くことで複数の信号を復調する技術であり，SICによって引き抜きやすい組み合わせの信号を適切にスケジューリングすることで大きく通信の性能を向上させることが可能となる．しかし，周囲の干渉や受信信号電力を各車両が予測することは特にV2V環境など変動が大きい電波環境では困難である．そこで，クラウド連携を用いて各車両の位置情報などをクラウドに集約し，クラウドが各車両をスケジューリングすることで全体の通信の信頼性向上を検討する．　クラウドは各車両の位置情報から送受信車両間の距離減衰を推定することで，SICが働く電力差を持つ送信車両同士を同じ時間スロットに割り当てる．道路を一定間隔で区切ったセル毎に時間スロットを分配したうえでスケジューリングを行ない，また十分離れたセル同士では時間スロットを再利用することで信頼性向上を図りながら高効率化を目指す手法を提案する．計算機シミュレーションによって提案手法の優位性を示す．電気通信大学201

TDMAに基づくアドホックネットワークにおけるQoS通信の実現方式に関する研究

近年，より多くのスマート，小型・高性能コンピューティングデバイスは，日常生活の中に導入されている．このようなデバイスを使用し，ネットワーク配線やインフラなしで，その場で独立したネットワークを構成し，シームレスな方法で通信させる必要性が高まっている．そのため，モバイルアドホックネットワーク(MANET)が注目されている．CPUパワー，メモリ，転送速度，ストレージなどのモバイルデバイスの通信容量が大幅に進歩することにより，MANETにおいて，ベストエフォートのデータ通信に加え，マルチメディアおよびリアルタイムデータ通信をサポートすることが期待されている．このようなリアルタイムデータ通信をサポートするためには，帯域や遅延などの通信品質(Quality of Service : QoS)を保証する必要性が出てくる．しかし，MANETでは無線LANのアクセスポイントのような集中管理者が存在しないため，QoSを保証することは簡単ではない．本研究では，メディアアクセス制御(MAC)層におけるQoS通信制御方式を検討する．現在，無線LANにおいてQoSを保証する規格がIEEE802.11eである．IEEE802.11eのEDCA (Enhanced Distributed Channel Access)では，データに優先度を付け，優先度の高いデータを優先的に送信することにより，QoS通信を保証する．しかし，この方式ではリアルタイムデータが増加すると，パケットロスと遅延を発生する確率は高くなるため，帯域と遅延時間を保証することが難しくなる．そこで，本研究では，無線アドホックネットワークにおいてマルチメディアデータの転送のためにQoS通信を保証するMAC制御方式として，アドミッション制御により保証できるQoSフローを選択し，ベストエフォート通信期間とQoS通信期間を分け，さらにQoS期間では分散的なタイムスロット割り当て方法を用いたTDMA (Time Division Multiple Access)により複数の通信端末で干渉を起こさず同時送受信すること可能とする方式を提案した．また，提案方式の性能をネットワークシミュレータQualNetを用いて評価する．その結果，提案方式を用いることでQoS通信の遅延が減少すること，データ到達率が増加することを示す．電気通信大学201