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マルチメディア,分散,協調とモバイル(DICOMO2012)シンポジウム

セッション 7B  MAC層プロトコル
日時: 2012年7月6日(金) 8:30 - 10:35
部屋: 長流の2
座長: 渡辺 正浩 (三菱電機)

7B-1 (時間: 8:30 - 8:55)
題名マルチホップネットワークにおける無線全二重通信のメディアアクセス制御方式について
著者*玉置 健太 (静岡大学大学院情報学研究科), Raptino H. Ari (静岡大学創造科学技術大学院), 杉山 佑介 (静岡大学情報学部情報科学科), 萬代 雅希 (上智大学理工学部情報理工学科), 猿渡 俊介 (静岡大学大学院情報学研究科), 渡辺 尚 (静岡大学創造科学技術大学院)
Pagepp. 1766 - 1777
Keyword無線全二重通信, マルチホップネットワーク, メディアアクセス制御
Abstract近年,全二重通信可能な無線通信機が研究開発されている.全二重無線通信を利用することで無線チャネルの利用効率を向上させ,マルチホップ通信におけるスループットの向上が可能である.しかしながら,従来のメディアアクセス制御(MAC)プロトコルでは全二重通信の機会を見つけることはできない.そこで,本稿ではマルチホップネットワークに対応した全二重通信MACプロトコル MFD-MAC (Multi-hop Full-Duplex MAC)を提案する.MFD-MACはマルチホップネットワーク環境において周囲のノードの通信状況を監視することで,全二重通信リンクが発生するようにノードの送信を制御する手法である.MFD-MACの有効性をスループット解析,計算機シミュレーションにより示す.

7B-2 (時間: 8:55 - 9:20)
題名重畳符号を用いたアドホックネットワークMACプロトコルについて
著者*青木 勇太, 猿渡 俊介 (静岡大学情報学研究科), 萬代 雅希 (上智大学理工学部), 渡辺 尚 (静岡大学創造科学技術大学院)
Pagepp. 1778 - 1786
Keyword重畳符号, MAC, 電力制御, アドホックネットワーク
Abstractアドホックネットワークでは帯域の効率的利用が重要な課題である.帯域を効率的に利用する技術の一つとして重畳符号化が注目されている.重畳符号化は位相変調を拡張した方式で,一回の送信で複数または特定の端末に異なるデータを送信することができる.従来の方式と異なり送信データごとに電力を割当てるため送信電力の制御を行う必要がある.また,重畳符号を利用したMAC の研究が多くなされている.本研究ではアドホックネットワークに重畳符号を適用することによって,アドホックネットワークの効率的な帯域の利用を促すMAC プロトコルを提案する.本稿では,まずワイヤレスネットワークの基本的なトポロジにおける重畳符号化の全体像をつかみ,重畳符号化を想定した無線LAN 向けメディアアクセス制御プロトコルTSPC-MAC(Traffic-aware Superposition Coding Media Access Control)を提案し,基本的な通信方法を用いた基礎評価を行う.

7B-3 (時間: 9:20 - 9:45)
題名指向性アンテナを用いた全二重無線MACプロトコル
著者*三浦 健, 萬代 雅希 (上智大学)
Pagepp. 1787 - 1794
KeywordMACプロトコル, 指向性アンテナ, 全二重無線
Abstract本論文では,マルチホップ時のスループット向上のため,指向性アンテナと全二重 無線通信のための同期型 MAC プロトコルを提案する.全二重無線通信は同一チャネ ルで送受信を同時に出来,マルチホップ通信に有効と考えられるが,単純にマルチホッ プ通信に用いても無指向性で通信しているため他ノードへの干渉が大きく,スループッ トの向上が期待できない.一方で指向性アンテナは特定の方向に強い電波を発し,そ の方向以外の他ノードへの干渉が減少する.提案する MAC プロトコルは指向性ア ンテナと全二重無線通信の両方を利用することで,直線トポロジにおいて全てのノー ドが同時に通信可能となりマルチホップ時のスループットの向上が見込まれる.提案 MAC プロトコルの性能を計算機シミュレーションで評価し,直線トポロジにおいて マルチホップ時のエンドツーエンドのスループットを最大で 114 パーセント改善でき ることを示す.

7B-4 (時間: 9:45 - 10:10)
題名センサネットワーク低消費電力化のためのS-MACプロトコルduty cycle最適化手法
著者*大岸 龍司 (早稲田大学大学院 基幹理工学研究科 情報理工学専攻), 柳澤 政生, 戸川 望 (早稲田大学院 基幹理工学研究科 情報理工学専攻)
Pagepp. 1795 - 1801
Keywordセンサネットワーク, プロトコル, duty cycle, 消費電力, キュー
Abstract現在,ユビキタスネットワークの実現においてセンサネットワークは欠かせない技術の一つである.センサネットワークは無線アドホック通信の特徴を活かし環境モニタリングなどの安定的な通信が求められる状況で多く用いられる.しかし各センサはバッテリーで動いているため頻繁にバッテリー切れが起こると通信障害の原因となるという問題がある.本稿では低消費電力化を目的としたS-MAC プロトコルのduty cycle 最適化手法を示す. また提案手法の有用性を示すためns-2におけるシミュレーション評価を行い,これまでの既存の手法と消費電力の比較を行う.

7B-5 (時間: 10:10 - 10:35)
題名Lamport’s Bakery Algorithm Extension for Distance-oriented TDMA Scheduling with Priority Control on Sensor Networks
著者*佐藤 康二, 阪田 史郎 (千葉大学大学院 融合科学研究科)
Pagepp. 1802 - 1809
Keywordセンサーネットワーク, 距離測定, メディアアクセス制御, TDMA
AbstractIn this paper, we illustrate an algorithm to achieve a priority control for TDMA slot allocation, taking into account of the distance measurement information between sensor nodes by extending Lamport’s bakery algorithm. Lamport's bakery algorithm is one of the exclusive control algorithm used in multi-threaded processing, to prevent the multiple threads at the same time to gain access to common resources. We designed an algorithm for the sake of using it under the environment where autonomous multiple distributed nodes represented by sensor devices and these nodes can determine their behaviors by judging the inter-node distance information between nodes. The proposed algorithm aims at achieving a priority control when processing a request to connect to the network among distributed nodes, and the control of TDMA slot allocation by referring the distance information between adjacent nodes. The proposed algorithm is achieved by introducing a set of rules that determines the node behavior to Lamport’s bakery algorithm, and is evaluated by computer simulation. A network resulting from applying the proposed algorithm is expected to be built in the form of closely coupling according to the inter-node distance between nodes, and highly influenced nodes are placed in a closer position. In this paper, we show the proposed algorithm is effective.