災害等による局所的な機能停止にロバストな高信頼型無線ネットワーク技術に関する研究

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本研究では、大規模災害時でも高品質通信を実現する無線通信ネットワーク技術の開発を目指す。スマートフォンやタブレット端末が爆発的に普及している現在、無線通信ネットワークの抜本的な機能強化は極めて重要であり、特に地震や津波など大規模災害時において高い通信品質を提供する無線通信ネットワークの実現が必要不可欠である。地震や津波が発生した時のネットワーク障害の経験的な情報を調査した結果、大規模災害時に無線通信インフラを用いた通信は困難であることが分かったため、本研究では、無線通信インフラを必要せず無線端末同士でマルチホップ通信するMANET (Mobile Ad-hoc Network)について検討した。本研究では、1. MANETにおける通信容量と配送確率を評価する数学的理論モデルの構築、2. 通信を冗長化した環境下における通信容量と配送確率を評価する数学的理論モデルの構築、3. 通信容量と配送確率を制御する高機能アドホック通信プロトコルの開発を行った。1. では、2ホップ間の通信端末が協調してデータ転送を行う2ホップリレー通信を確率的にモデル化することにより、通信容量と配送確率を評価することに成功した。2. では、災害時におけるデータの配送確率を向上させるために、消失訂正符号を用いて通信を冗長化する通信プロトコルを開発すると共に、データの冗長性と配送確率の関係を数学的にモデル化することに成功した。3. では、1. と2. で得られた成果を基に通信プロトコルの高機能化を果たした。開発プロトコルの特徴は、各端末が独立して通信制御を行うことでネットワーク内の通信容量の増加と各端末の配送確率の向上を実現した点である。本研究の成果は、大規模災害時における高品質通信の実現に寄与するものとして大いに期待されるものである。