Traffic control for QoS guarantee in LPWANs during message segmentation

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IoTの基盤ネットワークとして、低コスト・低通信電力・長距離で通信可能なLPWAN (Low Power Wide Area Network)が注目を浴びている。既存のLPWANは、短いメッセージをQoS (Quality of Service)保証することなく転送しても良いIoTアプリケーション(AP)に限定している。そのため、多種多様なAPを持つIoTデバイスを効率よく収容するLPWANが求められている。LPWANのように、低速・低品質の無線リンクから構成される無線ネットワークでは、パケット長に関わるパラメータがQoSに多大な影響を与える。本研究では近年、標準化が進められているメッセージ分割機能を有するLPWANにおいて、パケット長に関わるパラメータを主要な制御パラメータとして、多種多様なIoT APが求めるQoSを保証するトラヒック制御のアルゴリズムを確立することを目的とする。令和4年度は、ビット誤りが独立に発生するLPWANにおいて、タイムアウト値が往復応答時間より大きい場合のグッドプットを最大化するペイロード長の厳密解を求める手法と近似解を求める手法を提案するとともに、 その近似精度を考察した。得られた成果を査読付論文（神奈川工科大学紀要研究論文）として発表した。多くのLPWANでは、ビット誤りがバースト的に発生する。そこで、ビット誤りの発生パターンを「Good」と「Bad」の二状態のマルコフモデルで近似したLPWAN性能モデルを考案した。