修士論文要旨

IoTアクチュエータネットワークにおける移動予測に基づく動的経路構築

村田 俊 (2020年2月)

近年、自動車や家電製品、医療機器等の様々なモノをインターネットに接続するIoT(Internet of Things)が注目されている。サーバやクラウドがインターネットに接続されたモノから様々な情報を収集し分析することによって、有益な情報を生み出す。そして、その得られた情報をアクチュエータ(制御情報を基に動作を行うIoTデバイス)へ送信することで、アクチュエータはその場の状況に応じた最適な動作を行うことができる。しかしながら、データ収集・分析によって得られた情報をどのようにして各アクチュエータに与えるのかに焦点を当てた研究事例は非常に少ない。そこで、本研究ではアクチュエータネットワークに焦点を当て、サーバがアクチュエータに対して制御情報を連続的に配信する環境を想定する。なお、サーバとアクチュエータ間の通信には、IoTの通信に適しているPublish/Subscribe型通信モデルを使用する。

アクチュエータの制御は即時に行われるべきであるため、制御情報を遅延なく確実に配信する必要がある。しかし、IoTデバイスが持つモビリティによって、データの遅延や損失が発生してしまう恐れがある。IoTデバイスが移動して転送経路が切断された場合、アクチュエータはDataパケットを受信できなくなる。この場合、従来提案されている手法では、Interestパケットを再送することで転送経路の再構築を行う。しかし、この再構築処理は時間を要するため、データの遅延や損失が発生してしまう。

そこで本研究では、モビリティによる頻繁な通信切断に対して、移動予測を用いて転送経路を事前に構築することで継続的な通信の実現を目指した。提案手法の有効性を確認するために、本研究の想定環境をシミュレータに実装し、実験を行った。その結果、アクチュエータに対するDataパケットの到達時間と到達率において高い性能を示すことを確認した。