動 作 例

1

3

2 1 Sink node

Sensor node 1

Sensor node 2

Sensor node 3

3

2 1

S

3

2 1

S

3

2 1

S

3

2 1

(a) (b)

(c) (d)

(e) (f)

S

3

2 1

図3.2経 路 構 築 手 順 図

省 電 力 プ ロ ト コ ル を 実 装 し た 場 合 の タ イ ミ ン グ 同 期,経 路 構 築,デ ー タ 通 信, 間

第3章 Arduino用 衝 突 回 避 型 プ ロ ト コ ル 29

欠 動 作 の 例 に つ い て 述 べ る. 本 例 で は,図3.2(a)の よ う な セ ン サ ノ ー ド の 配 置 を 想 定 す る. 経 路 構 築 の 流 れ を 図3.3に 示 す.図3.2(a)で は,セ ン サ ノ ー ド は 点 線 で 記 載 さ れ て い る ノ ー ド と の み 通 信 で き る も の と す る. ま た,最 大 ホップ 数N=2と す る.

3.7.1 タ イ ミ ン グ 同 期 手 順 例

図3.2(a)の ノ ー ド 配 置 を 想 定 し た タ イ ミ ン グ 同 期 手 順 の 例 を 記 す. ま ず,タ イ ミ ン グ 同 期 ス ロット に お い て,シ ン ク ノ ー ド が セ ン サ ノ ー ド1, 2に 対 し て タ イ ミ ン グ 同 期 パ ケット(Tsync)を 送 信 し, 自 身 の 経 過 時 間 を 記 憶 す る. セ ン サ ノ ー ド1, 2は, Tsyncを 受 信 時 に 自 身 の 経 過 時 間 を 記 憶 す る. 以 降,現 在 の 経 過 時 間 か ら 記 憶 し た 経 過 時 間 を 差 し 引 く こ と で シ ン ク ノ ー ド と セ ン サ ノ ー ド1, 2の タ イ ミ ン グ 同 期 が 完 了 す る. 次 フ レ ー ム で は,セ ン サ ノ ー ド 1が セ ン サ ノ ー ド 2, 3に 対 し てTsync を 送 信 し, タ イ ミ ン グ 同 期 を 行 う. こ の と き, セ ン サ ノ ー ド2 は す で に タ イ ミ ン グ 同 期 が 完 了 し て い る の で 受 信 し た 時 点 で 経 過 時 間 を 記 憶 し な い. こ れ で,全 て の ノ ー ド の タ イ ミ ン グ 同 期 が 完 了 す る.

3.7.2 経 路 構 築 手 順 例

経 路 構 築 の 手 順 例 を 記 す.な お,本 例 で は,起 動 時 は 全 セ ン サ ノ ー ド が 有 効 経 路 を 持 た な い 一 方 で,シ ン ク ノ ー ド の み が 有 効 経 路 を 持って い る 状 況 を 想 定 す る. 手 順 例 で は,経 路 要 求 ス ロット に お い て,セ ン サ ノ ー ド1〜3が 近 隣 ノ ー ド に 向 け て, RREQ を ブ ロ ー ド キャス ト す る(図3.2(b)).経 路 返 信 ス ロット に お い て,シ ン ク ノ ー ド は 有 効 経 路 を 所 持 し て い る の で,セ ン サ ノ ー ド1, 2へRREPを 返 信 す る(図3.2(c)).こ こ で,セ ン サ ノ ー ド1は セ ン サ ノ ー ド 3か らRREQを 受 信 し て い る が,こ の 時 点 で は 有 効 経 路 を 所 持 し て い な い た め, RREPの 返 信 は 行 わ な い. 省 電 力 プ ロ ト コ ル で は, 経 路 要 求 元 が 複 数 のRREPを 受 信 し た 場 合,経 路 構 築 ス ロット に お い て,最 小 ホップ の ノ ー ド に 対 し て 経 路 要 求 を 行 う.ま た,同 じ ホップ 数 の 複 数 の ノ ー ド か らRREP を 受 信 し た 場 合 は, 先 にRREP を 受 信 し た ノ ー ド を 選 択 す る.手 順 例 で は,経 路 構 築 ス ロット に お い て, セ ン サ ノ ー ド1, 2が シ ン ク ノ ー ド へ RCREQ を 送 信 す る(図 3.2(d)).RCREQを 受 信 し た シ ン ク ノ ー ド は,セ ン サ ノ ー ド1, 2 へRCREPを 返 信 す

る(図3.2(e)).そ し て,セ ン サ ノ ー ド1はRCACKを 送 信 す る こ と で,経 路 構 築 を 完 了 す る(図3.2(f)).ま た,セ ン サ ノ ー ド2も 同 様 の 手 順 で,シ ン ク ノ ー ド に 対 す る 経 路 構 築 を 行 う. シ ン ク ノ ー ド の 通 信 距 離 か ら 離 れ て い る セ ン サ ノ ー ド は,次 フ レ ー ム 以 降 に 経 路 構 築 を 行 う.図3.3で は,次 フ レ ー ム に お い てTsync 受 信 後,セ ン サ ノ ー ド3が 再 びRREQを ブ ロ ー ド キャス ト す る.セ ン サ ノ ー ド1 は, シ ン ク ノ ー ド ま で の 有 効 経 路 を 構 築 し て い る た め, セ ン サ ノ ー ド3 へRREP を 返 信 す る.RREPを 受 信 し た セ ン サ ノ ー ド3 は,経 路 構 築 ス ロット に お い て,セ ン サ ノ ー ド1とRCREQ・ RCREP・RCACKの 送 受 信 を 行 い, セ ン サ ノ ー ド 1に 対 す る 経 路 構 築 を 完 了 す る. ま た,省 電 力 プ ロ ト コ ル で は 消 費 電 力 削 減 の た め,有 効 経 路 を 所 持 し て い る セ ン サ ノ ー ド が, 経 路 要 求 ス ロット に お い て 近 隣 ノ ー ド か ら RREQを 受 信 し な かった 場 合, 経 路 返 信 ス ロット 及 び 経 路 構 築 ス ロット に お い て ス リ ー プ す る.図3.3で は, セ ン サ ノ ー ド 3の 経 路 構 築 フ レ ー ム に お い て RREQ受 信 が 行 わ れ な かった た め, 経 路 返 信 ス ロット 及 び 経 路 構 築 ス ロット に お い て ス リ ー プ す る.

第3章 Arduino用 衝 突 回 避 型 プ ロ ト コ ル 31

2015/1/27

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図3.3経 路 構 築 の 流 れ

第3章 Arduino用 衝 突 回 避 型 プ ロ ト コ ル 32

3.7.3 デ ー タ 通 信 手 順 例

本 フ レ ー ム フォー マット で は,フ レ ー ム 周 期 の 後 半 時 間 に デ ー タ パ ケット 及 び 確 認 応 答（ACK）パ ケット の 通 信 を 行 う ス ロット が 用 意 さ れ て い る.ま た,多 数 の セ ン サ ノ ー ド が 同 時 に パ ケット 送 信 を 行 う こ と で 発 生 す る パ ケット 衝 突 を 回 避 す る た め,セ ン サ ノ ー ド の ホップ 数 に 応 じ て,デ ー タ パ ケット 及 び ACKパ ケット の 送 信 ス ロット が 用 意 さ れ て い る.本 例 で は,最 大 ホップ 数 を2と し,全 セ ン サ ノ ー ド が 同 時 期 に デ ー タ パ ケット の 送 信 を 行 う 状 況 を 想 定 す る(図3.4).

1 S

3

2 1 Sink node

Sensor node 1

Sensor node 2 Sensor node 3

図3.4経 路 構 築 図

  手 順 例 (図3.5) で は, 2 ホップ 用 デ ー タ ス ロット に お い て, ホップ 数 2 の セ ン サ ノ ー ド3が セ ン サ ノ ー ド1へ デ ー タ パ ケット を 送 信 す る.セ ン サ ノ ー ド1は セ ン サ ノ ー ド3 と 経 路 構 築 を 完 了 し て い る た め,受 信 デ ー タ を 転 送 す る 必 要 が あ る と 判 断 し,受 信 デ ー タ を 送 信 デ ー タ 配 列 の 自 身 の デ ー タ の 後 に 格 納 す る.次 に1ホップ 用 デ ー タ ス ロット に お い て,セ ン サ ノ ー ド1, 2が シ ン ク ノ ー ド へ デ ー タ パ ケット を 送 信 す る.こ の と き,セ ン サ ノ ー ド 1は セ ン サ ノ ー ド 3か ら 受 信 し た デ ー タ も 同 時 に 送 信 す る.   確 認 応 答 ス ロット で は, デ ー タ パ ケット が 正 常 に 受 信 さ れ た こ と を 通 知 す る た めACK パ ケット の 送 受 信 を 行 う.各 ノ ー ド は 次 フ レ ー ム のACKス ロッ ト に お い て,受 信 デ ー タ パ ケット に 対 す るACK パ ケット を デ ー タ 送 信 元 ノ ー ド へ 返 信 す る.手 順 例 で は, シ ン ク ノ ー ド は 1ホップ 用 ACK ス ロット に お い て, セ ン サ ノ ー ド1, 2へACKパ ケット を 送 信 す る.次 に, 2ホップ 用ACKス ロット に お い て,セ

第3章 Arduino用 衝 突 回 避 型 プ ロ ト コ ル 33

ン サ ノ ー ド1は セ ン サ ノ ー ド 3へACK パ ケット を 送 信 す る.こ の よ う な 遠 方 ノ ー ド か ら 順 次 デ ー タ を 送 信 す る 仕 様 に よ り, 遠 方 ノ ー ド か ら の デ ー タ を 効 率 的 に 収 集 す る こ と が 可 能 と な る.な お, ACKパ ケット が 受 信 で き な い 場 合,次 フ レ ー ム に お い て 前 回 と 今 回 の デ ー タ を 格 納 し た パ ケット の 再 送 を 行 う.   ま た,全 て の セ ン サ ノ ー ド は 自 身 が 通 信 を 行 わ な い と 判 断 で き る ス ロット に お い て ス リ ー プ す る. 手 順 例 で は,セ ン サ ノ ー ド 2 は 下 位 ノ ー ド が 存 在 し な い た め, 2ホップ 用 の デ ー タ ス ロット 及 びACK ス ロット で ス リ ー プ す る.ま た,セ ン サ ノ ー ド 3は1 ホップ 用 の デ ー タ ス ロット 及 びACKス ロット に お い て ス リ ー プ す る.

第3章 Arduino用 衝 突 回 避 型 プ ロ ト コ ル 34

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図3.5デ ー タ 通 信 の 流 れ

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