スマートホーム向け有線/無線相互補完通信に関す る研究
著者 遊佐 直樹
発行年 2017‑06
出版者 静岡大学
URL http://doi.org/10.14945/00024347
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（課程博士・様式７）(Doctoral qualification by coursework,Form 7)
学 位 論 文 要 旨
Abstract of Doctoral Thesis
専 攻：情報科学専攻 氏 名： 遊佐直樹 Course： Information Science and Technology Name： Naoki Yusa
論文題目：スマートホーム向け有線/無線相互補完通信に関する研究 Title of Thesis：
論文要旨：
Abstract：
近年，センサ技術と無線ネットワーク技術の急速な発展により，無線センサネットワー クから収集された情報を利活用するシステムが開発されている．特に，センサの低コスト 化と小型化，無線ネットワークの通信容量と通信速度の向上によって，現実世界の様々な モノをインターネットに接続する Internet of Things(IoT)が実現可能となった．一方，地 球温暖化などの環境問題や電力不足等のエネルギー問題への取り組みが盛んになり，人々 の関心も高まってきている．そのような状況の中，世界各国ではスマートグリッドやスマ ートハウスに対する取り組みが進んでいる．特に日本に関しては，地球温暖化の原因とな るCO2の排出量削減という目的を実現するためにスマートハウスの取り組みが進められて いる．
スマートハウスは大きく分けると 3 つの中核技術から構成される．それらは，スマート メータ，HEMS (Home Energy Management System) ，蓄電池や家電などのエネルギー端 末である．これらの技術が互いに連携することで，宅内におけるエネルギー消費の削減や 再生可能エネルギーの効率的な利用が可能となる．特にHEMSは，以下の2点において重 要な役割を担う．一つは，宅内全体のエネルギー供給や需要の状況を総合的に把握し，そ の情報を家庭内の利用者に可視化させることで利用者の省エネ行動を喚起させることであ る．もう一つは，宅内の家電製品や設備を遠隔から自動的に制御し，家庭内全体の効率的 なエネルギー利用を促すことである．HEMS が以上の役割を果たすために最も重要となる 技術の一つとして，センサネットワークが挙げられる．
HEMS やスマートハウスを実現するには，環境情報を収集するためのセンサネットワー クが必要となるが，敷設の容易性，拡張性，および通信の信頼性，安定性が要求される．
センサネットワーク構築に用いられる通信媒体として，ネットワーク構築のための新しい 通 信 線 を 必 要 と せ ず 敷 設 の 容 易 性 や 拡 張 性 か ら ， 電 力 線 通 信 （PLC: Power Line Communication）や無線（RF: Radio Frequency）通信が注目されている．しかし，PLC
2 やRFは，電波干渉や外来ノイズによって，通信品質が動的に大きく変動する特性を持ち，
ネットワークの信頼性，恒常性を確保することが大きな課題である．センサネットワーク における効率的なルーティングプロトコルに関する研究は種々存在するが，それらプロト コルの多くはRFのみを用いたマルチホップ環境において，最短経路を選択するものである．
そのため，本研究で想定するPLCとRFのような複数の異なる通信媒体を併用できるネッ トワークにおいては，これら研究成果は必ずしも適合しない．特に，多くの既存センサネ ットワークのルーティングプロトコル研究では，目的端末までに要するホップ数，あるい は距離コストの加算結果を元に最短経路の選択が行われるため，各径路で利用した通信媒 体の種類やその特性は考慮されない．また，ルーティングの際に用いられる経路の安定性 や品質などの指標となるルーティングメトリクスも種々研究開発されている．例えば，ETX (Expected Transmission Count)やLQI (Link Quality Indicator) など代表的なものがある だけでなく，通信経路の残存帯域幅とフレーム到達率，端末の負荷などと既存ルーティン グメトリクスを組合せることで，各々のルーティングメトリクスを単体で用いるよりも通 信品質が向上することを示した研究もある．
本研究では，PLC 通信と RF通信を相互補完的に利用するネットワークを想定して研究 開発の進められてきたMCCP (Mutual Complementary Communication Protocol)を想定 し，異なる通信媒体を適切に利活用することでマルチホップ通信の到達率を向上させるル ーティングメトリクスについて研究を行った．以下，第 2 章で MCCP について述べ，第 3 章 で相互補完通信における環境変化に追従可能な DODAG ルーティングメトリクスについて説 明する．その後，第 4 章で新たに研究開発した無線と PLC を用いた相互補完通信向けルー ティングメトリクス MCETX とその実証実験結果について述べ，第 5 章で本研究成果につい てまとめる．
3 記入上の注意
１）論文要旨は、日本語２,０００字または英語８００語程度とする。
２）余白は、上３０mm、左３０mm、下及び右１５mmとする。
３）Ａ４版縦長用紙（２枚以内）とする。
Notice
１）The abstract should be about 800 words in English or 2,000 characters in Japanese.
２）Ample margins should be left, e.g., top, 30mm; bottom, 15mm; left, 30mm;
right, 15mm.
３）The abstract should be typed on one side of A4 white paper (maximum 2 pages).
