ＩｏＴ環境におけるスケーラブルな経路制御手法に関する研究

物联网环境下可扩展路由控制方法研究

基本信息

批准号：
15J00454
负责人：
石野正典
金额：
$ 1.79万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2015
资助国家：
日本
起止时间：
2015-04-24 至 2018-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

多数のセンサーやアクチュエータなどのInternet of Things (IoT) デバイスを用いた環境モニタリングや交通制御などの様々な種類の社会アプリケーションが提案されている。将来これらのIoTデバイスの台数は、数兆台規模に達すると予想されており、すべてのデバイスの状態を常時管理するアンカーノードを用いた従来の移動管理手法の適用が困難である。本研究では、この課題に対して、数万～数兆台規模の移動可能なIoTデバイスを取り扱うことのできるスケーラブルな経路制御の実現を目的としている。最終年度までに、提案する経路制御手法を含む移動管理アーキテクチャを設計し、基礎的な評価を完了した。提案アーキテクチャは、1) 経路制御ベースの移動管理と2) LTEのD2D通信を利用したIoTゲートウェイ探索機構から構成される。1) では、コアネットワークにおけるマクロモビリティを管理し、管理構造を持たないIoTデバイスIDをBloom Filterを用いて集約することで、デバイス数に対する拡張性を有する移動管理を実現する。2) では、IoTデバイスをその周囲のスマートフォンをゲートウェイとしてセルラー網に収容し、IoTデバイスの間欠的な通信パターンと低移動性に着目し、IoTデバイスとゲートウェイの接続状態をeNBにおいてソフトステートで管理するアーキテクチャを設計した。IoTデバイスへの着信時には、LTEのD2D通信の利用と過去のゲートウェイとの接続状況を用いてIoTデバイスを局所的に探索することで探索オーバーヘッドを削減する。シミュレーションによりアーキテクチャの実現可能性を評価した。これらの成果を整理し、論文誌として発表した。

人们已经提出了各种类型的社会应用，例如使用大量传感器和执行器等物联网（IoT）设备的环境监测和交通控制。未来这些物联网设备的数量预计将达到数万亿，这使得使用锚节点持续管理所有设备状态的传统移动管理方法变得困难。在这项研究中，我们的目标是通过实现可扩展的路由控制来解决这个问题，该控制可以处理数万到数万亿的移动物联网设备。到最后一年，我们设计了一个移动管理架构，包括所提出的路线控制方法，并完成了基本评估。所提出的架构包括 1) 基于路由控制的移动性管理和 2) 使用 LTE D2D 通信的物联网网关搜索机制。在1)中，通过管理核心网络中的宏移动性并使用布隆过滤器聚合没有管理结构的物联网设备ID，我们实现了可扩展到设备数量的移动性管理。在2）中，我们使用周围的智能手机作为网关将物联网设备容纳在蜂窝网络中，重点关注物联网设备的间歇性通信模式和低移动性，并使用我们设计的eNB中的软状态来管理物联网设备和网关之间的连接状态。一种架构当呼叫到达 IoT 设备时，通过使用 LTE D2D 通信和过去与网关的连接状态在本地搜索 IoT 设备，可以减少搜索开销。通过仿真评估了该架构的可行性。这些结果被整理并发表在期刊上。