無線マルチホップネットワークにおける動的ルーチング...2019/08/08 ·...

セキュリティ情報学プログラム加藤・⼭本研究室

無線マルチホップネットワークにおける動的ルーチング

電気通信⼤学⼤学院情報理⼯学研究科⼭本嶺


⾃⼰紹介ì所属ì 電気通信⼤学⼤学院情報理⼯学研究科情報学専攻

ì職歴ì 2010年4⽉〜2014年3⽉

ì 早稲⽥⼤学⼤学院国際情報通信研究科助⼿ì 2014年4⽉〜2019年3⽉

ì 電気通信⼤学⼤学院情報理⼯学研究科助教ì 2019年4⽉〜

ì 電気通信⼤学⼤学院情報理⼯学研究科准教授ì研究歴ì 主に無線マルチホップネットワークの通信プロトコルの

研究に従事28⽉CQ研究会


現在の主な研究テーマì無線マルチホップネットワークのルーチングì Opportunistic Routingを中⼼にì 同時送信フラッディングì ⾞内環境の無線化ì 局所的な情報配信⽅式

ìIoTネットワークにおけるセキュリティì 攻撃検知，分類ì 統計解析，機械学習

ìドローンを利⽤したメッシュネットワーク構築ì 衝突回避アルゴリズム等

38⽉CQ研究会


無線マルチホップネットワークì定義は⾊々ありますが・・・ì 無線を利⽤した通信ì 相互に中継を⾏うマルチホップ通信によって構築されるネットワーク形態

ì代表的なものにì MANET（Mobile Ad hoc Network）

ì VANET（Vehicular Ad hoc Network）ì WSN（Wireless Sensor Network）ì DTN（Delay/Disruption Tolerant Network）など

48⽉CQ研究会


主要課題ìルーチングプロトコルì トポロジーが常に変化ì ネットワーク全体の状態把握が困難ì 経路選択メトリック

ì 主にホップ数 → 通信性能が各リンクの状態によって変化ì 固定的な通信経路は不向き

ì輻輳制御，信頼性制御ì TCPの性能劣化

ì 損失を輻輳と誤認 → スループット低下ì無線通信ì 有線通信と⽐較した場合，不安定な通信

58⽉CQ研究会

今回はこれに注⽬


⼀般的なルーチング *主にMANET

ìリアクティブ型ルーチングì 通信要求に応じて経路作成ì 送信元主導の経路探索

ì 経路要求（RREQ）ì 経路応答（RREP）

ì 通信開始までの遅延増加

ìプロアクティブ型ルーチングì 常に最新の経路表を保持ì 通信を⾏っていないときも

常に経路を維持ì コントロールパケット等によるネットワーク負荷増加

68⽉CQ研究会

宛先までの経路は︖


古典的ルーチングの問題点ì確⽴経路の継続的利⽤ì 切断されるまで経路を継続利⽤ì 通信環境の変化への対応が困難

ìリンク切断に伴う経路再構築ì 経路探索，再計算等の負荷ì 局所的な修復によるエンド間の性能劣化

ì経路選択メトリックì ホップ数では通信品質を評価不可能ì 他のメトリック（通信成功率等）は常に変化

ì 経路構築時の情報が通信開始時には古い情報

通信環境に応じた動的な経路制御が必要78⽉CQ研究会


動的ルーチングìRoute Modification with Overhearingì 無線通信の同報性を利⽤ì リンク切断時に近傍端末を利⽤して再送

ìMultipath Routingì 複数経路をエンド間で構築ì 通信状況に応じて経路切換，バックアップとして利⽤

ìOpportunistic Routing（OR）ì Opportunistic（⽇和⾒的）に経路選択ì ブロードキャストを利⽤し，近傍へ⼀⻫送信ì 受信端末が転送適性度を⾃律的に判断

ì 宛先への転送適性度が⾼い場合のみ再ブロードキャストì 結果的に複数経路での転送

88⽉CQ研究会


Opportunistic Routingの概要ì経路を構築しないルーチングì 固定的なエンド間の経路は使⽤しないì 受信端末が⾃律的に転送判断

→ 経路がどうなるかはその都度異なるì 転送判断のメトリックは多様（ホップ数，ETX等）ì すべての受信端末が転送するとFloodingと同様

98⽉CQ研究会

SD

転送適性判断により再転送を⾏わない

多様な経路による宛先までの転送


ORの利点と⽋点ì利点ì 経路構築が不要ですぐに転送開始ì マルチパス通信による信頼性向上ì 受信端末駆動の転送による経路維持コストの低減ì トポロジー変化への耐性

ì⽋点ì ブロードキャスト通信に起因する問題

ì CSMA/CAが機能しないì 転送レート固定

ì 経路型ルーチングと⽐較して総転送量が増加ì 転送判断に必要なメトリックの収集が必須ì 経路探索を併⽤する場合，誘導経路設定が必要

108⽉CQ研究会


ORを利⽤した動的ルーチング例ìExORì ETXを基に転送優先度を設定

ìHRANì 宛先までの距離を基に転送優先度を設定

ìLCARì 取り得る経路を集合として管理し，転送優先度を設定

ìSOAR，OxDSRì ETX，EAXを基に転送優先度を設定

ìCHOR，VORTEXì ホップ数とノード次数を基に転送を誘導

118⽉CQ研究会


VORTEX︓階層割当ì次数の⾼い端末がより上位となるよう階層割当ì Helloメッセージ交換による近傍端末把握

128⽉CQ研究会

(a) (b) Tier 1

(c) Tier 2 (d)

23

4

4

2 3

6

3

4 4

2

4

5

6

4

5

3

32

3

4

4

2 3

6

3

4 4

2

4

5

6

4

5

3

3

UTR

Neighbour

d Degree

d Tier 2

d Tier 1

Inter-tier Connection

Intra-tier Connection

d Tier 0

23

4

4

2 3

6

3

4 4

2

4

5

6

4

5

3

3

56

4

6

4

5

4

2 3 3 4 32443 3 2

Tier 2

Tier 1

Tier 0


VORTEX︓階層に基づく転送ì宛先推定・宛先確定状態ì 設定した階層情報を誘導情報として利⽤ì 上位階層に位置する端末は下位の端末情報を把握ì 基本的に上位階層に転送ì 初期段階では宛先位置を推定

138⽉CQ研究会

(a) (b)

Source

DestinationJ

K

NF

IM

P

Q

R

OL

HD

E

GC

B

ASource

DestinationJ

K

NF

IM

P

Q

R

OL

HD

E

GC

B

A


VORTEX︓性能評価（1/2）ì通信成功率と伝送遅延ì 通信成功率の向上︓経路多様性ì 遅延の低減︓経路探索による誘導情報設定が不要ì 複数経路を利⽤するORでは同様に性能向上

148⽉CQ研究会

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0

100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000

Aver

age

pack

et d

eliv

ery

ratio

Number of terminals

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0

100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000

Aver

age

end-

to-e

nd d

elay

[sec

]

Number of terminalsAODV VORTEXExOR LCAR SOAR OxDSR CHORHRAN


VORTEX︓性能評価（2/2）ìホップ数と消費電⼒ì 平均ホップ数は若⼲増加

ì 最短ホップが最適経路とは限らないì 信頼性向上によって再送の減少

ì エンド間ETX性能の向上

158⽉CQ研究会

0

1

2

3

4

5

6

7

100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000

Aver

age

hop

coun

t

Number of terminals

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000

Ener

gy c

onsu

mpt

ion

Number of terminalsAODV VORTEXExOR LCAR SOAR OxDSR CHORHRAN


その他の動的ルーチングìACO（蟻コロニー最適化）を利⽤したルーチングì 蟻の採餌公道を模擬したヒューリスティックな

アルゴリズムì 蟻が移動するときに分泌するフェロモンを基準とした経路探索

ì 多くの蟻が通過する場所には多くのフェロモンが滞留ì 更に多くの蟻が集まる → 最短経路の発⾒

ì 個々の⾏動によって最適化を達成

動的な環境に対応するため過渡状態の動作を応⽤ì 対象はセンサネットワークì 残留電⼒量に応じた適応的な経路変更

168⽉CQ研究会


AEROの概要ì三種類のエージェント（ANT）を利⽤ì F-ANT︓宛先⽅向へ進むANT

ì 経路情報の収集ì 従来のルーチングと同様

ì B-ANT︓送信元へ戻るANTì 経路候補の通知を兼ねるì 複数のB-ANTを返送

ì D-ANT︓送るデータを運ぶANTì 実際のデータを送信ì 経路，端末の残留電⼒量を評価

ì優先転送経路を利⽤し，確率的に他の端末も利⽤

178⽉CQ研究会


AERO︓F-ANTì宛先へ向かって進⾏

ì経路途中にある中継端末の残留電⼒量を記録しながら宛先へ進⾏

ì宛先は複数のF-ANTを受信し経路を評価

188⽉CQ研究会


AERO︓B-ANTì宛先はF-ANTによって得られた情報を評価

ì各経路の評価値をB-ANTに内包し，送信元へ返送

ì返送途中で評価値に基づいたフェロモンを中継端末へ分泌

198⽉CQ研究会


AERO︓D-ANTìフェロモン量に応じたホップごとの転送端末選択

ì転送時に残留電⼒に応じたフェロモンを分泌

ìより残留電⼒量の多い端末がフェロモンを更に獲得

208⽉CQ研究会


AERO︓評価値計算の詳細ì評価値とフェロモンの更新ì 宛先端末による評価

ì 各端末による評価

218⽉CQ研究会

HA,i=(1��)Esd,i

Esd,max+�

0

BBB@

X

j2nsd,eijEsd

(eij�Esd)

|ei,low|Esd+1

1

CCCA

<latexit sha1_base64="D+4se+8cTRa3boY7Sf88+CqI79g=">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</latexit><latexit sha1_base64="D+4se+8cTRa3boY7Sf88+CqI79g=">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</latexit><latexit sha1_base64="D+4se+8cTRa3boY7Sf88+CqI79g=">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</latexit><latexit sha1_base64="D+4se+8cTRa3boY7Sf88+CqI79g=">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</latexit>

Esd,i =

X

j2nsd,i

eij

|nsd,i|<latexit sha1_base64="cmNpJ7WWv+0NgHh6Nj3NdwVGwAw=">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</latexit><latexit sha1_base64="cmNpJ7WWv+0NgHh6Nj3NdwVGwAw=">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</latexit><latexit sha1_base64="cmNpJ7WWv+0NgHh6Nj3NdwVGwAw=">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</latexit><latexit sha1_base64="cmNpJ7WWv+0NgHh6Nj3NdwVGwAw=">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</latexit>

Esd =

X

i2rsd

Esd,i

|rsd|<latexit sha1_base64="r9bTPI5WnxMns/prevTR/erqEgU=">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</latexit><latexit sha1_base64="r9bTPI5WnxMns/prevTR/erqEgU=">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</latexit><latexit sha1_base64="r9bTPI5WnxMns/prevTR/erqEgU=">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</latexit><latexit sha1_base64="r9bTPI5WnxMns/prevTR/erqEgU=">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</latexit>

Average residual energy

of all routes

Average residual energy

on route i

Calculate variability

HB,j =ej � Esj

Esj<latexit sha1_base64="GGurECl5n6HSnw2QemfzCDdt4rw=">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</latexit><latexit sha1_base64="GGurECl5n6HSnw2QemfzCDdt4rw=">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</latexit><latexit sha1_base64="GGurECl5n6HSnw2QemfzCDdt4rw=">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</latexit><latexit sha1_base64="GGurECl5n6HSnw2QemfzCDdt4rw=">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</latexit>

If positive, the terminal has more

energy


AERO︓経路選択例ì宛先の評価による経路選択例ì Case1

ì Case2

228⽉CQ研究会

80 8070 70Route 1 75

80 806060Route 2 70

80 8090 50Route 1 75

80 806060Route 2 70

Large variability

Ave. Residual Energy


AERO︓性能評価（1/2）ì通信成功率と遅延

ì経路多様性による⾼い成功率ì同様に遅延もある程度低減

238⽉CQ研究会

0102030405060708090

100

100 200 300 400Succ

essf

ul d

eliv

ery

rate

Number of terminals

AEROAODVOptimized LEACH-CAS

0

0.01

0.02

0.03

100 200 300 400

Aver

age

end-

to-e

nd

dela

y [s

ec]

Number of terminals



AERO︓性能評価（2/2）ì端末⽣存率

400端末 100端末

ì 通信負荷分散によるネットワークの⻑寿命化

248⽉CQ研究会

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

010

020

030

040

050

060

070

080

090

010

00

Activ

e te

rmin

al ra

tio

Elapsed time [sec]


0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

010

020

030

040

050

060

070

080

090

010

00Ac

tive

term

inal

ratio

Elapsed time [sec]



まとめì無線マルチホップネットワークにおける

動的ルーチングの⼀例を紹介ì VORTEX︓アドホックネットワーク向けì AERO︓センサネットワーク向け

ì従来の経路型ルーチングより確率的に経路選択するルーチングがダイナミックな環境に向くì 転送⽅向を制御するために誘導経路設定ì ⽬的に応じた経路選択メトリック選択

ìより効率的な制御には他レイヤとの連携を推奨

258⽉CQ研究会

無線マルチホップネットワークにおける 動的ルーチング...2019/08/08 ·...

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