感染型ルーチングにおける適正な通信距離とスケーリング関係式 ·...
TRANSCRIPT
Research Abstracts on Spatial Information Science CSIS DAYS 2016
- 46 -
D03
感染型ルーチングにおける適正な通信距離とスケーリング関係式
藤原 明広
福井工業大学 環境情報学部 経営情報学科 Email: < [email protected] > Web: < https://sites.google.com/site/akihirofujihara/ >
(1) 動機: 近年，モノのインターネット（ Internet of Things（IoT））に関する技術が社会で注目を集めて
いる．それと同時に Bluetooth Low Energy，WiGig，
Wi-Fi Aware，LTE-IoT や Wi-SUN 等のように，モノ
同士をインターネット接続する為の様々な無線通
信技術が提案されるようになった．既存の通信技
術は広帯域・低遅延であることを前提条件としてい
たが，最近注目されているキーワードとして Narrow Band（NB）-IoT や Low Power Wide Area（LPWA） があるように，IoT デバイス同士が自律的ではある
が，相互にゆっくり情報転送を行う概念も提案され
ている．一方，これらの無線通信技術における通
信距離は数メートルから数キロメートルまで多様で
ある．この多様性はアプリケーションの多様性から
来ているが，アプリケーションに応じて適正な通信
距離を持った無線通信技術を選択することが必要
な時代になりつつある．例えば，都市圏全体に蓄
積搬送型転送による情報配信を行う場合，通信距
離がどのくらいあるのが適正だろうか？ (2) アプローチ: そこで株式会社ナイトレイが公開して
いる日本の主要都市圏（関東，中部，関西）の擬似
人流データを利用して，都市圏の人や車を移動ノ
ードと見立てて感染型ルーチングによる情報配信
を行う場合，一日で都市圏のほぼ全ノードに情報
配信を行う為に必要な通信距離を数値実験によっ
て見積もる研究を行った．ここで感染型ルーチング
とは，無線通信可能距離範囲内に存在するノード
に情報のコピーを転送することで，情報転送を行う
通信方式のことである．初期に一つのノードをラン
ダムに選択してメッセージを保持させ，それが一日
経過後にどれだけのノードに広がるかについて，
通信距離を変化させながら最終感染サイズを指標
にして調査した（図 1 を参照）．また，その結果をロ
ジスティック曲線で回帰分析を行い，その変曲点を
適正な通信として推定した．また，擬似人流データ
のノード数と適正な通信距離の間に潜む関係性に
ついても調べた． (3) 結果: この問題は通信距離を浸透確率とみなした
パーコレーション問題と捉えることができる．その証
拠として，ある通信距離を境に急激に最終感染サ
イズが増加する．ロジスティック曲線で回帰分析を
行うことで，最も急激に変化をする通信距離を推定
することができた．また，このようにして推定した通
信距離Dと移動ノード数Nの関係をグラフに描画し
た結果，非線形なスケーリング関係式 D∝N-α（α～0.41 はスケール・パラメータ）を示唆する結果を得
た．このことから，アプリケーションを情報配信に固
定すれば，想定する移動ノード数から適正な通信
距離をある程度の精度で見積もることが可能である
ことが分かった． (4) 謝辞: 本研究を実施するにあたり，擬似人流デー
タ（http://nightley.jp/archives/1954）を利用した． (5) 関連文献:
藤原明広 （2016）擬似人流データを利用した感染
型ルーチングにおける適正な通信距離の推定．
「信学技報」，115（484）， IN2015-124, pp. 95-100. Akihiro Fujihara (2016), Estimating proper communication distance for epidemic routing in Japanese urban areas using SNS-based people flow data．INCoS2016, pp. 1-8.
図 1: 首都圏における感染型ルーチングによる情報配信の結果．一日経過後の最終感染サイズは赤点の数に対応
する（黒点は非感染ノード，緑点は感染型ルーチングが起きた場所）．通信距離は左図で 1km，右図で 30m とした．
１０ｋｍ １０ｋｍ