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SB-CTF

構造物における加速度計測や鉱山機械からのCANデータ収集では,多数ノードからの高スループットかつ低遅延な並列型データ収集が求められる.本研究では,同時送信フラッディング(CTF)をトポロジ非依存でロバスト通信可能な制御プレーンとして,ユニキャストバースト転送を高速通信可能なユーザブレーンとして利用するマルチホップ通信プロトコルSB-CTFを開発している.SB-CTFでは,複数の転送経路において並列送信を許容しつつ干渉を回避するため,CTFを用いて送信ノードおよびチャネルを設定する.また,高速に送信ノードを切り替えつつバースト転送効率を確保するため,CTFによる高精度時刻同期によりガードタイムを削減する.これらの結果,互いに干渉することなく送信ノードを数十ミリ秒で切り替え可能となり,100台程度のネットワークで数秒の遅延,十数kB/sのスループットを達成している.現在,橋梁モニタリングなどの,実アプリケーションに向けた実装を進めている.

To measure acceleration data in structural objects and collect CAN data from mining machinery, it is important to collect data from massive sensor nodes in parallel with high-throughput and low-latency. Toward this, we are developing a multi-hop communication protocol called SB-CTF. This protocol uses concurrent transmission flooding (CTF) as a topology-independent and robust control plane, and uses unicast burst forwarding as a high-speed user plane. For avoiding interference as well as enabling parallel data transmission in multiple forwarding paths, SB-CTF sets up sender nodes and transmission channels by using CTF. Also, for maintaining the efficiency of burst forwarding as well as switching sender nodes with high frequency, SB-CTF reduces guard time with high-accuracy time synchronization. Thus, SB-CTF can perform a high-throughput (more than 10kB/s) and low-latency (a couple of seconds) collection in a network with a hundred of nodes, by switching sender nodes within dozens of milliseconds with no interference. We are implementing several actual applications with SB-CTF including structural health monitoring.