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公開番号2024179177
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-26
出願番号2023097815
出願日2023-06-14
発明の名称情報処理装置、情報処理方法およびプログラム
出願人学校法人千葉工業大学
代理人個人,個人,個人,個人,個人
主分類H04W 40/32 20090101AFI20241219BHJP(電気通信技術)
要約【課題】多数設置されたノード装置から、ベースノード装置を決定できる情報処理装置、情報処理方法及びプログラムを提供すること。
【解決手段】情報処理装置は、メッシュ型トポロジーに従って配置された複数のノード装置の各々の位置情報に基づいて、複数のノード装置をクラスタリングアルゴリズムによって複数のクラスタにクラスタリングを行うクラスタリング部と、複数のノード装置の各々の媒介中心性を導出する中心性指標導出部と、複数のクラスタの各々に含まれるノード装置の数に基づいて、複数のクラスタを選択する選択部と、選択部によって選択された複数のクラスタの各々に含まれる複数のノード装置から、媒介中心性の最も高いノード装置を、ベースノード装置として決定する決定部とを備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
メッシュ型トポロジーに従って配置された複数のノード装置の各々の位置情報に基づいて、複数の前記ノード装置をクラスタリングアルゴリズムによって複数のクラスタにクラスタリングを行うクラスタリング部と、
複数のノード装置の各々の媒介中心性を導出する中心性指標導出部と、
複数の前記クラスタの各々に含まれるノード装置の数に基づいて、複数のクラスタを選択する選択部と、
前記選択部によって選択された複数の前記クラスタの各々に含まれる複数のノード装置から、媒介中心性の最も高いノード装置を、ベースノード装置として決定する決定部と
を備える、情報処理装置。
続きを表示（約 1,600 文字）【請求項２】
前記決定部は、複数の前記クラスタの各々に含まれる複数のノード装置から、切断点となる一又は複数のノード装置を選択し、選択した一又は複数の前記ノード装置から、媒介中心性の最も高いノード装置を、ベースノード装置として決定する、請求項１に記載の情報処理装置。
【請求項３】
前記クラスタリング部は、ＤＢＳＣＡＮアルゴリズムによって複数のクラスタにクラスタリングを行う、請求項１又は請求項２に記載の情報処理装置。
【請求項４】
前記選択部は、ノード装置の数が一番目に多いクラスタおよび二番目に多いクラスタ又はノード装置の数が二番目に多いクラスタおよび三番目に多いクラスタを選択する、請求項１又は請求項２に記載の情報処理装置。
【請求項５】
複数のベースノード装置同士の距離を導出する距離導出部と、
複数のベースノード装置同士の前記距離が閾値以上であるか否かを判定する判定部と
をさらに備え、
前記選択部は、前記距離が閾値以上でない場合に、選択した複数の前記クラスタのうちいずれかのクラスタを、選択していないクラスタに変更し、
前記決定部は、前記選択部によって変更された前記クラスタに含まれる複数のノード装置から、媒介中心性の最も高いノード装置を、ベースノード装置として決定する、請求項１に記載の情報処理装置。
【請求項６】
前記閾値は、突発的な局地的大雨のエリアに基づいて決定される、請求項５に記載の情報処理装置。
【請求項７】
前記選択部は、複数の前記クラスタの各々に含まれるノード装置の数の全てのノード装置に対する割合に基づいて、複数のクラスタを選択し、
前記決定部は、前記選択部が選択した複数の前記クラスタの各々に含まれる複数のノード装置から、媒介中心性の最も高いノード装置を取得し、取得した複数のノード装置のうち最も距離が離れた２つのノード装置を、ベースノード装置として決定する、請求項１に記載の情報処理装置。
【請求項８】
前記決定部は、複数の前記クラスタの各々に含まれる複数のノード装置から、切断点となる一又は複数のノード装置を選択し、選択した一又は複数の前記ノード装置から、媒介中心性の最も高いノード装置を取得し、取得した複数のノード装置のうち最も距離が離れた２つのノード装置を、ベースノード装置として決定する、請求項７に記載の情報処理装置。
【請求項９】
メッシュ型トポロジーに従って配置された複数のノード装置の各々の位置情報に基づいて、複数の前記ノード装置をクラスタリングアルゴリズムによって複数のクラスタにクラスタリングを行うステップと、
複数のノード装置の各々の媒介中心性を導出するステップと、
複数の前記クラスタの各々に含まれるノード装置の数に基づいて、複数のクラスタを選択するステップと、
選択された複数の前記クラスタの各々に含まれる複数のノード装置から、媒介中心性の最も高いノード装置を、ベースノード装置として決定するステップと
を有する、コンピュータが実行する情報処理方法。
【請求項１０】
コンピュータに、
メッシュ型トポロジーに従って配置された複数のノード装置の各々の位置情報に基づいて、複数の前記ノード装置をクラスタリングアルゴリズムによって複数のクラスタにクラスタリングを行うステップと、
複数のノード装置の各々の媒介中心性を導出するステップと、
複数の前記クラスタの各々に含まれるノード装置の数に基づいて、複数のクラスタを選択するステップと、
選択された複数の前記クラスタの各々に含まれる複数のノード装置から、媒介中心性の最も高いノード装置を、ベースノード装置として決定するステップと
を実行させる、プログラム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、情報処理装置、情報処理方法およびプログラムに関する。
続きを表示（約 2,300 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、移動体通信の高速化に伴い、移動体端末と基地局との間の距離を短くするため、マイクロセル、ナノセルの使用が検討されている。次世代の移動体通信である第６世代移動通信システム（６ｔｈＧｅｎｅｒａｔｉｏｎＭｏｂｉｌｅＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍ）では、５０ｍから１００ｍごとに基地局を設置する必要がある。しかし、このような高密度に配置された基地局とベース局とを全て光ファイバで接続するのは経済的および立地的に困難である。
【０００３】
そこで、高密度に配置されたリモート局とベース局とをマルチホップ無線でメッシュ状に接続するネットワーク方式が検討されている。このリモート局間を接続する回線の容量は１００Ｇｂｐｓから１Ｔｂｓｐに達すると予想されるため、この伝送速度を実現する手法として、周波数３０ＧＨｚ～１ＴＨｚまでの電磁波であるミリ波・テラヘルツ波を利用した無線システムの活用が期待されている。
【０００４】
しかし、ミリ波・テラヘルツ波は降雨による減衰が大きい。近年日本では、瞬時豪雨強度が局地的に９０ｍｍ／ｈｒを超えるゲリラ豪雨が多発しているが、このようなゲリラ豪雨時では、伝送距離が数百ｍ程度のミリ波・テラヘルツ波無線回線でも降雨減衰により回線断となるおそれがある。この結果、センター局がカバーするエリア一帯の移動体通信が不通になってしまうおそれがある。
【０００５】
このような無線通信システムの課題を解決する手段として、特許文献１には降雨状況に応じて無線機の出力を制御する技術が開示されている。特許文献１に開示されている無線通信システムでは、降雨や霧等による減衰によって受信電力が減少した場合、伝送周波数の切換えを行った上で適応変調を用いることにより、回線を維持する。しかし、この手法では無線回線の伝送速度が大幅に減少するため、移動体通信ネットワークに輻輳が生じるおそれがある。
【０００６】
また、特許文献２には、ネットワーク構成技術によりゲリラ豪雨時の回線稼働率を向上させる方法が開示されている。特許文献２に開示されている無線通信システムでは、複数のノード装置とこれらノード装置との間で情報の授受を行うベースノード装置とを、ノード装置毎に設けられる無線装置を介してリング状に接続する。無線通信システムでは、伝搬距離および降雨減衰を加味して算出された回線マージンを参照し、ベースノード装置に近いノード装置間ほどベースノード装置から遠いノード装置間に比べて回線マージンが大きくなるようにリング内に各ノード装置を配置している。
しかし、９０ｍｍ／ｈｒを超えるゲリラ豪雨時も回線マージンを維持するためには、ノード装置を接続する無線回線の距離を数十ｍ程度にする必要があるが、ゲリラ豪雨時に降雨強度が９０ｍｍ／ｈｒ以上になるエリアの半径は１ｋｍ程度になるため、このエリアを全て数十ｍ程度のマルチホップ無線で接続するのは、経済的及び立地の観点からも困難である。
【０００７】
また、特許文献３には、メッシュトポロジーにノード装置を配置し、無線で各ノード装置を接続するネットワークで、降雨減衰や電波干渉など無線通信環境の品質劣化の空間相関が低い複数の経路を無線通信経路として選択する手法が開示されている。
しかし、この手法においても、ベースノード装置を配置したエリアを中心に降雨強度が９０ｍｍ／ｈｒを超えるゲリラ豪雨が発生した場合、ベースノード装置と周囲に配置されたノード装置を結ぶ無線回線がすべて断となるおそれがあるため、全てのリモート局がベース局とつながらないおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
特開２００７－３７０２９号公報
特許第３５３８０４４号公報
特許第３６９３１６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
前述した無線通信システムでは、ベースノード装置がカバーするエリアにベースノード装置が１台しか配置されていない。このため、ベースノード装置を配置したエリアを中心にゲリラ豪雨が発生した場合、ベースノード装置と周囲に配置されたノード装置を結ぶ無線回線が全て断となるおそれがあるため、全てのノード装置がベースノード装置とつながらなくなるおそれがある。ゲリラ豪雨とは、集中豪雨の一種であり、突発的で天気予報による正確な予測が困難な局地的大雨をいう。
また、ベースノード装置を配置したエリアを中心にゲリラ豪雨が発生した場合、ベースノード装置と周囲に配置されたノード装置とを結ぶ無線回線の伝送速度が大幅に低下するおそれがあるため、輻輳が発生するおそれがある。
【００１０】
カバーするエリアにベースノード装置を複数設置すれば、一つのベースノード装置と周囲に配置されたノード装置とを結ぶ無線回線が全て断となっても、他のベースノード装置と周囲に配置されたノード装置との回線は維持される可能性があるため、回線稼働率の向上が見込まれる。
しかし、多数設置されたノード装置の中で、どのノード装置をベースノード装置として設定すれば回線稼働率を向上できるかについては、明らかでない。
本発明の目的は、多数設置されたノード装置から、ベースノード装置を決定できる情報処理装置、情報処理方法およびプログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
（【００１１】以降は省略されています）

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