FORWARD 2025-2028

総務省持続可能な電波有効利用のための基盤技術研究開発事業（FORWARD）

山間部における送変電設備保全支援のための無線マルチホップネットワークの研究開発（令和7～10年度）

●研究開発概要

　本研究開発では、送変電設備保全支援のために、複数の周波数帯のVHF・UHF帯無線通信システム及びLPWAを対象に、無線マルチホップネットワークによって広範かつトラヒックに合わせて適応的な通信品質を提供するデジタルインフラを低コストに構築する。

　具体的には、従来は異なるチャネルを用いて個別に構築する必要のあったネットワークを同一のチャネルで提供することで周波数利用効率の向上を図る。このとき、単純に１つのチャネルで複数のネットワークを提供するとそれぞれのQoS要求を満たせない可能性がある。そこで、流れるトラヒックを、A）低遅延、B）高信頼（到達性）、C）周期的、D）緊急性の4つのクラスに分類し、それぞれに固有のQoS要求を満たす①無線伝送技術、②バッファ制御技術、③経路制御技術を開発する。ただし、それぞれの要素技術を独立して開発するのではなく、相乗効果を得られるよう有機的に連携する設計とする。

　具体的なタスクとして、A）は制御信号の送信を想定しており、リアルタイム性が高い一方で再送に意味のない（一定時間以上経過して届いても価値がない）パケットが該当する。ただし、同一パケットを複数送信することで到達率は担保する。B）は一般のIPネットワークにおけるTCPパケットに相当し、静止画像や録音データなどの多少の遅れはあっても確実に届けるべき情報が該当する。また、保守点検者の位置情報もこれに含まれる。C）は各種環境データの収集を想定しており、短期間には特に低遅延性も高信頼性も求められないが、連続して欠損が起こるとデータとしての価値が落ちると考えられるパケットである。D）は他の全てのパケットに優先するものであり、低遅延性と高信頼性の両方が求められる非常警報などが該当する。

　これらのトラヒッククラスに固有のQoS要求を満たすため、①無線伝送技術としては、複数の周波数、複数の通信パラメータを使い分け、端末間のリンク情報（周波数・電力伝送品質・伝送速度）などを経路制御装置に提供する機能を持つマルチリンク技術、②バッファ制御技術としては、トラヒックの変動に対して動的な転送を実現するスケジューリング技術とパケット廃棄規律、③経路制御技術としては、マルチキャストも含めた最適経路選択及びそれに必要な周辺情報を収集する技術を検討する。

●研究成果

[2] 清水聡，“V･UHFマルチリンクネットワークに向けた無線プラットフォームの開発”、電子情報通信学会高信頼制御通信研究会（2025年12月）