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[15]もっとつながるネットワークへ

立命館大情報理工学部准教授 野口拓氏
さまざまなモノを無線でつなげるアドホックネットワーク
さまざまなモノを無線でつなげるアドホックネットワーク

 通信アプリを使って近くにいる友達とメッセージ交換や写真・動画のやりとりをする。スマホを使った様々なコミュニケーションは、携帯電話ネットワークやWi-Fiなどのネットワークインフラを介して行われています。

 もし、地震や津波などの大規模災害が発生してネットワークインフラ(携帯電話基地局やWi-Fiアクセスポイント)の機能が失われてしまうと、このようなコミュニケーションは一切できなくなります。インフラが機能している平時であっても、たくさんの人が同時に通信アプリを使ってしまうとネットワークが渋滞し、正しい通信ができなくなります。

 スマホを使った私たちの便利な生活はネットワークインフラに支えられており、インフラの障害や渋滞によって大きな影響を受けてしまいます。

 近くの友達との通信であれば、インフラに頼らずにスマホ自身が持つ無線通信機能(Wi-FiやBluetoothなど)を用いて実現できる場合があります。一般的なスマホの無線通信可能距離は数十メートル程度あるため、例えば同じ建物内にいる友達にインフラを経由せずに直接メッセージを送ることができるのです。

 直接通信できない遠くの友達にメッセージを送りたい場合でも、他のスマホに協力してもらえれば通信が可能です。自分の通信範囲内にいる他のスマホにメッセージを中継してもらい、さらにそのメッセージもまた別のスマホによって中継してもらう、というようにバケツリレー方式で中継を繰り返すことで、インフラを経由することなく遠く離れた友達にメッセージを送り届けることができるのです。

災害時や車車間、無線なら通信可能

 中継役はスマホに限定されるわけではありません。無線通信機能を持っていればどのようなモノでもOKで、例えば中継役としてタブレット、ノートPC、自動車などが考えられます。このように、無線通信機能を持つモノ同士を無線通信で相互につなげて形成したネットワークのことを「アドホックネットワーク」と呼びます。

 アドホックネットワークは、ネットワークインフラを必要としないため、インフラ不在環境となる災害直後の臨時ネットワークや車同士を接続する車車間ネットワークなどへの応用が期待されています。

 アドホックネットワーク実現に向けて解決すべき技術課題のうち特に重要なものが渋滞の解消です。無線通信は電波という限られた資源を利用しており、アドホックネットワークでは既存インフラを利用する場合と比較して無線通信頻度が劇的に増加するため、ネットワークの渋滞が起こりやすいのです。

 このネットワーク渋滞を解消する画期的なアイデアとして「ネットワーク符号化」という技術が提案されています。ネットワーク符号化では、メッセージそのものを送信する代わりに、複数のメッセージに共通するヒント(符号化情報)をいくつかつくって、それらを送信します。元のメッセージは、断片的なヒントをいくつか集めることで復元することができます。アドホックネットワークでネットワーク符号化を用いれば、メッセージそのものを送信する方法よりもネットワークに流れるデータ量が激減し無線通信頻度も減少します。

 アドホックネットワークとネットワーク符号化。これら二つの技術は、あらゆるモノが無線でつながる未来のネットワーク社会の中核をなす、とても重要な技術です。筆者らはネットワーク符号化をアドホックネットワークに適用し、効率的な災害時ネットワークや車車間ネットワークの実現を目指し、研究に取り組んでいます。

のぐち・たく

 1976年生まれ。大阪大学大学院工学研究科博士後期課程修了。専門は情報通信ネットワーク。特にアドホックネットワークおよびネットワーク符号化理論の研究に従事。立命館大学情報理工学部助教を経て、2013年より現職。

【2018年06月27日掲載】