MDRU(ICTカー)特設ページ

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MDRU(ICTカー)を利用したWiFiアクセスネットワーク構築

研究の概要

ICTカー

MDRU

平成23年3月に発生した東日本大震災では、基地局やWiFi (Wireless Fidelity)アクセスポイントが十分に稼動しているにもかかわらず、インターネットへのゲートウェイや情報処理をするサーバが故障していたため、情報通信サービスを提供することができませんでした。この問題を解決するため、MDRU(Movable and Deployable Resource Unit)の一種である移動式車載局「ICTカー」に注目が集まっています。

ICTカーとは、電話や情報処理などのICTサービスの提供に必要な装置類をコンパクトに収容したバンタイプの自動車です。東日本大震災を教訓に、日本電信電話株式会社(NTT)が本学、富士通株式会社、エヌ・ティ・ティ・コミュニケーションズ株式会社と共同で推進している研究開発プロジェクトの一環で開発したものです。ICTカーは被災地に運送・設置され、WiFiエリア化機能(※1)によって広域な通信サービスを提供します。
※1 WiFiエリア化機能: 稼動している基地局と接続することによってWMNを構築する機能。

当研究室では、ICTカーと基地局によって構成されるWireless Mesh Network (WMN) の性能解析および高機能な通信プロトコルの開発を行っています。

当研究室の開発したアルゴリズムと制御システム

ICTカーの機能を最大限利用するには、その時々における最適なWMNの構成を知ることが必要です。しかし地理的・時間的に通信環境が刻々と変化する被災地において、それは容易なことではありません。

そこで当研究室では、通信環境の動的な変化に応じて最適なネットワーク構成を自動的に求める制御アルゴリズムの研究を行っています。通信トラヒックを効率的に収容するために、アクセスポイントやユーザの分布に応じてトポロジや無線チャネル割当の適応的な制御を行います。このアルゴリズムによりMDRUが自律的にWMNの構成を制御し、状況に応じた効率的かつ安定した通信の実現を目指しています。

状況に応じた自律的ネットワーク構築
状況に応じた自律的ネットワーク構築

さらに、当研究室ではNTTと協力して本研究のアルゴリズムを実装した装置とソフトウェアを作成して検証実験を行いました。この実験の検証結果を基に、当研究室では今後も通信制御アルゴリズムの研究を行っていきます。

アルゴリズム検証装置と制御システム
アルゴリズム検証装置と制御システム

会津大学での通信実験

2013年10月12日から13日に会津大学でICTユニットを用いた通信実験が行われました。当研究室では実際に発生する通話のトラヒックの計測実験を行いました。ここで得られたトラヒックパターンを基に、当研究室で開発しているネットワーク構築アルゴリズムの高度化を図っていきます。

平成25年10月の実験概要
平成25年10月の実験概要

青葉山キャンパスでの通信実験

基地局の展開の様子

基地局の展開の様子



2014年2月に東北大学青葉山キャンパスにおいて、ICTカーを設置してWMNを構築する通信実験を行いました。本実験では青葉山キャンパスを大規模災害によって通信ネットワーク機能が完全に失われた地域と見立て実験しました。1台のICTカーと3台の基地局によってWMNを構成し、図の白枠内で示されるエリアにサービスを提供できることを確認しました。

さらに、当研究室が開発中の端末間通信アプリ「スマホdeリレー®」と連携することによって、ICTカーのサービスエリアの拡大が可能であることを検証しました。「スマホdeリレー®」の技術を利用することで、WMN外の端末はWMN内の端末を経由してICTカーへのメッセージ送信が可能となることを実証しました。WMN内の端末がICTカー単独でサービスを提供した場合と比較して、スマホdeリレー®と連携した場合には約2.7倍のエリアで通信サービスを提供可能であることを確認しました。

H26-2月の実験概要
平成26年2月の実験概要

NTTによるMDRUの実証実験

NTTではMDRUによる移動式ICTカーのコンセプトが提案され、社会実装に向けた実験が行われています。NTTによる実際の災害現場での利用実験として、2013年11月の台風直撃で甚大な被害を受けたフィリピンのSan Remigio市においてICTカーの設置が行われました。台風直後は市の通信システムが壊滅して人力で情報を収集せざるを得ず、市から国などへの連絡は市長の衛星携帯電話一台だけで行われました。災害発生後の被災地へICTカーをいち早く搬送し、ICTカーが周辺エリアの無線LANアクセスポイントを制御することで、被災地の人々に通信を提供することが可能となりました。

フィリピンのセブ島における社会実装に向けた取り組み
フィリピンのセブ島におけるMDRU社会実装に向けた取り組み

報道記録

  • 新聞報道

  1. 平成26年2月6日掲載、日経産業新聞(11面)、 通信車、「複数スマホ接続 東北大、災害時の通信に」

  • プレスリリース

  1. 平成26年1月30日掲載、大規模災害時、避難所から離れたエリアでも通信が可能に(「スマホdeリレー®」を「ICTカー」と接続することに成功)~平常時における公衆無線LANとの接続も視野~

関連情報

論文

  1. Toshikazu Sakano, Satoshi Kotabe, Tetsuro Komukai, Tomoaki Kumagai, Yoshitaka Shimizu, Atsushi Takahara, Thuan Ngo, Zubair Md. Fadlullah, Hiroki Nishiyama, and Nei Kato, "Bringing Movable and Deployable Networks to Disaster Areas: Development and Field Test of MDRU," IEEE Network Magazine, Accepted.
  2. Thuan Ngo, Hiroki Nishiyama, Nei Kato, Toshikazu Sakano, and Atsushi Takahara, "A Spectrum- and Energy-Efficient Scheme for Improving the Utilization of MDRU-based Disaster Resilient Networks," IEEE Transactions on Vehicular Technology, vol. 63, issue 5, pp. 2027-2037, Jun. 2014.
  3. Panu Avakul, Hiroki Nishiyama, Nei Kato, Toshikazu Sakano, and Atsushi Takahara, "A Performance Evaluation of Multiple MDRUs Based Wireless Mesh Networks," VTC2014 Spring, Seoul, Korea, May 2014.
  4. Katsuya Suto, Hiroki Nishiyama, Nei Kato, Takayuki Nakachi, Tatsuya Fujii, and Atsushi Takahara, "An Overlay Network Construction Technique for Minimizing the Impact of Physical Network Disruption in Cloud Storage Systems," International Conference on Computing, Networking and Communications 2014, Honolulu, USA, Feb. 2014.
  5. Meng Li, Hiroki Nishiyama, Nei Kato, Kimihiro Mizutani, Osamu Akashi, and Atsushi Takahara, "On the Fast-Convergence of Delay-Based Load Balancing over Multipaths for Dynamic Traffic Environments," 2013 International Conference on Wireless Communications and Signal Processing (China), Oct. 2013.
  6. Toshikazu Sakano, Zubair Md. Fadlullah, Thuan Ngo, Hiroki Nishiyama, Masataka Nakazawa, Fumiyuki Adachi, Nei Kato, Atsushi Takahara, Tomoaki Kumagai, Hiromichi Kasahara, Shigeki Kurihara, "Disaster-Resilient Networking: A New Vision Based on Movable and Deployable Resource Units," IEEE Network Magazine, vol. 27, no. 4, pp. 40-46, Jul.-Aug. 2013.
  7. Wei Zhao, Zubair Md. Fadlullah, Hiroki Nishiyama, and Nei Kato, "Characterizing the Impact of Non-Uniform Deployment of APs on Network Performance under Partially Overlapped Channels," The 8th International Conference on Wireless Algorithms, Systems, and Applications (WASA), Zhangjiajie, China, Aug. 2013.
  8. Panu Avakul, Hiroki Nishiyama, Nei Kato, Yoshitaka Shimizu, and Tomoaki Kumagai, "Mesh Router Selection to Maximize System Throughput in Dense Wireless Mesh Networks," International Conference on High Performance Switching and Routing (HPSR 2013), Taipei, Taiwan, Jul. 2013.
  9. Katsuya Suto, Panu Avakul, Hiroki Nishiyama, and Nei Kato, "An Efficient Data Transfer Method for Distributed Storage System over Satellite Networks," IEEE 77th Vehicular Technology Conference (VTC2013 Spring), Dresden, Germany, Jun. 2013. (Best Track Paper Award)
  10. Thuan Ngo, Hiroki Nishiyama, Nei Kato, Yoshitaka Shimizu, Kohei Mizuno, and Tomoaki Kumagai, "On the Throughput Evaluation of Wireless Mesh Network Deployed in Disaster Areas," International Conference on Computing, Networking and Communications (ICNC 2013), San Diego, USA, Jan. 2013.
  11. Panu Avakul, Hiroki Nishiyama and Nei Kato, "Benefit of Selecting Number of Active Mesh Router in Disaster Orienred Wireless Mesh Network," International Conference on Computer Science and Software Engineering (CCSE 2012), Shnya, China, Dec. 2012.
  12. Wei Liu, Hiroki Nishiyama, Nei Kato, Yoshitaka Shimizu, and Tomoaki Kumagai, "A Novel Gateway Selection Method to Maximize the System Throughput of Wireless Mesh Network Deployed in Disaster Areas," The 23rd IEEE International Symposium on Personal, Indoor and Mobile Radio Communications (PIMRC 2012), pp. 771-776, Sydney, Australia, Sept. 2012. (Student Travel Grant)

講演・発表

  • 基調講演
    1. Nei Kato, "Disaster Resilient Network Technologies: MDRU and Relay-by-Smartphone," International Conference on Computing, Networking and Communications (ICNC 2014), Honolulu, Hawaii, USA, Feb. 2014.
  • 発表
    1. Hiroki Nishiyama, "MDRU (Movable Deployable Resource Unit) aspects and current roadmap", The 3rd Orange-Tohoku University Workshop on Highly Robust Network, Nov. 2013.
    2. Katsuya Suto, Hiroki Nishiyama, Nei Kato, Takayuki Nakachi, Tatsuya Fujii, and Atsushi Takahara, "仮想ストレージにおけるiSCSI通信の基礎実験," 2013 IEICE General Conference, Japan, Mar. 2013.
    3. K. Suto, H. Nishiyama, and N. Kato, "A Study on Distributed Storage System with Erasure Coding over Satellite Networks," In Proc. of Joint Conference on Satellite Communications, Seoul, Korea, Oct. 2012.
    4. Wei Liu, Hiroki Nishiyama, and Nei Kato, [INVITED] "Towards Throughput Optimization of Wireless Mesh Networks in Disaster Areas," Symposium on Wireless Personal Multimedia Communications 2012, Taipei, Taiwan, Sep. 2012.
    5. K. Suto, "An optimal Topology for P2P Network Tolerant to Churn and DoS Attack," Annual Workshop on Next Generation Networks and Network Security, Shanghai, China, Jun. 2012.

ICTカーそのものに関する情報(NTT公開情報)

ICTカー開発・応用プロジェクトの紹介

報道

  • テレビ
    1. NHK BS1(2014年1月28日 17:50~18:00)
    2. 高知さんさんテレビ(2014年2月19日)
       「災害に強い通信技術…南国市で実証実験 SUNSUNスーパーニュース(外部リンク)」
    3. NHK高知(2014年2月20日 こうち情報いちばん)
    4. フジテレビ(2014年1月28日 スーパーニュース(16:50~19:00)
       「いのちを守る 通信業界の災害対策の最前線を取材しました」
  • ラジオ
    1. TBSラジオ(2014年3月11日 森本毅郎 スタンバイ! 「現場にアタック」 17:50~18:00)
  • 新聞
    1. 日経新聞(2014年1月29日 13面)
    2. 日刊工業新聞(2014年1月29日 21面)
    3. フジサンケイビジネスアイ(2014年1月29日 6面)
    4. 電波タイムズ(2014年2月3日 1面)
    5. 科学新聞(2014年2月7日 5面)
    6. 福島民友新聞 (2014年2月1日)
       「通信能力の緊急増強学会会場で実証実験 被災地で運用目指す」
    7. 日経産業新聞 (2014年2月2日)
       「災害時に車載型電話局 通信素早く確保」
    8. 日経新聞 (2014年2月3日)
       「被災地通信向けNTTが専用車」
    9. 日刊工業新聞 (2014年2月4日)
       「災害時に通信環境提供NTTなど車でネット電話」
    10. フジサンケイビジネスアイ (2014年2月5日)
       「NTT 災害時、半径500メートルでスマホ通話可能 通信復旧支援へ新ワゴン車」
    11. 電波タイムズ (2014年2月6日)
       「可搬性と迅速性高めたICTカー」
    12. 科学新聞 (2014年2月7日)
       「大規模災害時に通信を即時回復」
    13. 高知新聞 (2014年2月8日)
       「南国市で新技術実証実験 災害時の情報通信確保」
    14. 讀賣新聞(高知版) (2014年2月9日)
       「回線断絶でもスマホ使える」
    15. 日本経済新聞 (2014年2月12日)
       「NTT、無線LAN使う災害対策車 スマホで通話可能」
    16. 高知新聞 (2014年2月16日)
       「NTT、NECが高知県南国市で災害時の情報通信確保へ新技術実証実験」
    17. 財経新聞 (2014年2月24日)
       「NTT 大規模災害時に通信の即時回復を可能にするICTカーを開発」
    18. ウォールストリートジャーナル日本版 (2014年2月27日)
       「災害時にスマホ通話復旧=無線LAN搭載車開発-NTT」
    19. 日刊工業新聞Business Line (2014年3月2日)
       「NTTなど、災害時に1―2時間で通信回復できる「ICTカー」開発」
    20. 電経新聞 (2014年3月3日)
       「災害時に活躍 ICTカーを開発 NTT」
    21. 日経産業新聞 (2014年3月9日)
       「通信車、複数スマホ接続 東北大、災害時の通信に」
    22. 日経産業新聞 (2014年3月10日)
       「テクノトレンド「災害時もつながる通信網 アタッシュケース、無線局に」
    23. 電経新聞 (2014年3月11日)
       「研究派「ICTカー」」
    24. 科学新聞 (2014年3月24日)
       「移動式ICTユニット フィリピンの台風被災地で実証実験 総務省、NTTなどが推進」
    25. 朝日新聞 (2014年3月25日)
       「備え次世代へ 阪神大震災から20年 「無事です」声の伝言板」
    26. THE SCIENCE NEWS(株式会社科学新聞社) (2014年3月27日)
       「フィリピンの台風被災地で移動式ICTユニットの実証実験開始」
  • WEB上の記事
    1. インターネットウォッチニュース(外部リンク)
    2. 東洋経済オンラインニュース(外部リンク)
    3. ITpro by 日経コンピュータニュース(外部リンク)
    4. 総務省 四国総合通信局ニュースページ
    5. 総務省 四国総合通信局 (2014年2月10日)
       「高知県南国氏でスマホ、ICTカー等を使った災害時の新しい通信システムの実証実験を実施」
    6. NHKニュースオンライン (2014年2月11日)
       「「災害時携帯つながる」緊急通信車両を開発」
    7. 東洋経済ONLINE (2014年2月13日)
       「災害時に通信をつなぐNTTの「ICTカー」避難所の情報もデータベース化」
    8. ITPro (2014年2月14日)
       「NTTが被災現場で通信手段など確保する「ICTカー」開発、半径500mを通話エリアに」
    9. 朝日新聞デジタル (2014年2月15日)
       「NTTなど、災害時に1―2時間で通信回復できる「ICTカー」開発」
    10. MONOist (2014年2月17日)
       「コミケ会場でも活躍の予感:NTTがICTカーで被災地の音声通話を回復、可搬型のICTアタッシュケースも同時開発」
    11. INTERNET Watch (2014年2月18日)
       「NTTが「ICTカー」開発、大規模災害時に通信の即時回復を可能に」
    12. マイナビニュース (2014年2月19日)
       「NTT、大規模災害時に通信機能をすぐに提供できる「ICTカー」を開発」
    13. CNET Japan (2014年2月20日)
       「大規模災害時にWi-Fiで音声通話を回復--NTT「ICTカー」の開発を発表 」
    14. ZDNet Japan (2014年2月21日)
       「NTT、災害時に通信の即時回復を可能にするICTカーを発表」
    15. WirelessWire News (2014年2月22日)
       「NTT、大規模災害時に通信の即時回復を可能にする「ICTカー」を開発」
    16. RBBtoday (2014年2月23日)
       「NTT、大災害時に通信を即時回復する“ICTアタッシュケース”開発……ICTカー開発の延長で」
    17. SankeiBiz (2014年2月25日)
       「NTT、通信復旧支援へICTカー開発 半径500mでスマホ通話可能」
    18. MdN design Interactive (2014年2月26日)
       「NTT、大規模災害時に通信を即時回復する「ICTカー」を発表」
    19. businessnetwork.jp (2014年2月28日)
       「NTTが「ICTカー」開発大規模災害時の通信手段の確保へ」
    20. Response (2014年3月1日)
       「NTT、大規模災害に備えるICTカーを開発…通信の即時回復を実現」
    21. Mobile&Apps (2014年3月4日)
       「NTT、大規模災害時に通信の即時回復を可能とする「ICTカー」を開発」
    22. PC Watch (2014年3月5日)
       「NTT、大規模災害時に通信を回復する「ICTカー」を開発」
    23. ケータイ Watch (2014年3月6日)
       「NTTが「ICTカー」開発、大規模災害時に通信の即時回復を可能に」
    24. 産経デジタル (2014年3月7日)
       「NTTが無線LAN構築ワゴン車を開発 大規模災害に備え」
    25. 時事ドットコム (2014年3月8日)
       「災害時にスマホ通話復旧=無線LAN搭載車開発-NTT」
    26. Philippines Official Gaze (2014年3月12日)
       「Philippines, Japan sign agreement on disaster communications」
    27. ケータイ Watch (2014年3月13日)
       「不得意な人でも展開できる、NTTの「移動式ICTユニット」」
    28. 産経ニュース (2014年3月14日)
       「「日の丸技術」は孤立「セブ島」を救うか…通信網ズタズタ、フィリピン台風被災地に入る「日本ITテクノロジー」」
    29. 総務省 (2014年3月15日)
       「フィリピン共和国における移動式ICTユニットに関するITUとの共同プロジェクトの開始」
    30. ITPRO (2014年3月16日)
       「NTTなど、フィリピンの台風被災地で「移動式ICTユニット」活用の国連プロジェクトを開始」
    31. インターネットコム (2014年3月17日)
       「NTT、フィリピンで「移動式 ICT ユニット」の実証実験--大規模災害時に通信を即時回復」
    32. 朝日新聞デジタル (2014年3月18日)
       「NTTとNTT Com、フィリピンの台風被災地で「移動式ICTユニット」を活用した国連プロジェクトを開始」
    33. Bizline (2014年3月19日)
       「NTTとNTT Com、フィリピンの台風被災地で「移動式ICTユニット」を活用した国連プロジェクトを開始」
    34. CNET Japan (2014年3月20日)
       「NTTと国連機関、フィリピン台風被災地で移動式ICTユニットの実証実験」
    35. MdN DESIGN INTERCTIVE (2014年3月21日)
       「NTT、フィリピン被災地で移動式ICTユニットの国連プロジェクト」
    36. NNA.ASIA (2014年3月22日)
       「NTT、台風被災地で実証実験」
    37. Weekly Indonesia (2014年3月23日)
       「NTT フィリピン台風被災地でICTユニット活用し実証実験」
    38. telecompaper (2014年3月26日)
       「NTT deploys ICT Resource Unit in Cebu」
    39. Foreign Press Center / Japan (2014年3月28日)
       「フィリピン台風被災地で「移動式ICTユニット」を活用した国連プロジェクトを開始」

ICTカーの紹介動画

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