Q-Learningを用いた無線メッシュネットワークの通信性能評価

摘要

工場及びビル内監視システムやスマートメータにおいて，広域で配線レスを実現する無線メッシュネットワークの適用が進hでいる.無線メッシュネットワークは，子機が通信環境に応じて適切な通信経路を選択し，マルチホップすることで親機との通信を行うことを特長とするため，広域エリアで且つ多数の端末を収容するシステムに適している.通信経路の判定は，各子機が自律的に，周辺子機から受信する電波の信号強度などに基づき行うが，無線機の通信性能は，設置場所，設置間隔，設置台数にも依存する.また，災害時においては，周辺環境の変化や無線機の故障等が影響し，有効な通信経路を選択できないことが想定される.このため，予め設定した受信信号強度閾値等の経路選択用パラメータは設置環境に適していない場合がある.本稿では，無線メッシュネットワークの経路選択用パラメータの決定手段に強化学習を適用し，無線機の設置環境に適したパラメータの最適化を行うことにより要求通信性能の最大化を実現する方式を提案する.また，計算機シミュレーションにより強化学習後の通信性能および学習パラメータを定量的に示す.