Silviase/jgov_v1.4_full_ann huggingface dataset:
災害時には、数多くの地域ネットワークノードが動作不能に陥り、通信不能となるエリアが多数発生する恐れがある。災害時には被災状況の報告と避難救助指示などが人命にかかわる緊急連絡ができなくなり、極めて重要な初期の災害復旧活動の深刻な遅延を引き起こす。重層的通信ネットワークでは、このような状況下でも通信を確保するため、地域Wi-Fi、WiMAXを利用した通信、さらには衛星を利用した通信など多様な無線通信ネットワークを利用する。このため、広い周波数帯で動作可能な広帯域アンテナが必要不可欠である。また、地域ネットワークノードのいくつかが動作不能に陥っても通信不能なエリアが発生しないような通信技術の開発も極めて重要である。また、災害時には身近なネットワークノードまでしか接続できない場合が発生する。そこで、地域ネットワークノードに一時的に災害時の緊急情報を収集・保存することも必要になってくる。本研究開発課題では、これらを実現するための地域ネットワークノード高信頼化に関する基盤技術の研究開発を行う。

「重層的通信ネットワーク」では、災害時に公衆通信ネットワークが損壊による通信不能や深刻な輻幔状態に陥ったときに、地域ネットワークが連携して迅速に迂回通信路を構成することで通信機能の早期復旧を可能とすることを目指している。しかし、「重層的通信ネットワーク」構成する地域ネットワーク自体が災害に強くなければ災害時に迂回通信路を構成することは不可能である。そこで、課題アーティストは、地域ネットワークノードを高信頼化し災害に強くするための基盤技術を確立した。

具体的には、消費電力可変なマルチモーダルなデータ受信、軽量暗号による省電力データ保護、オンボードカメラによるロバストなデータ取得、およびSSID 収集による安否確認機能を実装したプロトタイプを開発した（ア-4-1 ノード内での高効率なデータ処理・保護技術の研究開発）。また、アンテナにバラクタダイオードなどの半導体デバイスを装荷し、デバイスにかけるバイアス電圧を制御することにより、複数の周波数帯においてアンテナの反射係数が低く、指向性が可変可能なアンテナを開発した（ア-4-2 広帯域アンテナ技術）。さらに、端末周辺の任意の数の地域ネットワークノードを連携させることで通信エリアサイズを極めてフレキシブルに変更できる地域ネットワークノード連携ダイバーシチ技術を開発した（ア-4-3 連携ダイバーシチ技術の研究開発）。

これにより、地域ネットワーク自身の高信頼化が可能となり、「重層的通信ネットワーク」全体を災害に強くするために重要な技術基盤を確立した。

## アーカー1）ノード内での高効率なデータ処理・保護技術の研究開発

災害時の電力供給量が乏しい状況においても長時間動作を維持することが必要である。そこで、従来のネットワークノードと比べて同程度の消費エネルギーで2倍の演算性能を実現する。また、従来技術に対して30％以上低消費電力な情報保護技術を確立する。

CPUとGPU（Graphics Processing Unit）を統合したAPU(Accelerated Processing Unit)をネットワークノードの演算コアとして採用するとともに、そのデータ処理における効率的なタスクアロケーション手法を開発することにより、従来のネットワークノードと比べて同程度の消費エネルギーで2倍の演算性能を実現した。また、次世代暗号として期待されるKCipher-2の小型実装技術を開発することにより、従来技術に対して30％以上低消費電力な情報保護技術を開発した。さらに、上記到達目標に加えて、災害時における頑健なデータ入力方法を提案し、その有効性を実験により実証した。

以上の成果により、災害時の電力供給量が乏しい状況においても長時間動作を維持するネットワークノードを構築する上での基盤となる技術を確立した。

## アーカー2）広帯域アンテナ技術の研究開発
地上ディジタル放送波などの空き周波数（ホワイトスペース）や地域 Wi-Fi、WiMAX を利用した通信を可能とするためには広帯域アンテナが必要となる。複数の周波数帯（UHF 帯、2.4GHz 帯、2.5GHz 帯、5GHz 帯等）に適用可能で、指向性を変化可能な小型広帯域アンテナ技術（10 cm 程度）を開発する。

本研究では、バラクタダイオード付き線状モノポールの構造を持つアンテナを提案し、ダイオードに加えるバイアス電圧を変化することにより、アンテナの多帯域性と指向性の可変を実現した。電磁界の数値シミュレーションにより、多帯域と指向性可変を制御するためのバラクタダイオードの等価静電容量を求め、動作周波数、指向性と静電容量との関係を定量的に明らかにし、アンテナの設計手法を確立した。電磁界の数値シミュレーションと実験により試作したアンテナが10cm以下の平面構造で、UHFの帯域である660MHz、2.4GHz、2.5GHz、5GHzを含む複数の周波数帯において動作することを確認した。

## アーカー3）連携ダイバーシチ技術の研究開発

連携するネットワークノード数に制限がなく、通信エリアサイズを極めてフレキシブルに変更できるネットワークの構築が可能で、端末近傍のネットワークノードの一つが動作不能に陥った場合に複数のネットワークノードが連携することにより連携しないときの2倍以上の伝送品質（スループット）を達成可能な連携ダイバーシチの基盤技術を開発する。

ネットワークノードのいくつかが通信不能に陥った状況でも、通信不能に陥ったノード周辺の任意の数のノードが被災エリアの広さに応じて極めて柔軟にシングル周波数ネットワークを形成して通信品質を大幅に向上させることができる連携ダイバーシチ技術を開発した。通信不能に陥ったノード周辺の4つのノードが連携する場合、技術目標を大幅に上回る約8倍のスループットを達成できることを確認した。

これにより、災害で通信不能に陥ったネットワークノード周辺のエリアでも安否確認や災害救助などの緊急通信を可能とする災害に強い地域ネットワークを実現する技術基盤を確立した。

### 3.2 課題イ）ネットワークの最適ルーティング技術の研究開発

災害時など、十分な供給電力が得られない場合等において、当該ネットワークが電力状況に合わせた最適なルーティングを行うための技術を開発する。具体的には商用電源からの電力供給が停止した際にも可能な限り長くネットワークの機能を維持・運用するため、周辺地域ネットワークノードのバッテリー残量や電源状況等に基づく最適ルーティング技術等のネットワーク制御技術を開発する。

携帯電話網や地域 WiFi ネットワークにおいて停電が発生した場合でも、風力や太陽光発電などによって得られる僅かの電力を有効活用し、各無線設備やネットワーク設備を電源状況に基づいて効果的に運用する技術、災害時に限りあるネットワークリゾースを有効利用するため、ネットワークリゾースの実効利用率を向上させることができるプロトコル最適化技術、さらには、災害時に運用されるDTNにおいて、被災者に対して位置に依存した情報を提供するためのノードの位置情報を提供する技術を開発する。

「重層的通信ネットワーク」は、災害時に公衆通信ネットワークが損壊による通信不能や深刻な輻転状態に陥ったときに、地域ネットワークが連携して迅速に迂回通信路を構成することで通信機能の早期復旧を可能とする。しかし、災害時には、地域ネットワークの無線設備などに十分な供給電力が得られない場合があり、さらに地域ネットワーク内のトラヒックが急増し輻転が発生する恐れがある。また、災害時には臨時の無線メッシュネットワークを被災地などに緊急に構築し、通信機能を復旧させることが必要にな
る。そこで、課題イ）では、このような状況下でも地域ネットワークが「重層的通信ネットワーク」の重要な一つのネットワークとして迅速に迂回通信路を構成できるように、ネットワークの最適ルーティング技術を開発した。

具体的には、蓄電器の残量や予想発電量、ネットワーク機器の予想稼働時間などを正確に把握しつつ、センターや近隣の無線基地局に対してそれら詳細な電源情報を送信し、地域ネットワークを制御可能とする技術を確立した（イ-1電源状況に基づいたネットワークの最適制御技術）。また、災害時に限りがあるネットワークリソースの有効利用を実現するため、トラヒックを最適分散する負荷分散アルゴリズムにより、電力残量、移動情報、周囲の状況などから適切なネットワーク形成プロトコルを選択する携帯端末間連携制御技術を開発した（イ-2プロトコル最適化要素技術）。さらに、位置情報を用いたルーティングを可能とするように、メッシュネットワーク内の異常ノード（故障や妨害、設定ミスなどによって誤った情報を返すノード）を検出して除去することで、数十から数百のノードに対応できる位置情報推定手法を開発した（イ-3ネットワークノード位置情報推定技術）。

これらにより、災害時の電源状況、トラフィック状況や臨時に設置したネットワークノードの位置情報に基づいて、効率的に経路を構築できるようになった。

## イー1）電源状況に基づいたネットワークの最適制御技術の研究開発

ネットワーク機器を3日以上稼働させることができ、且つ、送電が復旧する見通しが全く立たない場合においても、太陽光や風力などによる発電により、1日のうちの2時間以上ネットワーク機器を稼働させることのできる電源システムを搭載した地域ネットワークノードにおいて、蓄電器の残量や予想発電量、ネットワーク機器の予想稼働時間などを正確に把握し、センターや近隣の無線基地局に対してそれら詳細な電源情報を送信し、ネットワークを制御可能とする技術を確立する。

災害時など、十分な電源が確保できない場合等を想定し、各ノードの電源状況に基づいてネットワークを制御する方式について検討した。具体的には、商用電源からの電力供給が停止した場合でも、太陽光や風力発電などによって発電した電力を蓄電し、バッテリーの残量、発電電力、負荷の消費電力などの電源の状態を、ネットワークを介して遠隔からモニターしたり制御したりすることのできる知的電源を試作し、電源状況に基づいて無線基地局やアクセスポイントの送信電力や、アドホックネットワークにおけるルーティング経路を制御する方式を提案し、限られた電力においても情報伝送のスループットを高められることをシミュレーションによって確認した。これにより、電源状況に基づいてネットワークの制御を行う技術を確立した。

## イー2）プロトコル最適化要素技術の研究開発

ネットワークリソースの増強が難しい状況において転送可能なデータ量や収容可能なユーザ数を最大化するためには，ネットワークリソースの実効利用効率を向上させる必要がある。そのため、災害時に限りがあるネットワークリソースの有効利用を実現するため、ネットワークリソースの実効利用率を従来の30%以上向上させることができるプロトコル最適化に必要な要素技術を確立する。

災害時に限りがあるネットワークリソースの有効利用を実現するためのプロトコル最適化に必要な要素技術に関する研究開発を行った。ネットワーク全体としての最適化を考える上で、特に地域ネットワークを形成する無線メッシュネットワークにおける負荷分散、ならびに端末間連携制御技術に着目した。地域ネットワーク内のユーザやトラヒックの負荷を動的に分散する技術により、輻転を軽減し、ネットワークリソースの実効利用率を30％以上向上させることが可能となった。また、端末リソースを活用してメッ
セージをリレーする技術により地域ネットワークのエリア外からのデータ送信が可能となった。これによりカバレッジを擬似的に拡大させ収容ユーザ数を増加させることができる可能性を示した。

以上により、通信可能範囲の縮小や通信性能の低下が懸念される災害時において、地域ネットワークを利用できるユーザ数、ならびにユーザが送信可能なデータ量を増加させることができるようになった。

## イー3）ネットワークノード位置情報推定技術の研究開発

災害時、被災者に対して位置に依存した情報を提供するためには、ノードの位置推定技術が不可欠である。数十から数百のノードを想定すれば、実用的な広さのエリアを実現できる。また、被災によるノードの部分的な故障や人為的な問題による異常ノードの発生が想定されるため、異常ノードへの耐性が必要である。そのため、数十から数百のノードに対応できる手法を開発する。誤った情報を返す異常ノードが10%程度存在しても従来法と同程度の誤差で推定することを目指す。

階層型 ビバルディ（Vivaldi）を応用することで、異常ノードを検出・除去し位置推定を行うことが可能な手法を開発し、シミュレーション実験によって数百ノード規模まで対応できることを確認した。また、アンカーノードのうち10%程度が異常であっても、許容出来る誤差（従来法と同程度の誤差）で位置の推定を行えることを確認した。本技術により、被災者に対して位置に依存した情報を提供するなど、本研究において構築されるアドホックネットワークをより有効に活用することが可能となった。

### 3.3 課題ウ）ネットワークの負荷軽減や安全確保に資する高能率通信方式の研究開発

災害時を想定し、劣悪な通信環境下においても必要な情報（音声、画像等）をより確実に伝達可能とするため、低レートの音声・静止画像伝送技術を始めとするネットワークの負荷軽減に資する技術を開発する。具体的には、劣悪な通信環境下でパケットロス率が極端に高い場合においても、音声通信の品質を安定して保つ符号化方式を利用した音声通信技術や静止画像伝送技術の開発を行う。さらに、パケットロス率が極端に高い状況でも、災害時に効率よく情報共有が可能な一斉同報等のグループ内通信・通話の実現に必要なシステムの開発を行う。

「重層的通信ネットワーク」は、災害時に公衆通信ネットワークが損壊による通信不能や深刻な輻軼状態に陥ったときに、地域ネットワークが連携して迅速に迂回通信路を構成することで通信機能の早期復旧を可能とする。しかし、緊急に構成した迂回通信路は安定とは限らない。また、十分な帯域を確保できるという保証もない。災害時の安否確認や災害救助などでは音声通信や画像通信が重要になる。そこで、課題ウ）では、災害時に「重層的通信ネットワーク」で構成した迂回通信路が不安定で十分な帯域が確保できない状況下でも、利用に耐える音声通信や画像通信を可能とする高能率通信方式を開発した。

具体的には、8kbps 程度の VoIP 通信において、緊急災害時など、パケットロス率が 50% 程度の場合においても利用可能な品質を安定して保つ音声通信技術を開発した（ウ-1 高パケットロス環境下での頑健な I P 音声通信技術）。また、ワンセグ動画の 1/2 のレートの 64kbps で人間にとって重要な文字領域を高精細に伝送する技術を開発した（ウ-2 低レート画像通信技術）。さらに、ペインティングおよび動きベクトルの推定法を適用することでブロック状の誤りを十分に抑制し、人間の視認にとって違和感の少ない画像・映像に修復する技術を開発した（ウ-3 データの欠損がある画像等の修復技術）。

これにより、災害時においても「重層的通信ネットワーク」を通じてスマートフォン等に地域情報や防災情報を提供できるようになった。

## ウー1）高パケットロス環境下での頑健な IP 音声通信技術の開発
災害時には通信状況が極端に不安定になることが考えられ、その影響はパケットロス率として現れる。どんな状況でも通じる音声通話を実現するためには、極端にパケットロス率が大きい場合の音声通信方式を開発することが不可欠である。そのため8kbps程度のVoIP通信において、緊急災害時など、パケットロス率が50%程度の場合においても利用可能な品質（MOS値3.0程度）を安定して保つ音声通信を実現する。本研究開発により、不安定で劣悪な通信環境下での音声通話が可能になり、大災害時における連絡・安否確認等が容易になる。

音声パケットに対して冗長な情報を付加することによって、パケットロス時の音声品質を向上させる手法を開発した。対象となるコーデックはVoIP通信で標準的に利用されているITU-T G.729（ビットレート8kbit/s）である。G.729のパケットは、大きく分けてLSP、PITCH、CODE、GAINの4種類の情報からなる。そこで提案手法では、これら4つの情報のうち、重要度の高い情報だけを冗長に送信し、あるパケットが欠落した場合には別に送信されている冗長情報によって欠落パケットを復元する。このとき、それぞれの情報の重要度を過去の情報から動的に推定する手法を確立した。

提案手法の評価を行った。評価には ITU-T P.50 Real speech の中から AMERICAN ENGLISH と JAPANESE のセットを使用した。それぞれ、男女 8 つの音声から構成されている。情報の重要度の推定手法としては、SVM を用いる方法とニューラルネットを用いる方法の 2 つを比較した。いずれも学習データをもとに識別モデルを学習によって作成する方法であり、各パケットで上記 4 情報のうち 1 つが欠けた場合の音声品質の劣化指標の値を教師信号とした。品質劣化の測定には、標準的な計測法である MOS LQO を利用した。この評価値は、人間が主観的に音質を評価したときの MOS 値と比較可能な値である。評価の結果、ニューラルネットを用いた場合には、パケットロス率 50%、ランダム欠落、ビットレート 15kbit/s の場合に MOS 値が 3.0 となり、目標となる音声品質を達成できることが確かめられた。

これにより、大災害時に緊急に設置した不安定なネットワーク上であっても比較的安定した音声通話が可能となり、非常時における連絡が容易になった。

## ウー2）低レート画像通信技術の研究開発

H.264 は現在でも高圧縮の符号化法として用いられているが、利用可能な帯域が 5 割程度に減少した場合でも同程度の情報を送信することを想定している。そのため、64kbps （ワンセグ動画の 1／2 のレート）で人間にとって必要な情報が判別できることを目指す。

画像中の文字を人にとって重要な情報とし、情景画像中から文字情報を検出し、文字情報とその他の画像（背景画像）を分けて異なる伝送路で送信し、受信側で合成することで、文字情報を失わない効率的な画像の伝送を実現する方法を提案した。帯域が64kbpsに制限された場合でも文字情報の失われていない画像を送ることが可能であることを確認した。本技術により、従来は困難であった、被災によりネットワーク帯域が極端に制限された状況でも人間にとって必要な映像情報を得ることが可能になった。

## ウー3）データの欠損がある画像・映像の修復技術の研究開発

画像情報は災害情報の発信・受信や個人の安否確認のために不可欠であることから、極めて劣悪な環境下においても携帯端末等において少なくともワンセグ程度の品質の画像・映像通信を確保することが必須である。そのため、高圧縮伝送においてデータ損に起因する画像・映像の強度の劣化に対して信号処理手法を適用することで、15 フレーム／秒のリアルタイム性を有し、劣化した画像・映像に対して
6dB 程度の性能向上を可能とする画像・映像の修復技術を確立する。

現在の画像符号化法はほとんどすべて圧縮符号化法であり、圧縮のためにブロック符号化と動き補償の双方が用いられている。この方法では、フレームをⅠピクチャとPピクチャに分けて処理を行っているため、それぞれのピクチャに対してのデータの欠損が発生した場合の画像・映像の修復技術の開発成果を以下に述べる。

## (1) I ピクチャの復号に必要なブロック状の輝度情報が損失した場合

Image Inpainting の手法による損失領域の修復手法を開発した。輝度変化が緩やかな領域に存在する損失領域の修復に対しては効果的である。標準画像を利用して、I ピクチャにおいてデータ損ブロックの平均2乗誤差が6～10dB程度減少することをシミュレーションにより確認した。一方、輝度変化が激しい領域やエッジ領域に存在する損失領域の修復に対しては比較的精度が低下する。これらの領域に対しては、時間方向における修復などの対策が必要である。

## (2) P ピクチャの復号に必要な動きベクトルが損失した場合

損失した動きベクトルを、(0、0)での補間、1次関数および3次関数での近似補間、高い出現頻度の動きベクトルでの補間によって補間する手法を開発し、その修復性能評価を行った。この方法では、1次関数や3次関数での近似補間のような、損失した動きベクトルを空間方向において近傍の輝度から補間する場合、補間に用いられる不連続な動きベクトルの影響を軽減する必要がある。また、損失した動きベクトルを(0、0)で補間する場合、フレーム毎に動きベクトルの出現頻度を調べ、出現頻度の最も高い動きベクトルで補間する方が精度は高い。

以上の結果から、災害時における極めて劣悪かつ不安定な通信環境下において携帯端末やパーソナルコンピュータ間で行われる画像・映像通信のデータ欠損に起因する強度の劣化除去のために信号処理手法を適用することで、一般ユーザが画像・映像から情報を取得し、長時間見ても疲労しない画像・映像の修復技術の基礎を確立した。

### 3.4 課題工）重層的通信ネットワーク全体の災害時有効性の検証

災害時には、市町村役場などの行政による救援支援や救助隊への指示連絡や、会社など事業所からの社員への緊急避難通知や緊急連絡に音声グループ通信やグループ毎の一斉同報通信などが極めて有効である。また、災害緊急時には、ネットワーク側から必要な人と端末を特定して、必要な情報を強制的（push型）に通知する通信プラットフォームが必要である。課題ア）からウ）の技術および研究開発する機器を活用し、災害時を想定して以下の項目について重層的ネットワークの災害時の有効性を検証する。

「重層的通信ネットワーク」は、災害時に公衆通信ネットワークが損壊による通信不能や深刻な輻転状態に陥ったときに、地域ネットワークが連携して迅速に迂回通信路を構成することで通信機能の早期復旧を可能とするものであるが、災害時の安否確認や災害救助などに役立つことを実証することが重要である。そこで、課題エ）では、災害時に有効なリアルタイム音声グループ通信と一斉同報通信を実現し、かつセキュアな通信を確保するため高度な暗号付与を可能とする高機能サーバーの開発（エ-1災害時のセキュアな通信技術の開発検証）、さらに、ある特定な人に必要な災害情報、救難情報を強制的（プッシュ型）に伝達することを可能とするプラットフォームとアプリケーションの開発（エ-2送付先特定災害情報強制送信プラットフォーム技術の開発検証）により、重層的通信ネットワークが災害時の安否確認や災害救助などに極めて有効であることを実証した。
## エー１）災害時のセキュアな通信技術の開発検証

「重層的通信ネットワーク」のシステム実証のため、一般利用者が用いる市販のスマートフォンを用いて、災害時に有効なリアルタイム音声グループ通信と同報通信を実現し、かつセキュアな通信を確保するため高度な暗号付与を可能とする高機能サーバーを開発する。

「重層的通信ネットワーク」のシステム実証のため、一般利用者が用いる市販のスマートフォンを用いて、端末認証、グループ認証および通信中の暗号鍵変更による強固なセキュア通信によりリアルタイム音声グループ通信と一斉同報通信を実現し、10名を1グループとして10グループのグループ通信が可能であることを重層的通信ネットワーク上で動作することを確認し、災害時における有効性を実証した。

現状では、同報通信やグループ通信は消防無線などプロフェッショナルな専用通信システムでのみ可能であり、一般住民や会社等は防災無線などにより災害情報を一方的に受信するので、災害救助救命活動に大きな支障がある。

本成果により、一般住民が日常用いる携帯電話などの端末で、自治体の災害対応部署のスタッフや会社、団体等がグループ通信や一斉同報通信が可能となり、独自の救命活動や安否確認など災害救命救助活動に大きな効果を発揮することが実証できた。

## エーニ） 送付先特定災害情報強制送信プラットフォーム技術の開発検証

災害時に身障者や持病を持つ人など、個人を特定して、その人に必要な災害情報、救難情報をその人が取りに行く（pull型）のではなく、その人へ強制的（push型）に伝達することを可能とするプラットフォームとアプリケーションを開発し、被災者に対して個人を特定して、かつ個人情報を確保するための個人認証機能により本人を特定した救命情報等を、強制送信することができることを実証した。

実証では、災害時に持病を有する住民が指定病院からの緊急連絡を、重層的通信ネットワークを経由して本人認証による強制受信により救命される想定シナリオにより、その有効性を示した。

本成果により、一般住民が日常用いる携帯端末で、自治体の災害対応部署のスタッフや会社、団体等による救命活動や安否確認など災害救命救助活動に大きな効果を発揮することが実証できた。

この成果により、被災者が災害情報を得ることが極めて困難な現状を大きく改善することが可能なことを実証し、災害時に被災者が情報孤立することによる社会不安を改善することに大きく寄与する可能性を示した。

### 3.5 研究開発成果の社会展開のための活動実績

#### 3.5.1 研究開発運営委員会等の体制構築

研究開発の方針、関連する要素技術間の調整、成果の取りまとめ方、研究開発のプロジェクト管理等について助言を頂くため、外部の学識経験者、有識者、行政関係者等で構成する研究開発運営委員会等を3回開催し、研究開発の方針、関連する要素技術間の調整、成果の取りまとめ方、研究開発のプロジェクト管理等についていただいた助言をもとに研究開発を進めた。これにより、KDDI研究所、KDDIおよび沖電気工業との連携体制は実施計画通りに機能し、効率的に研究開発を遂行でき、当初の目標を達成できた。

また、運営委員会の進言により、技術動向分科会を設置し、国内外の研究開発動向、関連技術および標準化動向を見据えながら、災害に強い通信ネットワークを実現するための基盤技術、ネットワーク構成技術および通信サービスの研究開発を進めた。
さらに、本研究開発では役割分担及び共同で達成すべき目標をはっきりとさせて進めた。各機関の進捗状況を把握するため、ほぼ毎月進捗状況確認会議を開催した。

## 3 ．5．2 国際標準化等への取組

本研究開発成果に基づく国際標準化や国際展開に向けて、重層的通信ネットワーク全体にかかわる成果を国際標準化会に提出した。

① GSC TF-EC (Global Standards Collaboration / Task Force on Emergency Communications)

・2012年6月26日（電話会議）に開催された第1回会合においてTF-ECが作成中のTask Force報告書に本プロジェクトの概要（R&D Project of Multilayered Communications Network-For disaster-resilient communications-）を入力した(技術動向分科会委員)。

・2012年9月25日に開催されたGSC TF-EC第4回会合（電話会議）において、2012年10月26日台北で開催された国際会議WPMC-2012にて発表された論文をベースに本プロジェクトの概要のアップデートと内容の補強を行った(技術動向分科会委員）。

・TF-ECで作成された報告書案は、2013年5月13日～16日に韓国・済州島で開催されたGSC-17会合に提案採択され、本TF-ECは引き続き活動を継続することが承認された。

・上記報告書に「F. Adachi et al.: “R&D Project of Multilayered Communications Network - For disaster-resilient communications-”, The 15th International Symposium on Wireless Personal Multimedia Communications, Taipei, Taiwan, September 2012」が引用文献として収録された。また、日本での災害関連研究開発として「5.1.3.3 Japan R&D Project in Japan related to emergency communications」として本研究開発プロジェクトが記載されている。

② 重層的通信ネットワークにおいて、被災者へ災害情報・安否情報を効果的に通知し、災害救助活動の支援と災害復興を目指した重層的通信ネットワークシステムに関する標準化提案を、2013年2月5～8日に開催されたITU-T会合Focus Group on Disaster Relief Systems、Network Resilience and Recoveryに提出し、発表を行った。

## 3 ．5．3 独立行政法人情報通信研究機構（NICT）との連携

NICT が東北大学に設置したメッシュネットワークとの接続実験およびセキュアなグループ通信・同報通信検証を NICT と連携して行った。また、2013 年 3 月 25~26 日に開催された「耐災害 ICT 研究シンポジウム及びデモンストレーション」において、NICT と連携して重層的通信ネットワーク全体の公開デモンストレーションを行った。

#### 3.5.4 研究開発成果の情報発信

## （1） 国内大会、研究会、国际会议

多数の研究発表を行い、成果の普及啓発活動を実施した。（ワイヤレス・ラクノロジー・パーク 2012（WTP2012）（横浜、2012年7月5～6日）、電子情報通信学会ソサイエティ大会（富山、2012年9月11～14日）、日本音響学会秋季研究発表会（長野、2012年9月19～21日）、The 15th International Symposium on Wireless Personal Multimedia Communications（WPMC2012）（台北、2012年9月24～27日），The 4 $ ^{th} $ APSIPA Annual Summit and Conference (APSIPA ASC 2012）（ハリウッド、2012年12月3～6日）、耐災害多重通信ネットワークに関する台日研究開発ワークショップ（台北、2013年1月28日）、画像の認識・理解シンポジウム（福岡、2012年8月6～8日）、電気関係学
会東北支部連合大会（由利本荘、2012年8月30~31日）、電子情報通信学会パターン認識・メディア理解研究会（堺、2013年2月21～22日）、電子情報通信学会総合大会（岐阜、2013年3月19～22日）、IEEE Int. Conf. on Network Infrastructure and Digital Content (北京、2012年9月23日)、第27回信号処理シンポジウム(石垣市、2012年11月28～30日)、日本音響学会春季研究発表会（八王子、2013年3月13～15日）、情報処理学会第75回全国大会（仙台、2013年3月6～8日）。

## （２）公開デモンストレーション

「耐災害 ICT 研究シンポジウム及びデモンストレーション」（3月25~26日、東北大学青葉山キャンパス）にて、スマートフォンなどの通信端末の電波の受信状況のみならず、アクセス網内の混雑度を考慮し、ユーザが存在を知らない臨時のネットワークも含め、ユーザが意識することなく自動的につながるネットワークに接続する装置の展示および公開デモンストレーションを実施した。

## （３）国際連携のためのワークショップ

国際連携を図ることを目的として，成果展開のための「耐災害多重通信ネットワークに関する台日研究開発ワークショップ（台湾、2013年1月28日）」を開催した。台湾の関連企業、大学、研究機関など約400名が参加した。本ワークショップにおいて台湾企業との実用化展開連携を提案した。なお、台湾ITRIが「耐災害ICT研究シンポジウム及びデモンストレーション」（3月25~26日、東北大学青葉山キャンパス）に参加し、今後の技術交流の活発化に向けた議論を行った。現在、ITRIと今後の展開方策について検討中である。

## （４）自治体などを対象とした普及活動

災害時の車両通信ネットワークシステムとしての取り組みを行った（課題アー3）。具体的には、OKIプレミアムフェア2012（11/15～16）において自治体、道路管理者をターゲットとした紹介とEE東北'13（2013年6月5～6日）に国交省主催の復興に関わる技術紹介の場に研究開発成果を展示することにしている。

#### 3.5.5 実証実験

東北大学青葉山キャンパスと片平キャンパスの間を、仙台市内の拠点（仙台城址、西公園）で無線多段中継によって接続し、被災した地域 WiMAX 基地局のエントランス回線を迂回、復旧するフィールド実験を2013年2月に実施した（課題アー2）。

車両ネットワーク構築に関する性能検証実験を、青葉山キャンパス内の駐車場および道路において、車両8台を使用して2013年3月に実施した（課題アー3）。

端末間連携制御技術に関するフィールド実験を、仙台市内において2013年2月15日に公開で実施した。なお、実験の前後に報道発表を行い、研究開発成果の社会展開に努めた（課題イー2）。

#### 3.5.6 フォーラム活動

車両通信のシステム構成、装置構成、ネットワークプロトコルなどを、ITS情報通信システム推進会議へ紹介を実施。次世代車車間／路車間通信の技術検討項目にインプット完了した（課題アー3）。

## 4 研究開発成果の社会展開のための計画

### 4.1 国際標準化
・（課題アー3）ITSの国際標準化活動（Collaboration on ITS Communication Standard）に2013年度以降も本技術の有効性を展開していく。

・（課題イー1）今後、企業との開発連携を実現した上で、国際標準化にも取り組みたい

・（課題イー2）末間連携制御技術について、ITU-T Focus Group on Disaster Relief Systems、Network Resilience and Recovery の会合（タイ、平成25年5月）において発表を行い、国際標準化の可能性について探った。

### 4.2 实用化

・（課題アー1）ネットワーク監視技術の実用化する予定である。

・（課題アー2）地域ネットワークノードの高信頼化技術のうち、近傍地域ネットワークノードを用いたエントランス回線復旧技術については、平成25年度より、地域完結型の地域WiMAXネットワークと無線LANリレーシステムとして実用化し、地方自治体や地域通信事業者向けのICTソリューションとして普及活動を促進する。

・（課題アー3）ITSシステムの一部として、国交省、道路管理者をメインターゲットとして検討を進める。また自治体の耐災害対応に有効な機器として導入展開を進める。これらの活動を平成25～27年度に実施して、その実用化の目処付けを進める。

・（課題アー4-1）地域企業とともに開発したデータ処理技術の実用化に向けた協議を H25 年度前半より開始する予定である。

・（課題イー1）今後、企業との開発連携を実現した上で、知的電源システムを5年を目処に実用化したいと考えている。

・（課題イー2）端末間連携制御技術に関連する研究開発を行っている企業との連携の可能性を模索する予定である。

・（課題エ）本課題の成果展開については、仙台市 ICT 街づくりでの活用を目指し、仙台市経済局と連携し新たな予算獲得に向けて活動している。また、仙台市以外の他自治体との連携を目指し、技術紹介・提案を進めている。国際的には、台湾 ITRI との合同セミナー実施を足掛かりとして海外展開を推進する。また、今後の実用化に当たって、本課題の装置を納入したインターネットを用いた情報サービスを提供している事業者と連携し、各分野の事業者、自治体、および各種団体へ売り込みを実施している。

### 4.3 製品化

・（課題アー3）次世代の ITS 路側機を目指して、マルチプロトコル GW 路側機の社内開発を H24 年度より進めているが、この装置に本成果を搭載する開発を進める。製品化は国内標準化活動とあわせて、平成27年度を目標に進めている。

・（課題イー1）知的電源システムを実用化した上で製品化も検討する。

### 4.4 フォーラム活動

・（課題アー1）研究開発の取り組みと成果を、平成年5月29～31日に開催されるワイヤレス・テクノロジー・パーク2013にて発表する予定である。

・（課題アー3）平成25年度のITS情報通信システム推進会議において、新たな運転支援通信システムのサービスの一つとして検討を進めていく。最終的にはガイドラインへ仕様を盛り込むことを目標として進める。
### 4.5 社会導入

・（課題アー1）災害時における迂回路となる重層的通信ネットワークの利用のため、地域 WiMAX ネットワークの普及のための活動を、継続的に実施する予定である。

・（課題アー3）平時の ITS 利用の通信機器として、国内導入は電波制度改正を含め平成 27 年度以降の実用化に取り組む。

・（課題イー1）標準化を実現した上で、社会導入も考えている。

### 4.6 知財戦略構築

・（課題アー3）災害時の車両通信ネットワークプロトコル技術を中心に、標準化活動と並行して進める。

・（課題イー1）特許性があるものについては、近日中に出願準備を始める予定である。

## 4 ．7 成果の普及活動

・（課題アー3）展示会において成果のPRを進める。2013年度の具体計画としては、ワイヤレステクノロジーパーク2013（5月29日～31日）、第20回ITS世界会議東京2013（10月14日～18日）、EE東北'13（6月5日～6日）を検討している。

・（課題ウ-3）研究開発成果を引き続き積極的に口頭発表するとともに、成果を体系化して学術論文として発表する。これらによって、災害時などの通信ネットワークの不安定化によるデータ欠損の発生の問題が周知され、本課題が画像・映像処理における重要な問題として理解される。また、最近の数年間で、スマートフォンとタブレット端末の普及は著しく、端末ディスプレイ上の画像・映像の膨大な量の通信が必要となっていることから、本研究開発で想定した通信環境とその問題点は、災害時のみならず、今後の平常時においてつねに現れるものと考えられるため、今後、後継研究を誘発することができる。

・（課題エ）ワイヤレスジャパン（東京ビッグサイト、平成25年5月29～31日）において、開発成果の展示とデモを実施し、関連事業者への売り込みを実施する。これにより、開発成果を採用する事業者を開拓し、早期の製品化と実用化に取り組む。
## 5 査読付き誌上発表リスト

## 課題全体

[1] F. Adachi, K. Takeuchi, Y. Kishi, M. Hamaguchi, S. Ohmori, and R. Kajiwara, “R&D project of Multilayered communications network”, IEEE Xplore, Proc. 15th International Symposium on Wireless Personal Multimedia Communications (WPMC 2012), pp.350 - 351 (2012年9月24-27日)

## 課題ア - 1

[1] Shingo WATANABE, Kosuke YAMAZAKI, Toshihiko KOMINE, Tomoki SADA, Takashi FUJIMOTO, Akira YAMAGUCHI, Kanshiro KASHIKI, Kazunori TAKEUCHI, "Radio Network Selection Scheme Notified by the Each Network's Real-time Performance in the Multi-layered Communication Network", IEEE Xplore, Proc. The 15th International Symposium on Wireless Personal Multimedia Communications (WPMC 2012), pp. 169 - 171 (2012年9月24-27日)

## 課題ア - 2

[1] 岸洋司、栗島紀夫、藤本靖彦、岩間浩、池野上好弘、内山博之、松田雅之、清水美怜、福島香津美、平田祐子、“Rapid recovery of base station backhaul by the neighbor regional wireless access network and its extension with the multi-hop wireless LAN relay”、IEEE Xplore、Proc. The 15th International Symposium on Wireless Personal Multimedia Communications (WPMC 2012)、pp. 221-224（2012年9月24-27日）

## 課題ア - 3

[1] Yutaka Kaneko、Takashi Ohyama、Kinya Asano、Masaharu Hamaguchi、“Multi-hop Communication and Multi-protocol/Gateway by Using Plural ITS”、IEEE Xplore、Proc. The 15th International Symposium on Wireless Personal Multimedia Communications (WPMC 2012)、pp. 217-220（2012年9月24-27日）

## 課題アー4-1

[1] Naofumi Homma and Takafumi Aoki, “Effective Data Processing and Protection Techniques for Community Network Nodes”, IEEE Xplore, Proc. The 15th International Symposium on Wireless Personal Multimedia Communications (WPMC 2012), pp. 571 - 572 (2012年9月24-27日)

## 課題アー4-2

[1] Kunio Sawaya、Qiang Chen、and Hiroto Abe、“Multiband Antenna for Disaster-resilient Wireless Networks”、IEEE Xplore、Proc. 15th International Symposium on Wireless Personal Multimedia Communications (WPMC 2012)、pp. 491 - 492（2012年9月24-27日）

## 課題ア - 4 - 3

[1] S. Kumagai and F. Adachi, “Multi-AP cooperative diversity for disaster-resilient wireless LAN”,
IEEE Xplore, Proc. 15th International Symposium on Wireless Personal Multimedia Communications (WPMC 2012), pp.27 - 28 (2012年9月24-27日)

## 課題イ - 1

[1] H. Yamada, T. Miura, and S. Chikui, “Controlling networks with an intelligent power system — Toward disaster-resilient networks”, IEEE Xplore, Proc. 15th International Symposium on Wireless Personal Multimedia Communications (WPMC 2012), p. 29 (2012年9月24-27日)

## 課題イ - 2

[1] Yuichi Kawamoto、Hiroki Nishiyama、and Nei Kato、“Protocol Optimization for Integrated Heterogeneous Networks in Disaster Areas”、IEEE Xplore, Proc. 15th International Symposium on Wireless Personal Multimedia Communications (WPMC 2012)、p. 576、(2012 年 9 月 24-27 日)

[2] M Mostafa M. Fouda, Hiroki Nishiyama, and Nei Kato, “A Novel Heuristic-based Traffic Distribution Method for Disaster Zone Wireless Mesh Networks”, IEEE Xplore, The 1st IEEE International Conference on Communications in China (Chinacom 2012), pp. 179-184, (2012年8月17日)

[3] Kazuma Yoshida、Hiroki Nishiyama、Nei Kato、Naoko Yoshimura、Morio Toyoshima、and Naoto Kadowaki、“Traffic Distribution to Mitigate Downlink Congestion in Two-Layered Satellite Networks”、IEEE Xplore、2012 IEEE International Conference on Network Infrastructure and Digital Content、pp. 350-355、（2012年9月21-23日）

[4] Asato Takahashi、Hiroki Nishiyama、and Nei Kato、“Fairness Issue in Message Delivery in Delay-and Disruption-Tolerant Networks for Disaster Areas”、IEEE Xplore、International Conference on Computing、Networking and Communications (ICNC 2013)、pp. 890-894、（2013年1月30日）

[5] Jiajia Liu、Xiaohong Jiang、Hiroki Nishiyama、and Nei Kato、“Throughput Capacity of the Group-Based Two-Hop Relay Algorithm in MANETs”、IEEE Xplore、IEEE Global Communications Conference (GLOBECOM 2012)、pp. 26-30、（2012年12月4日）

[6] Jiajia Liu、Xiaohong Jiang、Hiroki Nishiyama、and Nei Kato、“Message Delivery Probability of Two-Hop Relay with Erasure Coding in MANETs”、IEEE Xplore、The 7th International Conference on Communications and Networking in China (Chinacom 2012)、pp. 144-149、（2012年8月8日）

## 課題1-3

[1] Yoshihiro Sugaya, Masahito Okamoto, Yuta Nakano, and Shinichiro Omachi, “A Primary Study on Location Estimation System for Ad-hoc Networks with Considering Incorrect Nodes”、IEEE Xplore, Proc. 15th International Symposium on Wireless Personal Multimedia Communications (WPMC 2012), pp.577-578（2012年9月24-27日）

## 課題一－1

[1] Takeshi Nagano and Akinori Ito, “A Packet Loss Recovery of G.729 Speech Under Severe Packet Loss Condition”, IEEE Xplore, Proc. Asia-Pacific Information and Signal Processing Association
Annual Summit and Conference (APSIPA ASC 2012) pp.1-4 (2012年12月6日)

[2] Akinori Ito and Takeshi Nagano, “Packet Loss Concealment of VoIP Under Severe Loss Conditions”, IEEE Xplore, Proc. the 15th International Symposium on Wireless Personal Multimedia Communications (WPMC 2012), pp. 489-490 (2012年9月24-27日)

## 課題ウ-2

[1] Shinichiro Omachi, Shota Kaneko, Hiroko Tsuchida, and Yoshihiro Sugaya, “Compression of Scene Images by Region Segmentation and Text Detection”, IEEE Xplore, Proc. 15th International Symposium on Wireless Personal Multimedia Communications (WPMC 2012), p.493 (2012年9月24-27日)

[2] Shota Kaneko, Yoshihiro Sugaya, and Shinichiro Omachi, “Efficient Image Compression with Detecting Text Regions”、IEEE Xplore, Proc. 11th International Conference on Signal Processing (ICSP 2012), pp.654-658（2012年10月21-25日）

## 課題一3

[1] Shunsuke Yamaki、Jun Odagiri、Masahide Abe、and Masayuki Kawamata、“Effects of Stochastic Phase Spectrum Differences on Phase-Only Correlation Functions - Part I: Statistically Constant Phase Spectrum Differences for Frequency Indices-”、IEEE Xplore、2012 IEEE International Conference on Network Infrastructure and Digital Content、pp. 360 - 364（2012年9月21-23日）

[2] Rihito Ito, Shunsuke Yamaki, Masahide Abe, and Masayuki Kawamata, “Effects of Stochastic Phase Spectrum Differences on Phase-Only Correlation Functions - Part II: Statistically Proportional Phase Spectrum Differences to Frequency Indices -”、IEEE Xplore、2012 IEEE International Conference on Network Infrastructure and Digital Content、pp. 380 - 384（2012年9月21-23日）

[3] Masayuki Kawamata, Shuhei Sakamoto, and Masahide Abe, “nd Masahide Abeational Conference on Network Infrastructure and Digital Contention, IEEE Xplore, Proc. 15th International Symposium on Wireless Personal Multimedia Communications (WPMC 2012), p.352 (2012年9月24-27日)

## 課題工

[1] Fumiyuki Adachi, Kiyohito Tokuda, and Shingo Ohmori, “Secured information service platforms effective in case of disasters — Using multilayered communications network”, IEEE Xplore, Proc. 15th International Symposium on Wireless Personal Multimedia Communications (WPMC 2012), pp.348 - 349 (2012年9月24-27日)

## 6 その他の誌上発表リスト

[1]著者名：大山 卓、金子 富、浅野 欽也、浜口 雅春、“車両を地域ネットワークノードとする災害時ネッ