| 講演名 | 2017-07-28 離散時間マルコフ連鎖による車載ネットワークCANの信頼性解析 佐藤 諒平(首都大東京), 福本 聡(首都大東京), 大原 衛(首都大東京), |
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| 抄録(和) | 近年, 車載ネットワークプロトコルの業界標準である CAN の信頼性が, インバータの高集積化や高電圧化に起因する高電磁ノイズの影響で低下することが問題視されている. Nakamura らは, そのための高信頼化手法として自動再送要求および前方誤り訂正からなるハイブリッド通信プロトコルを提案している. 本論文では, その信頼性について解析的に論ずる. エラーカウンタの値を離散時間マルコフ連鎖の状態として, また, フレーム送信に成功もしくは失敗する確率を遷移確率としてそれぞれ表し, フレームの送信失敗確率がエラーカウンタの値に依存する故障モデルを記述する. そして, それに基づいた数値計算を行い, ハイブリッド通信プロトコルにおける HALT モードへ遷移するまでの平均時間が, 標準 CAN プロトコルのそれと比べて長くなることを示す. また, 前方誤り訂正を用いることで発生するフレームロスについて, HALT モードへ遷移するまでに失われるデータフレーム数の平均値を求め, それが FEC モードへ遷移するタイミングやフレームの送信失敗確率, パリティグループ長に大きく依存すること, およびその規模によっては何らかの対策が必要となることを示す. |
| 抄録(英) | In recent years, the controller area networks (CANs), the industry standard of in-vehicle network protocol, have continued to lose its reliability due to high electromagnetic noise caused by miniaturized inverter circuits. Nakamura et al. proposed the hybrid communication protocol, consisting of automatic repeat request (ARQ) and forward error correction (FEC), as a high reliability method. In this paper, we use discrete time Markov chain to analyze the reliability of this protocol. We describe a fault model in which frame error rate (FER) depends on the value of transmit error counter (TEC). We represent the value of TEC as states of discrete time Markov chain and FER as its transition probability. By numerical calculation, we show that the average time until transition to the HALT mode in the hybrid communication protocol is longer than one in standard CAN protocol. We also argue that the average number of data frames lost before transmitting to the HALT mode caused by FEC mode depends largely on the timing of transition to the FEC mode, FER, and the length of parity group. Therefore, when the average number is large, some measures are required. |
| キーワード(和) | コントローラエリアネットワーク / ハイブリッド通信プロトコル / 確率解析 / 離散時間マルコフ連鎖 |
| キーワード(英) | controller area network (CAN) / hybrid communication protocol / stochastic analysis / discrete time Markov chain |
| 資料番号 | R2017-15 |
| 発行日 | 2017-07-21 (R) |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | R |
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| 開催期間 | 2017/7/28(から1日開催) |
| 開催地（和） | 稚内サンホテル |
| 開催地（英） | Wakkanai Sun Hotel |
| テーマ（和） | 信頼性理論，通信ネットワークの信頼性，信頼性一般 |
| テーマ（英） | |
| 委員長氏名（和） | 弓削 哲史(防衛大) |
| 委員長氏名（英） | Tetsushi Yuge(National Defense Academy) |
| 副委員長氏名（和） | 安里 彰(富士通) |
| 副委員長氏名（英） | Akira Asato(Fujitsu) |
| 幹事氏名（和） | 田村 信幸(法政大) / 平栗 滋人(鉄道総研) |
| 幹事氏名（英） | Nobuyuki Tamura(Hosei Univ.) / Shigeto Hiraguri(RTRI) |
| 幹事補佐氏名（和） | 井上 真二(関西大) / 岡村 寛之(広島大) |
| 幹事補佐氏名（英） | Shinji Inoue(Kansai Univ.) / Hiroyuki Okamura(Hiroshima Univ.) |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | Technical Committee on Reliability |
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| 本文の言語 | JPN |
| タイトル（和） | 離散時間マルコフ連鎖による車載ネットワークCANの信頼性解析 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Reliability Analysis for CANs based-on Discrete Time Markov Chain |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | コントローラエリアネットワーク / controller area network (CAN) |
| キーワード(2)（和/英） | ハイブリッド通信プロトコル / hybrid communication protocol |
| キーワード(3)（和/英） | 確率解析 / stochastic analysis |
| キーワード(4)（和/英） | 離散時間マルコフ連鎖 / discrete time Markov chain |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 佐藤 諒平 / Ryohei Satoh |
| 第 1 著者 所属（和/英） | 首都大学東京(略称：首都大東京) Tokyo Metropolitan University(略称：Tokyo Metropolitan Univ.) |
| 第 2 著者 氏名（和/英） | 福本 聡 / Satoshi Fukumoto |
| 第 2 著者 所属（和/英） | 首都大学東京(略称：首都大東京) Tokyo Metropolitan University(略称：Tokyo Metropolitan Univ.) |
| 第 3 著者 氏名（和/英） | 大原 衛 / Mamoru Ohara |
| 第 3 著者 所属（和/英） | 首都大学東京(略称：首都大東京) Tokyo Metropolitan University(略称：Tokyo Metropolitan Univ.) |
| 発表年月日 | 2017-07-28 |
| 資料番号 | R2017-15 |
| 巻番号（vol） | vol.117 |
| 号番号（no） | R-161 |
| ページ範囲 | pp.7-12(R), |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | 2017-07-21 (R) |