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IEEE P1906.1 - ナノスケールおよび分子通信フレームワークの推奨プラクティス[1]は、 IEEE通信協会標準開発委員会が後援する標準ワーキンググループであり、ナノスケールおよび分子通信の共通フレームワークを開発することを目標としています。[2]これは新興技術であるため、標準は、イノベーションを促進し、技術をより速い速度で進歩させる共通の定義、用語、フレームワーク、目標、測定基準、およびユースケースについてコンセンサスを得ることによってイノベーションを促進するように設計されています。ドラフトは、2015年1月2日にコメント付きの最初のスポンサー投票を通過しました。コメントはワーキンググループによって対処され、結果として得られたドラフト投票は2015年8月17日に再可決されました。最後に、SBMLに関する追加資料が提供され、最終ドラフトは2015年10月15日に再可決されました。ドラフト標準は、2015年の最終四半期にIEEE RevComで承認されました。
メンバーシップ
ワーキンググループのメンバーには、数学モデリング、工学、物理学、経済学、生物科学の分野で深い知識を持つ産業界と学界の専門家が含まれています。[3]
コンテンツ
トランジスタなどの電子部品、またはマクロスケールとナノスケールで動作が類似する電気/電磁メッセージ キャリアは、定義から除外されます。人間が設計した合成コンポーネントは、自然または物理プロセスの標準化を避けることが重要であるため、システムの一部を形成する必要があります。コミュニケーションの定義、特に生物学者と非生物学者から見た細胞表面相互作用の領域は、議論の的となっています。インターフェイスは通信チャネルと見なされますが、「受容体シグナル伝達-遺伝子発現」イベントはネットワークです。
ドラフトは現在、定義、用語、フレームワーク、メトリクス、ユースケース、リファレンスコード（ns-3）で構成されています。[4]
この規格は非常に幅広い基礎を提供し、ナノスケール通信へのあらゆるアプローチを網羅しています。ナノスケール通信のアプローチを分類するための表面的な学術的試みは数多く行われてきましたが、この規格では波と粒子という 2 つの基本的なアプローチを考慮しています。これには、波と粒子のハイブリッドや準粒子も含まれます。
この標準の独自の貢献は、ユーザーが標準コンポーネントに基づいて構築できるようにする ns-3参照モデルです。
意味
- ナノスケールネットワークの正確な定義
用語
- ナノスケールネットワークの共通用語
- ナノスケール通信ネットワークは、非常に学際的な取り組みです。学際的な研究者が円滑に連携し、分野によって定義が異なる共通の定義による分野間の誤解を最小限に抑えるためには、明確な共通言語が必要です。P1906.1 ワーキング グループは、ナノスケール通信ネットワークに固有の共通定義について合意に達しました。
フレームワーク
- アドホックナノスケールネットワーキングのフレームワーク
- ナノスケール ネットワークの概念モデルが緊急に必要とされています。ナノスケール通信ネットワーク シミュレーション用の標準化されたプラットフォームが必要です。研究者は、ナノスケール通信ネットワークに関連するコンポーネントのシミュレーション モデルとパッケージを開発していますが、シミュレーション コンポーネントは概念レベルでも相互運用可能ではありません。IEEE P1906.1 ワーキング グループは、このニーズに対応するナノスケール通信フレームワークを採用しました。このフレームワークの結果は、標準モデルとして知られています。
メトリクス
- 指標と分析モデルは開発中
- ワーキンググループは現在、ナノスケール通信ネットワークを独自に特徴付ける指標の開発を進めています。[5] 20の指標が定義されています。
- メッセージの配信性
- メッセージの有効期間
- 情報密度
- 帯域幅遅延積
- 情報通信エネルギー
- 衝突動作
- 質量変位
- メッセージキャリアの位置精度
- 持続期間
- 拡散フラックス
- ランジュバンノイズ
- 特異性
- 親和性
- 感度
- 角度（到来角）スペクトル
- 遅延（到着時間）スペクトル
- アクティブネットワークプログラマビリティ
- 摂動率
- スーパーシステムの劣化
- 帯域幅とボリュームの比率
- ワーキンググループは現在、ナノスケール通信ネットワークを独自に特徴付ける指標の開発を進めています。[5] 20の指標が定義されています。
ユースケース
- 規格の具体的な適用例
- P1906.1 の定義とフレームワークを使用して実装されたナノスケール通信の特定のユースケースが提供されます。ユースケースまたは実装とフレームワークの標準モデル間の標準マッピングにより、ユースケースについて必要な情報の簡単な概要が得られ、ナノスケール通信ネットワークとの関連性を理解できます。
参照モデル
- 推奨されるプラクティスをモデル化する参照コードが開発中
- IEEE P1906.1の推奨プラクティスを実装するNs-3リファレンスコードは現在開発中です。P1906.1ワーキンググループが考案した通信フレームワークが実装されました。ナノスケールでの電磁気ベース、[6] 拡散ベース、[7]分子モーターベース通信[8]における各コンポーネントの相互作用と役割を強調した簡単な例が開発されました。
アプリケーション
用途は多岐にわたりますが、ナノ医療においては医療および生物学のユースケースに重点が置かれているようです。
シミュレーションソフトウェア
IEEE P1906.1ワーキンググループは、IEEE 1906.1標準を実装し、相互運用可能なさまざまな小規模通信物理層モデルの開発のための参照モデルおよびベースとして機能するns-3ナノスケールシミュレーションソフトウェアを開発しています。 [9]
文献レビュー
ナノスケール通信ネットワークに関するベストリーディングは、標準に関連する優れた背景情報を提供します。[10]トピックセクションでは、標準的なアプローチを使用して情報を分類します。[11]
IEEE 1906.1 に基づく
IEEE 1906.1 はナノスケール通信の基盤です。これを基に追加の標準が構築されることが期待されています。
IEEE 1906.1.1 ナノスケール通信システム用標準データモデル ナノスケール通信システム用標準データモデルは、ナノスケール通信のためのネットワーク管理および構成データモデルを定義します。[12] このデータモデルにはいくつかの目標があります。
- IEEE 1906.1-2015への準拠を確保する
- ナノスケール通信の本質を説明する
- IEEE 1906.1-2015の基礎物理学を捉える
- シミュレーションおよび実験システムの構成と管理を定義する
- 実験データに自己記述型データ構造を提供します。
データ モデルはYANGで記述されており、 NETCONF を使用してインターネット経由でナノスケール通信のリモート構成と操作が可能になります。
注記
- ^ IEEE ナノスケールおよび分子通信フレームワークに関する推奨プラクティス。2016-01-01。pp . 1–64。doi :10.1109 / IEEESTD.2016.7378262。ISBN 978-1-5044-0101-2。
- ^ IEEE P1906.1 - ナノスケールおよび分子通信フレームワークの推奨プラクティス
- ^ IEEE COM/ナノスケールおよび分子通信ワーキンググループ
- ^ Bush, S.; Paluh, J.; Piro, G.; Rao, V.; Prasad, V.; Eckford, A.、「Defining Communication at the Bottom」、Molecular, Biological and Multi-Scale Communications、IEEE Transactions on、vol.PP、no.99、pp.1-1。
- ^ Bush, SF; Goel, S.、「ナノスケール通信ネットワークのモデリングとシミュレーションの指標としての持続長」、Selected Areas in Communications、IEEE Journal on、vol.31、no.12、pp.815-824、2013 年 12 月 doi: 10.1109/JSAC.2013.SUP2.12130014。
- ^ 1906 NS-3 電磁モデル
- ^ 1906 NS-3 拡散モデル
- ^ 1906 NS-3 分子モーターモデル
- ^ 1906 NS-3 電磁モデル
- ^ ナノスケール通信ネットワークのベストリーディングを発見
- ^ ナノスケール通信ネットワークに関するベストリーディングトピック
- ^ IEEE 1906.1.1 - ナノスケール通信システムの標準データモデル
参考文献
- IEEE P1906.1 - ナノスケールおよび分子通信フレームワーク プロジェクト アプリケーション要求 (PAR) の推奨プラクティス。
外部リンク
- IEEE P1906.1 - ナノスケールおよび分子通信フレームワークの推奨プラクティス