2018 Fiscal Year Annual Research Report
QoS balancing traffic control when message segmentations occur
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15K00139
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| Research Institution | Waseda University |
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Principal Investigator |
池川 隆司 早稲田大学, 理工学術院総合研究所(理工学研究所), 客員上級研究員(研究院客員教授) (00721804)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
岸 康人 松蔭大学, 公私立大学の部局等, 教授 (50552999)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 通信ネットワーク / メッセージ分割 / ペイロード長 / グッドプット / 平均応答時間 / ビット誤り / 集団到着待ち行列 / 無線ネットワーク |
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| Outline of Annual Research Achievements |
Webページ転送のようなアプリケーションでは巨大なデータ（メッセージ）が発生する。通信ネットワークでは、このようなメッセージを宛先まで円滑に転送するために、ペイロード長を超えるメッセージを受信した送信元は、複数のデータセグメントに分割するとともに各データセグメントにヘッダー・トレーラーを付与し、パケットを生成する。したがって、ペイロード長は、通信ネットワークユーザへのQoS (Quality of Service：サービス品質)を保証するための重要な制御・管理パラメータとなる。本研究では、グッドプットや平均往復応答時間をQoSとして取り上げ、これらのQoSに対してペイロード長を最適化する問題を取り扱った。
a) ビット誤りが発生する通信ネットワークでのグッドプットの最適化問題: 無線ネットワークのように、パケットがビット誤りにより廃棄され、廃棄パケットが再送されるシナリオでは、パケット当たりのオーバヘッド（ヘッダー・トレーラー）とビット誤りによるパケット廃棄率（再送率）との間には、トレードオフの関係がある。このトレードオフを表す数理モデルを考案し、数値例よりグッドプットを最大化するペイロード長が存在することを明らかにした。その成果を国際会議とarXivで公開した。
b) 複数パケットの物理リンクへのバースト的な到着を考慮した平均応答時間の最適化問題: 通常、メッセージが複数のパケットに分割される場合、分割パケットの集まりはバースト的に物理リンクに到着する。この場合、平均応答時間を構成する平均待ち時間と平均転送時間との間には、トレードオフの関係が発生する。このトレードオフを表す集団到着待ち行列モデルを考案した。メッセージ長が指数分布に従い負荷がない場合、平均応答時間を最小にするペイロード長の近似値を導出した。その成果を国際会議等で公開した。
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