2016 Fiscal Year Research-status Report
エラスティック無線LANシステム構成法に関する研究
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16K00127
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
舩曵 信生 岡山大学, 自然科学研究科, 教授 (70263225)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | IEEE802.11 / 無線LAN / スループット推定式 / チャネル割当 / RaspberryPi / 無線アクセスポイント / テストベッド |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の研究計画に示した4つの項目ごとに報告する．
まず，MIMO伝送最適化では，IEEE802.11acおよび11n無線機器を導入し，数・向き・高さや測定フィールド環境，通信トポロジなどを変えて通信性能の測定実験を行い，無線アクセスポイント（AP）の種類・設置方法・屋内外での障害物・干渉の影響などを考慮したスループット推定式を設定した．ここでは，Log-distance path loss modelで受信信号強度の推定を行った後，シグモイド関数を用いてスループット推定を行うこととした．また，APの設置高さ・向きがスループットに大きく影響することを明らかにした上で，その最適化手順を示した．なお，11acで採用されているMU-MIMOを実装した市販AP機器で通信実験を行った結果，現時点ではMU-MIMOは性能不十分であることが明らかとなった．
次に，E-WLANシステム構成法では，従来の動作AP構成アルゴリズムのチャネル割当への拡張を行った．これは，IEEE802.11では干渉のないチャネル数が限定されるためである．また，部分的に干渉するチャネル割当時の通信性能の測定実験を行い，その特性を調査した．この結果を試行的に動作AP構成アルゴリズムに採用し，部分干渉チャネル利用の有効性を示した．
また，分散データキャッシュでは，Web技術によるデータ管理・検索方法，インデックス体系・管理方法およびデータ配置最適化の検討を行った．
最後に，テストベッド構築では，安価・小型・高性能コンピュータとして世界中で注目されているRaspberryPiを用いた無線APを実装した．今回，新たに遠隔ON/OFF機能および遠隔チャネル割当機能を実装し，完成度を高めた．現在，AP単体での通信能力を高めるために，複数インタフェース・チャネル利用のための実装を進めている．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究の現在までの進捗では，当初計画以上に進んでいる項目と当初計画に未達の項目の両方が存在しており，後者は，研究計画全体への影響が大きくないことから，「おおむね順調に進展」と評価している．
まず，当初計画以上の項目として，MIMO伝送最適化およびテストベッド構築が挙げられる．前者では，無線アクセスポイント（AP）の設置方法の最適化手順と，AP・ホスト間リンクのスループット推定式を明らかにした．また，後者では，RaspberryPiを用いて，遠隔ON/OFF機能および遠隔チャネル割当機能を有する無線APの実装を行った．また，本APの複数ホストとの通信時の通信性能の向上を目的として，複数インタフェースおよびチャネル利用のための実装の目途を得ている．
次に，当初計画に未達の項目として，E-WLANシステム構成法および分散データキャッシュが挙げられる．前者では，AP・リンク故障耐性のための冗長性を考慮したAP・モバイルルータ配置法，データ分散保持のためのキャッシュ配置法の検討が未着手となっている．後者では，ファイル分割法の検討が未着手である．これらの推進が次の課題である．
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| Strategy for Future Research Activity |
今後，平成28年度の研究計画の未達項目の推進を含め，本計画に従って本研究を進めていく．
まず，MIMO伝送最適化では，更に異なる条件下において，通信性能の測定実験を行い，スループット推定式の精度検証，および，その精度向上のための改善，推定式の一層の汎用化を行う．なお，MU-MIMOについては，28年度の実験により，現時点の市販AP機器での実装では，その性能が不十分であることが明らかとなったことから，本研究では実施しないこととする．
次に，E-WLANシステム構成法では，AP・リンク故障耐性のための冗長性を考慮したAP・モバイルルータ配置法，データ分散保持のためのキャッシュ配置法の検討を行い，それらの最適化のためのアルゴリズムを提案する．そして，これらのアルゴリズムをテストベッドに実装することで，E-WLANシステムの機能を高度化する．
また，分散データキャッシュでは，ファイル分割法の検討を行い，ファイル送信に関する一連の動作をテストベッドに実装する．
最後に，テストベッド構築では，モバイルルータの情報をE-WLANシステムの管理サーバに取り込む方法を検討し，その機能を実装した後，開発途上国のネットワーク環境を想定した評価実験を行う．
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