2017 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 | 無線LAN / IEEE802.11n / MIMO / テストベッド / Raspberry Pi / USBアダプタ / スループット / アルゴリズム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
29年度の研究では，本研究の4項目について以下の実績を得ている．
１．MIMO伝送最適化：①MIMOを実装している様々な無線デバイス（AP，PC，USBアダプタ）を準備し，それらを用いてスループット測定実験を行った．結果を用いて，これまで提案しているスループット推定モデルのパラメータを求めた．②SISOまたはMIMOの利用可能なPCを複数用いて，同一APと同時通信を行った場合のスループット測定実験を行った．その結果，単一PCとの通信に比べ，スループット特性に大きな違いがあることを確認した．関連文献の調査を行い，無線通信の原理に基づいて，原因を推定し，モデル化を行った．また，複数PC同時通信時のスループット推定モデルを用いて，本研究の核である動作AP構成アルゴリズムの拡張を行い，テストベッドを用いたスループット測定実験により，正しさを検証した．③①，②の結果を用いて，スループット最大化のためのMIMO利用可能なPCのネットワークフィールド内の配置場所の最適化アルゴリズムを提案し，テストベッド実験により，その正しさを検証した．
２．E-WLANシステム構成法：より現実的なネットワーク環境を考慮するため，ホストがE-WLANシステムに動的に参加および離脱を行う場合の動作AP構成アルゴリズムの拡張を行った．テストベッド実験により，その有効性を検証した．
３．分散データキャッシュ：E-WLANシステム内のファイル（コンテンツ）の管理に使用するための既存ソフトの検討を行った．
４．テストベッド構築：①小型・安価なAPとして，Raspberry Piを用いたソフトAPの実装を行った．②Raspberry Pi でのMIMO通信の性能向上のために，USB無線アダプタを用いたハードウェアチャネルボンディングを実現した．③上記１．および２．のために，28年度の研究で構築したテストベッドを拡張した．
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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
研究実績の概要に示したように，申請時の研究計画で挙げた4項目のそれぞれにおいて，十分に満足できる成果を得ていると判断している．詳細には，その中では，研究内容の具体化を進めるにつれて，当初の計画以上の知見が得られ，それに基づく成果が得られているものがある反面，事前の検討不足や機材購入の遅れなどにより，当初の計画よりは，やや遅れているものもある．
前者としては，単一APと，複数のPCと同時通信を行った場合のスループット特性が，単一PCとの通信時と，大きく異なることが挙げられる．今回，その原因を推定し，複数PC同時通信時のスループット推定モデルの拡張を提案している．それに合わせて，動作AP構成アルゴリズムの拡張も行い，テストベッド実験により，それらの正しさを検証している．また，Raspberry Piを用いたソフトウェアAPの性能向上のために，USB無線アダプタを用いたハードウェアチャネルボンディングを実現していることが挙げられる．
後者としては，MU-MIMO（マルチユーザMIMO）とSU-MIMO（シングルユーザMIMO）の使い分けの最適化や，E-WLANシステム内のファイル（コンテンツ）管理のための諸機能の実装の遅れが挙げられる．
以上より，本研究の現在までの進捗状況を「おおむね順調に進展している」と判断している．
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| Strategy for Future Research Activity |
今後の研究では，まず，現在までの進捗状況で述べた，やや遅れている研究課題である，MU-MIMO（マルチユーザMIMO）とSU-MIMO（シングルユーザMIMO）の使い分けの最適化と，E-WLANシステム内のファイル（コンテンツ）管理のための諸機能の実装に，積極的に取り組むこととする．
前者では，まず，MU-MIMOをサポートするAPおよびUSB無線アダプタを複数，購入する．現状，既にそれらのデバイスの選定を終えており，今後，購入とそれらを用いた評価実験を進める．
後者では，ファイル管理ソフトを導入し，その評価を行う．また，大規模ファイルサーバ用PC（デスクトップPCを予定）およびファイル分散保持用ノード（Raspberry Piを予定）におけるファイル管理手順（検索インデックスの付与，目次ファイルへの登録，低アクセスファイルの削除，高アクセスファイルのファイル分散保持用ノードへのコピーなど）の詳細仕様を検討し，それらの実装を進める．
更に，29年度の研究で実装した， E-WLANシステムへのホストの動的な参加および離脱時に発生する，既存ホストの接続先APの変更に時間がかかり，長時間の通信動作の停止が生じることが，問題となっている．今回，その対策として，参考文献で紹介されている，仮想APの技術を用いることを検討し，停止時間の短縮を進めて行く．
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