2014 Fiscal Year Annual Research Report
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26280028
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| Research Institution | Shizuoka University |
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Principal Investigator |
峰野 博史 静岡大学, 情報学研究科, 准教授 (40359740)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
木谷 友哉 静岡大学, 情報学研究科, 准教授 (40418786)
猿渡 俊介 静岡大学, 情報学研究科, 助教 (50507811)
樫原 茂 奈良先端科学技術大学院大学, 情報科学研究科, 助教 (60380739)
水野 忠則 愛知工業大学, 情報科学部, 教授 (80252162)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | モバイルネットワーク / データオフローディング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
遅延耐性のあるモバイルデータ通信に対し，データの送信時刻を適切に制御することで，時間的，空間的，通信路的な3次元で空間利用効率を最大化させるモバイルデータ3Dオフローディング手法の確立をめざし，MDOP (Mobile Data Offloading Protocol)の詳細設計を進めた．MDOPはアプリケーション層の直下に実装し，MDOP対応アプリケーションが通信するデータのうち，遅延耐性のあるデータを対象にモバイルデータオフローディングを行い，データの遅延耐性は，データの種類毎にMDOP対応アプリケーションが指定するものとする．MDOPは，BSとUEの状態に基づいてデータ送信を停止すべき時間帯（送信停止時間帯）を把握し，データの遅延耐性を満たす範囲で送信時間を制御する．この送信停止時間帯の決定に伴い，モバイルデータ通信量の削減を行う「通信路的オフローディング」，空間的局所性を解消する「空間的オフローディング」，時間的局所性を解消する「時間的オフローディング」の3つのオフローディングポリシの中から1つを選択する．また，MDOPは広域環境での動作を対象にしているため，実環境下で評価シナリオに基づいて各ノードを移動させるのは非常に困難である．そこで，仮想化技術を用いたエミュレーションによって，実ノードの持つ各種無線デバイスに対応する仮想デバイスモデルを研究開発し，実機とシミュレーションのトレードオフを解決可能なHigh Fidelity Emulation Environmentの研究開発を進めた．さらに，ネットワークシミュレーションを用いて通信インフラへの影響を調査するために必要な移動機器の移動モデル設定に関して，パーソントリップ調査データを用いる手法を検討した．
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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
モバイルデータ通信の時間的・空間的局所性を考慮し，モバイルデータ通信をオフローディングするMDOPの詳細設計を進めた．MDOPは遅延耐性を持つデータに対して通信路，空間，時間という3つのオフローディングポリシで，BSの負荷分散及び負荷削減を行う．MDOPのアルゴリズムや評価方法の検討を開始し，時間的・空間的オフローディングのネットワークシミュレータへの実装を進め，MDOPのオフローディング効果の分析を進めていく．BS負荷情報の取得は，UEの位置情報統計から得られる人口推定技術の利用を考えている．移動予測に関しては，UEの移動履歴から移動予測を行う手法や，機械学習を用いて将来の移動予測を行う手法の適用を考えている．実機評価とシミュレーション評価のトレードオフを解決するために，ネットワークシミュレーションの端末モデルとして仮想マシンを利用可能とし，無線LANの動作を実機に対して忠実化するHigh Fidelity Emulation Environmnetの研究開発を進めた．シミュレータと仮想マシン間の無線LANフレームの転送を実現可能とする仮想無線LANデバイスの開発は困難であったが対象デバイスをar9160に絞り実装に成功した．実機動作に対する忠実度の評価をIperfによって実施した結果，TCPスループットおよびシーケンスナンバの変化に関してほぼ実機と同等の結果を得ることができた．また，パーソントリップデータを用いた移動モデルの構築に関して，シミュレーション結果と実際のJR乗車人数との比較の結果，複数の沿線が隣接していない駅の乗降者数で，約82%の再現率を確認でき，より実情に即した移動モデルをネットワークシミュレータへ設定できる可能性を確認した．
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| Strategy for Future Research Activity |
MDOPのアルゴリズムや評価方法の詳細検討を進め，ネットワークシミュレータへの実装を進めるとともに，High Fidelity Emulation Environmnetの忠実度の定量評価を行った上で，MDOPを高精細に評価可能な環境を構築する．特に，時間的・空間的オフローディング，通信路的オフローディング，現実的な移動，BS負荷モデルを導入してMDOPの詳細特性評価を進め，モバイルデータの持つ空間的局所性と時間的局所性の特性を考慮してMDOPが効果的にモバイルデータのオフローディングを実現可能か分析を進める．
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| Remarks |
峰野研究室ホームページ
http://www.minelab.jp/
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