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2014 Fiscal Year Research-status Report

無線LANネットワークにおける改造端末の検出と制御を統一的に行う通信品質制御技術

Research Project

Project/Area Number 26420367
Research InstitutionHiroshima City University

Principal Investigator

小畑 博靖  広島市立大学, 情報科学研究科, 講師 (30364110)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 高野 知佐  広島市立大学, 情報科学研究科, 准教授 (60509058)
石田 賢治  広島市立大学, 情報科学研究科, 教授 (70221025)
Project Period (FY) 2014-04-01 – 2017-03-31
Keywordsネットワーク・LAN / 無線LAN / 改造端末 / 通信品質制御
Outline of Annual Research Achievements

平成26年度では、以下のように無線LAN環境における改造端末の検出・制御技術に関して検討した。
(1)MAC改造端末の基本的特性評価の一環として、無線LANマルチレート環境における無線LAN端末の通信特性を実験的に評価した。実験では、アクセスポイントと無線端末間の距離を一定間隔毎に変えつつ、スループット、受信電力、送信レートに関して評価した。その結果、通信距離に応じて利用される送信レートにはある一定の傾向があることが分かった。また、送信レートと受信電力の間に関連性があるものの限定的なことが分かった。さらに、無線端末の設置位置によってスループットが大きく異なり、MACパラメータを改造していない通常端末であっても改造端末として誤検知される可能性があることも分かった。
(2)MAC改造端末の基本的特性評価結果に基づき検出技術の基礎検討を行った。まず、スループットやアクセス間隔等の複数の評価指標パラメータを検討し、これらの時間変化について評価した。その結果、一つの評価指標パラメータでは、MAC改造端末と通常端末を区別することが困難なことが分かった。そこで、2つの評価指標パラメータを用いた新たなMAC改造端末検出評価式を導出した。シミュレーション評価の結果、ある特定の改造を行ったMAC改造端末を検出できる可能性があることが分かった。
(3)MAC改造端末の制御技術の基礎検討として、結合振動子の同期現象に基づく無線LANメディアアクセス制御を利用したスループット保証制御を検討した。提案技術はアクセスポイントにて各端末のパラメータを制御するため、MAC改造端末の制御に応用できる可能性がある。シミュレーション評価の結果、提案方式は特定の端末に対してスループットをある程度保証可能なことが分かった。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

本研究では、秩序のある効率的な無線LANサービスの提供を目指し,MACパラメータを改造したMAC改造端末の検出および制御を統一的に行う通信品質制御技術を開発している。初年度では、主にMAC改造端末の検出技術の基礎的検討および評価を行った。また、MAC改造端末の制御を行うための基礎的な検討も行った。また、この成果に基づき、各開発技術の有効性について考察した。さらに得られた成果の一部を、IEEEの国際会議および電子情報通信学会の研究会等において発表しており、概ね計画通りに進捗していると考えられる。

Strategy for Future Research Activity

今後は以下のように研究を進める予定である。
平成27年度では,まず,平成26年度に検討したMAC改造端末の検出技術のさらなる評価および改良を行う.次に,MAC改造端末の制御に対応した通信品質制御技術を検討する.MAC改造端末の制御技術では,2つのアプローチにより検討する.1つ目は,MAC層制御のみ用いたMAC層改造端末の制御技術である.これまでに検討しているMAC改造端末が取得したデータ送信権を,アクセスポイントにおいて,他の通常端末への送信権に振替えて割り当てる制御を拡張し,アクセス間隔以外の占有時間など他の改造を施したMAC改造端末への対策技術を開発する.さらに,通信の効率化を目指し,結合振動子の同期現象の数理モデルを利用した制御も検討する.2つ目は,これまでに検討したTCP制御とMAC制御を共用するクロスレイヤ制御技術を基にした制御方法の検討である.また,得られた成果の国際会議での発表や学術論文への掲載を目指す.
平成28年度では,平成26年度および平成27年度の成果に基づき,まず,前年度までに提案したMAC改造端末の検出技術と制御技術を統合した技術を検討する.次に,検討した統合技術を計算機シミュレーションにより評価する.シミュレーション評価では,検出から制御までに要する時間や帯域利用率等の観点で評価する.また,シミュレーションにより効果が明らかとなった後,実機での実証実験を行う.ここで,実装では,コードの改造が比較的容易なLinuxへの組み込みを検討している.さらに,これらの実証実験により開発技術の改善点が判明した場合、開発技術のさらなる改良を行う.また,得られた成果の国際会議での発表や学術論文への掲載を目指す.

Causes of Carryover

出張前に想定していた移動経路よりも、実際の出張時にはより安価な移動経路を利用できた場合等があったため、若干の残額が生じた。

Expenditure Plan for Carryover Budget

繰り越し金額は少額であるため、成果発表の際に必要な別刷り代等として有効利用する予定である。

  • Research Products

    (23 results)

All 2015 2014

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results,  Acknowledgement Compliant: 6 results) Presentation (17 results)

  • [Journal Article] 端末の分布を考慮したマルチレート無線LAN環境のアクセスポイントにおけるスループット予測法の高速化2015

    • Author(s)
      濱本 亮, 高野 知佐, 小畑 博靖, 石田 賢治
    • Journal Title

      電子情報通信学会論文誌(A)

      Volume: J98-A Pages: 209-220

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Throughput Improvement Method Exploiting Capture Effect in Densely Placed WLANs2015

    • Author(s)
      Kenji Takahashi, Hiroyasu Obata, Tutomu Murase, and Kenji Ishida
    • Journal Title

      Proc. ACM the 9th International Conference on Ubiquitous Information Management and Communication (IMCOM2015)

      Volume: IMCOM2015 Pages: 36

    • DOI

      10.1145/2701126.2701146

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Throughput Characteristics Evaluation of Media Access Control Method based on Synchronization Phenomena of Coupled Oscillators over WLAN coexisting of CSMA/CA terminals2014

    • Author(s)
      Hiroyasu Obata, Ryo Hamamoto, Chisa Takano, and Kenji Ishida
    • Journal Title

      Proc. 7th International Workshop on Autonomous Self-Organizing Networks (ASON’14)

      Volume: ASON’14 Pages: 254-259

    • DOI

      10.1109/CANDAR.2014.25

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] UDP Throughput Evaluation Considering the Communication Distance Between AP and Wireless Terminals over Multi-rate WLAN Environment2014

    • Author(s)
      Kohei Izui, Hiroyasu Obata, Chisa Takano, and Kenji Ishida
    • Journal Title

      Proc. 7th International Workshop on Autonomous Self-Organizing Networks (ASON’14)

      Volume: ASON’14 Pages: 249-253

    • DOI

      10.1109/CANDAR.2014.98

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Performance Evaluation of Flow QoS Guarantee Method based on TCP Congestion Control and MAC Frame Priority Control over Multi-rate WLAN Environment2014

    • Author(s)
      Hikaru Tsushima, Ryo Hamamoto, Hiroyasu Obata, and Kenji Ishida
    • Journal Title

      Proc. 7th International Workshop on Autonomous Self-Organizing Networks (ASON’14)

      Volume: ASON’14 Pages: 266-271

    • DOI

      10.1109/CANDAR.2014.97

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Characteristics Analysis of an AP Selection Method Based on Coordination Moving Both Users and APs2014

    • Author(s)
      Ryo Hamamoto, Chisa Takano, Hiroyasu Obata, Kenji Ishida, and Tutomu Murase
    • Journal Title

      Proc. 7th International Workshop on Autonomous Self-Organizing Networks (ASON’14)

      Volume: ASON’14 Pages: 243-248

    • DOI

      10.1109/CANDAR.2014.96

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] 無線LANメディアアクセス制御方式SP-MACの通信端末数に対するスループット性能評価2015

    • Author(s)
      小畑 博靖, 濱本 亮, 高野 知佐, 石田 賢治
    • Organizer
      電子情報通信学会2015年総合大会
    • Place of Presentation
      滋賀
    • Year and Date
      2015-03-11
  • [Presentation] 無線LAN環境におけるスループット向上を目指したFECに基づくTCP輻輳制御に対する冗長度決定方式2015

    • Author(s)
      手嶋 郁也, 小畑 博靖, 石田 賢治
    • Organizer
      電子情報通信学会 情報ネットワーク研究会
    • Place of Presentation
      沖縄
    • Year and Date
      2015-03-03
  • [Presentation] CSMA/CAにおけるバックオフ時間制御とTCP制御によるフローQoS保証方式2015

    • Author(s)
      松本 博樹, 小畑 博靖, 石田 賢治
    • Organizer
      電子情報通信学会 情報ネットワーク研究会
    • Place of Presentation
      沖縄
    • Year and Date
      2015-03-03
  • [Presentation] マルチレート無線LAN環境における結合振動子の同期現象に基づいたメディアアクセス制御方式の性能評価2015

    • Author(s)
      濱本 亮, 山本 酉貴, 小畑 博靖, 高野 知佐, 石田 賢治
    • Organizer
      電子情報通信学会 情報ネットワーク研究会
    • Place of Presentation
      沖縄
    • Year and Date
      2015-03-03
  • [Presentation] 無線LAN環境におけるアクセスポイントを考慮したメディアアクセス制御方式SP-MAC2015

    • Author(s)
      安藤 竜馬, 濱本 亮, 小畑 博靖, 高野 知佐, 石田 賢治
    • Organizer
      電子情報通信学会 ネットワークシステム研究会
    • Place of Presentation
      沖縄
    • Year and Date
      2015-03-03
  • [Presentation] 無線LANのメディアアクセス制御方式SP-MACを用いたスループット保証制御2015

    • Author(s)
      山本 酉貴, 濱本 亮, 小畑 博靖, 高野 知佐, 石田 賢治
    • Organizer
      電子情報通信学会 ネットワークシステム研究会
    • Place of Presentation
      沖縄
    • Year and Date
      2015-03-03
  • [Presentation] 複数WLAN密集環境におけるキャプチャ効果によるフレーム同時送信を考慮した適応的CTS制御2014

    • Author(s)
      高橋 健次, 小畑 博靖, 村瀬 勉, 石田 賢治
    • Organizer
      第16回IEEE 広島支部 学生シンポジウム
    • Place of Presentation
      広島
    • Year and Date
      2014-11-15 – 2014-11-16
  • [Presentation] 無線LANマルチレート環境におけるAPと無線端末間の距離を考慮したUDPスループットの特性評価2014

    • Author(s)
      泉井 康平, 小畑 博靖, 石田 賢治
    • Organizer
      第16回IEEE 広島支部 学生シンポジウム
    • Place of Presentation
      広島
    • Year and Date
      2014-11-15 – 2014-11-16
  • [Presentation] 無線LANマルチレート環境におけるTCP制御とMAC制御を共に用いたフローQoS保証方式のスループット評価2014

    • Author(s)
      津島 光, 小畑 博靖, 石田 賢治
    • Organizer
      第16回IEEE 広島支部 学生シンポジウム
    • Place of Presentation
      広島
    • Year and Date
      2014-11-15 – 2014-11-16
  • [Presentation] 無線LAN環境におけるFECを適応的に用いたTCP-AFECのスループット特性評価2014

    • Author(s)
      手嶋 郁也, 小畑 博靖, 石田 賢治
    • Organizer
      第16回IEEE 広島支部 学生シンポジウム
    • Place of Presentation
      広島
    • Year and Date
      2014-11-15 – 2014-11-16
  • [Presentation] 双方向フローが存在する無線LAN環境下における結合振動子の同期現象に基づくMAC制御方式の特性評価2014

    • Author(s)
      安藤 竜馬, 濱本 亮, 小畑 博靖, 高野 知佐, 石田 賢治
    • Organizer
      第16回IEEE 広島支部 学生シンポジウム
    • Place of Presentation
      広島
    • Year and Date
      2014-11-15 – 2014-11-16
  • [Presentation] 結合振動子の同期現象に基づく無線LANメディアアクセス制御の適用領域2014

    • Author(s)
      小畑 博靖, 濱本 亮, 高野 知佐, 石田 賢治
    • Organizer
      電子情報通信学会 ネットワークシステム研究会
    • Place of Presentation
      島根
    • Year and Date
      2014-10-16
  • [Presentation] DCF端末が混在する無線LAN環境下における結合振動子の同期現象に基づくメディアアクセス制御の特性評価2014

    • Author(s)
      小畑 博靖, 濱本 亮, 高野 知佐, 石田 賢治
    • Organizer
      電子情報通信学会2014年ソサイエティ大会
    • Place of Presentation
      徳島
    • Year and Date
      2014-09-26
  • [Presentation] 無線LANマルチレート環境におけるTCP制御とMAC制御を共用したフローQoS保証方式の特性評価2014

    • Author(s)
      津島 光, 小畑 博靖, 石田 賢治
    • Organizer
      電子情報通信学会 情報ネットワーク研究会
    • Place of Presentation
      宮城
    • Year and Date
      2014-09-12
  • [Presentation] 複数無線LANが密集した環境におけるキャプチャエフェクトを考慮したスループット向上に関する検討2014

    • Author(s)
      高橋 健次, 小畑 博靖, 村瀬 勉, 石田 賢治
    • Organizer
      電子情報通信学会 情報ネットワーク研究会
    • Place of Presentation
      宮城
    • Year and Date
      2014-09-12
  • [Presentation] 無線LAN環境における結合振動子の同期現象に基づくメディアアクセス制御方式の特性評価2014

    • Author(s)
      小畑 博靖, 濱本 亮, 高野 知佐, 石田 賢治
    • Organizer
      電子情報通信学会 第3回NetSci/CCS研究会合同ワークショップ
    • Place of Presentation
      北海道
    • Year and Date
      2014-08-08
  • [Presentation] マルチレート無線LAN環境におけるアクセスポイントの高速スループット予測法に対する適応的な予測式選択法2014

    • Author(s)
      濱本 亮, 高野 知佐, 小畑 博靖, 石田 賢治
    • Organizer
      電子情報通信学会 情報ネットワーク研究会
    • Place of Presentation
      香川
    • Year and Date
      2014-06-26

URL: 

Published: 2016-05-27  

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