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現象数理学に基づく無線LAN通信品質のモデル化技術

研究課題

研究課題/領域番号 19K11944
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分60060:情報ネットワーク関連
研究機関広島市立大学

研究代表者

小畑 博靖  広島市立大学, 情報科学研究科, 准教授 (30364110)

研究分担者 高野 知佐  広島市立大学, 情報科学研究科, 教授 (60509058)
石田 賢治  広島市立大学, 情報科学研究科, 教授 (70221025)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード無線LAN / 通信品質 / 現象数理学 / モデル化
研究開始時の研究の概要

新たな無線LAN(WLAN)通信技術を検討する場合,ネットワークシミュレータにより通信品質を検証することは必要不可欠である.しかし現存のネットワークシミュレータは,電波伝搬等を考慮した多くの通信モデルを利用できるが,想定する環境に応じてモデルを変更する必要があり汎用性に乏しい.さらに,考慮すべきパラメータが多く,熟練していない利用者にとって容易には利用し難い状況にある.そこで本研究では,現象数理学の観点を用いて,汎用性が高くパラメータ設定を効率的に行えるWLAN通信品質モデルの開発に挑戦する.具体的には,WLANの電波と同様に「伝わる」性質を持つ自然現象を表現する数理モデルを用いて検討する.

研究成果の概要

本研究では,現象数理学の観点を用いて効率的かつ汎用性の高い無線LAN通信品質のモデル化技術の実現を目指し,(1)実機を用いた基礎データの取得,(2)実験データに基づくモデル検討,を行った.その結果,移流拡散現象モデルに基づく伝送レート変化モデルおよびスループット推定モデルを提案した.提案モデルは,通信品質に影響する通信距離,地表属性,送信電力を考慮しており,従来方式よりも汎用性が高いことを確認した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で得られた伝送レート変化モデルおよびスループット推定モデルは,パラメータ調整だけで従来モデルよりも広い範囲の通信環境を容易に再現可能である.この成果を利用することで,アクセス回線として重要なインフラとなっている無線LANネットワークの効率的な構築や無線LANによる通信サービス提供を容易にする可能性がある.さらに,本技術を応用することで技術進歩が非常に早い無線LAN通信サービスのさらなる発展に貢献できる可能性もある.

報告書

(5件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (32件)

すべて 2023 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (11件) (うち査読あり 11件) 学会発表 (21件) (うち招待講演 2件)

  • [雑誌論文] キャプチャ効果によるスループット向上と無線LANシステム間のスループット公平性改善の両立を目指したメディアアクセス制御2023

    • 著者名/発表者名
      三浦 圭輝, 小畑 博靖, 高野 知佐, 石田 賢治
    • 雑誌名

      電子情報通信学会論文誌B 通信

      巻: J106-B 号: 5 ページ: 303-316

    • DOI

      10.14923/transcomj.2022NSP0008

    • ISSN
      1881-0209
    • 年月日
      2023-05-01
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] V-SP-MAC: 無線マルチホップ環境における同期範囲を考慮した結合振動子の同期現象に基づくメディアアクセス制御2023

    • 著者名/発表者名
      中村 一貴, 小畑 博靖, 高野 知佐, 石田 賢治
    • 雑誌名

      電子情報通信学会論文誌B 通信

      巻: J106-B 号: 3 ページ: 134-145

    • DOI

      10.14923/transcomj.2022GWP0010

    • ISSN
      1881-0209
    • 年月日
      2023-03-01
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Transmission Rate Variation Model Considering Transmission Power Based on Advection-Diffusion Equation for Multi-Rate Wireless LANs2022

    • 著者名/発表者名
      Shunsuke Sawamura, Hiroyasu Obata, Chisa Takano, and Kenji Ishida
    • 雑誌名

      Proc. 2022 IEEE 11th Global Conference on Consumer Electronics (GCCE2022)

      巻: none ページ: 828-829

    • DOI

      10.1109/gcce56475.2022.10014403

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] User Cooperative Mobility to Improve TCP-BBR Throughput in Ad-Hoc Networks2022

    • 著者名/発表者名
      Naoyuki Ito, Jiquan Xie, Hiroyasu Obata, and Tutomu Murase
    • 雑誌名

      Proc. 2022 IEEE International Conference on Consumer Electronics-Taiwan

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Switching Method of Media Access Control for Improving Fairness of Throughput between WLAN systems under Adjacent Channel Interference2021

    • 著者名/発表者名
      Obata Hiroyasu、Takano Chisa
    • 雑誌名

      Proc. 14th International Workshop on Autonomous Self-Organizing Networks

      ページ: 42-48

    • DOI

      10.1109/candarw53999.2021.00014

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Performance Evaluation of Information Floating with Limited Expiration Time in Terms of Information Reception Time and Error Diffusion Rate2021

    • 著者名/発表者名
      Ikeda Yuko、Obata Hiroyasu、Ishida Kenji
    • 雑誌名

      Proc. 14th International Workshop on Autonomous Self-Organizing Networks

      巻: 1 ページ: 28-34

    • DOI

      10.1109/candarw53999.2021.00012

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Performance Evaluation on Concurrent Connecting QUIC and TCP Nodes over Wireless LAN2021

    • 著者名/発表者名
      Nobuo Aoki, Kohei Okazaki, Hiroyasu Obata, and Junichi Funasaka
    • 雑誌名

      Proc. 3rd International Conference on Computer Communication and the Internet (ICCCI)

      巻: -

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Throughput Characteristics Evaluation of Media Access Control SP-MAC in Multi-hop WLAN Environment Considering Capture Effect2020

    • 著者名/発表者名
      Kazuki Nakamura, Hiroyasu Obata, Chisa Takano, and Kenji Ishida
    • 雑誌名

      Proc. 13th International Workshop on Autonomous Self-Organizing Networks (ASON’20)

      巻: - ページ: 46-52

    • DOI

      10.1109/candarw51189.2020.00022

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Media Access Control Method based on Capture Effect considering Throughput Fairness among WLAN Systems2020

    • 著者名/発表者名
      Yoshiki Miura, Hiroyasu Obata, Chisa Takano, and Kenji Ishida
    • 雑誌名

      Proc. The 8th Korea-Japan Joint Workshop on Complex Communication Sciences (KJCCS2020)

      巻: B2

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Modeling of Transmission Rate Based on Experimental Evaluation on Multi-Rate Wireless LAN for Safe and Secure Life2019

    • 著者名/発表者名
      Hiroyasu Obata, Chisa Takano, and Kenji Ishida
    • 雑誌名

      Proc. IEEE International Symposium on Circuits and Systems (ISCAS2019)

      巻: None ページ: 1-5

    • DOI

      10.1109/iscas.2019.8702221

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Number of TCP Connections to Saturate Bandwidth of Wireless Networks2019

    • 著者名/発表者名
      Junichi Funasaka, Hiroyasu Obata, and Kenji Ishida
    • 雑誌名

      Proc. The 12th International Conference on Mobile Computing and Ubiquitous Networking (ICMU2019)

      巻: None ページ: 1-6

    • DOI

      10.23919/icmu48249.2019.9006665

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] オーバーヒアリングと伝送レート変更を併用した移動APによる分割ファイル配信制御2023

    • 著者名/発表者名
      藤本 悠弥, 小畑 博靖, 村瀬 勉, 長谷川 洋平, 石田 賢治
    • 学会等名
      電子情報通信学会 情報ネットワーク研究会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] マルチレート無線LAN環境における移流拡散方程式に基づく伝送レート変化モデルを用いたスループット推定法の検討2023

    • 著者名/発表者名
      澤村 駿介, 小畑 博靖, 高野 知佐, 石田 賢治
    • 学会等名
      電子情報通信学会 情報ネットワーク研究会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 結合振動子の同期現象モデルを利用した無線LANメディアアクセス制御に関する研究2022

    • 著者名/発表者名
      小畑 博靖, 高野 知佐, 石田 賢治
    • 学会等名
      電子情報通信学会 無線通信システム研究会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 機械学習を適用した TCP 輻輳制御方式の高速無線環境における通信特性評価2022

    • 著者名/発表者名
      六箱 圭一郎, 小畑 博靖, 石田 賢治
    • 学会等名
      電子情報通信学会 2022年ソサイエティ大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 無線LANシステム間のスループット公平性の向上を目指したMAC切り替え制御方式の特性評価2022

    • 著者名/発表者名
      小畑 博靖, 高野 知佐
    • 学会等名
      電子情報通信学会 情報ネットワーク研究会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 情報鮮度を考慮した情報フローティングに基づく情報配信制御方式2022

    • 著者名/発表者名
      池田 優子, 小畑 博靖, 謝 済全, 村瀬 勉, 石田 賢治
    • 学会等名
      電子情報通信学会 コミュニケーションクオリティ研究会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 無線マルチホップ環境における同期範囲を考慮したSP-MACに基づくメディアアクセス制御2022

    • 著者名/発表者名
      中村 一貴, 小畑 博靖, 高野 知佐, 石田 賢治
    • 学会等名
      電子情報通信学会 コミュニケーションクオリティ研究会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] アドホックネットワークにおけるTCP-BBRスループット向上のためのユーザ移動制御手法の提案2022

    • 著者名/発表者名
      伊藤 尚幸, 謝 済全, 小畑 博靖, 村瀬 勉
    • 学会等名
      電子情報通信学会 コミュニケーションクオリティ研究会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 隣接チャネル干渉下における無線LAN間のスループット公平性の向上を目指したMAC切り替え制御方式の検討2021

    • 著者名/発表者名
      小畑 博靖, 足立 悠輔, 高野 知佐, 石田 賢治
    • 学会等名
      電子情報通信学会 情報ネットワーク研究会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 情報滞留時間を制限した情報フローティングにおける情報保持時間と誤拡散率に着目した通信特性評価2021

    • 著者名/発表者名
      池田 優子, 小畑 博靖, 石田 賢治
    • 学会等名
      電子情報通信学会 情報ネットワーク研究会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] IEEE802.11g無線LANにおける複数ノードによる分割ダウンロードの合計スループットについての評価2020

    • 著者名/発表者名
      舟阪 淳一, 小畑 博靖, 石田 賢治
    • 学会等名
      電子情報通信学会 情報ネットワーク研究会(依頼講演)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 無線LANにおけるQUICとTCPを用いた並列接続の性能比較評価2020

    • 著者名/発表者名
      青木 信雄, 小畑 博靖, 舟阪 淳一
    • 学会等名
      電子情報通信学会 情報ネットワーク研究会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] IEEE802.11g無線LANにおけるファイル送信の合計スループットを最大化する並列数についての評価2020

    • 著者名/発表者名
      舟阪 淳一, 小畑 博靖, 石田 賢治
    • 学会等名
      電子情報通信学会 情報ネットワーク研究会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] AP移動を考慮した無線LAN環境におけるメディアアクセス制御SP-MACのスループット向上に関する検討2020

    • 著者名/発表者名
      森田 万裕, 小畑 博靖, 高野 知佐, 石田 賢治
    • 学会等名
      電子情報通信学会 情報ネットワーク研究会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 無線LAN環境における配信範囲を限定した移動アクセスポイントによる情報配信制御2020

    • 著者名/発表者名
      小田木 良介, 三浦 圭輝, 小畑 博靖, 高野 知佐, 石田 賢治
    • 学会等名
      電子情報通信学会 情報ネットワーク研究会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] マルチレート伝送を考慮したアドホックネットワーク環境における伝送レート利用率とスループットの特性評価2020

    • 著者名/発表者名
      遠藤 丈瑠, 三浦 圭輝, 小畑 博靖, 高野 知佐, 石田 賢治
    • 学会等名
      電子情報通信学会 情報ネットワーク研究会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] キャプチャ効果を考慮した無線LANマルチホップ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SP-MACのスループット特性評価2020

    • 著者名/発表者名
      中村 一貴, 三浦 圭輝, 小畑 博靖, 高野 知佐, 石田 賢治
    • 学会等名
      電子情報通信学会 情報ネットワーク研究会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] WLAN密集環境におけるスループット公平性を改善する数理モデルに基づくキャプチャ効果を用いたメディアアクセス制御2020

    • 著者名/発表者名
      三浦 圭輝, 小畑 博靖, 高野 知佐, 石田 賢治
    • 学会等名
      電子情報通信学会 情報ネットワーク研究会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] IEEE802.11g無線LANにおける合計スループットを最大化するTCP接続数についての評価2019

    • 著者名/発表者名
      舟阪 淳一, 小畑 博靖, 石田 賢治
    • 学会等名
      電子情報通信学会 情報ネットワーク研究会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] WLAN間のスループット公平性を改善するキャプチャ効果を用いたメディアアクセス制御2019

    • 著者名/発表者名
      三浦 圭輝, 小畑 博靖, 高野 知佐, 石田 賢治
    • 学会等名
      電子情報通信学会 情報ネットワーク研究会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 無線LAN環境下におけるAP移動を考慮した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2019

    • 著者名/発表者名
      森田 万裕, 小畑 博靖, 高野 知佐, 石田 賢治
    • 学会等名
      電子情報通信学会 2019年ソサイエティ大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-01-30  

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