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2015 年度 実施状況報告書

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

研究課題

研究課題/領域番号 26420367
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, 講師 (30364110)

研究分担者 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)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワードネットワーク・LAN / 無線LAN / 改造端末 / 通信品質制御
研究実績の概要

平成27年度では、以下のように無線LAN環境におけるMAC改造端末の検出・制御技術に関して検討した。
(1)前年度に検討したMAC改造端末を検出するための新たな検出指標の特性を評価した。その結果、提案した検出指標は2つの評価指標パラメータを用いることで、従来方式よりもMAC改造端末の動作を特徴付けることが可能なことを確認した。しかし、MAC改造端末が改造の隠蔽を試みた場合、隠蔽度合いが高いと検出が困難な場合があることが分かった。そこで、検出指標の時間変化を考慮して改造の隠蔽を試みるMAC改造端末の検出方式を検討した。シミュレーション評価の結果、提案方式はある特定の条件下において、改造隠蔽を試みるMAC改造端末を検出可能なことを明らかにした。
(2)MAC改造端末の制御技術として、TCPを利用する端末のスループットを制御する方式を検討した。提案方式は、TCPの確認応答セグメントに含まれる受信ウィンドウサイズをアクセスポイントにおいて書き換えることで、制御対象となる端末のスループットを調節する。シミュレーション評価の結果、提案方式は、特定端末のスループットを調整可能なことを確認した。また、前年度に検討した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の特性を評価した。その結果、TCPフローの場合、伝搬遅延時間が変化するとスループットを十分制御できない場合があることが分かった。
(3)MAC改造端末の検出に利用可能な要素技術として、マルチレート無線LAN環境におけるスループット予測法を検討した。提案方式は、各端末の伝送レートを用いるだけで、アクセスポイントに接続する全端末のスループットを予測可能となる。シミュレーション評価の結果、提案方式は従来方式よりも高速にスループットを予測可能なことを確認した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

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。2年目では、初年度に検討したMAC改造端末の検出技術の特性評価および改良を行った。また、初年度の基礎検討を基にMAC改造端末の制御方式を提案し、基本的性能を明らかにした。また、得られた成果の一部は、電子情報通信学会の論文誌、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。

今後の研究の推進方策

最終年度は以下のように研究を進める予定である。
まず、平成27年度に検討したMAC改造端末の検出技術および制御技術のさらなる評価および改良を行う。また、実際の無線LAN環境で一般的に用いられるマルチレート伝送を考慮した評価も行い、より現実的な環境を想定した検討を行う。次に,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.また,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する。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。

次年度使用額が生じた理由

当初予定よりも近い地域への出張があったことと、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、残額が生じた。

次年度使用額の使用計画

これまでに提案している技術の実装および評価を行う必要があるため、今回の残額と次年度の研究費を合わせて利用する予定である。また、これまでに得られている成果を国際会議や研究会等で発表するための旅費および別刷り代としても利用する予定である。

  • 研究成果

    (27件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (13件) (うち査読あり 13件、 謝辞記載あり 13件) 学会発表 (13件) (うち招待講演 2件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] 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SP-MACの適用領域に関する考察2016

    • 著者名/発表者名
      濱本 亮, 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)

      巻: J99-B ページ: 31-44

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Characterization of Priority Control Based on Media Access Control Method SP-MAC over WLAN2016

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

      Proc. 19th Innovations in Clouds, Internet and Networks (ICIN2016)

      巻: ICIN2016 ページ: 149-156

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] SP-MAC: A Media Access Control Method Based on the Synchronization Phenomena of Coupled Oscillators over WLAN2015

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

      IEICE Transactions on Information and Systems

      巻: E98-D ページ: 2060-2070

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] A Proposal of Access Point Selection Method Based on Cooperative Movement of Both Access Points and Users2015

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

      IEICE Transactions on Information and Systems

      巻: E98-D ページ: 2048-2059

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Control Method to Guarantee Throughput based on Media Access Control Method SP-MAC over WLAN2015

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

      Proc. 13th IEEE Consumer Communications and Networking Conference (CCNC2016)

      巻: CCNC2016 ページ: 657-662

    • DOI

      10.1109/CCNC.2016.7444857

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] A Study on Detection Method of Selfish Terminal using Manipulated MAC Parameters over WLAN2015

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

      Proc. 8th International Workshop on Autonomous Self-Organizing Networks (ASON’15)

      巻: ASON’15 ページ: 253-258

    • DOI

      10.1109/CANDAR.2015.60

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Redundancy Setting Method for TCP Congestion Control based on FEC over Wireless LAN2015

    • 著者名/発表者名
      Fumiya Teshima, Hiroyasu Obata, Ryo Hamamoto, and Kenji Ishida
    • 雑誌名

      Proc. 8th International Workshop on Autonomous Self-Organizing Networks (ASON’15)

      巻: ASON’15 ページ: 259-264

    • DOI

      10.1109/CANDAR.2015.81

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] An Adaptive Control Parameter Setting Method for Priority Control Based on Media Access Control SP-MAC over WLAN2015

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

      Proc. 8th International Workshop on Autonomous Self-Organizing Networks (ASON’15)

      巻: ASON’15 ページ: 220-226

    • DOI

      10.1109/CANDAR.2015.82

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Performance Evaluation of Control Method to Guarantee Throughput based on Media Access Control SP-MAC over WLAN2015

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

      Proc. 8th International Workshop on Autonomous Self-Organizing Networks (ASON’15)

      巻: ASON’15 ページ: 265-270

    • DOI

      10.1109/CANDAR.2015.80

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Improvement of Throughput Prediction Method for Access Point in Multi-rate WLANs considering Media Access Control and Frame Collision2015

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

      Proc. 8th International Workshop on Autonomous Self-Organizing Networks (ASON’15)

      巻: ASON’15 ページ: 227-233

    • DOI

      10.1109/CANDAR.2015.79

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Performance Evaluation of Media Access Control Method based on Synchronization Phenomena of Coupled Oscillators over Multi-rate WLAN2015

    • 著者名/発表者名
      Ryo Hamamoto, Hiroyasu Obata, Yuuki Yamamoto, Ryoma Ando, Chisa Takano, and Kenji Ishida
    • 雑誌名

      Proc. 2015 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications (NOLTA2015)

      巻: NOLTA2015 ページ: 415-418

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Setting Radio Transmission Range Using Target Problem to Improve Communication Reachability and Power Saving2015

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

      Proc. 7th International Conference on Ad Hoc Networks (ADHOCNETS 2015)

      巻: ADHOCNETS 2015 ページ: 12pages

    • DOI

      10.1007/978-3-319-25067-0_2

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] An Access Point Selection Mechanism Based on Cooperation of Access Points and Users Movement2015

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

      Proc. 14th IFIP/IEEE International Symposium on Integrated Network Management (IM2015)

      巻: IM2015 ページ: 926-929

    • DOI

      10.1109/INM.2015.7140411

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] マルチレート無線LAN環境における伝送レートの実験的評価およびモデル化検討2016

    • 著者名/発表者名
      小畑 博靖, 泉井 康平, 濱本 亮, 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
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2016-05-19
    • 招待講演
  • [学会発表] 無線LAN環境におけるMACパラメータ改造端末に対するスペクトル解析を用いた検出方式の検討2016

    • 著者名/発表者名
      小畑 博靖, 濱本 亮, 松本 崇宏, 高野 知佐, 石田 賢治
    • 学会等名
      電子情報通信学会ネットワークシステム研究会
    • 発表場所
      和歌山
    • 年月日
      2016-04-21
  • [学会発表] 無線LANマルチレート環境における伝送レートのモデル化の検討2016

    • 著者名/発表者名
      泉井 康平, 小畑 博靖, 濱本 亮, 高野 知佐, 石田 賢治
    • 学会等名
      電子情報通信学会 2016年総合大会
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2016-03-18 – 2016-03-18
  • [学会発表] 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を用いる端末の電力消費量特性2016

    • 著者名/発表者名
      濱本 亮, 小畑 博靖, 安藤 竜馬, 山本 酉貴, 高野 知佐, 石田 賢治
    • 学会等名
      電子情報通信学会 2016年総合大会
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2016-03-18 – 2016-03-18
  • [学会発表] メディアアクセス制御方式SP-MACのキャプチャ効果を考慮したスループット特性2016

    • 著者名/発表者名
      安藤 竜馬, 濱本 亮, 小畑 博靖, 高野 知佐, 石田 賢治
    • 学会等名
      電子情報通信学会 2016年総合大会
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2016-03-18 – 2016-03-18
  • [学会発表] 複数の経路において複数のTCP接続を用いる分割ダウンロード再生方式の評価実験2016

    • 著者名/発表者名
      高田 航介, 平岡 篤昌, 小畑 博靖, 舟阪 淳一, 谷津 昌樹
    • 学会等名
      電子情報通信学会 2016年総合大会
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2016-03-18 – 2016-03-18
  • [学会発表] マルチホップ無線LANにおけるメディアアクセス制御SP-MACの性能評価2016

    • 著者名/発表者名
      安藤 竜馬, 濱本 亮, 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
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2016-01-22 – 2016-01-22
  • [学会発表] 隠れ端末問題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方式SP-MACの改良2015

    • 著者名/発表者名
      濱本 亮, 安藤 竜馬, 山本 酉貴, 小畑 博靖, 高野 知佐, 石田 賢治
    • 学会等名
      電子情報通信学会情報ネットワーク研究会
    • 発表場所
      広島
    • 年月日
      2015-12-17 – 2015-12-17
  • [学会発表] 無線LANのアクセスポイントにおけるTCPスルー プット保証を目指した受信ウィンドウ制御2015

    • 著者名/発表者名
      寺岡 良章, 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
    • 発表場所
      盛岡
    • 年月日
      2015-09-04 – 2015-09-04
  • [学会発表] 無線LANのメディアアクセス制御方式SP-MACに基づくスループット保証制御技術の特性評価2015

    • 著者名/発表者名
      山本 酉貴, 濱本 亮, 小畑 博靖, 高野 知佐, 石田 賢治
    • 学会等名
      電子情報通信学会 第 4回NetSci/CCS研究会合同ワークショップ
    • 発表場所
      登別
    • 年月日
      2015-08-06 – 2015-08-06
  • [学会発表] 無線LANメディアアクセス制御方式SP-MACを用いた優先制御における制御パラメータの動的設定法2015

    • 著者名/発表者名
      安藤 竜馬, 濱本 亮, 小畑 博靖, 高野 知佐, 石田 賢治
    • 学会等名
      電子情報通信学会 第 4回NetSci/CCS研究会合同ワークショップ
    • 発表場所
      登別
    • 年月日
      2015-08-06 – 2015-08-06
  • [学会発表] マルチレート無線LAN環境におけるア クセスポイントに対する高速スループット予測法のシミュレーション評価2015

    • 著者名/発表者名
      濱本 亮, 高野 知佐, 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
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2015-07-17 – 2015-07-17
  • [学会発表] 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SP-MACのリアルタイム通信への適用性に関する考察2015

    • 著者名/発表者名
      小畑 博靖, 濱本 亮, 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
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2015-05-21 – 2015-05-21
    • 招待講演
  • [産業財産権] 無線通信装置及び無線通信方法2015

    • 発明者名
      濱本 亮, 小畑 博靖, 高野 知佐, 石田 賢治
    • 権利者名
      濱本 亮, 小畑 博靖, 高野 知佐, 石田 賢治
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2015-227343
    • 出願年月日
      2015-11-20

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公開日: 2017-01-06  

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