萬代 雅希

TCPの改良プロトコルとして一つのコネクション内で複数IPアドレスによる複数TCPフローを用いた通信を行うMultipath TCP(MPTCP)が注目されている.スマートフォンやタブレットなどのモバイル端末はWi-Fiと3G/LTEのように複数のネットワークインタフェイスを有していることが多い.MPTCPはTCPフローを多重化することで耐障害性とスループット性能の向上が期待される.しかし,MPTCPは性質が異なる通信経路を同時に利用するとき,TCPフローにおけるパケット送信が停止し,MPTCPコネクション全体のスループット性能が低下する問題がある.そこで本研究では,性質の異なる複数通信経路を利用するMPTCPにおけるパケット送信停止早期解消のためのMPTCP-ACK拡張方式を提案する.シミュレーションによる評価の結果,提案方式を用いることでパケット送信停止を早く解消,スループット性能を改善できることを明らかにした.

RFID(Radio Frequency IDentification)においてバックスキャッタ通信が用いられる.バックスキャッタ通信は,受信者であるリーダと送信者であるタグとの間の無線通信技術である.バッテリレスを前提としたバックスキャッタ通信にはデータ伝送を行うための搬送波をタグに伝送するリーグが必要である.近年,搬送波に環境波を用いたバックスキャッタ通信(Ambient Backscatter)が注目されている.Ambient Backscatterは,バックスキャッタ通信の搬送波としてテレビ放送やWi-Fi等の環境波を用いることで,リーダが搬送波を発生させなくても通信が可能になる.しかし,搬送波に環境波を用いると伝送距離が制限されるという問題がある.そこで本研究では,伝送距離の延長を目的とした環境波を用いたバックスキャッタ通信のためのデータ伝送手法を提案する.提案手法では,データ送信を共有フェーズと送信フェーズの二つのフェーズに分けて行う.共有フェーズでは送信データを複数のタグで共有する.送信フェーズでは,データ共有を行ったタグが共有したデータを一斉に送信する.提案手法をシミュレーションにより評価し,伝送距離延長効果があることを示す.

本研究では,コンテンツ指向型ネットワークにおいて,コンテンツ誘導が長くなることでユーザへのコンテンツ到着が遅延する問題を解消することを目的とし,従来型コンテンツ指向型ネットワークの機構に加え,キャッシュ情報の通知を行う拡張方式であるProactive型コンテンツ指向型ネットワーク(CON)とReactive型CONの二方式を提案する.Proactive型CONは,ユーザからのコンテンツ要求パケットであるinterestの誘導前に,コンテンツルータ(CR)が近隣ノードとコンテンツの所有に関する情報を通知する.Reactive型CONは,interestを誘導する際に,CRが近隣ノードとコンテンツの所有に関する情報を通知する.両方式はinterestの誘導経路を短くすることで,ユーザへのコンテンツ到着時間を短縮する.計算機シミュレーションにより,両提案方式が従来方式と比較して,ユーザへのコンテンツ到着時間を短縮できることを示す.

本研究では,あらかじめ設定したSLA(Service Level Agreement)基準を守りながら,サーバ仮想化を用いてデータセンターのサーバ電源をオフにし省電力化を実現するアルゴリズムを提案する.ここでSLA基準は,ユーザがサーバに対してサービスを要求してからその応答が返ってくるまでのレスポンスタイムと定める.提案方式が典型的なTreeトポロジのデータセンターにおいて,定めたSLAを守りながらサーバの電源をオフにすることが可能で,データセンター省電力化に有効であることを計算機シミュレーションで確認する.

無線センサーネットワークとは、無線通信技術を内蔵した複数の<br />センサーノードが観測した情報をシンクで収集するネットワークである。<br />無線センサーネットワークでは省電力化が重要な課題であり、<br />解決方法の1つとしてデータ集約が提案されている。<br />データ集約は伝送する総パケット数を削減する方法であるが、<br />中継ノードでは集約対象の複数のパケットを待つ必要があるため、<br />遅延が増加する問題点がある。<br />本研究では、中継ノードでパケットを待つ時間に上限を設定し、<br />これを超えた場合は集約せずに送信する方式を提案する。<br />評価により、省電力効果と遅延時間の改善を示す。

Recently, multi-view video that is taken by multiple cameras from different positions and angles to provide the real world experience has attracted more attentions. It allows the users freely change their viewpoints. On the other hand, the traffic of multi-view video is several times larger than traditional multimedia, which brings much more increment in the bandwidth requirement. Compression technologies, such as MPEG and MVC, can greatly decrease the traffic of multi-view video. However, as all the views should be encoded and transmitted, even with MVC bit-rate of multi-view video is still high. In this paper, we analyze users' switch models which are classified into random access model and successive motion model. We find that in the successive motion model only part of frames are possible to be displayed in a period of time. According to the analytical result, we propose a user-driven scheme which can significantly decrease the traffic of multi-view video. In the proposed scheme, only those frames that are possible to be displayed are encoded and transmitted. In order to support this scheme, we also propose a prediction structure as a substitute of the prediction structure in MVC. Evaluation proves that this proposed scheme reduces the average bit-rate for the transmission of multi-view video.

Ethernetを利用したLANでは、スイッチングハブをカスケード接続することによって拡張が行われるのが一般的である.このトポロジーでは接続ポイントとなるポートに他ポートからの通信が集中し、輻輳が発生しやすいという問題点がある.この問題に対し、全二重Ethernetでは送信側のフレーム送出を一時的に停止させるための制御フレームであるポーズフレームが規定されている.また、より上位層においてはTCPのウインドウ制御による輻輳制御に加え、ルータ支援型の輻輳制御方式であるXCP(eXplicit Control Protocol)やVCP(Variable-structure congestion Control Protocol)に関する研究が盛んである.しかし、これらの輻輳制御方式では送信レートの抑制を行うことによって輻輳回避を行うため、ネットワークのスループットは低下する.一方で通信効率を向上させるために複数のパケットを排他的論理和(XOR)で多重化するネットワークコーディングが注目されている.本研究では、ネットワークの輻輳時におけるフレーム処理方法にネットワークコーディングを利用し、スループットの向上と輻輳の緩和を同時に可能とする輻輳制御方式を提案する.実験環境として本提案方式をアプリケーション層に実装し、提案方式の優位性を立証する.