 



多数の近接した無線  におけるコンテキストアウェアなマルチレート制御による通信品質向上
熊谷菜津美Ý
あらまし磯村 美友Ý

勉ÝÝ

村瀬

小口

正人Ý

お茶の水女子大学 〒   東京都文京区大塚   〒   神奈川県川崎市中原区下沼部
           近年，モバイルルータやテザリングなど移動無線  システムが増加している．このことから，従来の想定以上の多くの無線  システムが近距離にひしめき，通信品質劣化が懸念される．従来，多くの固定無線  がお互いに干渉する場合に関しては，マルチレートにおける適応レート制御が必須であった．しかしながら，移動無線 システムでは， と端末の距離が非常に近いというような状況 コンテキスト）の違いから，従来の適応レート制御が逆に通信品質を劣化させる原因となり得る．さらに，多数の無線  が近接する状況では， つの通信帯域を共有することになるため， つの無線  において通信品質が劣化すると，他の全ての無線  の通信品質も劣化させてしまうという，連鎖反応にも似た状況になり，非常に大きな問題になる．そこで，本研究では，コンテキス
トに応じた適応レート制御を提案し，その効果を評価した．評価結果は，提案するコンテキストアウェアな制御により，通信品質が大きく改善したことを示している．
キーワード 無線 ，通信品質，，干渉                       



Ý



   Ý   ÝÝ    Ý! " #$ % !&   '&% ( )&%   * +  ,  & & (-& (-   *           

しかしながら，近年モバイル  やテザリング機能などを用

 はじめにいた移動無線

インターネットのインフラ化に伴い，あらゆる地域・場所でネットワークに接続することが求められるようになってきた．
また，リッチコンテンツの増加や動画などマルチメディア通信

 システムが非常な勢いで増加している．モ

バイル  とは，インターネットとの接続には  や などの無線通信技術を使い，パソコンやゲーム機などの無線対応機器は   の無線 で接続するデバイスであの増加などからブロードバンド通信が強く求められてきている．

る．またテザリングとは，スマートフォンなどの端末を  とさらに，通信端末の主体がスマートフォンやタブレットで代表さして，個人の端末を中継ノード兼端末としてインターネットにれるモバイルワイヤレス端末に移行しつつある．このような社

接続する機能のことである．このモバイル  やテザリングの会的背景から，移動体ブロードバンド通信技術への期待が高まっ

普及は，個人が移動無線ている．これまでの無線

 技術は，  と端 

末が一体となった移動アドホックネットワーク 

においては， が移動するということが考えられているが，多くの無線 システムを持つことを意味し，

 システムが一時的にあるいは恒久的に密集することにつながる．

 の構成自体も変わってきている．従来の固 では，壁や天井に設置された  に対して，端末

また，無線

それ以外では，端末は移動するが， は固定であるという前定無線提での議論が多かった．

は見通し範囲から接続を行うといった構成が前提とされていた．

また，マルチホップ網やアドホック網では，高々数個の  のみが，キャリアセンス範囲にあるといった前提であり，多数の がキャリアセンス内にあるという状況は，それほど考慮されていなかった．

 と端末の距離も，前述のモバイル  やテザリングなど

では，高々 以内であることが多い 以下，コンパクトという言葉で  と端末が近くにあることを表現する ．また， に接続する端末数も高々数個であろう これは，端末の仕様の場
合もある ．

 と端末は，お互いに非常に強い信号を受信することがでを講じる必要がある．まずは，不要な #$#!   !"%の原因である従来の適応的マルチレート制御 ( の問題点を指摘し，さらにこれに対して，提案する &&&,

-!# )" .!  & #" 方式がスループットを向上させる
ことを示す．

 従来研究とその課題
適応伝送レート制御についても，すでに多くの研究が行われている．最も有名な ( を含め，多くの研究  / 0 1 が，端末の

& フレーム送達の可否をベースに，レートを適応的きる．このことで，キャプチャエフェクトが強く生じることになに上下させるアルゴリズムの提案に費やされている．これら従 からの干渉信号は，自無線 の信号に比べて，弱くなる．そのため， 節で説明するように， !"   #$#    !  が高くなり，無線  間では，たとえコリジョンが発生しても，受信成功率

来の適応レート制御は，大きく  つの方式に分けられる． つ

る．すなわち，他の無線が高まる．
このように，コンパクトな無線 同士が近接している場

 数が増えることによるコリジョンには強いが，後述する #$#!   !"% による性能劣化が  つの無線 で起こると，それがすべての無線  の品質を劣化させる．この #$#!   !"% は，適応伝送レート制御に原
合，無線

因がある．
無線

 は，後述するように複数の伝送レートを用いている．端末の電波状況により最適な伝送レートを用いることで，は，

& フレームの送達成功'失敗をトリガにレートを変更するものである  / 0 1．この方式を採用するレート制御方
法には，( ，(2!34 )  !  (!""*!+ 5，
6  ，!3"!  7 などがある．( は，一定回数だ
け連続してフレーム送信に成功すると伝送レートを上げ，反対に送信に失敗すると伝送レートを下げる制御を行う．また，この ( を改良したのが ( であり，伝送レートを上下させる送信回数の閾値を，その都度調整する．また 6  は，一定時間ごとに総送信量を計算して，フレームロス率が 08以下になる最適な伝送レートを求める制御を行う．!3"! 
は，ある期間で，最小の平均伝送時間 再送やバックオフを含めた，フレームが正しく送られてから &9 が返るまでの時間

距離に依らず安定した通信を行うことができる．しかしながら，のビットレートを伝送レートとしている．もう  つは，

低伝送レートの端末と高伝送レートの端末が同時に存在するフレームの送達失敗の原因を見分けることで，コリジョンエと，&

'& における送信機会の均等性から，著しい性能劣化が引き起こされる現象 #$#!   !"% が現れる．

 においても問題となる，この #$#!  !"% は，複数の無線  が同じ & '& に参加している場合，すべての無線  に波及するため，さらに大きな単独の無線問題となる．
従来用いられている適応伝送レート制御は，この #$#!  !"% 問題をさらに深刻化している．従来の適応伝送レー
ト制御は，( )  !  (!""*!+ に代表されるような
& フレームの送達成功'失敗を計測して伝送レートを決める方法である．しかしながら，コリジョンによる & フレー
ムの送達失敗に適応伝送レート制御が反応することで，不要な伝送レートの低下を引き起こし，さらにこれが，#$#!  !"% を引き起こすことになる．一般に，コリジョン確率
は，アクティブ端末数が多いほど高くなる．しかしながら，コ では，前述のように，キャプチャエフェ
クトなどにより，無線  間の干渉は，無線  内の干渉
ほど，受信成功率に影響を与えない．すなわち，無線  内で発生するコリジョンと無線  間で発生するコリジョンとはそれぞれ，#$#!   !"% を引き起こす貢献度が異ンパクトな無線なることを意味する．

ラーではなく， 低下による失敗の場合にのみ，レートの変更を行うものである  / 0 1．このレート制御方式には，:.(  : ;# ! .( ，&&""   .
-!# !  2!3 !  /，*) !  2!3 !.
 " # < ， :  : ;# !  !  2!3.
!   などがある． :.( は，ヘッダが復号できるかどうかで  低下によるフレームロスか，コリジョンエラー
によるフレームロスかを判断する．  低下の場合には，受信端末が &9 ! 4 &9 -"2  = 否定応答 を返す．その他は ( を同じ制御である．& はフレームロスが起こった場合に，'& フレームを用いる．再送の前に  フレームを送り， フレームも無くなるようなら，コリジョンによってデータロスが起こりがちだと判断する．しかしながら，'& を使うため，オーバーヘッドが大きくなってしまう．& と同様に， もフレームロス時に'& を用いる． : は，フレームロスの原因を診断して，それを素早く回復する制御である．このロス診断には，

 に頼っており，特に低い  環境に効果的な制御方法である．後者のようにコリジョンエラーを見分けることで不要なレート低下，ひいては，#$#!   !"% を防止することができる．しかしながら，実際には，本研究での実験を通従って，このような振舞いによる不要な性能劣化を改善する
ために，複数の近接した無線& における無線  数およびアクティブ端末数とスループットの関係を明らかにし，改善策して，前者の方式を採用している実機が多いように感じる．前
述のように，適応レート制御は標準化されておらず，ベンダ 主として

& チップベンダ の実装に任されている．後者は，複雑なアルゴリズムを要求されるため，バッテリ消費に制約のあ

複数の伝送レートが規定されており，ビットエラー状況に応じるポータブルデバイスでは，敬遠されていると思われる．すなて適切な伝送レートが選択可能になっている．この選択アルゴ

わち，単純な方式が求められているが，一方で，#$#! 

リズムは，標準では規定されておらず，現在はベンダが独自に !"% を防止するような適応レート制御が求められている．
そこで本稿では，単純で，なおかつコリジョンエラーによる決定している．各ベンダの選択基準に関しては，詳細は公表されていないが，文献  のような報告が  つのリファレンスにレート変更をできるだけ防止するような適応レート制御を提案

なっている．これによれば，( メカニズムを用いて，劣悪

し，評価する．

な電波環境により高速な伝送レートを維持できなくなった場合

 従 来 技 術には，低速な伝送レートへ切り替え，電波環境が良好な場合に  ランダムアクセス  方式

制御 が行われている．このようなメカニズムにより，環境のは高い伝送レートへ変更を行うマルチレート制御 適応レート& '& では，多少のランダム性はあるものの端末がそれぞれ同じ基準値を用いて，通信を行うため，送信機会が均等になる．これは，端末も  も同様である．これが，性能異なる複数の端末を効率的に収容することができる．しかしながら，( では，電波環境の劣化が原因で伝送レートを低下させるだけでなく，コリジョンエラーが原因の場合に対しても上  つの問題を生じる．一つは，送信データを持っている全端

伝送レートを低下させてしまう．そのため，不必要な伝送レー末の最大スループットが同一になることである．これは後述のト低下を引き起こす可能性がある．コリジョンエラーに対して，

#$#!   !"% を生む．このような送信制御を各端末

伝送レートを低下させることは，さらなるコリジョンエラーをが自律分散的に行う．各端末の送信が同期して，フレームが同引き起こし，エラーレートを高める可能性はあっても，軽減す時に送信されてしまうこと コリジョン により送信が失敗する

る可能性はほぼ無い．この不必要なレート低下により，後述のことをできるだけ避けるために，バックオフ時間はランダムに

#$#!   !"% が引き起こされることは，大きな性能決める．しかしながら，他の端末と同じタイミングでフレーム劣化の主要原因になってしまっており，本研究での検討課題のを送信してしまう場合があり，コリジョンによる送信失敗 コ

一つになっている．

リジョンエラー が発生する．失敗には，もう一つの理由があり，それは，ノイズなどが原因で発生する低 !" 

 #$#    !  によるビット誤りから来るフレーム
エラー ノイズエラーと呼ぶ である．
近接した多数の無線  において，注意すべき点は，コリジョンが発生することとコリジョンエラーが発生することは，異なることである．&'& では，お互いにキャリアを検出 

 環境では，フレームの受信状況に応じて適切な伝送レートを用いて，フレームを送信する． つのキャマルチレート無線

リアセンスドメイン内において，高伝送レート端末の中に低伝送レート端末が  台でも存在すると，全ての端末および  の

スループットが著しく低下する #$#!   !"% と呼ばれる性能劣化現象が生じる．図  に #$#!   !"% にし，バックオフ時間にランダム値を用いることで，同時送信のよる性能劣化の様子を示す．低伝送レートの場合，高伝送レー

可能性を低下させているが，完全にはゼロにすることができず，

トに比べてフレーム送信にかかる時間が長くなる．しかしな

コリジョンが起こる．コリジョン発生時の受信成功率は，受信がら，&側の  で決まる．本研究で扱うようなコンパクトな無線 においては，他の無線  から来るノイズ コリジョン
を起こしているフレーム よりも，自無線  から来る信号のほうが大きいため， が非常に大きくなることが予想され，
すなわちキャプチャエフェクトが働き，受信成功確率は，従来研究で想定されている無線 モデルよりも遙かに高くなる．

本稿でも， つの単語，コリジョンとコリジョンエラー，を明確に使い分けている．  が大きい場合には，コリジョンは起こるがコリジョンエラーは発生しない，ということになる．
コリジョンの確率は，このほかにも，同時送信する端末数が多いほど高くなる．また，コリジョンエラーの確率も，同時送信する自無線

 端末数あるいは同時送信する他の無線 の端末数が多いほど  が低下する．同時送信する他の無線

'& では，各無線端末に均等な送信機会が与えられている．このため，低伝送レート端末のフレーム送信終了
を，高伝送レート端末が長時間待つことになり，高伝送レートの端末を含む全ての端末のスループットが著しく低下してしまう．なお，このとき，すべての端末が同じスループット値を得る．具体的な数値例を示す． つの  無線
送レートが 0/ 内に伝*3 の端末と 1 *3 の端末が  台ずつ存在す

る場合，端末  台あたりのスループットは，おおよそ，各端末の伝送レートの調和平均によって，''0/>'1 ?
と求められる．これは，最大容量，すなわち 0/*3

*3 のわずか 8のスループットしか得られないこと意味する．これが#$#!   !"% による性能劣化である．
  キャプチャエフェクト

キャプチャエフェクトは，近接する多数の無線

 の通信 の端末数がコリジョンエラーを通してスループットに与性能に多大な影響を及ぼす．キャプチャエフェクトが大きい場える影響に関しては，従来研究がほとんど無く，本稿で定量的合，に評価を行う．

たときに，本来壊れるかもしれなかった

マルチレートと無線

さらに， の無線規格

 では，ビットエラーレー

トあるいはフレームエラーレートを適切な値に維持するために，

& スループットは向上する．これはコリジョンが発生し
& フレームがキャ

プチャエフェクトにより，正常に受信されるからである．このキャプチャエフェクトは，複数の

& フレーム送信が同時に行われる場合に，受信強度の強い電力の信号が受信される，つ の位置とキャプチャエフェクトの有無

図 コンテキストアウェアなレート制御  

図



まり，受信信号電力とその他の電力 受信ノイズの電力 にある程度の差がある場合には，信号が正しく受信されるというメカニズムによる効果である（注 ½）．この効果により，実際にはコリジョンが存在してもフレーム送信は成功し，余計な再送やバックオフをもたらさないため，スループットが向上する．
この効果の大きさは，無線る．無線 内と無線  間とで異な 内では，複数の端末送信において，コリジョンが発生しても，最も強い受信信号のものが正しく受信される可能性がある．無線

 間の場合には，  内からの受信電

 外からのノイズとの差分に応じてキャプチャエフェ
クトが起こる．通常，  内の  と端末は，  外の端末
よりも距離が近いことが多いので，  内の端末から  に送られた信号は，  外から来る信号よりも強く，その結果，

波とコリジョンが起こっても正しく受信できるというキャプチャエ  適応レート制御と   による多数の無線  のスループット低下
次に，伝送レート制御と通信品質について検討する．本研究が対象とする多数の近接した移動無線 では， つの無線 内の  つの端末の伝送レート低下が他の無線も含め，全
 の #$#!   !"% も引き起こし，性能ての無線劣化に繋がってしまう．
図に

& フレーム送達時のエラー原因とエラーに対する制御を示す．エラーの原因には，コリジョンと  劣化がある．コリジョンエラーの場合は，バイナリバックオフ制御を， 劣化によるエラーの場合はバックオフに加えてレートを低下させるべきである．しかしながら，エラー時に，このエラー原因を区別することは容易ではない．そのため，エラー
回数などの情報を基にしてレートを最適に調整する機能である( では，どちらのエラーが発生しても，バイナリバックオ

 セットの無線  の

フ制御とレートを低下させる制御が同時に行われる．しかしな フレーム が正常にそれぞも，同時送信を防げず，この不必要なレート低下により却ってフェクトが得られる．例えば，異なる

各々 台の端末が同時に送信しコリジョンが起きた場合には，それぞれの送信フレーム つまり方式

 で受信される可能性がある 図  参照 ．
このように，キャプチャエフェクトは，使用する  の数と端末の配置の仕方に依存する． 数が増加すると，つまり無線  の数が増加すると，より多くの & フレームコリジョ

れの無線ンの可能性が生じ，それだけ，キャプチャエフェクトが現れる
可能性も高まる．また，  内端末が  に近く設置される

ほど，  外端末からの信号が相対的に弱くなりキャプチャ
エフェクトが高まる．
なお，コリジョンを起こした信号がキャプチャエフェクトによって正しく受信される確率は，受信信号強度，復号デバイス
性能，ノイズ信号強度など，様々な要因で決まるため，キャプ
チャエフェクトを計算機シミュレーションなどでモデル化することは非常に困難であり，実機を用いた計測が必要である．

がら，コリジョンエラーの場合， ( でレートを低下させて#$#!   !"% を引き起こす．本研究で想定している
ような， と端末が高々数十  といった非常に近距離にある移動無線  の場合， 劣化によるエラーよりもコリジョンエラーが発生する確率のほうが断然高い．コリジョンエ
ラーは， つの無線 内の端末数が多い場合，あるいは他

 の端末数が多い場合，増加する．従って，
 が存在する場合には，#$#!   !"%が引き起こされやすくなる．すなわち，図 / に示すように，複数台の端末が接続する無線  が多数近接している場合，
つの無線  内のある  台の端末の伝送レートが低下すると，
自無線  内で #$#!   !"% が発生し，スループッ
トが低下する．さらに，この #$#!   !"% が近隣の他の無線  にも影響を及ぼし，無線  システム全体での近接する無線
多数の無線

スループットが低下してしまう．
図 0 に #$#!   !"% の実測結果を示す．近接する（注 ½）：正しく受信される条件には，ここで述べた受信信号電力と受信ノイズの電力の差という条件のほかに，受信デバイスの性能や復号技術の性能などで決ま つの無線  に，それぞれ  台の端末が接続しており，無線 . の端末  のみ ( を用いて，残りの端末は全て伝送レートを 0/ *3 に固定している．横軸が時間，縦軸が伝送
レートおよび同時刻のスループットである．端末  のみ  かる条件がある．

/ら遠ざけると，( により伝送レートが低下し，同時にスルー
プットも低下した．このとき，伝送レート固定のため低下しな

近距離にある場合は，本研究における提案方式である .(を用いる．公衆ホットスポットにある  に接続するなど，遠 内の端末  のスループットも端末  と同様に低下した．さらに，近接する無線 . の端末
 台においても，スループットが低下し，無線  全体のスいる

ループットが低下していることを確認した．

きな影響が出ないようなコリジョンエラーを無視して，最適ないはずである，同じ無線距離の場合には，( を用いる．.( は，( が用いて

& フレームの送信成功率ではなく，スループット値を基にして伝送レート調整を行う．そのため，スループットに大伝送レートを選択することができる．すなわち，#$#!  !"% を回避し，高スループットを達成できる．ただし，
スループットを測定できないほど小さなトラヒックの場合は，

( を用いる．コンテキストには，ノイズエラーの特性が異なる .端末間距離と，スループット計測の可否によるトラヒッ
ク量との  つの属性を用いている．

図  フレーム送達時のエラー原因とエラーに対する制御

図



図

近接する多数の無線   における    における

 使い分け

レート制御とスループット&& の制御効果を調べるために，/ 種類の実験シナリオにて，「端末数」「無線  間距離」「.端末間距離」「ノイズ」の変化に対するスループット変動について，実機 端末：,)
，："! , @9. (  を用いた評価実験を行った．.( における最適な伝送レートの選択制御

については，別途論じることとし，本稿では，伝送レート固定の場合に比べて，( がどのような特性を示すかを比較した．
図 5 に， と端末間が近距離通信かつトラヒック量が大き あたりの端末数に対するトータルスルー
プット特性を示す． と端末間の距離は 0 とし， つの無線  内に接続する端末数を 〜 と変化させた．複数無線
 の場合には，無線  間距離を  とした．トラヒック
は，A: で )3" + 方向に送信させた．無線  あたりの端末数が増えるほど，コリジョンエラーが増加するため，( では，レート低下が起こってしまい， #$#!   !"% によりトータルスループットが著しく低下した．一方，0/ *3
い場合の，無線図

近接する多数の無線   における  



の

実測結果



固定では，コリジョンエラーが起こってもレートを下げないため，#$#!   !"% を防ぐことができ，トータルスルー

コンテキストアウェアな適応レート制御

プットは高く，( に比べて，約 / 倍も高いスループットを( により引き起こされる #$#!   !"% の問題を回避するため，&&& , -!# )" .!  & #"を提案する．図 1 に示すように，&& はコンテキストに応じて，( と .(<#) <3) .*!2 ( を使い分ける．

 数が多くなると，無線  あたりの端末数が同じでも，周辺からの干渉 ノイズ が大きく

コンテキストとは，ユーザの位置や行動状況，周辺環境や状況

トが低くなった．

といったことを意味する．
テザリングやモバイル  に接続するなど， と端末間が獲得できた．また，無線なるため，キャプチャエフェクトが弱くなる．そのため，コリ
ジョンエラーが起こりやすくなり，( でトータルスループッ
伝送レート固定の場合と ( の場合それぞれに，コリジョ

ンエラーが及ぼす影響を示すため， と端末間距離を固定し，

0

 間距離を変化させた場合の，トータルスループット
特性を図  に示す． と端末間距離は 0 とした．無線 は  セット用いた．無線  あたりの端末数は，自無線 
内ではコリジョンエラーによる #$#!   !"% が起こ
りにくく，無線  同士が近づくときに起こりやすいような
台数 今回の設定では  台 とした．
まず，レートを 0/ *3 固定にした場合と ( を比較する．
距離比が大きい 無線  間距離が大きい 場合は，コリジョ
無線

ンが起きても，キャプチャエフェクトが効くため，コリジョン
エラーになりにくい．そのため，どちらも同程度のトータルス
ループットが得られた．距離比が小さくなる 無線 間距

離が小さくなる に連れて，キャプチャエフェクトが効かなくなるため，コリジョンエラーが増加する．そのため，( ではレートが低下し，#$#!   !"% が発生して，トー

タルスループットが低下する．0/*3 固定は ( に比べて，

約  倍も高いトータルスループットを獲得できた．次に，固定する伝送レートを低くした場合 /*3 と ( を比較す

る．距離比が大きいときには，( に比べて，スループット

的には， と端末と電子レンジはそれぞれ  程度離しD 正三角形を構成した．
図  に，電子レンジを稼働させているとき ノイズあり と，稼働させていないとき ノイズなし の，固定伝送レートに対するスループット特性を ( の特性と比較して示す．( およびすべての伝送レート固定の場合において，電子レンジの影響を受けて，ノイズありの方がスループットが低くなった．さらに伝送レート固定の場合，ノイズに対して適切にレート調整を行わないため，すべての固定伝送レートに比べて，(が高いスループットを示した．しかしながら，0/*3 および/ *3 固定といった高レートの場合は，( に比べて，高々7〜8のスループット劣化であった．従って，電子レンジのような人工的なノイズが大きい環境でも， .( は，( に比べてそれほど性能に遜色はない．以上のことから，多数の移 が存在するような状況における品質の向上には，
& フレーム単位で伝送レートを変動する ( ではなく，ある程度固定する .( が有望だと考える．

動無線が低くなってしまう．従って，.端末間距離が小さいときには，.( の制御としては 0/*3 固定が望ましい．
図 7 に，ノイズ環境における ( とレート固定を比較する
ため，無線  間距離を固定し， と端末間距離を変化させた場合の，トータルスループット特性を示す．無線  間
距離は干渉が強すぎず，適度な近さである 0 とした．距離比が大きい  と端末間距離が大きい 状況では，信号とノ

図

イズの強度が同じくらいになるので，コリジョンの時にキャプ と   のスループット比較

チャエフェクトが効きにくくなるため，コリジョンエラーが増加する．さらに自然ノイズも大きくなるため，  も低下す

る．伝送レートを 0/*3 や 1 *3 に固定した場合は，

低下により，スループットが劣化し，これは伝送レートが高い
ほど，短距離で起こる．( の場合は， 低下に加えて，コリジョンエラーにより，レートを低下させてしまうため，ス
ループットの低下が大きくなる．そのため今回は，0/*3 固定と ( は，距離比＝ 0/ でスループットがほぼゼロになった．
同距離で，1*3 固定は，スループットがゼロではなかった，つまり ( よりもスループットが高かったことから，( はうまくレートを選択できていなかった，ということができる．
すなわち，.( において適度な伝送レートを選ぶことがで

図

距離比とスループット  端末間距離固定

きれば，ノイズ環境でも ( と同じ性能を得られる可能性がある．

最後に，極めて局所的にノイズ 人工ノイズ が存在する場合の大きさを変化させ， だけを変化させた場合のスループッ
ト特性を調査した．人工ノイズ源に は，無線 への干渉の影

響が大きいとされている家庭用電子レンジ 東芝 .(B を用いた．この電子レンジの発振周波数 /0 お わ り に多くの移動無線 を密集して使う状況が増えることで，これまで想定していなかった干渉の影響が現れ，効率的に電波利用ができなくなり，EE)!" % $ #4 = スループット

BC に合わせて，無線  はチャネル  を用いている．無線  を 
セット用い，接続する端末は  台とした． と端末は手の届が低下することが懸念される．

く範囲程度の近距離にあることを想定しているが，至近距離で

無線は，キャプチャエフェクトが効いてしまい，電子レンジ程度のについてはよく知られていた．しかしながら，本研究が対象とノイズに打ち勝ってしまうため，敢えて距離を伸ばした．具体する多数の近接した移動無線

本稿では，伝送レート制御と通信品質について検討した．これまで， つの端末の伝送レートの低下により引き起こされる

 全体の特に著しい性能劣化 #$#!   !"% の場合は， つの無線 1

ことができる．ただし，スループットを測定できないほど小さなトラヒックの場合は，( を用いる．コンテキストには，ノイズエラーの特性が異なる .端末間距離と，スループット計
測の可否によるトラヒック量との  つの属性を用いた．その結果，提案する && は，従来の ( に比べて，最大で約 / 倍もの性能向上があり，多数の近接した移動無線 が存在す

る場合に有効であることを実機実験により示した．
文

図

図 

距離比とスループット 無線   間距離固定

人工ノイズが存在する場合の伝送レートに対するスループット
特性

内の  つの端末の伝送レート低下が他の無線も含め，すべて

 の #$#!   !"% も引き起こし，性能劣化に繋がってしまう．従って，#$#!   !"% 自体をの無線起こさないための工夫が必要である．まず，適応的マルチレー
ト制御 )  !  (!""*!+D ( の問題点を指摘し，さらにこれに対して，提案する &&&, -!# )" .! & #" 方式がスループットを向上させることを示した．
& フレーム送達時のエラー原因には，コリジョンとノイズがあり，それぞれバイナリバックオフ制御と，バックオフに加えてレート低下制御を行うべきである．しかしながら，エラー時に，このエラー原因を区別することは容易ではなく，エラー
回数などの情報を基にしてレートを最適に調整する機能である( では，どちらのエラーが発生しても，バイナリバックオ

献! "# $%&' ()*+, -&  ./ 01%+ 02/00*,33.00 %4&04'31'303 /03! "###  4 , $& ++   .&)
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4 4

フ制御とレートを低下させる制御が同時に行われる．しかしながら，コリジョンエラーの場合，( でレートを低下させても，同時送信を防げず，この不必要なレート低下により却って#$#!   !"% を引き起こす．そこで，本稿では，これを回避するため，&& 方式を提案し，制御効果を示した．

&& はコンテキストに応じて，( と本研究の提案方式である .(<#) <3) .*!2 ( を使い分ける．テザリ
ングやモバイル  に接続するなど， と端末間が近距離にある場合は，.( を用いる．公衆ホットスポットにある に接続するなど，遠距離の場合には，( を用いる．.(は，( が用いている & フレームの送信成功率ではなく，
スループット値を基にして伝送レート調整を行うレート制御手段である．そのため，スループットに大きな影響が出ないようなコリジョンエラーを無視して，最適な伝送レートを選択する5