 

トラヒックの方向が異なる複数無線
熊谷菜津美Ý

村瀬

勉ÝÝ

小口



 の多重特性
正人Ý〒   東京都文京区大塚  ÝÝ  〒   神奈川県川崎市中原区下沼部
 Ý  ÝÝ     ÝÝÝ  
Ý お茶の水女子大学


あらまし近年，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く環境が多くなってきた．本研究では多くの無線  システムが存在する環境で，全体の高性能化を計るために，性能に影響を及ぼす要因について評価を行っている．要因として，

無線  チャネル割当方法で決まるチャネル間干渉，チャネル内競合 コリジョンによる性能低下 だけではなく，キャプチャエフェクトや  のバッファ量なども考慮している．本論文では実機を用いた評価において，無線 

チャネルの割当を変えたときに，無線  全体のスループットがどのように変わるかを示している．特に， ト
ラヒックにおいては， のみあるいは  混合といったトラヒックの方向により，性能が倍程度変わることを示している．

キーワード チャネル割当，無線 ，干渉，競合                   Æ   Ý  ÝÝ    Ý

Ý ! " #$ %

!&   '&% ( )&%   *ÝÝ  +  ,  & & (-& (-   * Ý  ÝÝ     ÝÝÝ   システムを持ち歩くことを意味し，多くの無線  シス からの「干渉」と「競合」である．干渉とは，主として他のチャネルの無線  からの  チャネル間干渉と呼ぶ であり，競合とは，同じチャネルで   にて帯域を共有し，衝突 コンテンション 制御を共有する無線  からの影響 チャネル内競合とよぶ である．
従来，無線  の干渉に関する研究においては，主として固定の あるいは固定の無線  を対象として評価が行われていた．しかしながら，固定の  に対しては有効な手法
も，移動して，非常に近接する  がある場合，あるいは，固定  群の中に新しく持ち込まれる  がある場合，といったテムが一時的にあるいは恒久的に近接することにつながる．つような様々な場合に適用するのは困難である．

わってくる．すなわち，他の無線 はじめに近年，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．モバイルルータとは，インターネットとの接続には  回線や  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 で接続するルータである．またテザリングとは，スマー
トフォンをアクセスポイント  として，個人の端末をイン
ターネットに接続する機能のことである．

このモバイルルータやテザリングの普及は，個人が移動無線

 システムが近合を同時に考慮した特性評価を筆者らは既に市販実機を用いて

 のバッファ量などの要因により，近接している全ての無線 の合計スループット トータルスループット が大きく変

ヒック方向が上げられる．そこで，トラヒック方向の違いが性

まり，従来の想定以上の非常に多くの無線距離にひしめく可能性を示唆している．このとき，各無線へのチャネル割当，無線 数，トランスポートプロトコル，

これに対して，近接かつ多数の無線

 における干渉と競行っている   ．干渉や競合の度合いは，様々な要因によって決まり，特に ! 通信においては，重要な要因の  つにトラ""からチャネル 〜チャネル  と呼ぶ．干渉は，チャネル差が $能に与える影響も実機にて計測する．

以上 例えばチャネル  と % では起こらず，# 以下では起こり，

 従 来 研 究

またその干渉の強さは，チャネル差が小さいほど大きい．図 

無線チャネルは限られた資源であるため，これを有効活用すの矢印 ← は，チャネル差とチャネル間干渉の大きさの違いを を漏れなく収容表したものである．チャネル  と  のような端のチャネルは隣し，なおかつ最大のスループットを得ることが求められる．こ接するチャネルが少ないため干渉が少ないチャネルとなる．一のとき，有効なのが，チャネル割当制御である # $ %．

般的に，無線る必要がある．例えば，利用希望の無線 は，有限のチャネルを最大限に利用し，干チャネル割当制御では，干渉などを考慮しながら，各無線渉を避けるようなチャネル割当を行うため，両端のチャネルと に特定のチャネルを割り当てる必要がある．古くは # のような無線 ! システムで，すでに考えられていた．さらに，チャネルへの無線  多重度と干渉の影響を考慮した理論的なチャネル割当制御方法により，新規無線  がチャネルを選択するときの新規無線  の期待獲得帯域を最大にする最適チャネル選択制御の大枠は明確になってきた &．
しかしながら，多くの無線  全体を制御対象とし，全体真ん中のチャネルつまり，* %* あるいは  の代わりに をデフォルトで使用することが多い   +  ．

のチャネル割当を最適に編成するような制御方法については，
未だ知られておらず，電波資源の有効利用という点からもこの検討が重要になる．さらには，実機において，このような理論
的割当方法がどの程度妥当であるかどうかの調査も，必須である．無線図

チャネル利用状況と干渉

 の数が多い場合には，多くの無線  が  つのチャネルを共有することからチャネル内競合によるスループッ

 競

合

ト低下が起こる．しかしながら，このチャネル内競合とチャネ

次に，競合とは，同じチャネルで   を行い有限の帯ル間干渉を同時に考慮したチャネル割当およびスループット特域を共有するメカニズムにより，品質劣化の原因となるフレー性調査については，従来研究ではなされていなかった．

ム衝突 コリジョン が発生することである．衝突により，待そこで本研究では，多くの無線 が近づく環境において，チャネルを最適に割り当てるための基礎データを得るために，
無線 チャネル割当の違いや  バッファ量の違いなど様々 全体のスループットを評価する．

な状況での無線 干渉と競合
 の性能 本稿ではスループット を劣化させるもの
として，他のチャネルの無線  からの干渉と同チャネルの無線  との競合が挙げられる．まず，この干渉と競合につ無線

いて，劣化のメカニズムを説明する．

 干

渉

干渉とは，他のチャネルの無線

 の電波が自チャネルの の電波に重なり，受信電波特性を劣化させることで 無線  に許可されている #'( 帯である．
無線

ち時間が長くなり，またフレーム再送が行われるため，スルー
プットは低下する．この衝突は，チャネルを共有する無線

が増加するほど多くなる．また，コリジョンが発生した場合でも，競合相手の電波が弱い等の場合にはキャプチャエフェクト
により，正常なフレーム受信が行われる．この現象は， #'(
帯および $'( 帯において，同一チャネル内で発生する．

 チャネル割当
以上の干渉と競合の特性を考慮して，チャネル最適割当の基本方針を決定する．まず，$'( 帯のようなチャネル間干渉が起こらない，つまり競合のみの場合と， #'( 帯のような干渉も競合も同時に起こりうる場合とに分けて考える．

  競合のみの場合

#'( 帯における干渉しないチャネルのみを用いる場合，あは，あるチャネルを使用する場合，出力される電波はチャネル

るいは $'( 帯を用いる場合には，競合のみの影響を考慮してに対応した周波数を中心として広がるため，実際には隣接する割当を行う．競合の度合いは，コリジョンの度合いであるため，チャネルに相当する周波数帯も利用する．そのため，隣接するコリジョンの特性を考慮した割当になる．コリジョンは，端末

チャネル同士を利用すると，どちらも同じ周波数帯を使用するや  が同時に送信を行う場合に発生し，送信する端末が多い

ため，無線 フレームに，他のチャネルの電波が重なってほど大きくなる．また，コンテンションウインドウ  が小

フレームが破壊される．あるいは，信号が受信に十分である場

さいほど大きくなる．本稿では，多少となる全ての無線

合には，キャリアとして見なされるため，送信待ちが発生する．

がデフォルト設定の  を使用していると仮定する．これによ

ただし，無線 の使用が同様に許可されている $'( 帯では，隣接チャネルで干渉は発生しない．

) の #'( 帯においては，無線 チャネルは， のチャネル 米国では  のチャネル があり，$'( 間隔で配置されている．これらを周波数の低いほう普及しているり，送信する端末数 アクティブ端末数 が競合の度合いを決めることになる．アクティブ端末数は， も含めて無線 内の，送信すべきデータを持っている端末数である．!,
待ちでパケットを送ることが出来ない端末や，-  のように，定期的かつリンク容量に比べて低速でパケットを送信する端末" "がパケットを送らない期間にいる端末などは，アクティブ端末

を最小にするトラヒック量が存在する可能性があり，その可能数には計上されない．

性は，いくつかの近隣チャネルの送信トラヒック量により決ま従って，アクティブ端末が多い無線

 ほど，競合に大きな影響を与える．また，./ のような片方向通信の場合よりるはずである．競合と上記干渉の特性を考慮すると，次のような割当規則が妥当であろう．まず，基本規則は，無線 数も，! のような送達確認を行う双方向通信のほうが，アクが比較的少ないときには，干渉の影響を主として考えて，割ティブ端末を増やす．アクティブ端末数の大きさと競合による当を行う．例えば，干渉が起こらない組み合わせであるチャネ

スループット低下の関係は，単純ではない．そのため，端末のル *%* のみを用いる．実際の干渉度合いを考慮すると，チャトラヒック特性， と端末間の距離といった要因を考慮して
チャネル割当を行う必要がある．
また，一般的に考えて，チャネルを有効に利用するような割当も重要である．チャネルの利用効率を上げるために，次のよ

ネル差 # でもほとんど干渉が起こらないとの報告があるので，

チャネル *$*+* という組み合わせも有効であろう．一方，競合の影響が現れるような数多くの無線

 の場合には，敢えて，干渉のあるチャネルを用いて，競合の影響を緩和する．

うな割当規則が適用可能である．各チャネルの利用率を出来る

競合の影響を緩和するため，アクティブ端末数，トラヒック

だけ均等化する．すなわち，端末のトラヒック量が異なる無線量，伝送レートといった，コリジョンの発生率に寄与するパラ がある場合，トラヒック量の少ない 01023 無線
 を複数用いて  つのチャネルに割り当てるといったように，無線  のトラヒック量の合計とチャネルのリンク容量との差が小さくなるようにする．これにより，チャネルのリン のトータルスルー
プットを大きくすることができる．しかしながら， つのチャネルに無線  をまとめるとアクティブ端末数が増えるため，

ク容量が最大限使用されるため，無線衝突が起こりやすくなるというデメリットもある．一方，トラ
ヒック量の少ない場合は，衝突も起こりにくいため，どの程度メータを考慮して，バランス良く，チャネルに割り当てることが重要である．詳細な割当方法については，今後の課題である．
次章では，多くの無線

 をチャネルに割り当てるに当たって，競合と干渉がスループットに与える影響を実機により計測した結果を報告する．

  通信特性と干渉および競合
  実機実験モデル
実験にて使用した機材や設定について説明する．本実験は，ついで，干渉と競合を同時に考慮する割当方法について述べる．

 システムを想定しているため， にはポータブルルータ    4,5  バッファサイズ $%%+パケット  を使用した．モバイル環境ではスマートフォンを利用することが多くなっているため，送信端末には 133
携帯端末 260 * 67  を用いた．スループット測定にはアプリケーション 829 を用い，無線  には，現在最も) を用いた．
使用されている実験システムの構成を示す． つの無線  は， と無線でつながっている  台の携帯端末と有線で接続している  とで構成した．本実験では，多くの無線  が近接する場合の通信品質に与える影響の大きさを評価するため， を十分近接させ，おおむね互いに $ : 以内の距離に設置した．また，
移動無線  を利用する場合， と  に接続する端末間の距離は比較的近いと考えられるため， と所属する端末間の距離もおおむね $ : 程度に近接させた． のパラメー
タ設定は，チャネル番号設定を  にし，; 0
23，  12 2 1  等の特殊機能を全て無効にした．端末は， などが無効になっているデ干渉において，注目すべきは，トラヒック量の影響である．

フォルトの設定で用いた，また，暗号は使用せず，オープンな

電波的な干渉については， 節で述べたとおりチャネル差に依 通信を行った．本実験は，通常のオフィス及び，大学内の会議室にて行ったため，ノイズや他の無線  の影響が多少は含まれる．133 アプリケーションの ; 17(2などでの計測では，検知された無線  は，オフィスでは，
チャネル # を使用している  台のみであった．また，当該無線 は， 時間に数  パケット程度の非常に低レートのトラのトラヒック量とアクティブ端末数が最適であるかの検討は，今後の課題である．
また次に， と端末間の距離が異なるなど異なる伝送レートを用いている複数の無線

 へのチャネル割当方法について説明する． と端末間の距離が大きくなった場合などに，
伝送レートは自動的に低下するような仕組みが通常取り入れられている．伝送レートが小さくなると，無線 のスルー

プットは伝送レート以下となってしまう．伝送レートの低い端末 あるいは無線

 と高い端末で１つのチャネルを共有した場合，スループットが著しく低下するという特性がある．そ には，複数でチャネルを共有させ，できるだけ伝送レートが大きい無線  を別のチャネルに割り当てることで，無線  全体のスループットのため，伝送レートが小さい無線を増加できる．

  干渉も競合も起こる場合
競合に加えて，干渉も起こる場合には，干渉の影響と競合の影響の双方を考慮する必要がある．まず，干渉について述べ，存する．さらに，干渉の影響は，トラヒック量に依存する．干
渉は，近隣のチャネルがフレーム送信する際に発生する干渉波のため，トラヒック送出時間の大小が干渉の時間の大小と合致するはずである．フレーム送信をどの端末が行ったかには関係ないため，競合の説明で述べたような無線 数やアクティ

ブ端末数には依存しない．
干渉が無い場合のスループットは送信トラヒック量に応じて増加し，干渉はトラヒック量に応じて増加する．従って，干渉

移動無線

無線

ヒックであったため，ビーコン以外の干渉は，ほとんど実験結果に影響が無いと考えられる．この環境において，無線

単独で 829 で計測した ./ スループット 端末→  方向""は， <8 であった．これは，文献    等の実験結果と比較しても，) において通常観測される数値である

ため，実験系以外のノイズなどの問題は少ないと判断した．

   通信特性
チャネル内競合による性能低下については， つの無線が競合した場合の詳細結果が文献    にも述べられている

 が競合した場合について調査した．
以下では，./ 通信を行った結果について述べる．図  は，
セットの無線  を  チャネルで通信させたときのスループッ
ト  と  セットの無線  で  チャネル チャネル  を共有し 図 ，通信を行ったときの  セットのスループッ
トの合計値 < である． セットの合計が  &<8 という劣悪な通信品質となることが分かった．単独の無線  では，
<8 のスループットが得られることと比較すると，チャネが，より多数の無線ル内競合による品質劣化が非常に大きいことが分かった．次に，

図

チャネル間干渉

ダー独自の自動チャネル選択メカニズム  が備わっている．ベンダー独自ではあるが，一般的には，チャネル全体のス
ループットを高めるため，チャネル間干渉を避けるようなアルゴリズムが実装されている &．このアルゴリズムでは，特定のチャネル間干渉による性能低下について調査した．図 # は，チャネルを積極的に用いることが多い．特定のチャネルとは，セットの無線干渉のない真ん中のチャネル チャネル % のことを指し，この が各チャネルを  つずつ利用し 図 <，
通信を行ったときの  台のスループットの合計値 <）と，もし仮に干渉が無かったとしたときに， チャネルの合計で得られるはずの計算値  <8 × = &<8 を示している．その結果，この場合も  セットの合計が  &<8 という劣悪な通信品質に低下してしまうことが分かった．チャネル
間干渉が通信品質に与える影響も非常に大きく，スループット
が大きく低下することが分かった．

両端のチャネル チャネル * および両端のチャネルからの組み合わせで，チャネル同士が干渉することなく有効利用できる最大の数をとることができる．また，米国では，デフォルト
では，チャネル % に固定されて出荷されている  が多いとの報告もある   +  ．ただし，今回は日本国内向けの機材を実験に使用しており，デフォルトでは，チャネル設定は全ての機材で  になっていた．

また通常， は静的であり，つまり一度チャネル決定を行うと，その後，電源入れ直すなどの何らかのリセット状態にならない限り，再センシングは行わず，同じチャネルを使い続けるとされている．

 は，上記のような仕様とされているが，これは，チャネル数と同程度の無線  が存在するという前提
市販の無線で設計されている可能性が高い．チャネル数に比べて遙かに多数の無線図 が存在する場合には，これらの仕様が最適な振

舞いをするとは限らないため，このような特性を持つ無線チャネル割当を多数多重したときに，どのようにチャネルが選択されるかを実機実験にて評価する．

  割当結果の評価

各  に  でチャネルを選択させたときの結果の一例を示す． は，電源を入れたときにのみ起動されるといわれているため，ここでは，各  を一斉に起動した場合と，順次起動した場合との通りを試した．一斉起動の場合は，他の のチャネル選択結果を考慮することができずにチャネルを決めるのではないかと予想され，順次起動の場合は，他の  のチャンル決定結果を考慮して決めることが出来るはずである．
図

チャネル内競合

 市販実機のチャネル割当と性能評価
  自動チャネル選択 などが定める標準の範囲外である．そのため，市販の無線  には，ベン
チャネル割当に関しては，

図 $ は，全ての無線

 の電源を同時に入れたときの，各 が自動でチャネル選択した結果である．横軸がチャ
ネル番号，縦軸が，チャネルを使用していた無線  の数で，グラフの棒の中の番号は，無線  の識別番号である．前述のように，無線  はチャネル間干渉を避けてチャネル選択
無線を行うため，選択結果のチャネルも互いに干渉しないチャネル

，%， に集中する傾向にあるはずである．しかし，その他の"#"

チャネルを選択することもあり，チャネル間干渉を完全に避けているとは言えないという結果を得た．

図

図

自動チャネル選択 一斉起動

一方，図 % は同様の実験において，無線 の電源を  台

 が自動選択したチャネル
を時系列で示している．横軸は，無線  識別番号で，縦軸がチャネル番号である．図は，識別番号の小さい  から順に電源を入れた場合，先に接続されている無線  にどの程度ずつ順に入れたときの，各無線配慮して，チャネルを決めているかを示している．順に繋がる
場合においても，チャネル間干渉を避けているが，同時に同じチャネルを今回の場合  つ以上の無線

 が使わないように，

つまりチャネル内競合を避けて，同じチャネルを使わないようにしているかのようにも振る舞った．なお，図には示していな
いが，先に述べたようにチャネル # を使う他の無線在するため，起動している無線

 が存
 が少ない状況では，チャネル 〜# を避けているようにも思える．最終的には，チャネル  においては，% 個の無線 がひしめき合うことになった．これは，チャネル内競合を引き起こす危険性が大きいため，
良い選択とは言えない．
チャネル選択が，電源投入時のみに行われ，動的であることを確認するために，チャネルを自動取得した後，チャネル  に対して干渉するように利用していなかったチャネル に敢えて無線

 を  台割り当てた．これにより，チャネル  はチャネ

ルからの干渉を受けるが，他のチャネルを利用せずチャネル

 を使い続けることが分かった．また，その後全ての無線 の電源を入れ直すと，チャネル  に繋がっていた無線  はチャネル からの干渉を避け，チャネル  には繋がらないという結果，およびチャネル の無線  を元のチャネル % に戻し，再度電源を入れ直すと，元々チャネル  に繋がっていた無線  の内 台はチャネル  に戻ることで，チャネル選択はダイナミックには行われていないことを確認した．

 自動チャネル選択のスループット評価とチャ
ネル選択改善案

ム性を入れて決定しているためと推測される．従って，
の平均的なデータを取るため， セットの無線

 の自動選択を  回試行した．各回のスループットを平均した数値をプロットしている． セットの無線

 の各  を順に起動させて，全ての  が自動でチャネル選択を行った後に，端末を通信させた．なお， を起動させた直後に端末からの通信を行うことを各  毎に順に行うという方法でも試したが，チャネル選択結果もスループット計測値もほぼ同じであった．この実験において， が選択したチャネルの一例を挙げ

 数，チャネル の無線  数，．．．，チャネル  の無線  数 ＝
 * * * * *$* * * * ** *% であった．
 セットの無線  のトータルスループット計測値を図 &の左側に示す．スループットは，  <8 程度であった．前ると，図の  のように チャネル  の無線

述のように，干渉が発生するチャネルを選択していることや，
同じチャネルを用いる無線 数にばらつきがあることなど

により，チャネル内競合とチャネル間干渉についてあまり適切に考慮されているとは考えにくい．
そこで，この  よりもスループットが改善されるであろうチャネル割当 最適を目指したチャネル割当と呼ぶ 図3

を考え，実際にスループットを計測した．この最適を目指した
チャネル割当では，チャネル間干渉が起こらない組み合わせであるチャネル *%* を利用し， チャネルのチャネル内競合の度合いを同じにするために各チャネルに % 台ずつ無線 を共有させた．すなわち，%* * * * *%* * * * *%* *  である．
セットの無線  のトータルスループットは，%<8 と，少しであるが向上した．これらのことから， では，チャネル内競合とチャネル間干渉を考慮したチャネル選択ができていないこと，さらに干渉を避けるだけの割当では，それほどの性能向上が得られないということが判明した．
今後，スループットの最大化には，チャネル間干渉とチャネル内競合の影響も同時に考慮したチャネル割当の具体的方法の検討が必要である．

 が  を行ったとき，チャネル内競合とチャネル間干渉について，どの程度考慮したチャネル割当を行っているのかを検証するため， 時の無線

自動チャネル選択 順次起動

 のトータルスループットを計測することで明らかにした．

 においては，実験の度に選択するチャネルが多少変化する．これは，チャネル決定時の信号の強さや何らかのランダ 通信特性とトラヒック方向  アクティブ端末数と  

 トラヒックとバッファ溢れ
無線

 における ! と ./ の振舞いの違いについて述べる．! は，双方向通信であるため，081 方向 無線"$"

少させ，! スループットを向上させる．また， を増やすと，近くの  と通信することが出来るため，図に示すようにキャプチャエフェクトにより，コリジョンが起こった場合でも正常に受信できる確率が高まる．このことは， レベルのスループットを向上させる．一方，無線 数を増やすことで， 数も増加するためアクティブ端末数も増加し，コリ
ジョン発生率が増大する．

これらの増減要因の影響の大きさは，実験などにより定量的図

自動チャネル選択及び最適を目指したチャネル割当のトータルスに検証する必要がある．キャプチャエフェクトなどをシミュレー
ションで検証するのは困難なので，実機を用いた実験を行った．

ループット

端末から  の方向 にデータを送出した場合に，3>11 方

向に !, のトラヒックが流れる．3>11 方向は，端末数の多い無線 にとっては，ボトルネックになりやすく，

バッファでの待ち時間が増えるが，場合によっては，バッファがオーバフローし，パケットが廃棄されてしまう．このことは，! にはつの影響を与える． つは，!, 待ちのため，送信端末はデータを送信できない非アクティブ端末になる．

!, パケットの少量の廃棄時には，影響は軽微であるが，多量の !, パケットが廃棄されると，タイムアウ
トなどの輻輳制御が起動されスループットが大きく低下する．
一方，データ送出方向が 3>11 である場合には，バッファ

図

配置とキャプチャエフェクト

オーバフローによるパケット廃棄は，直ちに輻輳制御での送信
レートにつながるため，影響は非常に大きくなる いわゆる上下トラヒック不公平問題．

上記影響は， バッファ量に依存するが，近年の市販 は，ポータブルタイプでさえも相当量のバッファを保持しており，3>11 のトラヒック量をうまく調整できれば，上記影響はかなり軽減できるはずである．

    スループット
前節の議論を含めて，無線 における ! のスループッ

ト 再送分などを含むものを ! トラヒックと呼ぶ を決める
要因について整理する．

スループットは，! レベルの ! フロー制御と  レ

ベルの再送制御に大きく依存する．! フロー制御において，! トラヒックは，! データの廃棄率で決まるので， のバッファ量が多いほど ! スループットが高くなる．
一方， レベルのスループットを決めるのは，アクティ

 実機実験におけるスループット特性
  性能評価モデル

 が : 程度の距離に近接した場合の特性を評価した．全ての無線  が 
つのチャネルを共用する．端末数は固定し， 数 つまり無線 数 を変化させた 図 +．トラヒックは，! とし，トラヒックの方向の影響を調べるため， 081 端末のみの場
合と，<081 3>11 端末が  つの無線  で同数混在する場合，3>11 端末のみの場合の  通りとした．端末と  は，図 + に示すように間隔 : の格子状に配置し，端末数よりも  が少ない場合には，最寄りの  に接続させるように  への割振りを行った．
上記のような特性を考慮し，多数の無線

ブな端末数，フレーム再送率である．このフレーム再送率は，コリジョン発生時にキャプチャエフェクトで救われずエラー受信されたエラーフレームの再送率である．さらに，後述のように，端末のパワーセーブなどの制御も，スループットに影響を与えると考えられる．

  スループット特性

本モデルにおいて， ! のスループット増加要因と減少要図

  数と各

  端末の接続 数を多くすると， が多くな
り，その結果， の総バッファ量が多くなる．すなわち，!
因について述べる．無線は，少ない本数で同じ容量のバッファを共用できるため，オー
バフロー確率は減少する．このことは，! トラヒックを減"%"  スループット特性

図  に，送信端末を  台にしたときの，無線

 数に対する総スループット値を < の場合について示す．無線 数が１では， 台の端末が  台の  に接続され， の時は， と端末が  台ずつで  セットの無線  が１つのチャネルを共有する状況を意味する．無線  台数を増やすに連れて，総スループットが向上している．これは，より近距離で検証した結果  と反対の特性を示している．この理由は，

スループットの総和が， &<8 しか出ないことを確認した．

次に，市販機器のチャネル割当 自動チャネル選択 が妥当であるかどうかを調査した結果，最適ではないと考えられる割当が行われることを確認したが，それほど悪い割当ではなかった．
一方，! 通信においては，! プロトコルの特徴から，
 のバッファ量，キャプチャエフェクト，アクティブ端末数
が性能に影響するため，これらの要因を評価することを目的とし，端末数を固定して， の数すなわち無線 数を変更

前述のキャプチャエフェクトであり， フレーム再送率が，した．具体的には  つのチャネル内で， 台の端末を ? 個

無線

の無線

 台数が増えるほど，減少していることを確認している．無線  台数が少ないときには，バッファオーバフローが発生するため， よりも < の場合のスループットは低く，半分程度である．一方，無線  台数が，+ 台を越えると，! の輻輳ウインドウが最大になっても，! データパケッ
トを全て  バッファで受けきれるため，バッファあふれが生
じず，3>11 の ! の不利が無くなるため，< の性能は向上する．今回使用した  は，約 $ パケット分のバッファを搭載しており，帯域遅延積から考えて，数本の ! フロー
をバッファあふれ無く収容できる．本実験では，無線  台
数が  台において，< の総スループット値は理論的には同値になるはずであるが，計測値は < の順に高かった．この原因についてはまだ解析が不十分であるが，端末とし に分割したときの，総スループットの違いを調査した．: 間隔で無線  を設置した場合においては，キャプ

チャーエフェクトなどの効果により，従来研究における密集状

 数を増やすべきであることを のトラヒック方向の違いによるスループット特性の調査では，全ての無線  が 081 方
向に通信する場合と 081 方向と 3>11 方向に通信する無線  が混在する場合を比較した．その結果，無線  分
割数が少ない時は ! トラヒックの上下不公平特性により前者が 倍程度良くなることを確認した．また，無線  分割
況の場合とは異なり，無線明らかにした．また，無線数が多い時は，上下公平になるとされているが，逆に後者の方が通信性能が良い結果を得た．これは，端末のパワーセーブな
どの機能が起因していると思われる．

て利用したスマートフォンの特性 例えば，省電力機能 などが謝辞可能性として挙げられる．

本研究は一部，独立行政法人情報通信研究機構の委託

研究「新世代ネットワークを支えるネットワーク仮想化基盤技術の研究開発・課題ウ

新世代ネットワークアプリケーションの研究開発」によるものである．また本研究を進めるにあたり大変有用なアドバイスを頂いた神戸大学の太田能准教授に深く感謝致します．
文
図 

トラヒック方向と無線   数とスループット特性

 お わ り にテザリング端末を会議参加者の多くが使うといった場面を想定したときに，多数の移動無線 が近接する場合の通信品

 が近接すると干渉が，また多 があると競合が発生するため，無線  数と質評価が重要となる．無線
くの無線 間距離などに着目して，評価を行った．また，無線 の容量という点で，./ 通信を，アプリケーションの体感品質という点で，! について評価した．
./ 通信の評価においては，多数の無線  が特定のチャ無線ネルを使用するときの，チャネル割当が不適切な極端な２つの場合のスループットを評価した．１つのチャネルを  セット

 が使用すると， セットの無線  のスループッ
トにも満たないわずか  &<8 のスループットを  セット
で共有することになることを明らかにした．一方， チャネルに  セットずつ無線  を割り当てた場合には， セットのの無線献

       
 !"#$" ! %# &' % %'  () *+ , %$"#-  .# 
が近接する場合の 熊谷菜津美，村瀬 勉，小口正人， 多くの通信品質評価- 信学技報- * 研究会- * / - 0 $   熊谷菜津美，磯村美友，村瀬 勉，小口正人， 無線   アクセ
スポイントのチャネル内競合とチャネル間干渉を同時に考慮した
チャネル割当手法， 信学技法，!1 研究会 !1 / ，"2 
 34 %%- 5 *6'%#"7"-  %6"#$%8%++"% & $" '#% &%## %7##$ # 9 :
- 2"- ++ / 2"-  / -  40!0%
 松村祐輝- 熊谷慎也- 小原辰徳- 山本哲矢- 安達文幸- 無線  
システムにおける チャネル棲み分けに基づく動的チャネル配置
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の適用効果- 信学技報- 2"/  -   年  月 <+#$%$"# "# #$=# - &$$+>>999$% "?+>#$+>%$ > > >#9 &$- % "=*+$@  
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ルルータユーザ間の公平性制御手法の提案-G データ工学と情報マネジメントに関するフォーラム 5 - !/ - % " "