一般論文

DBSJ Journal, Vol.8, No.1
June 2009

無線LAN環境における実機特有の帯域公平性についての検討とQoS
保証TCPの性能評価

environment and evaluated performance of multimedia
communication, aiming at better QoS controls by
resolving problems.

A Study about Fairness of Bandwidth on
Real Machines in the Wireless LAN
Environment and Performance Evaluationof QoS Guaranteed TCP

近年, 動画ストリームや音声（VoIP）などのマルチメディ
ア通信の需要が高まっている. そのような通信においてQoS（Quality of Service）は大変重要である.しかし一口にQoSと言ってもそこで要求される品質はメディアやアプリケー
ションにより異なる. そのため, マルチメディア通信のための「QoS」を定義し, これが保証される仕組みを作る必要がある. また, インターネット（TCP/IP に基づくネットワーク）の本質は「ベストエフォート」であるが,QoSが必要とされる場面が増えてきた. このような場面において,UDPを使うことも考えられるが,UDPはファイアウォールを通過できない可能性がある. そこで,TCPにQoS保証の仕組みを組込む方法が検討されてきている. この1つの例がTCP-AV[1]である. これは, ルータや端末のリンクプロトコルにQoS制御を実装するのではなく, それらで用いられているTCPをこれに載せかえて通信を行うというものである.TCP-AVでは, 輻輳状態に従い，スロースタート閾値と呼ばれる輻輳ウィンド
ウ制御パラメータを変更する. これにより目標帯域を確保させるようなことが可能となり, ストリーミング通信などを効果的に行うQoSを実現できる. TCP-AVにより有線環境における帯域確保などのQoS保証が達成されるようになった.
一方で, 無線LANが広く普及したことから, 無線環境において有線環境と同様に通信の品質が保証されることが望まれている. その例は, 前述の動画ストリームなどである. ユーザは常に同じ品質でアプリケーションが利用可能である
ことを要求するが, システムにとっては無線環境において,有線環境の場合と同様に品質保証を行うことは, より困難が大きい. そこで本研究ではTCP-AVのような帯域確保型TCP
が無線環境においても想定している通りに振舞うかどうかを検証する. 特に実機を用いて評価を行うことにより, シ
ミュレーションではモデル化が困難な端末ごとの機器の差
異やバッファの大きさなどによる影響を明らかにし, 実環
境で有効なQoS手法について検討する.無線環境におけるQoS
保証を実現するために, 本論文では無線環境におけるQoSについての2つの重要な問題に焦点を当てる. 1つは無線LAN の公平性の問題であり, その中で実機における実装の差異に起因する問題を検討する. また,TCP-AV の無線LAN 環境における振舞が未確認であるため, これを明らかにしたい.無線LAN の公平性の問題は端末の台数が増えたときに顕著になり[2], すでにシミュレーションにおいて, 複数のTCP フ
ロー間におけるスループットの不公平の発生が示されている. これは, 無線LAN上下リンク間、無線と有線ネットワー
ク間の非対称性と無線リンクにおける送信権の平等性により起こるといわれている. 上記特性の下では, 無線LAN AP（Access Point）のバッファにおけるTCP-ACK の破棄が不公平につながると考えられる[3]. しかし, 無線上のノイズや電波干渉, デバイスドライバの構築法やOSの構成など, シ
ミュレーションでは考慮されない点が実機に存在するため,
このような不公平が実機においてどの程度起こるのかは明
らかではない.例えば実機のAPのバッファサイズはメモリや装置の低価格化などの要因で変動していると考えられ, 現状の実システムでバッファが問題になりうるかどうかを把握することは非常に重要である. また, 本論文では無線LAN

新井 絵美 ♥ 平野 由美 ♦村瀬 勉 ♦ 小口 正人 ♠Emi ARAI Yumi HIRANO
Tutomu MURASE Masato OGUCHI

近年, マルチメディア通信の需要の高まりにより,QoS（Qualityof Service） の保証が重要となっている. ここで定義するQoS とは指定された帯域を確保することである. QoS保証を実現する
TCP-AV という帯域確保TCP がこれまでに提案および実装され, 有線環境における評価がすでに行われてきた. しかし, 無
線環境においては有線環境における場合とは異なる問題が存在する. たとえば複数台の端末で通信を行ったときの送信権の制御メカニズムなどが原因となって, 端末ごとのスループットに不公平が生じる場合があるといわれており, その結果TCPでの有効な帯域制御が行えない可能性がある. そこで本研究では,これらの問題について実機を用いた実験および考察を行い, 無
線環境においてTCP-AVを用いてマルチメディア通信を実行する際の性能を評価し, 問題点を改善することによって, より良い
QoS 制御を行うことを目指す.
In late years, the demand for multimedia communication
has been raised extensively. To guarantee the QoS is
extremely important. QoS defined here means toguarantee designated bandwidth. In order to realize it,
TCP-AV has been proposed and implemented, and it isachieved in a wired environment. However, wirelessenvironment has problems different from the wired
environment. When multiple terminals arecommunicating, unfairness of the throughput among
terminals is observed caused by coordinate mechanism of
the data transmission right among terminals. As a result,the bandwidth might not be controlled effectively.
Therefore we investigated and considered these problems
in this paper. We have used TCP-AV on wireless♥

学生会員 お茶の水女子大学大学院人間文化創成科学研
究科博士前期課程 emi@ogl.is.ocha.ac.jp♦
NEC システムプラットフォーム研究所 {y-hirano@hy ,t-murase@ap}.jp.nec.com♠

科

正会員 お茶の水女子大学大学院人間文化創成科学研究oguchi@computer.org

1. はじめに

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2009 年 6 月

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June 2009

インタフェースの構成方法に起因する実機特有の不公平に関しても考察する. これらの実験により実機の無線環境における課題を議論した上で, 有線環境においては品質保証を実現することができるTCP-AVが実機の無線環境で期待通りの働きができるかについて検証を行った.

2. 無線環境における公平性
2. 1 不公平の定義
無線LAN環境におけるTCPフローのスループットの公平性の問題とは, 同じ条件で通信しているにも関わらず端末間でスループットが極端に異なることである. これはつまり複数の無線端末から同時に有線端末にデータを送信するときに, ある端末はほとんどスループットが上がらず（0Mbpsに近い）, ある端末は全帯域をすべての端末で均等に分けた値よりも高いスループットが出るという状態である. このときの一般的なスループットの特徴を表すグラフの例を図1に示す. 横軸に端末番号, 縦軸にスループットをとった.
左のグラフがここで定義する公平な場合のグラフであり,右のグラフが不公平な場合を示している.
＜公平な場合＞

スループットス
ループット＜不公平な場合＞

そこで, 確認応答を待たずに複数のセグメントを送信できるようにすることで性能を低下させないようにしている.
このとき確認応答を待たずに送信できるデータの大きさをウィンドウサイズという. ウィンドウ制御をするときに確認応答（ACK）が失われてしまった場合, データは届いているので再送する必要はない. そのため, ウィンドウサイズ
がある程度以上の大きさがある場合には少しぐらい確認応
答が失われても再送処理は行わず, 次の ACK パケットでデータの到着が確認される. 例えば, ウィンドウサイズが 10で通信している端末は 10 のうち 1 以上の ACK が返ってくれ
ば, ウィンドウサイズを少し大きくして, さらに, そのま
ま通信を続けることができる. しかし, ウィンドウサイズ
が 1 で通信している端末は, その 1 つの ACK が返ってこなけ
ればデータは再送となり, ウィンドウサイズを増加させる
ことができず, なかなかウィンドウサイズが大きな値にならない．その結果タイムアウトが起こるとウィンドウサイズが最小値に設定される．単純に述べると, 前者は, 後者に比べて 10 倍有利に通信をすることができる. このように同じ
ACK のロスでもウィンドウサイズによって影響が異なる.
すなわちウィンドウサイズが大きい端末は,ACK ロスの影響をほとんど受けることなしに, ウィンドウを増加させ, ス
ループットを高くすることができるが, ウィンドウサイズ
が小さい端末はいつまでもデータの送信ができず, スルー
プットをあげることができない（図 4 参照）.
送信側

TCP データ
1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

端末番号

端末番号

すべての端末のスループ
ットはほぼ等しい

端末ごとのスループットが高いものとほとんどでていないものが存在

TCP-ACKAP
有線
100Mbps

無線LAN（802.11b）
１１Ｍbps2. 2 不公平の原因

図2 既存研究におけるTCPフローの不公平
Fig.2 Unfairness of TCP flow in existing study
1/(n+1)+ 1/(n+1)+・・・ 1/(n+1)=n/(n+1)
1
送信側

TCPデータTCP-ACK
受信
側

2

AP
有線
100Mbps

送信側

・・

シミュレーションで示されている不公平の原因についての議論を紹介する. シミュレーション環境において, この原因の１つはAP のバッファにおけるACK のあふれであると述べられている[3]. これは端末の台数が増えたときに特に問題となる. 例えば,10 台の無線端末からAPを経由して1台の有線端末にデータを送信する場合を考える（図2参照）.
このとき, データの送信速度は高々11Mbps(11b モードの場合)であるのに対し,ACK は 100Mbps の速さで AP のバッファにたまる. AP は無線の端末に ACK を返したいが, CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)
制御において AP も無線端末のひとつとして送信権を得なければならない. （図 3 参照）しかし,10 台分の ACK を 1/11 の確率でしか送信できないため, 有線リンクの速さとの相乗効果によって AP のバッファにどんどん ACK がたまっていく.
その結果バッファに入りきらない ACK は破棄される. このACK の破棄がウィンドウサイズの違う端末に影響を与え, ス
ループットの不公平を招く.この, ウィンドウ制御によるト
ランスポート層が招く不公平について以下で説明する.はじめに,ウィンドウサイズについて説明する．TCP において 1 セ
グメントごとに確認応答を行った場合, RTT（Round Trip
Time）が大きくなったときにスループットが低下してしまう.

送信
側

・・

図1 公平および不公平なスループット
Fig.1 Fair and unfair cases of throughput

受信
側

送信
側

n

1/(n+1)

無線LAN
11Mbps

送信側

図3 MAC 層の制御による不公平Fig.3 Unfairness caused by MAC layer control
ここで, 既存研究について紹介する. 図2 のように, 複数の無線端末から有線の端末にデータを送信する環境において実験を行う. 図5 にシミュレーション環境における結日本データベース学会論文誌 Vol.8, No.1
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果のスループットを示した. このとき, 不公平が起こっていることがわかる. また, 実機環境において,CardBusタイ
プの無線LAN を用いて同様の実験環境において実験を行った結果は図5と同様の傾向となり, 実機の環境においても不公平が示されている[4].
ウィンドウサイズ上昇

TCP-ACK

受信
側

１

１

２

１
2

AP
TCP
データ

送信
側

・・

有線
バッファ
TCP
デー
100Mbps
あふれ発生！

送信側

ウィンドウサイズ３時間輻 輳 ウィン

１

無線LAN
11Mbps輻 輳 ウィン

1

ウィンドウサイズ１時

タイムアウトを待って再送

図4 トランスポート層の制御による不公平Fig.4 Unfairness caused by transport layer control

めに,TCPの公平性について調べる. シミュレーション環境
およびCardBus タイプの無線子機においてはTCPフロー間でスループットの不公平が起こることが示されている[2] [4].
そこで, 本実験環境においても不公平が起こるかどうか検証した.

3. 1 無線LAN 環境におけるTCPフローの公平性
3. 1. 1 実験概要
本実験環境においては, 無線LANクライアントとしてイー
サネットコンバータタイプを用いる. これを用いることにより, 端末に特別なドライバなどをインストールすることなく無線LAN環境を構築できる. 従って,TCP-AVを無線LAN
環境において使用する際, 端末の実装を変更する必要がな
いため便利である.しかし, イーサネットコンバータタイプ
無線LANを用いた環境において, 不公平が起こるかどうか明
らかではない.スループットの測定にIperf [9] を用いて,
120 秒間測定を行った. これを10 回行い, 平均を取った.
パラメータは片道遅延2.5ミリ秒とした. このとき送信端末の台数を2～6台とした. 実験環境を図6に示す. ただし, この図は送信端末が5台の場合を示している. 端末のOSの組み合わせを様々に変えて実験を行った.また,図中の楕円はイーサネットコンバータタイプ無線ＬＡＮを表している．

Iperf:120秒
コンバータ

図5 シミュレーション環境におけるスループット不公平性
Fig.5 Throughput in simulation environment<無線>（IEEE802.11g）
AP

2. 3 AP のバッファにおけるTCP-ACK のあふれの測定
ここで, 本実験環境における無線LAN AP のバッファサイ
ズを求めた. 本実験環境で使用する機器と同様に, 無線LAN
APとして,BUFFALO WZR-AMPG300NH [5]を, 無線LANクライア
ントとして,BUFFALO WLI3-TX1-G54 [6]をIEEE802.11g[7]で使用した. 1 台の有線端末から番号を付加したUDP（User
Datagram Protocol）パケットをAP を経由して, 無線端末に送り出す[8]. これを受信した無線端末において, 受信回数と送信端末で付加された番号を比較する. 受信回数と番号が一致していれば, パケットがロスすることなく通信が行われているといえる. しかし, 番号が飛んでいる場合, その間のパケットはロスしていると考えられる. このようなネットワーク構成の場合, パケットロスの原因は有線側のAPのバッファあふれであるといえる. APのバッファサイズの測定を10回行った. その結果基にAP のバッファサイズを推察したところ, 約300パケットとなり, シミュレーションで用いられる値とほぼ同じ程度の結果となった. このことか
ら本実験環境においてもシミュレーション同様AP のバッフ
ァにおけるTCP-ACK のあふれによる不公平が起こりうると推測される.

3. 無線環境におけるTCPフローの公平性の評
価<有線>※Windows ,
Linux
の混合環境

Dummynet
遅延=2.5ミリ秒

図6 公平性の検証のための実験環境
Fig.6 Experimental environment for examination of
fairness
3. 1. 2 実験結果
図7～図11に結果のグラフの1つをそれぞれ示した. 縦軸
はスループットを示している. 横軸に1～10回の結果を折れ線グラフを用いて示した. それぞれの回には, 端末ごとの
その回のスループットを点で示している.これを見ると,2台～4台の場合はほぼ公平であり,5台～6台の場合は不公平が観測された．他の組み合わせにおける実験もほぼ同様の傾向であった．不公平になった際の様子を具体的に述べると,5台の時,2台目のWindowsの端末と5台目のLinux2.6の端末のスループットが低い不公平が見られた. 6台の時は,5台目のLinux2.6 の端末が10回を通してスループットが低く, 3台目のWindowsの端末及び6台目のLinux2.6の端末は実験の途中からスループットが低くなった.無線LAN環境において, 通常はMAC層の制御などにより,公平になると考えられる．しかし,APのバッファあふれとMAC層における送信権制御, およ
び, トランスポート層における輻輳ウィンドウ制御が組合わさった原因から不公平が観測されたと考えられる．

TCP-AVの無線LAN環境における振舞を確実なものにするた

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20
18
16
14
12
10
8
6
4
2
0

Windows
Linux2.4

1

2

3

4

5

6

回

数

7

8

9

スループット[Mbps]

10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0

Windows
Windows
Windows
Linux2.4
Linux2.6
Linux2.6

1

10

2

3

4

5

6

7

8

9

10

回数[回]

図7 10回の測定の結果(2台)Fig.7 Result of ten times measurement (Two nodes)

図11 10回の測定の結果(6台)Fig.11 Result of ten times measurement (Six nodes)

3. 2 不公平の傾向

10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0

Windows
Windows
Linux2.4

1

2

3

4

5
6
回数[回]

7

8

9

10

図8 10回の測定の結果(3台)Fig.8 Result of ten times measurement (Three nodes)

スループット[Mbps]

スループット[Mbps]

スループット[Mbps]

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10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0

Windows
Windows
Windows
Linux2.4

1

2

3

5
6
回数[回]

4

7

8

9

シミュレーション環境における結果では, 毎回異なる端末が不公平になるといわれているが, 本実験では一度の測
定中はほぼ同じ端末が連続して不公平になった．ただし, 本
実験では実験の前に端末及び無線LANクライアントなどの機器に故障がないことを確かめている. また, 無線LANクライ
アントの配置はほぼ等間隔としているため, 電波の強度はほぼ一定と考えられる.さらに, 端末のスペックによるスループットの差は, 図7のように多少あると考えられるが, 本
実験で定義する不公平のように極端なものではない. これらのことからスループットが極端に低い端末は性能的に劣っているわけではないといえる. 従って,イーサネットコン
バータタイプ独特の制御の問題など, 実機特有の不公平が本実験環境では起こっている可能性が考えられる．そこで,このような実験を繰り返し行った場合, 不公平にある一定の傾向が見られるのか, または, シミュレーション環境同様,異なる端末が不公平になるようなランダムな不公平が見られるのか検証を行う. 実験環境は図6と同様である. 端末の台数ははじめに不公平が見られた5台とした. この実験をさらに10 回ずつ日を変えて行った. 結果は, 図12に2 日目の10回分を, 図13に3日目の10回分を示した. また, 1日目の
結果は先ほどの結果（図10）とする.

10

2日目

1日目

スルー プット[Mbps]

108Windows
Windows
Windows
Linux2.4
Linux2.6

6
4
2
0
1

2

3

4

5

6

7

8

9

スループット[Mbps]10

図9 10回の測定の結果(4台)Fig.9 Result of ten times measurement (Four nodes)

8

Windows
Windows
Windows
Linux2.4
Linux2.6

6
4
2
0
1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

回数[回]

図12 10回の測定の結果2(5台)Fig.12 Result of ten times measurement 2 (Five nodes)

10

回数[回]

図10 10回の測定の結果(5台)Fig.10 Result of ten times measurement (Five nodes)

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June 20093日目

スルー プ ット[Mbps]

108Windows
Windows
Windows
Linux2.4
Linux2.6

6
4
2
0
1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

回数[回]

図13 10回の測定の結果3（5台）
Fig.13 Result of ten times measurement 3 (Five nodes)
これらと図10を見てみると, 図10では,2台目のWindows の端末と5台目のLinux2.6の端末が, 図12では,2台目のWindowsの端末が, 図13では,4台目のLinux2.4の端末と5台目のLinux2.6の端末が, 不公平になっていることがわかる.
さらに様々な組み合わせで実験を行った結果, 一度不公平になった端末が連続して不公平になることがわかったが,それ以外には多少偏りがあっても特に傾向がないようである. このことから,OSや無線LANクライアントの位置, 組み合わせなどによる差が多少みられても実験を重ねていくと不公平になる端末が変わっており, これはシミュレーショ
ンの傾向に近づいていると考えられる. つまり, 実機を用いた環境においてもシミュレーション同様理論的に不公平になっていると考えられる．また, イーサネットコンバータ
タイプの無線LAN を使うと, 端末がどのようなOS を使用するかによる影響が小さいということもわかった．

3. 3 不公平の原因の検証

4. TCP-AV の評価
4. 1 実験概要
TCP-AVはストリーミング通信の品質向上を目指して提案された. 目標帯域を確保するための制御を行っている. 既存のTCPの輻輳制御方式を拡張し, パケットのバーストロス耐

Iperf:120秒

ＴＣＰ‐ＡＶ

実機における不公平がシミュレーションに近いという傾向がみられたため, ACKロスがイーサネットコンバータタイ
プ無線LAN を用いる環境において不公平を招くことを示す
実験を行った.まずは, 図6と同様の環境においてUDP を使用する実験を行う. UDP はACKを使用しないため, このような環境において公平であった場合, 不公平にACK が関係していると考えられる.端末の台数を2～5台と変えてスループ
ットの測定を行なった.結果はほぼ公平となった. このことから不公平の原因にACK が関係していると思われる.さらに,APのバッファあふれによるACKのロスが本実験環境における不公平の原因の１つであることを示すために, 本実験環境の逆向き, すなわち, 通常のデータ配信などに用いるAP側から無線LAN 端末方向へのデータ送信環境において評価を行った. この環境の場合,ACKの向きが遅いリンクから速い
リンクとなるため, 無線から有線の向きにおけるAPのバッ
ファあふれが起こりにくい. スループットの測定を行った結果, ほぼ公平となった. これは,MAC 層のCSMA/CAの送信権の平等性から公平となったと考えられる. APにおけるACKのあふれが考えられない環境においては公平となるため,
ACKのロスが不公平の原因の１つであると考えられる.

性を向上する再送制御方式を採用している. 具体的には,再生クライアントの受信バッファを枯渇させない輻輳ウィ
ンドウ制御, 一時的な輻輳発生時の通信速度減少を抑える
再送制御などである.ここで, 本実験で用いる言葉を定義す
る．EB（Effective Bandwidth）,fair-shareを定義する. EB
は最大の帯域幅のことである.本研究ではIEEE802.11g無線
LAN を使用するため最大帯域幅は54Mbps となる. しかし,
これは理論値であるため実際の帯域幅を測定する必要がある. この実際の最大帯域幅をEB とする.実際に実験環境においてフロー1 本あたりのスループットを測定すると最大で約25Mbps となったため, この値を本研究のEBとする.
fair-share とはEB を送信端末の台数(5台)で割った値であり,実効的に使える最大帯域を全送信端末で均等に分けたときの1台あたりの帯域幅であるとする.さらに, 評価基準として, NRT（Normalized Required Throughput）, AVR（Achievement Ratio）を定義する. NRT は指定した帯域がEB の何割にあたるかとする. つまり理論値ではなく実際の帯域の正味何割を指定したかを表す. AVRは, 指定した帯域を確保できた時間帯が全実行時間のうちどのくらいあるかという比率を示す. 今回の実験では120秒の測定を5秒ごとに分割した. ただし, 投入順序による差が見られる最初の5秒間は除き, 全部で23 区間とする. 23 区間のうち何区間目
標帯域を達成できていたかをカウントして,10回測定した平均を取った.無線LAN 環境におけるTCP-AV の性能を評価するための実験環境を図14に示す. ここで, 端末番号1 のフローはTCP-AVのフローとするが, 送信端末のTCP の実装は変更しない. その代わりTCP 中継器（TCP-Proxy）を端末とイーサネットコンバータの間に設置し, TCP をTCP-AV に載せかえる. その他のフローは既存のTCP-Reno を用いて通信を行う. その他の条件は図7 と同様である. TCP-AV の積極的な帯域確保制御により,fair-share（NRT の20%：5Mbps）
以上の帯域を確保できることが期待される.

TCP-Proxy
コンバータ

<無線>
（IEEE802.11g）

<有線>

AP

※Windows,
Linux
の混合環境

Dummynet
遅延=2.5ミリ秒

図14 無線LAN 環境におけるTCP-AV の評価
Fig.14 Evaluation of TCP-AV in the wireless LAN
environment

4. 2 実験結果に関する考察
結果を図15に示す. 設定帯域をfair-share 程度とした場
合，つまりNRTが20％程度まではAVR は100%である. これはつまり全実行時間, 設定した帯域で通信可能であったということである. fair-share を超えて設定帯域をfair-shareの125%とすると, AVR は70%となる. このとき, 目標帯域以上で通信できていた時間は全実行時間のうち7 割ということになる. さらに設定帯域をfair-share の200%以上とする

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June 2009

AVR(AchieVment Ratio)[%]とAVR は1割以下となった.これらにより, 不安定な無線LAN
環境においてもTCP-AV を用いれば不公平な端末に陥らずに,要求帯域の品質保証が可能であることがわかった．また, 端
末台数がこれより少ない場合および6台の場合も同様の傾向
であった.
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0

たい．これらのことからTCP-AV の改良などを含め, 無線環
境におけるより良い品質保証の提案を進めていきたい.

[謝辞]
本研究にTCP-AV プロトコルの提供と適切なアドバイスを頂いたNEC システムプラットフォーム研究所の藤田範人氏と浜崇之氏に感謝致します．

[文献］

0

20

40

60

80

100

NRT(Normalized Required Throughput)[%]

図15 AVR によるTCP-AV の評価結果
Fig.15 Evaluation result of TCP-AV with AVR

5. まとめと今後の課題
5. 1 まとめ
本研究では, 無線環境におけるQoS 実現のために実機を用いて実験を行った.1点目は, 無線LAN 環境におけるスループットの公平性の検証である. はじめに,AP のバッファ
サイズの検証を行い, 本実験環境においても不公平が起こりうることを示した. その上で,イーサネットコンバータタ
イプ無線LAN(802.11g) を用いた際の不公平を示した．その際にシミュレーションとは異なり, 同じ端末が連続して不公平になるという傾向が見られた．しかし, 端末の組み合わせを変えて実験を行い, 不公平になりやすい端末があるか検証した結果, 特に偏った傾向がみられなかったためシミュレーション同様確率的に不公平が起こると考えられる．さらに,UDP フローを流す実験及び本実験環境とは逆向きであるAP におけるACK 破棄が起こりにくい環境で実験を行うことで, シミュレーション同様AP のバッファあふれによる
TCP-ACK の破棄が不公平の原因のひとつとなりえることを示した.2点目として, 有線環境においてQoS 保証を可能にしたTCPAVを, 無線環境においてAVR という新たな基準を用いて評価を行った. その結果,TCP-AV はfair-share を超えた帯域（今回の実験では, 実効帯域の30%以上の帯域）を確保することができた. これより,TCP-AV は, 実機環境でも,目標帯域に近い通信を長時間行うことができ, 不安定な無線環境においても要求された帯域のQoS を確保することができたといえる.

5. 2 今後の課題
不公平性の問題に関しては, イーサネットコンバータタ
イプ無線LAN の挙動の詳しい分析を, 電波の受信具合やWindows端末の無線LAN ドライバによる制御なども考慮にいれて考えたい．また, さらに台数を増やした場合の公平性の変化なども検証したい.QoS 保証に関しては, 実際にストリーミングを流してTCP-AVの有用性を視覚的に確認したい．また, 他のQoS プロトコルを使用した際の挙動, TCP-AV を他の無線子機を使用したときの振舞や高遅延や高負荷をはじめとする様々な無線環境におけるTCP-AV の評価をしていき[1] H.Shimonishi, et al., ”Congestion Control
Enhancements for Streaming Media,” IEICE Tranc. on
Comn.,Vol.E89 B, No.9, pp.2280-2291, September 2006.
[2] D.Leith, et al., ”Using the 802.11e EDCF to Achieve
TCP Upload Fairness over WLAN ling,” IEEE WiOpt
2005, April 2005.
[3] S.Pilosof,R.Ramjee,Y.Shavitt,P.Sinha, ”Understanding
TCP fairness over Wireless LAN ” INFOCOM 2003, April
2003.
[4] Anthony C.H. NG, David Malone, Douglas J.Leith,“Experimental Evaluation of TCP Performance andFairness in an 802.11e Testbed,” ACM SIGCOMM 2005,
pp.17-22, August 2005.
[5] BUFFALO wireless LAN BB router AirStation
NFINITI GIGA 300Mbps 11n conformity(WZR-AMPG300NH) :http://buffalo.jp/products/catalog/network/wzr-ampg30nh/[6] BUFFALO 2.4GH 54Mbps wireless LAN Ethernet
conversion media converter (WLI3-TX1-G54):
http://buffalo.jp/products/catalog/item/w/wli3-tx1-g54/[7] IEEE802.11 wireless LAN medium access control(MAC) and physical layer (PHY) specification, 1999.
[8] Perl program of inspect the size of buffer:
http://x68000.q-ed.net/ 68user/net/udp-2.html[9] Iperf: http://dast.nlanr.net/Projects/Iperf/

新井 絵美 Emi ARAI2009年お茶の水女子大学大学院人間文化創成科学研究科博
士前期課程修了，理学修士．2007年同大学理学部情報科学科卒業．無線LANの研究に従事．現在は野村総合研究所に勤務．

平野 由美 Yumi HIRANO
NEC システムプラットフォーム研究所研究員． 理学修士．
2004 年 NEC 入社．無線 LAN における QoS 制御，省電力制御，TCP を考慮した帯域制御の研究に従事．IEEE，電子情報通信学会，各正会員．

村瀬 勉 Tutomu MURASE
NECシステムプラットフォーム研究所主任研究員．2004年
大阪大学大学院情報科学研究科博士後期課程修了．博士(情報科学)．QoS制御，オーバレイネットワーク，無線LANに関する研究に従事．IEEE，電子情報通信学会各正会員．

小口 正人 Masato OGUCHI
お茶の水女子大学人間文化創成科学研究科教授．1995 年東京大学大学院工学系研究科電子工学専攻博士課程修了，工学博士．ネットワークコンピューティング・ミドルウェアに関する研究に従事．IEEE，ACM，日本データベース学会，情報処理学会，電子情報通信学会各正会員．

日本データベース学会論文誌 Vol.8, No.1
2009 年 6 月