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| 講演抄録／キーワード | ||
| 講演名 | 2023-09-08 15:10 低軌道衛星コンステレーションにおけるTCP通信品質解析と評価 ○鈴木彩音・金井謙治・中尾彰宏（東大）  NS2023-66 |
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| 抄録 | （和） | 地上ネットワークが脆弱な地域や災害などによる緊急の通信網の必要性が高い地域では，低遅延・高カバー率の特徴を持つ低軌道（Low Earth Orbit）衛星（以下LEOと呼ぶ）と5G通信を連接した新たな通信システムの活用が期待される．この効果的な連接のためには，双方の通信品質特性の把握が必要となるが，特にLEOに代表されるStarlinkの通信品質特性の詳細分析, 特にTCPなど上位層プロトコルへの影響は，まだ十分に議論されていない．これに対して，筆者らは，先行研究にて，UDPの上下方向スループットを評価し，UDPスループットに周期的な変動特性がある場合があることを明らかにしている．一方で，TCPスループット，特にCUBIC-TCPにおいて，UDPと比較して大きく通信性能を劣化させている点について，その解析まではなされていない．そこで，本稿では，新たにTCPスループット評価データを拡充し，TCP輻輳制御に基づく解析を行うことで，Starlink利用時のTCP性能改善方式を検討し，その初期改善効果を評価する．具体的には，先行研究で明らかにしたUDPスループットが周期的に帯域を変動させる特性があることに着目し，Starlinkの無線伝送リンク起因によるパケットロスに加えて，可用帯域の傾向が変動するタイミングでもパケットロスが発生する課題があることを示す．その課題によって，輻輳ウィンドウを減少させ，TCPスループットの劣化度合いを評価するとともに，輻輳ウィンドウの減少を抑制することによるスループット改善効果を定量評価する． |
| （英） | Because Low Earth Orbit (LEO) satellite has characteristics of low latency and high coverage communication, integration of LEO and 5G communication is expected to offer high-speed communication in weak terrestrial network areas and disaster areas. For effective integration, it is necessary to grasp the communication quality differences. However, a detailed analysis of the communication quality characteristics of Starlink, which LEO represents, has yet to be fully discussed. Although we revealed that Starlink’s UDP throughput fluctuates periodically in our previous study, we still need to analyze and evaluate TCP throughputs, including CUBIC-TCP. We must investigate why Starlink’s TCP throughput significantly degraded compared to UDP. Therefore, in this paper, we newly evaluate TCP throughput, RTT, TCP packet-level traces, and TCP congestion window parameters to analyze TCP congestion behaviors. From the analysis, the results confirm that Starlink’s TCP throughput fluctuates periodically due to Starlink’s communication control mechanism as well as UDP. In addition, congestion windows are decreased not only because of the packet losses of wireless transmission links but also the packet losses of Starlink’s periodic available bandwidth fluctuation. For quantitative evaluations, we show degradation of TCP throughput due to the unnecessary congestion window reduction and demonstrate the expected improvement of TCP throughput when TCP does not decrease the congestion window even if Starlink drops the packets. | |
| キーワード | （和） | 低軌道衛星コンステレーション / TCP / 輻輳制御 / / / / / |
| （英） | Low Earth Orbit Satellite Constellations / TCP / Congestion Control / / / / / | |
| 文献情報 | 信学技報, vol. 123, no. 177, NS2023-66, pp. 83-88, 2023年9月. | |
| 資料番号 | NS2023-66 | |
| 発行日 | 2023-08-31 (NS) | |
| ISSN | Online edition: ISSN 2432-6380 | |
| 著作権に ついて |
技術研究報告に掲載された論文の著作権は電子情報通信学会に帰属します．(許諾番号：10GA0019/12GB0052/13GB0056/17GB0034/18GB0034) | |
| PDFダウンロード | NS2023-66 |
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| 研究会情報 | |
| 研究会 | NS IN CS NV |
| 開催期間 | 2023-09-07 - 2023-09-08 |
| 開催地（和） | 東北大学 電気通信研究所 |
| 開催地（英） | Tohoku University |
| テーマ（和） | セッション管理(SIP・IMS)，相互接続技術/標準化，次世代・新世代・将来ネットワーク，クラウド/データセンタネットワーク，SDN(OpenFlow等)・NFV，IPv6，機械学習のネットワーク適用，一般 |
| テーマ（英） | Session management (SIP/IMS), Interoperability/Standardization, NGN/NwGN/Future networks, Cloud/Data center networks, SDN (OpenFlow, etc.)/NFV, IPv6, Machine learning, etc. |
| 講演論文情報の詳細 | |
| 申込み研究会 | NS |
| 会議コード | 2023-09-NS-IN-CS-NV |
| 本文の言語 | 日本語 |
| タイトル（和） | 低軌道衛星コンステレーションにおけるTCP通信品質解析と評価 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Analysis and Evaluation of TCP Communication Quality in Low Earth Orbit Satellite Constellations |
| サブタイトル（英） | |
| キーワード(1)（和/英） | 低軌道衛星コンステレーション / Low Earth Orbit Satellite Constellations |
| キーワード(2)（和/英） | TCP / TCP |
| キーワード(3)（和/英） | 輻輳制御 / Congestion Control |
| キーワード(4)（和/英） | / |
| キーワード(5)（和/英） | / |
| キーワード(6)（和/英） | / |
| キーワード(7)（和/英） | / |
| キーワード(8)（和/英） | / |
| 第1著者 氏名（和/英/ヨミ） | 鈴木 彩音 / Akane Suzuki / スズキ アカネ |
| 第1著者 所属（和/英） | 東京大学 (略称： 東大) The University of Tokyo (略称： UTokyo) |
| 第2著者 氏名（和/英/ヨミ） | 金井 謙治 / Kenji Kanai / カナイ ケンジ |
| 第2著者 所属（和/英） | 東京大学 (略称： 東大) The University of Tokyo (略称： UTokyo) |
| 第3著者 氏名（和/英/ヨミ） | 中尾 彰宏 / Akihiro Nakao / ナカオ アキヒロ |
| 第3著者 所属（和/英） | 東京大学 (略称： 東大) The University of Tokyo (略称： UTokyo) |
| 講演者 | 第1著者 |
| 発表日時 | 2023-09-08 15:10:00 |
| 発表時間 | 25分 |
| 申込先研究会 | NS |
| 資料番号 | NS2023-66 |
| 巻番号（vol） | vol.123 |
| 号番号（no） | no.177 |
| ページ範囲 | pp.83-88 |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | 2023-08-31 (NS) |
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