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| 講演名 | 2024-09-05 10:50 ［奨励講演］低軌道衛星通信の帯域変動推定に基づくクロスレイヤ輻輳制御方式の提案 ○鈴木彩音・中尾彰宏（東大）  NS2024-77 |
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| 抄録 | （和） | 地上ネットワークが脆弱な地域や災害時の緊急通信が求められる地域においては，低軌道（Low Earth Orbit, LEO）衛星と5G通信を連接させた新たな通信システムの活用が期待されている．この効果的な連接を実現するためには，両者の通信品質特性に基づいた適切な制御手法が不可欠である．その一つとして，LEO特有の周期的な品質変動に対応するクロスレイヤ輻輳制御が挙げられる．筆者らの先行研究において，LEO衛星の代表例であるStarlinkの通信品質特性が15秒周期で変動し，このためにCUBIC-TCP輻輳制御が効果的に機能していないという問題が実機評価により明らかになり，この問題を解決する新たな「クロスレイヤTCP輻輳制御」を提案している．しかし，この輻輳制御を実用化するためには，①周期境界を正確に判定できること，②周期内の帯域幅の増減傾向を予測または推定できること，という2つの課題を解決する必要がある．本研究においては，①に対し，外れ値判定を用いた周期境界判定アルゴリズムを，②に対し，周期境界におけるパケット到着時間を基にした帯域推定手法を提案する．本稿では，実機で計測したデータを用い，①周期境界判定アルゴリズムの有効性と，②LEOの特性を活用した帯域推定手法の精度を評価し，提案する輻輳制御方式の改善効果を評価する． |
| （英） | In regions where terrestrial networks are vulnerable or during disasters requiring emergency communications, integrating Low Earth Orbit (LEO) satellites with 5G networks is highly promising. Effective integration requires control methods tailored to the communication characteristics of both systems. One approach is cross-layer congestion control that adapts to the periodic quality fluctuations specific to LEO. Previous research identified that the communication quality of LEO satellites, such as Starlink, fluctuates on a 15-second cycle, leading to the ineffectiveness of CUBIC-TCP congestion control. To address this, we proposed a new “cross-layer TCP congestion control.” However, implementing this control requires solving two challenges: (1) accurately detecting cycle boundaries and (2) predicting or estimating bandwidth fluctuations within each cycle. This study proposes an outlier detection-based algorithm for cycle boundary detection and a bandwidth estimation method based on packet arrival times at cycle boundaries. This paper evaluates the effectiveness of the proposed cycle boundary detection algorithm and the accuracy of the LEO-based Sbandwidth estimation method using real-world data, and assesses the improvements achieved by the proposed congestion control method. | |
| 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. 124, no. 179, NS2024-77, pp. 12-17, 2024年9月. | |
| 資料番号 | NS2024-77 | |
| 発行日 | 2024-08-29 (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 | NS2024-77 |
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| 研究会情報 | |
| 研究会 | NS IN CS NV |
| 開催期間 | 2024-09-05 - 2024-09-06 |
| 開催地（和） | 東北大学 電気通信研究所 + オンライン開催 |
| 開催地（英） | Tohoku University + Online |
| 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 | 2024-09-IN-NS-CS-NV |
| 本文の言語 | 日本語 |
| タイトル（和） | 低軌道衛星通信の帯域変動推定に基づくクロスレイヤ輻輳制御方式の提案 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | A Cross-Layer Congestion Control Based on Bandwidth Fluctuation Estimation for Low Earth Orbit Satellite Communications |
| 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） | 中尾 彰宏 / Akihiro Nakao / ナカオ アキヒロ |
| 第2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 | 2024-09-05 10:50:00 |
| 発表時間 | 25分 |
| 申込先研究会 | NS |
| 資料番号 | NS2024-77 |
| 巻番号（vol） | vol.124 |
| 号番号（no） | no.179 |
| ページ範囲 | pp.12-17 |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | 2024-08-29 (NS) |
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