研究発表

DiffservのAFクラスにおいて、ネットワーク内のアクティブフロー数を推定し、そのフロー数に応じてIN及びOUTパケットのパケット廃棄率を変化させ、効果的にパケット廃棄を行うフロー数に応じた動的廃棄法を提案した。 提案廃棄法は、ルータにおける廃棄率特性及び上位層のTCPを用いた特性評価でのスループット特性,RTO(Round Trip Time Out)の回数の削減の改善を図ることができる。

IEEE 通信ソサイエティの衛星・宇宙技術委員会委員長およびアジア・パシフィックボードにおける技術的な活動の推進リエゾン委員として、アジア・パシフィック地域の研究者および技術者の活発な研究活動をお願いするために、衛星・宇宙技術委員会およびアジア・パシフィックボードの構成および技術的な活動状況について概要を述べた。

複数のスロットで送信される符号系列の送信順により情報変調を行なう順列伝送OCDMA(Permutation Transmission OCDMA: PT-OCDMA)方式を提案した。　提案方式では、光直交符号(OOC)の1系列に対し、S通りの異なる巡回シフト量を与えることにより，S個の符号系列を各ユーザに予め割り当てる。各ユーザは、送信シンボルに従って，Mスロットに渡って送信される符号系列を割り当てられたS系列の中からM系列を選択し、1フレームに順列伝送する。受信機側では各符号系列についてしきい値検出を行い、しきい値以上となる符号系列の相関器出力が2つ以上, 若しくは1つも無い場合を消失状態と定義することにより、消失状態まで訂正することができる。提案方式のビット誤り率特性を理論解析により導出し、ビットレート、及びNmax一定の下で提案方式は、オンオフキーイング(OOK)を用いたOCDMA(OOK-OCDMA)方式、リードソロモン(RS)符号を適用したOOK-OCDMA(RS/OOK-OCDMA)方式と比較し、受信光パワーが大きいときには優れたビット誤り率特性が得られることを示した。

本研究では、光符号分割多元接続システムで用いられる光直交符号(OOC)に非対称誤り訂正 (AEC)符号を埋込むエンベット伝送方式を提案した。エンベット伝送方式では、拡散符号の重み位置に伝送ビットを送信することにより、従来の光CDMA方式よりも伝送レートを向上することができるが、同時に、相関処理によるビット判定を用いることができないため、多元接続干渉(MAI)の影響が大きくなるという問題がある。したがって、従来の光CDMA方式と比べて、ビットレートの低下や伝送帯域の増大をさせることなくAEC符号を適用することにより、受信側でAEC符号の復号処理によりMAIの影響を緩和することができる。AEC符号の重み分布に従って、各符号語ごとにビット誤り率を導出し、情報レートおよびチップレート一定のもとで、所定の誤り率を達成するために必要な光電力が従来方式より小さくなることを明らかにした。さらに、エンベッド伝送方式に対して、リードソロモン符号による符号化を適用した。その結果、リードソロモン符号の適用により、エンベッド伝送方式において用いられるAEC符号の訂正能力を超えたMAIの影響により生じる誤り率のフロアを十分小さな値まで低減させることができることを示した。

オンオフキーイング符号分割多元接続(OOK-CDMA)室内赤外線無線方式において、判定帰還型等化器(DFE)、判定フィードフォワード・フィードバック型等化器(DFFE)、フィードフォワード型等化器(FE)の3つの等化器用いた場合の特性を評価し比較した。インパルス応答の推定は、送信開始時に`1'、`0'を繰り返すトレーニング系列を送信することにより行う。計算機シミュレーションの結果、高ビットレート時には、3つの等化器のうちDFFEが最も良い特性であることが示された。一方、低ビットレート時および送信光電力が低い場合には、FEの方が良い特性を得られることが示された。

非線形解析から情報通信技術と題して、移動通信技術の動向に沿った研究テーマの広がりや研究方針、研究室運営などに関する招待講演を行った。

直交周波数分割多重システムにおける他セルからの同一周波数干渉を軽減する方式として、同一周波数干渉キャンセラがあるが、希望波と干渉波の電力が同レベルの場合、干渉除去が困難になるため誤りが集中し, 誤り訂正符号を用いても訂正できないという問題がある。ここでは、周波数分散符号化及び周波数インターリーブを同一周波数干渉キャンセラに用いることで、集中的に誤りが発生することを避けけ、誤り訂正符号の能力を高める方式を提案した。 まず、計算機シミュレーションにより、周波数分散符号化のみを行なう場合、周波数インターリーブのみを行なう場合,、周波数分散符号化と周波数インターリーブを両方行なう場合を比較した。 また、周波数分散符号化を相関の高い隣り合ったキャリアで用いた場合と、相関の小さい離れたキャリアで用いる場合についても比較を行なった。その結果、SIR（Signal to Interference Ratio）が負の場合は周波数分散符号化と周波数インターリーブを組合せたものが、SIRが正の場合は周波数インターリーブのみを施すのが最も誤り率が改善できることが示された。

マルチパスフェージング状況下での移動体通信OFDMシステムにおいて、推定精度の高いチャネル推定を実現するために、現在ディジタルテレビジョンシステムに利用されているスキャッタードパイロットシンボル配置のパイロットシンボル位置から時間方向にずらした配置およびチャネル推定方法を提案した。提案方式では、伝送路特性を推定されたデータシンボルを擬似パイロットシンボルとして利用することから、この擬似パイロットシンボルの推定精度を上げることによって,全てのデータシンボルの推定精度を向上することができる。計算機シミュレーションによる特性評価を行ない、従来のスキャッタードパイロットシンボル配置と比較した結果、ビット誤り率特性を改善できることが示された。

スロット型リングにおいて複数の自己トークンを用いたMACプロトコルの近似解析を行い、自己トークンがリングから送信ノードに戻ってくる確率、及びノードのキュー長と自己トークン数を表す状態を新たに導入することにより、均一トラヒック下における複数の自己トークンをもつMACプロトコルの遅延スループット特性を明らかにした。さらに、不均一トラヒック下において一定期間内にノードが送信したパケット数に応じてそのノードで利用できる自己トークン数を適応的に変化させるMACプロトコルを提案した。計算機シミュレーションにより、提案プロトコルは不均一トラヒック下においてもノード間のスループットの公平性を維持できることを示した。

通信品質(QoS)をMCR(Minimum Cell Rate)で保証するGFR(Guaranteed Frame Rate)サービスの解析において、複数のコネクションからATMスイッチへ到着するパケットの廃棄率特性が, これまで、定量的に解析されている。しかしながら、GFRサービス下においてはCLP(Cell Loss Probability)=0/1のパケット棄却率特性を別々に評価する必要性がある。ここでは、独立に２つのCLP=0/1のパケットを考慮するために、２状態から5状態へ拡張したマルコフ連鎖を用いたQBDモデルでモデル化を行い、GFRサービス下でのCLP=0/1のパケット棄却率特性を評価した。

Wireless1394 方式のAsynchronous 転送におけるデータパケットの送信待ち時間特性と再送効率特性を改善するために、トークンパッシングとハブステーションによるパケット再送信を適用したWireless1394 方式を提案した。　提案方式では、送信権の受け渡しにトークンパッシング方式を用いることで、ポーリングを用いることによるタイムアウトを削減する。これに加えて、人体による遮へいにより、トークンパケットやデータパケットの受信誤りが発生した場合、再送回数の増大を抑制するためにハブステーションから再送すべきパケットを送る。計算機シミュレーションによって提案方式の特性評価を行い、提案方式は従来方式と比較して、データパケットの送信待ち時間特性と再送効率特性を改善できることを示した。

無線家庭内ネットワークのインタフェースであるWireless 1394のIsochronous転送において、誤り訂正のためのReed-Solomon符号の冗長度を増大することなく動画像品質を向上させるために、チャネル状態が悪化した場合に動画像符号化レートを下げて画像データ量を削減し、空いた帯域を用いてコピーデータを元のデータの送信後、一定の時間間隔を空けてから送信する動画像通信方式を提案した。　計算機シミュレーションによって，提案方式のPSNR (Peak Signal to Noise Ratio)特性を求め，さらに視覚評価を行い，従来方式と比較して提案方式の動画像品質が向上することを示した。

無線アドホックネットワークにおいて、高いスループット特性を実現できる新たなMACプロトコルを提案した。提案プロトコルは、request-to-send(RTS)/clear-to-send(CTS)方式に加えて、二つのトーン信号を適用した方式である。トーン信号PTtは，近隣ノードに対してパケットの送信を禁止するため、またトーン信号PTrはパケットの受信を禁止するためにそれぞれ用いられる。これら二つのトーン信号を用いることで、隠れ端末問題およびexposed端末問題を軽減できる。また提案プロトコルは、RTSパケットの送信に際して、PTt信号を送信する操作を付加することで、RTSパケット同士の衝突を軽減することができ、高いスループット特性が得られる。理論解析および計算機シミュレーションにより特性評価を行い、提案プロトコルの有効性が高いことを示した。

従来，OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)の非線形歪みを補償する方法として、プレディストーションを用いるLCP-COFDM(Linearized constant peak power coded OFDM)方式が提案されている。しかし、LCP-COFDMでは、線形縮小操作により信号振幅を小さくするため、雑音に対する耐性が弱まりBER特性が劣化する。　そこで、LCP-COFDMにピーク電力低減法である部分系列伝送(PTS)を併用することで、BERを改善することが可能な非線形歪み補償方式を提案し、計算機シミュレーションによる特性評価を行った。その結果、提案方式は、従来のLCP-COFDMと比較して、帯域外輻射抑圧効果が同程度で、BER特性が改善できることが示された。

伝送するビットを拡散符号系列の重み位置へ埋め込むエンベッド伝送方式において、マンチェスタ符号化を適用した光符号分割多元接続システムを提案した。マンチェスタ符号化を用いたシステムでは,2スロットから構成される重み位置に対して、いずれかのスロットへ伝送ビットに従って光パルスを送信する。受信側でしきい値判定することで,多元接続干渉(MAI)の影響を、前後スロットが共にしきい値を超える消失ビットとして受信することができ、消失ビットの復号処理の過程で、MAIの影響をBCH符号の訂正能力の範囲で除去できる。また,拡大BCH(eBCH)符号の利用によりさらにMAIの影響を除去でき、優れた誤り率特性を得られることを示した。

パルス圧縮における、重要な要件であるタイムサイドローブ抑圧に関し、TSSWA (Two-Sample Sliding Window Adder) を2回用いるだけの非常に簡単な処理により、ピークサイドローブレベル（PSL）の小さな2値符号が、圧縮比の比較的小さな領域で多数得られることが報告されている。本論文では、さらに、この方法によるS/N損失を評価し、従来のタイムサイドローブ抑圧方式と、PSL及びS/N損失の点から比較した。その結果、圧縮比が14〜16程度の領域で、提案方式は、他の方式に比べ、より小さなS/N損失で、しかも簡便に、PSLを大きく低減できることが示された。また、実際のレーダを用いた実験を行い、実環境においても、提案方式が従来の２値符号に比べ、より小さいPSLを持ち、理論と整合することを示した。

家庭内ネットワークが注目を集めており、高速リアルタイム情報に適したIEEE 1394 インターフェースが普及し始めている。ここでは、それを無線化してさらに便利にす る事をねらい、MMACで検討を進めて、この３月に標準規格(ARIB STD-T72)として制定したワイヤレス1394システムの考え方、具体的な使用内容とホー ムネットワーク構築技術について紹介した。

IP over ATMネットワークにおけるATMスイッチ内での輻輳制御法の一つであるEarly Packet Discard(EPD)方式は、通信帯域やバッファ領域を効果的に利用できるため有効な方法である。しかしながら、複数の先頭セルを短時間に受け付けた場合，それらの後続セルが多数到着し、バッファあふれが発生してしまうという問題があった。そこで、バッファ内にしきい値を2つ設け、新規パケットが到着した際に、同時に受け付けるポート数に応じて、異なるしきい値を用いてパケットを受け付けるか否かを決定することにより、バッファあふれを低減できるパケット廃棄法を提案し、計算機シミュレーションにより、スループット特性を劣化させることなくバッファあふれの発生を低減し、無効セル率特性を改善できることを示した。