研究発表

近年情報家電や携帯端末，センサなど多様な機器が ネットワークに接続可能となり始めている． また，これらの機器を利用し，ユーザの状況や好みに適応したサービスを 提供する環境が実現しつつある． 複数の機器を利用して物理的な環境に対してサービスを提供する場合， 類似機能による競合を回避する必要がある． また，複数のサービスが提供されている環境ではユーザの好みを反映して利用する 機器を選出することが重要となる．本稿ではこれらの課題を解決する機構として User Preference supported Architecture for device automation（UPA）を提案する． UPAでは適用環境として壁や天井などで区切られた閉じた空間を想定し， 空間ごとに類似機能を持つ機器やユーザの好みを統合的に 管理することでアプリケーションに対して利用可能な，競合の起きない， ユーザの好みに適応した機器を提供することを実現した．

本論文では，様々な習熟度の情報家電機器ユーザにサービス機能を能動的に提 供するプロアクティブ(能動的)な利用モデルを提案する．近年，家電機器の機 能が高機能化，多機能化しているにも関わらず，その利用形態がリアクティブ (受動的) であり，ユーザインタフェースが複雑であるため，習熟度の低いユー ザは機能を十分に使いこなせない場合が生じている．本稿で提案するプロアク ティブな利用モデルは，機器利用に必要な情報収集や機器操作学習を行い，ユー ザにサービス機能を容易に提供する．これにより，ユーザは要求を明示するこ となく操作簡便性を向上できる．本モデルを実現するために，情報家電機器の 利用支援ミドルウェアである，Proactive Support system on Networked Appliances(PSNA) を開発した．PSNAを用いることにより，プログラマはプロ アクティブな情報家電機器制御ソフトウェアを容易に構築できる．

コンピュータの高性能化により多くの情報を処理することが可能となり，また センサの小型化，高性能化により，周辺環境の至るところにさまざまなセンサ が存在することが可能となった．このようなセンサからの多くの情報を処理す ることによって，状況適応型アプリケーションを作成可能となった．本論文で は，多種多様なセンサの情報を統一的に扱い，状況適応型アプリケーションに 対してセンサデバイス非依存性を提供する基盤ソフトウェアであるR2システム の設計，実装について述べる．これにより，状況適応型アプリケーションはセ ンサデバイスの種類やセンサデバイスから取得可能な情報などを意識すること なく，ユーザの状況を認識することが可能となる．また，本論文では，R2シス テムを利用した状況適応型アプリケーションを実際に作成し，R2システムの実 用性や応用範囲を示した．

無線通信は配線が不要，端末が移動可能といった利点から今日広く使われるようになった．本論文では，インターネットを構成する要素として欠かせないものとなった無線 LAN に注目し，無線 LAN 上の実用的なパケットスケジューリング方式SoCPS を提案する．既存研究としてチャンネル状態を考慮した無線基地局におけるパケットスケジューリングがいくつか提案されている．これらの多くは，チャンネル状態を微小な時間粒度での2つの状態 (good, bad) として表現する．細かい粒度でチャネル状態の取得する事の負荷を軽減しソフトウェアでの実現を可能とする為に，無線基地局とエンドホスト間のより現実的な時間粒度での接続性の強度として Strength of Connection（SoC）の概念を導入する．次にチャンネル状態を識別方法と，パケットスケジューリングの適用性について調査し，SoC に基づいたパケットスケジューリング方式である SoCPS を設計する．最終的に様々なトラヒックのタイプや無線の状態下で，SoCPS が無線LAN全体の効率を改善するかどうかを調査する．我々は FreeBSD 上で SoCPS を設計，実装し，最高 8 台の無線 LAN ノードを用いた評価結果から，SoCPS の適用性と無線パケットスケジューリングの限界を示す．結果として TCP 主体のトラヒックにおいて FIFO は十分な通信効率を持つ．それに対しリアルタイム UDP トラヒックでは，無駄なパケットロスを減らし SoC を考慮したスケジューリングは有効である．

本研究はウェアラブルコンピュータを研究対象とし，ウェアラブルコンピュー タの機能不足を補完することを目的とする．ウェアラブルコンピュータは極度 の小型化が強いられるため，従来のモバイルコンピュータと同性能の入出力機 能を期待できない．本研究では，ウェアラブルコンピュータとユーザの所有す る入出力機器や周辺に存在する従来型の入出力機器を協調動作することでこの 問題を解決する．そこで，新しいアプリケーションフレームワークを設計し， この課題に対処する．本稿では，新しいアプリケーションフレームワークとし てWappletフレームワークを実現した．Wappletフレームワークは機能分散アプ リケーションを容易に構築でき，分散モジュールを協調動作させることで機器 間の連係動作を可能とする．これにより，貧弱な性能しか有しないウェアラブ ルコンピュータでも，マルチメディアアプリケーションのような高度な処理を 期待できる．

従来のコンテンション方式の無線MACプロトコルをマルチホップ無線網に適応させると、シングルホップ無線網と比較して隠れ端末問題やNAV　Blocking問題が発生する確率が高くなる。本稿では、ネットワーク帯域が効率的に利用されることを目的とし、マルチチャネルCSMA無線網におけるチャネル選択方式を提案する。本方式は、各チャネルのチャネル利用率を計算し、最もトラフィックの少ないチャネルを選択する。また、シミュレーションによりシングルチャネルおよびマルチチャネルCSMA方式の基本性能を評価し、マルチチャネルCSMA方式の利点を考察する。

本研究では，入出力によるサービスの検索方法を提供し，ユーザプレファレンスを利用して，ユーザに代わって最適なサービスを検索するサービス検索システムSLIOの設計と実装について述べる．インターネットの普及と，ハードウェア技術の発達により，さまざまなソフトウェアとハードウェアのサービスがネットワーク上で利用可能になった．多くのハードウェアがネットワークに接続することで，サービスの入出力が複雑化した．また，類似したサービスが複数提供されるため，サービスの選択が困難になった．本研究では，サービスの入出力の分類と，ユーザプレファレンスの記述方法を提案する．これにより，複雑化したサービスの入出力が指定でき，ユーザプレファレンスを利用して，サービスの選択の自動化が実現できる．

本稿では，次世代の超機能分散型コンピューティング環境を想定し，移動に対してユーザの作業状態を適応させて継続するための機構を提案する．ユーザの周囲に存在する通信ネットワークに接続された機器を，ユーザが利用する環境を想定する．この環境では，ユーザの移動に伴う携帯端末の移動とユーザ周囲の環境自体が変化することなどによって，作業状態の変更が必要とされる．本稿で提案する機構では，ユーザ作業の状態に着目し，移動に対してユーザの作業状態を継続させることを目的とする．そして，ユーザの環境に関わらず移動に対して作業状態を継続するために，移動適応型分散通信機構を提案する．

モバイルコンピュータの利用が増加するにつれ、リアルタイムにユーザの位置情報を取得することが重要となっている。しかし、現在利用されている位置情報取得デバイスやシステムは屋外での利用を本来の目的としており、屋内での利用には向いていない。本稿では無線LANの基地局の信号強度情報を用いて、屋内において位置情報を取得するシステムの構築を目的とし、無線LAN基地局の信号強度を測定と考察、そしてシステムの基本設計を行った。

This paper presents a new way of constructing a Virtual Networked Appliance(VNA) using locationinformation. In the VNA architecture which we proposed in our previous work, adaptation of the location of a user has not been clearly specified. We call such an location adaptive VNA 'L-VNA'. In L-VNA, location mannagement is encapsulated in the runtime of VNA, thereby eliminating a user's explicit decision for location adaptation. We have implemented L-VNA over JDK1.2 and demonstrated its validity.

近年計算機の小型化が急速に進んでおり，また，いわゆるコンピュータとは異なる家電や小型デバイスにも十分な処理能力，機能が備わってきている．しかし，これらのデバイスはその特化した機能をユーザに提供することは可能であるが相互に補完したり，機能を分担してユーザのタスクに対応することは困難であるか，ユーザの負担を伴う操作が必要となる．本稿で述べるウェアラブルネットワーク環境とはこれらの様々なデバイスを相互に接続し，機能を補完することによって構築される超機能分散型の計算機環境である．本稿ではウェアラブルネットワーク環境を実現するためのアプリケーションフレームワークとしてWappletフレームワークを提案する．Wappletフレームワークはユーザや利用可能な機器の状況に適応し，またユーザの嗜好を反映することを可能とする．

よりpredictableな計算機環境を構築するために，計算機資源の予約は必須であるが，アプリケーションプログラマからは予約すべき資源量の算定が容易ではない上に，それが通常は動的に変動してしまうために必ずしも利用は容易ではない．本稿では，従来の資源予約オブジェクトごとに QOS プロファイルハンドラを生成することにより，適切な資源量の見積りを動的に実施し，さらに動的な処理内容やシステム状況の変化への適応性を高めることを目標とした統合的資源管理機構の設計と実装について報告する．

SSLab (Smart Space Laboratory)プロジェクトでは，埋め込まれたデバイスやネットワークによって情報化された，知的な空間 ``Smart Space''とユーザのインタラクションにもとづく次世代コンピューティングの実現へ向けた研究開発を行っている．{sf Smart Space}によってユーザは，自らの携帯端末だけでなく，空間中の情報処理能力にも必要に応じて依存できるコンピューティング環境を享受する．本稿では，本プロジェクトの物理環境であるSSLab実験装置，``Box-in-the-Box (BinB)''と，BinB内のヘテロジニアス・ネットワーク環境，および現在のアプリケーションシステム群について述べる．

本論文では，分散環境上のデバイスやアプリケーションの構成要素を，SoulとBodyという抽象化に基づいてアプリケーション内部で統一的に扱い，単純操作による組み合わせを可能にする枠組となるポゼッションモデルを提案する。本モデルに基づく分散協調支援アプリケーションは，利用環境や状況の変化に応じた構成や動作の変更を，ユーザの手動設定やシステムの自動設定によって実現する．本モデルは，移動環境や遍在環境を前提とする適応的アプリケーションの構築に適用できる．本論文での応用例として，ビデオ会議アプリケーションと位置情報を利用した映像ソース動的選択システムを採り上げ，その実現方法について報告する．

近年見られるPDA (Personal Digital Assistant)やノート型コンピュータなどの急速な普及・関連技術の発展によって，それらの携帯情報端末からコンピュータネットワークにアクセスすることが可能となった．これにともない，携帯情報端末から知的協調作業支援環境を利用できるようなアーキテクチャの構築が求められている．本論文では，このような要求に応じて設計された``KMSF-MCAP(KMSF-MediaCAP)''システムの概要とそのプロトタイプシステムの設計，実装および評価について述べる．

本論文では，マイクロカーネルトレイアーキテクチャについて概説し，マイク ロカーネルトレイとカーネルウェアの実現について述べる．著者らの目標は次 世代カーネルの基礎となる再構成や動的拡張が可能なカーネルおよびアーキテ クチャニュートラルなOS作成キット（カーネルウェア）の構築にある．マイク ロカーネルトレイはOSにおけるソフトウェアバックプレーンバスの役割を果た し，カーネルモジュールを相互に結合する．カーネルウェアはアプリケーショ ンごとに最適なOSをつくるための様々なカーネルモジュールやツールで構成さ れる．基本的なカーネルモジュールとしてオブジェクトサーバとネームサーバ があり，モジュール群のストレージ領域と名前空間を提供する．

計算機の小型化に伴い移動型計算機環境への需要は急速に高まっている．しかし，現在のネットワーク環境と異なる移動型計算機環境では，既存のネットワークファイルシステムを利用すると性能や計算機の資源，移動透過性の面で問題が発生する．本稿ではこうした問題点を解決し，移動型計算機のためのファイルシステムの設計について述べる．

インターネットチューナーチップの出現によって，ネットワークプロトコルを始めとするプロトコルレイヤ，各種ネットワークサービスなどを，システムカーネルの管理下から離すことが可能となった．このような移動計算機環境(Ubiquitous Computing Environment)のハードウェアの発展とともに，新しいシステムカーネルの必要性，ソフトウェア，アプリケーションの開発が急務となっている．本論文ではこのような新しい移動計算機環境において変化する計算機のハードウェア構成，アプリケーション環境に対して適切に対応するための，モジュール指向型オペレーティングシステムの設計を行なった．そのためにモデルとなる，インターネットチューナチップを利用したPDAプロトタイプを設計し，DKM(Dynamic Kernel Module)を用いたプロトタイプカーネルを実装する．PDAプロトタイプと本DKMカーネルによって，内的，外的に変化する実行環境にアプリケーションを対応させるために必要な機能を動的に包容するシステム環境を実現することを目標とする．

移動型計算機の性能が向上し，一般的に利用されるようになってきた．移動型 計算機の特徴は携帯性である．人の移動に伴い，計算機も移動する場合も多く なった．そのため，計算機が移動の際にネットワークを切断，接続することが 頻繁に発生する．しかし，従来のネットワークでは計算機は常に固定されたものであると想定しているため，計算機がネットワーク上を移動する場合，様々な問題が生じてくる．これらの問題を回避するため，移動型計算機に適したネットワーク環境をする必要がある．本概要では，計算機の状態を保持しながらネットワーク上を移動できるようにするため，ネットワークの透過性を保証するモビe-IP上におけるMDO(Mobile-ip based Disconnected Operation)について述べる．

本論文では無線通信等を用いた移動型通信環境において、その携帯型計算機か らのデータ通信やローミングを効率的に行なうためのTCPのアルゴリズムを提 案する。このアルゴリズムはセグメントの欠損の特徴に着目し移動型通信環境 で起こる不必要なTCPの輻輳制御やバックオフを動的に見分け、効率的な処理 を行なう。これらのアルゴリズムを実装し、評価した結果を述べる。