インターネットの普及に伴い、各種サーバやクライアントPC等の相互通信のための有線ネットワークにとどまらず、ノートPCや携帯電話・スマートフォンを利用する無線ネットワーク、さらには、環境情報取得や人間の社会的活動をサポートするセンサネットワークなどが相互接続された「いつでも・どこでも・何でも・誰とでも」通信可能なユビキタスネットワークの実現が期待されています。
また一方で、ユビキタスネットワークのように大規模・複雑システムにおける多種多様なデータ通信を実現するにあたり、システムを構成する通信機器の冗長性を排除して消費電力を削減するようなGreenICT技術の重要性も増してきています。
これらを鑑みて、我々の研究室は以下のようなテーマについての研究を行っています。
地球環境への負荷を低減可能なIT関連機器やITシステムの総称です。当研究室では大規模ネットワークにおける伝送回線や通信機器の利用制限、電源カットを用いて、空間的・時間的な省電力化を可能とするGreen ICT技術の研究を行っています。
大規模ネットワークとは、任意の送受信者間で通信可能な伝送回線・通信機器に冗長性を有する、すなわち、いくつもの通信経路が存在する可能性のあることを示します。
ネットワーク全体で収容している通信情報量が少ない場合、たとえば、転送帯域が大きい伝送回線や処理能力の高いルータ・スイッチに集約して転送することが可能であれば、他の伝送回線や通信機器の利用制限、もしくは電源カットによりネットワーク全体として省電力化を図ることが可能になります。
また、伝送回線一つにおいても、省電力化が可能であると考えられます。 通信機器であるルータ・スイッチには、転送帯域幅が大きいほど消費電力量に増加傾向が見られることから、情報転送量に応じて転送帯域幅を切り替えて、省電力化を行う手法が提案されています。
UDPトラヒックを対象とする場合、転送性能に影響を与えない動的な転送帯域制限が可能となりますが、TCPトラヒックを対象とする場合、フロー制御機構によって転送性能が劣化する可能性があります。そのため、情報転送量の調整を送受信者に促すことにより、TCPの転送性能を劣化させずに一時的な省電力化を行う手法について調査しています。
そのような、ネットワークにおける空間的・時間的な省電力化を可能とするGreen ICT技術の研究を行っています。
インターネット通信は自動車が道路を通る様子と似ており(道路がリンク、交差点がルータ、自動車がデータ)、"より早く到着する道"/"通りやすい道"に自動車を誘導して渋滞を解消する交通整理の役目をしているのがTraffic Engineeringです。
「インターネット」と総称されるシステムは種々の有線/無線ネットワークやセンサ・アクチュエータネットワークなどの相互接続により構成された大規模で、かつ構造が非常に複雑なシステムとみなすことができます。そのようなシステムにおいて、任意の送受信者間で要求する通信品質を満足する情報転送を行うためには、システムの特徴を生かしたトラヒック制御が必要となります。
このような大規模・複雑システムを構成する通信機器の物理的なトポロジや、データ通信に関する論理的なトポロジは、スケールフリー性（スモールワールド性）を有することが示されています。
また、トラヒックの転送技術として、ネットワーク資源を効率的に利用し、転送性能を向上させるトラヒックエンジニアリング（TE）があります。一般的なTEでは、複数ある経路の中から状況に応じて経路を選択する空間的な経路決定を行います。しかし、現在のような有線/無線ネットワークでは、リンク状態の回復を待機するような時間的な経路決定も必要となってきており、最適な経路決定が難しくなっています。
そのために、当研究室では、ネットワークプロトコルの観点からみた基礎的な研究から、システムの性質を利用した応用的なトラヒック制御技術の検討、ならびに実装実験による検証を行っています。
コグニティブ無線技術は、空間的・時間的に利用状況が変化する無線周波数の特性を有効利用し，広い範囲の周波数帯から利用可能な周波数を選択し，切り替えることで通信を行うという技術です。
ユビキタスネットワークでは、様々な状況に応じて最適なサービスを提供するための技術が必要となります。その技術の１つとしてセンサネットワーク技術があり、それを利用することで環境情報(温度、湿度、降雨量)や属性情報(人やモノの状況)、個体情報(位置、存在、速度、加速度)などを取得し、人間の活動をサポートすることが可能となります。
しかし、多くの情報を取得するためには、センサネットワークを構成するセンサノードが広範囲に、かつ大量に配置され、自律的にネットワークを構成する必要があります。それゆえ、センサノードはバッテリ駆動で通信距離の短い低機能通信デバイスとなり、そのような制限化においては、センサの消費電力を抑える手法や効率的に情報を伝達する手法が必要となります。
そこで、本研究室ではセンサの状態遷移を用いた省電力化手法や、通信タイミングをスケジューリングするMAC層通信方式、領域を分割してデータを集める階層型データ集約手法に関して研究しております。
また、近年ネットワークを用いた多種多様なサービスの混在により、割り当て周波数の不足が問題になっています。そこで、周辺の周波数の利用状況を動的に認知し、各周波数のプライマリユーザが利用していない間にセカンダリユーザがその周波数を利用するコグニティブ無線技術についても着目しています。
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