顔写真

カトウ ネイ
加藤 寧
Nei Kato
所属
大学院情報科学研究科 応用情報科学専攻 応用情報技術論講座(情報通信技術論分野)
職名
教授
学位
  • 工学博士(東北大学)

  • 工学修士(東北大学)

e-Rad 研究者番号
00236168

経歴 8

  • 2021年4月 ~ 継続中
    東北大学 大学院情報科学研究科 研究科長

  • 2003年4月 ~ 継続中
    大学院情報科学研究科 教授

  • 2018年4月 ~ 2021年3月
    東北大学 大学院情報科学研究科 研究科長補佐

  • 2015年10月 ~ 2019年9月
    東北大学 電気通信研究機構 機構長(併任)

  • 2013年4月 ~ 2014年3月
    東北大学 総長特別補佐(併任)

  • 1996年5月 ~ 2003年3月
    東北大学大学院情報科学研究科 助教授

  • 1995年8月 ~ 1996年4月
    東北大学大学院情報科学研究科 助手

  • 1991年4月 ~ 1995年7月
    東北大学大型計算機センター 助手

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学歴 1

  • 東北大学 工学研究科 情報工学

    ~ 1991年3月

委員歴 98

  • IEEE Internet of Things Journal Associate Editor-in-Chief

    2013年 ~ 継続中

  • IEEE Sendai Chapter Chair

    2012年 ~ 継続中

  • IEEE Wireless Communications Technical Editor

    2006年 ~ 継続中

  • 電子情報通信学会・特集号編集委員会 編集委員

    2003年4月 ~ 継続中

  • 電子情報通信学会・衛星通信研究専門委員会 委員

    2000年4月 ~ 継続中

  • IEEE Transactions on Vehicular Technology Editor-in-Chief

    2017年 ~ 2021年

  • IEEE Communications Society Vice President

    2017年 ~ 2021年

  • IEEE Transactions on Computers Associate Editor

    2015年 ~ 2019年

  • IEEE WCNC’12 Steering Committee Member

    2012年 ~ 2018年

  • IEEE Communications Society Awards Committee 委員

    2015年 ~ 2017年

  • IEEE Network Magazine Editor-in-Chief

    2015年 ~ 2017年

  • IEEE Transactions on Vehicular Technology Area Editor

    2014年 ~ 2017年

  • IEEE アドホック&センサーネットワーク技術委員会 委員長

    2014年4月 ~ 2016年3月

  • IEEE Computer Society Award Committee 委員

    2015年 ~ 2016年

  • IEEE COMSOC Member-at-Large on the Board of Governors

    2014年 ~ 2016年

  • IEEE Communications Society ボードメンバー

    2014年 ~ 2016年

  • IEEE Transactions on Emerging Topics in Computing Associate Editor

    2014年4月 ~ 2015年3月

  • Ad Hoc & Sensor Networks TC of IEEE COMSOC Chair

    2014年 ~ 2015年

  • IEEE Vehicular Technology Society Distinguished Lecturer

    2014年 ~ 2015年

  • IEEE GLOBECOM/ICC Technical Content(GITC) Member

    2012年 ~ 2015年

  • IEEE Transactions on Emerging Topics in Computing SI on Cyber-Physical Systems (CPS) Part Guest Editor

    2012年4月 ~ 2014年3月

  • IEEE Network Magazine Associate Editor-in-Chief

    2013年 ~ 2014年

  • IEEE Trans. on Parallel and Distributed Systems Associate Editor-in-Chief:

    2013年 ~ 2014年

  • IEEE Network Magazine Editor

    2012年 ~ 2014年

  • IEEE Communications Society (COMSOC) Distinguished Lecturer

    2012年 ~ 2014年

  • IEEE Transactions on Parallel and Distributed Systems (TPDS) Editor

    2011年 ~ 2014年

  • IEEE Trans. on Vehicular Technology Associate Editor

    2010年 ~ 2014年

  • IEEE Ad Hoc & Sensor Networks Technical Committee Vice-Chair

    2012年 ~ 2013年

  • IEEE Trans. on Wireless Communications Editor

    2009年 ~ 2013年

  • IEEE Satellite and Space Communications Technical Committee 衛星・宇宙通信技術専門委員会 委員長

    2010年7月 ~ 2012年6月

  • IEEE Ad Hoc & Sensor Networks Technical Committee Secretary

    2010年7月 ~ 2012年6月

  • IEICE Technical Committee on Satellite Communications Chair

    2011年 ~ 2012年

  • IEEE Satellite and Space Communications TC Chair

    2010年 ~ 2012年

  • IEEE ICC 2010 Symposium Chair

    2010年4月 ~ 2011年3月

  • IEEE Wireless Communications Magazine Special Issue Co-Guest-Editor

    2010年4月 ~ 2011年3月

  • 電子情報通信学会 衛星通信実験とその応用技術特集号 幹事

    2010年4月 ~ 2011年3月

  • 電子情報通信学会 和文論文誌編集委員

    2010年4月 ~ 2011年3月

  • IEEE Ad hoc & Sensor Networks Technical Committee (TC) Secretary

    2009年 ~ 2011年

  • 電子情報通信学会 衛星通信研究会会員

    2000年 ~ 2011年

  • Wiley International Journal of Communications Systems Associate Editor

    2006年 ~ 2010年

  • Wiley Security and Communication Networks Advisory Board Member

    2006年 ~ 2010年

  • 電子情報通信学会 コミュニケーションシステム研究会会員

    2001年 ~ 2010年

  • IEEE WiMob Technical Program Committee

    2008年4月 ~ 2009年3月

  • 電子情報通信学会・通信方式研究専門委員会 委員

    2001年5月 ~ 2006年4月

  • Journal of Communications and Networks, Special Issue on Broadband Convergence Networks ゲストエディタ

    2005年4月 ~ 2006年3月

  • 電子情報通信学会・英文論文誌B編集委員会 委員

    2002年7月 ~ 2005年6月

  • 電子情報通信学会・学会誌編集委員会 委員

    1997年5月 ~ 1999年5月

  • IEEE ICCC Executive General Chair

    2020年 ~

  • The 15th IEEE International Conference on Trust, Security and Privacy in Computing and Communications (IEEE TrustCom-16) General Chair

    2016年 ~

  • IEEE Computer Society フェロー選考委員会副委員長

    2016年 ~

  • IEEE WCNC 2015 Symposium Co-Chair

    2015年 ~

  • IEEE GLOBECOM 2015 GITC Advisor

    2015年 ~

  • IEEE Internet of Things Journal SI on "Things" as Intelligent Sensors and Actuators in the Users's Context: Processing and Communications Issues Guest Editor

    2015年 ~

  • IEEE ICC 2014 TPC Vice Chair

    2014年 ~

  • IEEE Trust Com 2014 Symposium Chair

    2014年 ~

  • IEEE SmartGridComm 2014 Symposium Co-Chair

    2014年 ~

  • IEEE GLOBECOM 2013 Symposium Co-chair(Wireless Networking Symposium)

    2013年12月 ~

  • IEEE GLOBECOM 2012 Symposia Chair Symposia Chair

    2012年12月 ~

  • IEEE ICC 2012 Symposium Chair(Wireless Networking) Symposium Chair

    2012年5月 ~

  • IEICE SI on Satellite Communication Technologies in Conjunction with Main Topics of JC-SAT2011 Guest Editor-in-Chief

    2012年 ~

  • IEEE GLOBECOM’12 Symposium Co-Chair

    2012年 ~

  • IEEE ICCC’12 Symposium Co-Chair

    2012年 ~

  • Ad Hoc, Sensor and Mesh Networking Symposium, IEEE ICC’12 Symposium Co-Chair

    2012年 ~

  • IEEE GLOBECOM 2012 Symposium Co-chair(Wireless Networking Symposium)

    2012年 ~

  • IEEE WCNC’11 TPC Vice Chair, Network Track

    2011年 ~

  • IEEE ICC’11 Ad hoc & Sensor Network Symposium Co-Chair

    2011年 ~

  • IEEE Transactions on Parallel and Distributed Systems (TPDS) Special Issue (SI) on Cyber-Physical Systems (CPS) Guest Editor

    2011年 ~

  • IEEE Wireless Communications Magazine Special Issue "User Cooperation for Wireless Networks" Guest Editor

    2011年 ~

  • Ad hoc & Sensor Network Symposium, IEEE ICC’10 Co-Chair

    2010年 ~

  • IEEE WCNC 2010 TPC Vice Chair

    2010年 ~

  • VTC2010-Fall Workshop Co-chair

    2010年 ~

  • IEEE Asia Pacific Board Vice Chair

    2010年 ~

  • Wiley Inter Science Special Issue Editor

    2010年 ~

  • JCN Special Issue Co-Guest-Editor

    2010年 ~

  • 電子情報通信学会 衛星通信研究専門委員会 副委員長

    2010年 ~

  • 電子情報通信学会 ネットワークシステム研究専門委員会委員

    2010年 ~

  • 電子情報通信学会 学生論文特集号 編集委員

    2010年 ~

  • IEEE Wireless Communications Technical Editor

    2010年 ~

  • IEEE Trans. on Wireless Communications Editor

    2010年 ~

  • CHINACOM’09 Co-Chair

    2009年 ~

  • ACCESSNETS Workshop Co-chair

    2009年 ~

  • China Com Wireless Communications and Networking Symposium Co-chair

    2008年 ~

  • 電子情報通信学会・和文論文誌編集委員会 委員

    2008年 ~

  • IEICE Trans. on Communications Editor

    2008年 ~

  • IEEE Wireless Communications Magazine Special Issue Guest-Editor

    2008年 ~

  • IEEE GLOBECOM 2007 Internet Protocol Symposium Co-chair

    2007年 ~

  • IEEE HPSR Technical Program Committee

    2007年 ~

  • Wiley Security and Communication Networks Editor

    2007年 ~

  • Wiley International Journal of Communication Systems Editor

    2007年 ~

  • 電子情報通信学会・ネットワークシステム研究専門員会 委員

    2006年5月 ~

  • 電子情報通信学会 通信方式研究専門委員会委員

    2006年4月 ~

  • IEEE ICC Technical Program Committee

    2006年4月 ~

  • IEEE WCNC Technical Program Committee

    2005年4月 ~

  • Broadband Convergence Networks Co-Guest Editor of the Special Issue on Broadband Convergence Networks (BCN) (Journal of Communications and Networks)

    2005年 ~

  • IEICE Transactions of Communications Associate Editor of the Special Issue on Recent Fundamental Technologies for Broadband Satellite Communications (IEICE Transactions of Communications)

    2005年 ~

  • IEEE GLOBECOM Technical Program Committee

    2005年 ~

  • IEEE MASS Technical Program Committee

    2005年 ~

  • IEICE Transactions of Communications Associate Editor of the Special Issue on Recent Fundamental Technologies for Broadband Satellite Communications (IEICE Transactions of Communications)

    2003年 ~

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所属学協会 3

  • IEEE

  • 情報処理学会

  • 電子情報通信学会

研究キーワード 12

  • スマートグリッド

  • アドホック&センサー&メッシュネットワーク

  • ネットワークセキュリティ

  • V2Xネットワーク

  • 無線ネットワーク

  • ビッグデータ

  • IoT

  • AI

  • 衛星通信ネットワーク

  • パターン認識

  • 情報セキュリティ

  • 情報ネットワーク

研究分野 7

  • 情報通信 / 情報ネットワーク / 機械学習、ディープラーニングを利用したネットワーク制御

  • 情報通信 / 情報ネットワーク / レジリエントネットワーク

  • 情報通信 / 情報ネットワーク / 光と無線の融合ネットワーク

  • 情報通信 / 情報ネットワーク / モバイル・アドホック・センサネットワーク

  • 情報通信 / 情報ネットワーク / 衛星ネットワーク

  • 情報通信 / 情報ネットワーク / 無人航空機ネットワーク

  • 情報通信 / 知能情報学 / 知能情報学

受賞 74

  1. Asia-Pacific Outstanding Paper Award Winners

    2020年12月 IEEE Communications Society IEEE Communications Society

  2. Best Paper Award

    2020年6月 IEEE International Conference on Communications 2020 IEEE International Conference on Communications (ICC 2020)

  3. Network System Research Award

    2020年 IEICE IEICE Network System Research Award

  4. Satellite Communications Research Award

    2020年 IEICE IEICE Satellite Communications Research Award

  5. 2020 Highly Cited Researcher in Computer Science field

    2020年 Clarivate Analytics 2020 Highly Cited Researcher in Computer Science field

  6. アジア・パシフィック優秀論文賞

    2020年1月 IEEE COMMUNICATION SOCIETY IEEE COMMUNICATION SOCIETY ASIA-PACIFIC BOARD

  7. Certificate of appreciation

    2019年12月 IEEE Communications Society IEEE Communications Society

  8. The best paper of 2018

    2019年11月 IEEE Transactions on Computers IEEE Transactions on Computers

  9. WCSP 10-Year Anniversary Excellent Paper Award

    2019年10月 The International Conference on Wireless Communication and signal Processing Organizing Committee The International Conference on Wireless Communication and signal Processing Organizing Committee

  10. 2019 Distinguished Technical Achievement Recognition Award

    2019年5月 IEEE Communications Society Green Communications & Computing Technical Committee IEEE Communications Society Green Communications & Computing Technical Committee

  11. Best Paper Award

    2019年 IEEE Global Communications Conference (GLOBECOM’19)

  12. 2019 Highly Cited Researcher in Computer Science field

    2019年 Clarivate Analytics

  13. Best Paper Award

    2018年8月 IEEE International Conference on Network Infrastructure and Digital Content 2018 6th IEEE International Conference on Network Infrastructure and Digital Content (IEEE IC-NIDC 2018)

  14. Certificate of Appreciation

    2018年7月 EAI MLICOM 3rd EAI International Conference on Machine Learning and Intelligent Communications

  15. 総務省東北総合通信局長表彰

    2018年6月 総務省 第68回「電波の日」東北総合通信局長表彰

  16. Best Paper Award

    2018年5月 2018 IEEE International Conference on Communications (ICC 2018)

  17. 科学技術賞

    2018年4月 文部科学省 文部科学大臣表彰

  18. Best Paper Award

    2018年 IEEE Global Communications Conference (GLOBECOM’18)

  19. Fellow of The Engineering Academy of Japan

    2018年 The Engineering Academy of Japan

  20. Certificate of appreciation

    2018年1月 IEEE Communications Society

  21. Best Paper Award

    2017年12月 2017 IEEE Global Communications Conference (GLOBECOM 2017)

  22. Outstanding Paper Award

    2017年12月 2017 IEEE ComSoc AP

  23. Certificate of Appreciation

    2017年12月 IEEE International Conference on Communications (ICC2017)

  24. Best Paper Award

    2017年9月 IEEE VTC2017-Fall Workshop – Networked Vehicles for Intelligent Transportation and Smart Grids (NetV)

  25. Best Paper Award

    2017年5月 IEEE International Conference on Communications (ICC2017)

  26. Asia-Pacific Outstanding Paper Award

    2017年 IEEE Communications Society

  27. Keynote Speech Recognition

    2016年12月 22nd IEEE International Conference on Parallel and Distributed Systems (ICPADS 2016)

  28. Best Paper Award

    2016年9月 2016 5th IEEE International Conference on Network Infrastructure and Digital Content (IEEE IC-NIDC 2016)

  29. 感謝状

    2016年8月 フィリピン・セブ島サンレミジオ市長

  30. Best Paper Award

    2016年5月 IEEE 83rd Vehicular Technology Conference (VTC2016-Spring)

  31. IEEE Communications Society Ad Hoc & Sensor Networks 技術委員会 2016 OUTSTANDING SERVICE & LEADERSHIP RECOGNITION AWARD

    2016年4月 IEEE

  32. Best Paper Award

    2016年 IEEE Global Communications Conference (GLOBECOM’16)

  33. Best Paper Award

    2016年 IEEE International Conference on Communications "GHAR: Graph-based Hybrid Adaptive Routing for Cognitive Radio Based Disaster Response Networks"

  34. Best Paper Award

    2016年 International Conference on Communications "A Mobility-Based Mode Selection Technique for Fair Spatial Dissemination of Data in Multi-Channel Device-to-Device Communication"

  35. IEEE/CIC International Conference on Communications in China 最優秀論文賞

    2015年11月 IEEE CIC

  36. International Conference on Wireless Communications and Signal Processing 最優秀論文

    2015年10月 IEEE

  37. IEEE GLOBECOM 最優秀論文賞

    2014年12月 IEEE

  38. International Conference on Wireless Communications and Signal Processing 最優秀論文賞

    2014年10月 IEEE

  39. IEEE International Conference on Network Infrastructure and Digital Content 最優秀論文賞

    2014年9月 IEEE

  40. International Symposium on Performance Evaluation of Computer and Telecommunication Systems 最優秀論文賞

    2014年7月 Society for Modeling & Simulation International (SCS)

  41. 総務省東北総合通信局長表彰

    2014年6月1日 総務省

  42. IEEE Wireless Communications and Networking Conference 最優秀論文賞

    2014年4月 IEEE

  43. Best Paper Award

    2014年 International Conference on Wireless Communications and Signal Processing (WCSP’14) International Conference on Wireless Communications and Signal Processing (WCSP’14) Best Paper Award

  44. Best Paper Award

    2014年 IEEE International Conference on Trust, Security and Privacy in Computing and Communications 13th IEEE International Conference on Trust, Security and Privacy in Computing and Communications (TrustCom’14) Best Paper Award

  45. IEEE GLOBECOM 最優秀論文賞

    2013年12月 IEEE

  46. The 9th IEEE International wireless Communications and Mobile Computing Conference (IWCMC 2013) Best Paper Award

    2013年7月 IEEE

  47. 電子情報通信学会2012年度衛星通信研究賞

    2013年5月 電子情報通信学会

  48. IEEE Fellow

    2013年4月 IEEE

  49. IEEE VTC 2013-Spring Conference's Best Satellite Networks and Positioning Track Paper最優秀論文賞

    2013年3月 IEEE VTS

  50. 電子情報通信学会フェロー

    2012年9月 電子情報通信学会

  51. 電子情報通信学会活動功労賞

    2012年9月 電子情報通信学会

  52. 電子情報通信学会功労顕彰状

    2012年9月 電子情報通信学会

  53. 電子情報通信学会通信ソサイエティ論文賞

    2012年5月 電子情報通信学会

  54. 電子情報通信学会2011年度衛星通信研究賞

    2012年5月 電子情報通信学会

  55. 電子情報通信学会 2011年度衛星通信研究賞

    2012年5月 電子情報通信学会

  56. IEEE Wireless Communications and Networking Conference 最優秀論文賞

    2012年3月 IEEE

  57. KDDI財団優秀研究賞

    2012年3月 KDDI財団

  58. IEEE Wireless Communications and Networking Conference (WCNC 2012) Best Paper Award

    2012年3月 IEEE Communications Society

  59. IEEE VTS Certificate of Appreciation as a Top Associate Editor

    2012年1月 IEEE VTS

  60. Certificate of Appreciation for Sensor and Mesh Networking symposium Co-Chair at IEEE ICC 2011, kyoto, Japan

    2011年5月 IEEE Communications Society

  61. 電子情報通信学会 2011年度衛星通信研究賞

    2011年5月 電子情報通信学会

  62. IEEE Global Communications Conference Exhibition & Industry Forum (GLOBECOM 2010) , the IEEE GLOBECOM 2010 Best Paper Award

    2010年12月 IEEE

  63. Certificate of Appreciation for Sensor and Mesh Networking symposium Co-Chair at IEEE ICC 2010, Cape Town, South Africa

    2010年9月 IEEE

  64. Certificate of Appreciation for Network symposium Vice-Chair at IEEE WCNC 2010, Sydney, Australia

    2010年7月 IEEE

  65. Best paper award (Wireless Networking Symposium)

    2010年 IEEE GLOBECOM’10

  66. Best paper award (Ad Hoc and Sensor Networking Symposium)

    2010年 IEEE GLOBECOM’10

  67. ACM 5th Wireless Communications and Mobile Computing Conference 最優秀論文賞

    2009年6月 ACM

  68. ネットワークシステム研究賞

    2009年3月2日 社団法人 電子情報通信学会

  69. 第23回電気通信普及財団テレコムシステム技術賞

    2008年3月 財団法人 電気通信普及財団

  70. 第6回船井情報科学振興賞

    2007年6月 船井情報科学振興財団

  71. 2005 Distinguished Contributions to Satellite Communication Award

    2005年10月 IEEE Communication Society,Satellite and Space Communication Technical Committee

  72. 財団法人 石田記念財団研究奨励賞

    2003年11月 財団法人 石田記念財団

  73. The 7th World Multi-Conference on Systemics, Cybermetics, and Information (SCI 2003) ベストペーパー賞

    2003年10月 SCI Organizing

  74. 情報処理学会東北支部奨励賞

    1994年5月11日 情報処理学会東北支部 平成5年度電気関係学会東北支部連合大会での研究発表

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論文 508

  1. A Spatiotemporal Backdoor Attack Against Behavior-Oriented Decision Makers in Metaverse: From Perspective of Autonomous Driving

    Yinbo Yu, Jiajia Liu, Hongzhi Guo, Bomin Mao, Nei Kato

    IEEE Journal on Selected Areas in Communications 42 (4) 948-962 2024年4月

    出版者・発行元:Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)

    DOI: 10.1109/jsac.2023.3345379  

    ISSN:0733-8716

    eISSN:1558-0008

  2. IRS-Aided High-Accuracy Positioning for Autonomous Driving Toward 6G: A Tutorial

    Yishi Zhu, Bomin Mao, Nei Kato

    IEEE Vehicular Technology Magazine 19 (1) 85-92 2024年3月

    出版者・発行元:Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)

    DOI: 10.1109/mvt.2023.3320405  

    ISSN:1556-6072

    eISSN:1556-6080

  3. Machine Learning-Based Infrastructure Sharing and Shared Operations for Intelligent Reflecting Surface-Aided Communications

    Hiroaki Hashida, Yuichi Kawamoto, Nei Kato

    IEEE Transactions on Cognitive Communications and Networking 10 (1) 198-208 2024年2月

    出版者・発行元:Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)

    DOI: 10.1109/tccn.2023.3312386  

    eISSN:2332-7731 2372-2045

  4. Smart Handover with Predicted User Behavior using Convolutional Neural Networks for WiGig Systems

    Tiago Koketsu Rodrigues, Shikhar Verma, Yuichi Kawamoto, Nei Kato, Mostafa M. Fouda, Muhammad Ismail

    IEEE Network 1-1 2024年

    出版者・発行元:Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)

    DOI: 10.1109/mnet.2024.3353301  

    ISSN:0890-8044

    eISSN:1558-156X

  5. Frequency Selective Surface towards 6G Communication Systems: A Contemporary Survey

    Xuehan Chen, Jingjing Tan, Litian Kang, Fengxiao Tang, Ming Zhao, Nei Kato

    IEEE Communications Surveys & Tutorials 1-1 2024年

    出版者・発行元:Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)

    DOI: 10.1109/comst.2024.3369250  

    eISSN:1553-877X 2373-745X

  6. On An Intelligent Hierarchical Routing Strategy for Ultra-Dense Free Space Optical Low Earth Orbit Satellite Networks

    Bomin Mao, Xueming Zhou, Jiajia Liu, Nei Kato

    IEEE Journal on Selected Areas in Communications 1-1 2024年

    出版者・発行元:Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)

    DOI: 10.1109/jsac.2024.3365880  

    ISSN:0733-8716

    eISSN:1558-0008

  7. On a Novel High Accuracy Positioning With Intelligent Reflecting Surface and Unscented Kalman Filter for Intelligent Transportation Systems in B5G

    Yishi Zhu, Bomin Mao, Nei Kato

    IEEE Journal on Selected Areas in Communications 42 (1) 68-77 2024年1月

    出版者・発行元:Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)

    DOI: 10.1109/jsac.2023.3322805  

    ISSN:0733-8716

    eISSN:1558-0008

  8. HAPS-Based Interference Suppression Through Null Broadening With Directivity Control in Space-Air-Ground Integrated Networks

    Yuichi Kawamoto, Akinori Matsushita, Shikhar Verma, Nei Kato, Kazuma Kaneko, Ayaka Sata, Masatake Hangai

    IEEE Transactions on Vehicular Technology 72 (12) 16098-16107 2023年12月

    出版者・発行元:Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)

    DOI: 10.1109/tvt.2023.3295385  

    ISSN:0018-9545

    eISSN:1939-9359

  9. AI-Assisted Edge Caching for Metaverse of Connected and Automated Vehicles: Proposal, Challenges, and Future Perspectives

    Bomin Mao, Yangbo Liu, Jiajia Liu, Nei Kato

    IEEE Vehicular Technology Magazine 18 (4) 66-74 2023年12月

    出版者・発行元:Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)

    DOI: 10.1109/mvt.2023.3327514  

    ISSN:1556-6072

    eISSN:1556-6080

  10. Design and Optimization of RSMA for Coexisting HTC/MTC in 6G and Future Networks

    Shangwei Zhang, Jiajia Liu, Zhenjiang Shi, Jiadai Wang, Nei Kato

    IEEE Transactions on Wireless Communications 22 (12) 9533-9548 2023年12月

    出版者・発行元:Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)

    DOI: 10.1109/twc.2023.3271673  

    ISSN:1536-1276

    eISSN:1558-2248

  11. A Novel Routing Control Method Using Federated Learning in Large-Scale Wireless Mesh Networks

    Yoshihiko Watanabe, Yuichi Kawamoto, Nei Kato

    IEEE Transactions on Wireless Communications 22 (12) 9291-9300 2023年12月

    出版者・発行元:Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)

    DOI: 10.1109/twc.2023.3269785  

    ISSN:1536-1276

    eISSN:1558-2248

  12. Resource Allocation for Aerial Assisted Digital Twin Edge Mobile Network

    Qi Guo, Fengxiao Tang, Nei Kato

    IEEE Journal on Selected Areas in Communications 41 (10) 3070-3079 2023年10月

    出版者・発行元:Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)

    DOI: 10.1109/jsac.2023.3310065  

    ISSN:0733-8716

    eISSN:1558-0008

  13. Resource Allocation Optimization by Quantum Computing for Shared Use of Standalone IRS

    Takahiro Ohyama, Yuichi Kawamoto, Nei Kato

    IEEE Transactions on Emerging Topics in Computing 11 (4) 950-961 2023年10月

    出版者・発行元:Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)

    DOI: 10.1109/tetc.2023.3292355  

    eISSN:2168-6750 2376-4562

  14. Standalone-Intelligent Reflecting Surface Control Method Using Hierarchical Exploration by Beamwidth Expansion and Environment-Adaptive Codebook

    Ryuhei Hibi, Yuichi Kawamoto, Nei Kato

    IEEE Transactions on Vehicular Technology 72 (9) 11990-12000 2023年9月

    出版者・発行元:Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)

    DOI: 10.1109/tvt.2023.3266831  

    ISSN:0018-9545

    eISSN:1939-9359

  15. Intelligent Configuration Method Based on UAV-Driven Frequency Selective Surface for Communication Band Shielding

    Jingjing Tan, Xunhua Dai, Fengxiao Tang, Ming Zhao, Nei Kato

    IEEE Internet of Things Journal 10 (13) 11507-11517 2023年7月1日

    出版者・発行元:Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)

    DOI: 10.1109/jiot.2023.3243387  

    eISSN:2327-4662 2372-2541

  16. IRS Backscatter Enhancing Against Jamming and Eavesdropping Attacks

    Yurui Cao, Sai Xu, Jiajia Liu, Nei Kato

    IEEE Internet of Things Journal 10 (12) 10740-10751 2023年6月15日

    出版者・発行元:Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)

    DOI: 10.1109/jiot.2023.3241839  

    eISSN:2327-4662 2372-2541

  17. Exploiting Reflection Direction Variation for Phase Control in Multiple Simultaneous IRS Links

    Ei Tanaka, Yuichi Kawamoto, Nei Kato, Masashi Iwabuchi, Riku Ohmiya, Tomoki Murakami

    2023 IEEE 97th Vehicular Technology Conference (VTC2023-Spring) 2023年6月

    出版者・発行元:IEEE

    DOI: 10.1109/vtc2023-spring57618.2023.10199656  

  18. Latency Reduction with Different NR Sidelink Modes in V2X Networks with UAV Support

    Rin Yamazaki, Yuichi Kawamoto, Nei Kato

    ICC 2023 - IEEE International Conference on Communications 2023年5月28日

    出版者・発行元:IEEE

    DOI: 10.1109/icc45041.2023.10279039  

  19. Federated Reinforcement Learning-Based Resource Allocation for D2D-Aided Digital Twin Edge Networks in 6G Industrial IoT

    Qi Guo, Fengxiao Tang, Nei Kato

    IEEE Transactions on Industrial Informatics 19 (5) 7228-7236 2023年5月

    出版者・発行元:Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)

    DOI: 10.1109/tii.2022.3227655  

    ISSN:1551-3203

    eISSN:1941-0050

  20. Hybrid Centralized and Distributed Learning for MEC-Equipped Satellite 6G Networks

    Tiago Koketsu Rodrigues, Nei Kato

    IEEE Journal on Selected Areas in Communications 41 (4) 1201-1211 2023年4月

    出版者・発行元:Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)

    DOI: 10.1109/jsac.2023.3242700  

    ISSN:0733-8716

    eISSN:1558-0008

  21. Artificial Intelligence-Assisted Network Slicing: Network Assurance and Service Provisioning in 6G

    Jiadai Wang, Jiajia Liu, Jingyi Li, Nei Kato

    IEEE Vehicular Technology Magazine 18 (1) 49-58 2023年3月

    出版者・発行元:Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)

    DOI: 10.1109/mvt.2022.3228399  

    ISSN:1556-6072

    eISSN:1556-6080

  22. A Survey On Multi-AP Coordination Approaches Over Emerging WLANs: Future Directions and Open Challenges

    Shikhar Verma, Tiago Koketsu Rodrigues, Yuichi Kawamoto, Mostafa M. Fouda, Nei Kato

    IEEE Communications Surveys & Tutorials 1-1 2023年

    出版者・発行元:Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)

    DOI: 10.1109/comst.2023.3344167  

    eISSN:1553-877X 2373-745X

  23. Robust Deep Learning-based Indoor mmWave Channel Prediction under Concept Drift

    Eslam Hasan, Elmahedi Mahalal, Muhammad Ismail, Zi Yang Wu, Mostafa M. Fouda, Tiago Koketsu Rodrigues, Nei Kato

    IEEE Vehicular Technology Conference 2023年

    DOI: 10.1109/VTC2023-Fall60731.2023.10333513  

    ISSN:1550-2252

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    The mmWave WiGig frequency band can support high throughput and low latency emerging applications. In this context, accurate prediction of channel gain enables seamless connectivity with user mobility via proactive handover and beamforming. Machine learning techniques have been widely adopted in literature for mmWave channel prediction. However, the existing techniques assume that the indoor mmWave channel follows a stationary stochastic process. This paper demonstrates that indoor WiGig mmWave channels are non-stationary where the channel's cumulative distribution function (CDF) changes with the user's spatio-temporal mobility. Specifically, we show significant differences in the empirical CDF of the channel gain based on the user's mobility stage, namely, room entering, wandering, and exiting. Thus, the dynamic WiGig mmWave indoor channel suffers from concept drift that impedes the generalization ability of deep learning-based channel prediction models. Our results demonstrate that a state-of-the-art deep learning channel prediction model based on a hybrid convolutional neural network (CNN) long-short-term memory (LSTM) recurrent neural network suffers from a deterioration in the prediction accuracy by 11-68% depending on the user's mobility stage and the model's training. To mitigate the negative effect of concept drift and improve the generalization ability of the channel prediction model, we develop a robust deep learning model based on an ensemble strategy. Our results show that the weight average ensemble-based model maintains a stable prediction that keeps the performance deterioration below 4%.

  24. Impact of UAV Failure and Severe Weather Conditions in mmWave and Terahertz Signals for AeriaL Edge Computing

    Reham Wafaee Ibrahim, Tiago Koketsu Rodrigues, Nei Kato

    IEEE Vehicular Technology Conference 2023年

    DOI: 10.1109/VTC2023-Fall60731.2023.10333847  

    ISSN:1550-2252

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    With the increasing demand for low-latency data processing and resource-intensive applications in vehicular networks, leveraging unmanned aerial vehicles (UAVs) for edge computing tasks has emerged as a promising solution. The lifetime of a UAV's power supply is a critical factor that can significantly impact the entire system, especially when the UAV is equipped with a server for computing user tasks. Understanding the effect of UAV failure in a cooperative scenario is crucial, particularly with regards to task latency. Thus, in this paper, we analyze the consequences of UAV failure on a cooperative UAV-enabled Multi-Access Edge Computing (MEC) system, specifically in terms of task latency. To ensure uninterrupted service delivery and maintain the quality of service, the system automatically redistributes tasks from the affected UAVs to their operational counterparts in the event of a failure. Furthermore, the paper delves into investigating the impact of severe weather condition attenuation on the millimeter wave (mmWave) and Terahertz (THz) communication channel. Specifically, it focuses on analyzing the effects on transmission time delay and energy consumption in the system. Understanding these factors is essential for optimizing mmWave and THz communication channels performance under adverse weather conditions.

  25. Construction of Ad-Hoc Public Safety Communications Networks using EVs as Base Stations in Disaster Scenarios

    Yuichi Kawamoto, Atsuki Nakashima, Nei Kato

    IEEE Transactions on Vehicular Technology 1-10 2023年

    出版者・発行元:Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)

    DOI: 10.1109/tvt.2023.3341633  

    ISSN:0018-9545

    eISSN:1939-9359

  26. Bandwidth Usage Reduction by Traffic Prediction Using Transfer Learning in Satellite Communication Systems

    Kazumasa Tamada, Yuichi Kawamoto, Nei Kato

    IEEE Transactions on Vehicular Technology 1-5 2023年

    出版者・発行元:Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)

    DOI: 10.1109/tvt.2023.3341442  

    ISSN:0018-9545

    eISSN:1939-9359

  27. Traffic Prediction-Based Dynamic Resource Control Strategy in HAPS-Mounted MEC-Assisted Satellite Communication Systems

    Yuichi Kawamoto, Masaki Takahashi, Shikhar Verma, Nei Kato, Hiroyuki Tsuji, Amane Miura

    IEEE Internet of Things Journal 1-1 2023年

    出版者・発行元:Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)

    DOI: 10.1109/jiot.2023.3338741  

    eISSN:2327-4662 2372-2541

  28. Joint Rate and Coverage Optimization for the THz/RF Multi-band Communications of Space-air-ground Integrated Network in 6G

    Xun Yuan, Fengxiao Tang, Ming Zhao, Nei Kato

    IEEE Transactions on Wireless Communications 1-1 2023年

    出版者・発行元:Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)

    DOI: 10.1109/twc.2023.3336016  

    ISSN:1536-1276

    eISSN:1558-2248

  29. On An Intelligent Task Offloading Model to Jointly Optimize Latency and Energy for Electric Connected Vehicles

    Bomin Mao, Jian Qiu, Nei Kato

    IEEE Transactions on Vehicular Technology 1-5 2023年

    出版者・発行元:Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)

    DOI: 10.1109/tvt.2023.3333241  

    ISSN:0018-9545

    eISSN:1939-9359

  30. Digital Twin Satellite Networks Towards 6G: Motivations, Challenges, and Future Perspectives

    Bomin Mao, Xueming Zhou, Jiajia Liu, Nei Kato

    IEEE Network 1-1 2023年

    出版者・発行元:Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)

    DOI: 10.1109/mnet.2023.3332895  

    ISSN:0890-8044

    eISSN:1558-156X

  31. Five Disruptive Technologies in 6G to Support Digital Twin Networks

    Qi Guo, Fengxiao Tang, Tiago Koketsu Rodrigues, Nei Kato

    IEEE Wireless Communications 2023年

    DOI: 10.1109/MWC.013.2200296  

    ISSN:1536-1284

    eISSN:1558-0687

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    With the expected explosive growth of the number of mobile user devices and data traffic in the next decade and beyond, and the expected development of various new applications and services such as vehicle-to-everything, extended reality and smart city, the requirements for Quality of Service (such as ultra-high data transmission rate, ultra-low latency, support for the highest moving speed and seamless connection, etc.) will reach levels never seen before. The sixth generation (6G) of networks is conceived to address the requirements mentioned above. Digital Twin refers to a digital representation to represent a physical entity in virtual space while its corresponding physical object remains in the physical space. In this article, we first briefly introduce some basic knowledge of Digital Twins. We then outline possible innovative technologies expected in 6G networks that will help Digital Twin systems to reach their full potential and deliver the high-level performance needed for the next generation of communications.

  32. Security and Privacy on 6G Network Edge: A Survey

    Bomin Mao, Jiajia Liu, Yingying Wu, Nei Kato

    IEEE Communications Surveys & Tutorials 25 (2) 1095-1127 2023年

    出版者・発行元:Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)

    DOI: 10.1109/comst.2023.3244674  

    eISSN:1553-877X 2373-745X

  33. Quantum Computing Based Optimization for Intelligent Reflecting Surface (IRS)-Aided Cell-Free Network

    Takahiro Ohyama, Yuichi Kawamoto, Nei Kato

    IEEE Transactions on Emerging Topics in Computing 11 (1) 18-29 2023年1月1日

    出版者・発行元:Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)

    DOI: 10.1109/tetc.2022.3161542  

    eISSN:2168-6750 2376-4562

  34. Blockchain-Based Trusted Traffic Offloading in Space-Air-Ground Integrated Networks (SAGIN): A Federated Reinforcement Learning Approach

    Fengxiao Tang, Cong Wen, Linfeng Luo, Ming Zhao, Nei Kato

    IEEE Journal on Selected Areas in Communications 40 (12) 3501-3516 2022年12月

    出版者・発行元:Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)

    DOI: 10.1109/jsac.2022.3213317  

    ISSN:0733-8716

    eISSN:1558-0008

  35. Selective Reflection Control: Distributed IRS-Aided Communication With Partial Channel State Information

    Hiroaki Hashida, Yuichi Kawamoto, Nei Kato

    IEEE Transactions on Vehicular Technology 71 (11) 11949-11958 2022年11月

    出版者・発行元:Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)

    DOI: 10.1109/tvt.2022.3194352  

    ISSN:0018-9545

    eISSN:1939-9359

  36. A Dynamic Task Scheduling Strategy for Multi-Access Edge Computing in IRS-Aided Vehicular Networks

    Yishi Zhu, Bomin Mao, Nei Kato

    IEEE Transactions on Emerging Topics in Computing 10 (4) 1761-1771 2022年10月1日

    出版者・発行元:Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)

    DOI: 10.1109/tetc.2022.3153494  

    eISSN:2168-6750 2376-4562

  37. Optimal Beamformer Design for Millimeter Wave Dual-Functional Radar-Communication Based V2X Systems

    Beiyuan Liu, Jiajia Liu, Nei Kato

    IEEE Journal on Selected Areas in Communications 40 (10) 2980-2993 2022年10月

    出版者・発行元:Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)

    DOI: 10.1109/jsac.2022.3196089  

    ISSN:0733-8716

    eISSN:1558-0008

  38. UAV-Aided Information Diffusion for Vehicle-to-Vehicle (V2V) in Disaster Scenarios 査読有り

    Yuichi Kawamoto, Takuto Mitsuhashi, Nei Kato

    IEEE Transactions on Emerging Topics in Computing 10 (4) 1909-1917 2022年10月1日

    出版者・発行元:Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)

    DOI: 10.1109/tetc.2021.3120551  

    eISSN:2168-6750 2376-4562

  39. Machine Learning for Space–Air–Ground Integrated Network Assisted Vehicular Network: A Novel Network Architecture for Vehicles

    Fengxiao Tang, Cong Wen, Ming Zhao, Nei Kato

    IEEE Vehicular Technology Magazine 17 (3) 34-44 2022年9月

    出版者・発行元:Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)

    DOI: 10.1109/mvt.2022.3188405  

    ISSN:1556-6072

    eISSN:1556-6080

  40. A Smart Internet-Wide Port Scan Approach for Improving IoT Security Under Dynamic WLAN Environments

    Shikhar Verma, Yuichi Kawamoto, Nei Kato

    IEEE Internet of Things Journal 9 (14) 11951-11961 2022年7月15日

    出版者・発行元:Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)

    DOI: 10.1109/jiot.2021.3132389  

    eISSN:2327-4662 2372-2541

  41. Adaptive Pilot Interval Optimization for Intelligent Reflecting Surface-Aided Communication Systems

    Hiroaki Hashida, Yuichi Kawamoto, Nei Kato

    IEEE Transactions on Vehicular Technology 71 (7) 7963-7966 2022年7月

    出版者・発行元:Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)

    DOI: 10.1109/tvt.2022.3166639  

    ISSN:0018-9545

    eISSN:1939-9359

  42. Deep Learning-Based Privacy Preservation and Data Analytics for IoT Enabled Healthcare

    Hongliang Bi, Jiajia Liu, Nei Kato

    IEEE Transactions on Industrial Informatics 18 (7) 4798-4807 2022年7月

    出版者・発行元:Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)

    DOI: 10.1109/tii.2021.3117285  

    ISSN:1551-3203

    eISSN:1941-0050

  43. Intelligent Reflecting Surface (IRS) Allocation Scheduling Method Using Combinatorial Optimization by Quantum Computing 査読有り

    Takahiro Ohyama, Yuichi Kawamoto, Nei Kato

    IEEE Transactions on Emerging Topics in Computing 10 (3) 1633-1644 2022年7月1日

    出版者・発行元:Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)

    DOI: 10.1109/tetc.2021.3115107  

    eISSN:2168-6750 2376-4562

  44. Offloading Decision for Mobile Multi-Access Edge Computing in a Multi-Tiered 6G Network 査読有り

    Tiago Koketsu Rodrigues, Jiajia Liu, Nei Kato

    IEEE Transactions on Emerging Topics in Computing 10 (3) 1414-1427 2022年7月1日

    出版者・発行元:Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)

    DOI: 10.1109/tetc.2021.3090061  

    eISSN:2168-6750 2376-4562

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    Future telecommunication systems in beyond 5G/6G networks, will include a massive amount of devices and a high variation of applications, many of which with steep processing requirements and strict latency limitations. To satisfy such demands, Multi-access Edge Computing will play a key role in the future of cloud systems. Users can offload their applications to edge cloud servers, capable of processing their tasks and responding with an output quickly. However, for this to become a reality, it is important to carefully choose a server for each user. This decision is complicated by user mobility and how users could alternatively connect to the remote cloud or execute applications locally. In this article, we propose a heuristic algorithm for determining the best server for each user in a multiple mobile users, multiple servers, multi-tiered scenario. Our proposal considers the time needed for transmitting and processing tasks when minimizing the total service delay as well as the time needed for service setup and migration of data between servers. Moreover, our method attempts to mimic as faithfully as possible real-life scenarios. Finally, analysis shows that our proposal is vastly superior to benchmark methods and even improves upon a solution commonly used in the literature.

  45. Improvement of Battery Lifetime Based on Communication Resource Control in Low-Earth-Orbit Satellite Constellations 査読有り

    Hikaru Tsuchida, Yuichi Kawamoto, Nei Kato, Kazuma Kaneko, Shigenori Tani, Masatake Hangai, Hiroshi Aruga

    IEEE Transactions on Emerging Topics in Computing 10 (3) 1388-1398 2022年7月1日

    出版者・発行元:Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)

    DOI: 10.1109/tetc.2021.3087489  

    eISSN:2168-6750 2376-4562

  46. Mobility-Aware User Association Strategy for IRS-Aided mm-Wave Multibeam Transmission Towards 6G

    Hiroaki Hashida, Yuichi Kawamoto, Nei Kato, Masashi Iwabuchi, Tomoki Murakami

    IEEE Journal on Selected Areas in Communications 40 (5) 1667-1678 2022年5月

    出版者・発行元:Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)

    DOI: 10.1109/jsac.2022.3143216  

    ISSN:0733-8716

    eISSN:1558-0008

  47. Multi-Agent Deep Reinforcement Learning for Massive Access in 5G and Beyond Ultra-Dense NOMA System

    Zhenjiang Shi, Jiajia Liu, Shangwei Zhang, Nei Kato

    IEEE Transactions on Wireless Communications 21 (5) 3057-3070 2022年5月

    出版者・発行元:Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)

    DOI: 10.1109/twc.2021.3117859  

    ISSN:1536-1276

    eISSN:1558-2248

  48. Toward Smart and Secure V2X Communication in 5G and Beyond: A UAV-Enabled Aerial Intelligent Reflecting Surface Solution

    Yurui Cao, Sai Xu, Jiajia Liu, Nei Kato

    IEEE Vehicular Technology Magazine 17 (1) 66-73 2022年3月

    出版者・発行元:Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)

    DOI: 10.1109/mvt.2021.3136832  

    ISSN:1556-6072

    eISSN:1556-6080

  49. Network Slicing with Centralized and Distributed Reinforcement Learning for Combined Satellite/Ground Networks in a 6G Environment

    Tiago Koketsu Rodrigues, Nei Kato

    IEEE Wireless Communications 29 (1) 104-110 2022年2月1日

    DOI: 10.1109/MWC.001.2100287  

    ISSN:1536-1284

    eISSN:1558-0687

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    For the goals of beyond 5G and 6G networks, it is essential to maintain access everywhere and offer low latency with high reliability. To achieve such goals, satellite networks are an instrumental technology that grants network coverage even in remote areas without ground infrastructure and provides an offloading option when ground networks are too crowded with workload. However, for an efficient implementation, it is important to take into account not only the particular characteristics surrounding space satellite systems but also the challenges involving the joint resource allocation of ground and satellite networks. To aid in this, we propose the use of network slicing for selecting and reserving specific resources for each new incoming user request. These resources are chosen through a machine-learning-based technique that learns the patterns of user requests and which paths are more often requested. These networks paths are given higher costs so that they are only allocated when there is no other option. Simulations show that this strategy results in higher efficiency in resource allocation, which allows the system to serve a higher number of users.

  50. IRS-aided Communications Without Channel State Information Relying on Deep Reinforcement Learning.

    Hiroaki Hashida, Yuichi Kawamoto, Nei Kato, Masashi Iwabuchi, Tomoki Murakami

    IEEE Global Communications Conference(GLOBECOM) 1211-1216 2022年

    出版者・発行元:IEEE

    DOI: 10.1109/GLOBECOM48099.2022.10001413  

  51. Survey on Digital Twin Edge Networks (DITEN) Toward 6G

    Fengxiao Tang, Xuehan Chen, Tiago Koketsu Rodrigues, Ming Zhao, Nei Kato

    IEEE Open Journal of the Communications Society 3 1360-1381 2022年

    DOI: 10.1109/OJCOMS.2022.3197811  

    eISSN:2644-125X

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    The next generation (6G) wireless systems aim to cater to the Internet of Everything (IoE) and revolutionize customer services and applications to a fully intelligent and autonomous system. To achieve this, the digital twin edge network (DITEN) is proposed to combine mobile/multi-access edge computing (MEC) and digital twin (DT), thereby improving the network performance such as throughput and security, and reducing the cost of communication, computation, and caching. In DITENs, the network status can be continuously monitored, and based on the obtained network states, the networking schemes, such as routing and resource management, can be studied in the established DITENs from a centralized perspective. In this survey, we present a comprehensive overview of DITEN for 6G. First, we present the fundamental aspects of DITEN, including concept, framework, and potential. Second, a comprehensive design of DITEN is devised, including the DT modeling/updating, DT deployment, key issues, and enabling technologies. Then, the typical applications of DITEN towards 6G are provided, including the Internet of Things (IoT), vehicular network, space-air-ground integrated network (SAGIN), healthcare, wireless systems, and other applications, along with the design of DITEN in each application, such as DT modeling, DT association, incentive mechanisms, and so on. Finally, challenges and open issues are discussed.

  52. Deep Q Networks with Centralized Learning over LEO Satellite Networks in a 6G Cloud Environment

    Tiago Koketsu Rodrigues, Nei Kato

    2022 IEEE Global Communications Conference, GLOBECOM 2022 - Proceedings 5905-5910 2022年

    DOI: 10.1109/GLOBECOM48099.2022.10000709  

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    With 6G networks, we can expect more devices to start operating in remote areas, away from the conventional network infrastructure. With an increase in the number of devices, we should also see more data that needs to be processed and analyzed. An adequate response to this scenario is using satellite networks to reach remote devices and transfer the big data generated by them to be analyzed in cloud servers through Machine Learning models. However, while this is a good solution for data analysis, it can run into bottlenecks caused by long transmission in the limited channels of satellite networks. In this paper, we will model and analyze this service model, allowing us to identify the limitations of centralized learning over satellite networks. This study manages to determine when centralized learning with remote devices is a viable solution and when it needs to be complemented by other techniques due to poor performance caused by long transmission and overloaded communication channels.

  53. The Roadmap of Communication and Networking in 6G for the Metaverse

    Fengxiao Tang, Xuehan Chen, Ming Zhao, Nei Kato

    IEEE Wireless Communications 1-15 2022年

    出版者・発行元:Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)

    DOI: 10.1109/mwc.019.2100721  

    ISSN:1536-1284

    eISSN:1558-0687

  54. Intelligent Reflecting Surface Backscatter Enabled Multi-Tier Computing for 6G Internet of Things

    Sai Xu, Jiajia Liu, Nei Kato, Yanan Du

    IEEE Journal on Selected Areas in Communications 1-1 2022年

    出版者・発行元:Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)

    DOI: 10.1109/jsac.2022.3231861  

    ISSN:0733-8716

    eISSN:1558-0008

  55. Federated Learning for Intelligent Transmission with Space-air-ground Integrated Network (SAGIN) toward 6G

    Fengxiao Tang, Cong Wen, Xuehan Chen, Nei Kato

    IEEE Network 1-7 2022年

    出版者・発行元:Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)

    DOI: 10.1109/mnet.104.2100615  

    ISSN:0890-8044

    eISSN:1558-156X

  56. Federated Reinforcement Learning-Based Resource Allocation in D2D-Enabled 6G

    Qi Guo, Fengxiao Tang, Nei Kato

    IEEE Network 1-7 2022年

    出版者・発行元:Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)

    DOI: 10.1109/mnet.122.2200102  

    ISSN:0890-8044

    eISSN:1558-156X

  57. Balancing QoS and Security in the Edge: Existing Practices, Challenges, and 6G Opportunities With Machine Learning

    Zubair Md Fadlullah, Bomin Mao, Nei Kato

    IEEE Communications Surveys & Tutorials 24 (4) 2419-2448 2022年

    出版者・発行元:Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)

    DOI: 10.1109/comst.2022.3191697  

    eISSN:1553-877X 2373-745X

  58. Intelligent Reflecting Surface in 6G Vehicular Communications: A Survey 招待有り

    Yishi Zhu, Bomin Mao, Nei Kato

    IEEE Open Journal of Vehicular Technology 3 266-277 2022年

    出版者・発行元:Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)

    DOI: 10.1109/ojvt.2022.3177253  

    eISSN:2644-1330

  59. Blockchain-Assisted Distributed and Lightweight Authentication Service for Industrial Unmanned Aerial Vehicles

    Yawen Tan, Jiadai Wang, Jiajia Liu, Nei Kato

    IEEE Internet of Things Journal 1-1 2022年

    出版者・発行元:Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)

    DOI: 10.1109/jiot.2022.3142251  

    eISSN:2327-4662 2372-2541

  60. DBF-Based Fusion Control of Transmit Power and Beam Directivity for Flexible Resource Allocation in HTS Communication System Toward B5G

    Masaki Takahashi, Yuichi Kawamoto, Nei Kato, Amane Miura, Morio Toyoshima

    IEEE Transactions on Wireless Communications 21 (1) 95-105 2022年1月

    出版者・発行元:Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)

    DOI: 10.1109/twc.2021.3093878  

    ISSN:1536-1276

    eISSN:1558-2248

  61. A Deep Reinforcement Learning-Based Dynamic Traffic Offloading in Space-Air-Ground Integrated Networks (SAGIN) 査読有り

    Fengxiao Tang, Hans Hofner, Nei Kato, Kazuma Kaneko, Yasutaka Yamashita, Masatake Hangai

    IEEE Journal on Selected Areas in Communications 40 (1) 276-289 2022年1月

    出版者・発行元:Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)

    DOI: 10.1109/jsac.2021.3126073  

    ISSN:0733-8716

    eISSN:1558-0008

  62. Intelligent Reflecting Surface-Aided Vehicular Networks Toward 6G: Vision, Proposal, and Future Directions 査読有り

    Yishi Zhu, Bomin Mao, Yuichi Kawamoto, Nei Kato

    IEEE Vehicular Technology Magazine 16 (4) 48-56 2021年12月

    出版者・発行元:Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)

    DOI: 10.1109/mvt.2021.3113890  

    ISSN:1556-6072

    eISSN:1556-6080

  63. Application of Cybertwin for Offloading in Mobile Multiaccess Edge Computing for 6G Networks 査読有り

    Tiago Koketsu Rodrigues, Jiajia Liu, Nei Kato

    IEEE Internet of Things Journal 8 (22) 16231-16242 2021年11月15日

    出版者・発行元:Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)

    DOI: 10.1109/jiot.2021.3095308  

    eISSN:2327-4662 2372-2541

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    Multiaccess edge computing is an essential technology that academia and industry have recognized as fundamental for the future of the Internet of Things. Current research on the subject utilizes virtual machines as the intermediary between end devices and cloud servers. However, recently a new framework was proposed that utilizes Cybertwins instead of virtual machines for the same function. Such framework comes with a myriad of advantages but, most importantly, in this case, it includes a control plane capable of enabling cooperation between the Cybertwins. In this article, we present a mathematical model of the total service delay of a Cybertwin-based multiaccess edge computing system that includes user mobility, migration of virtual servers, multiple physical servers at different network tiers, fronthaul and backhaul communication, processing, and content request/caching. We also propose algorithms for guiding the operation of Cybertwins and the control plane in a multiaccess edge computing scenario. Finally, a performance analysis between Cybertwin and a virtual machine-based scheme is offered. Simulations show that Cybertwin brings significant improvement for the assumed scenario in the form of a faster overall service due to the higher cooperation. The models and simulations here were designed with the characteristics of future networks, beyond the current 5G, in mind, making them likely relevant for future networks, where multiaccess edge computing and the Internet of Things should play an even more important role.

  64. Envisioning Intelligent Reflecting Surface Empowered Space-Air-Ground Integrated Network

    Sai Xu, Jiajia Liu, Tiago Koketsu Rodrigues, Nei Kato

    IEEE Network 35 (6) 225-232 2021年11月

    出版者・発行元:Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)

    DOI: 10.1109/mnet.011.2100007  

    ISSN:0890-8044

    eISSN:1558-156X

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    With cooperative transmission of different access ways and unified resource management, the integration of space-air-ground network has become a historic tendency because of its distinctive superiority in global coverage, massive connectivity, high capacity and low latency, and so on. Intelligent reflecting surface (IRS) techniques rising recently are positioned as a vital enabler for facilitating wireless communication networks. In view of these, this article attempts to give an overview of space-air-ground integrated network (SAGIN) and IRS, as well as to provide a new perspective on how to apply IRS into SAGIN. Based on these, some important research agendas are identified. Then, we present an example of IRSbased vehicle-to-vehicle (V2V) backscatter communication in integrated space-ground network. Finally, preliminary simulations verify the feasibility of the proposed strategy and evidence the benefit of integrating IRS into SAGIN.

  65. A Survey on Space-Air-Ground-Sea Integrated Network Security in 6G 査読有り

    Hongzhi Guo, Jingyi Li, Jiajia Liu, Na Tian, Nei Kato

    IEEE Communications Surveys & Tutorials 1-1 2021年11月

    出版者・発行元:Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)

    DOI: 10.1109/comst.2021.3131332  

    eISSN:1553-877X 2373-745X

  66. A Practical Approach for SNR-based Subchannel Allocation Considering Inter-Beam Interference in a Satellite Communication System 査読有り

    Masaki Takahashi, Simpei Suzuki, Yuichi Kawamoto, Nei Kato

    2021 7th International Conference on Network Intelligence and Digital Content (IC-NIDC 2021) 2021年11月

  67. AI Models for Green Communications Towards 6G 査読有り

    Bomin Mao, Fengxiao Tang, Yuichi Kawamoto, Nei Kato

    IEEE Communications Surveys & Tutorials 1-1 2021年11月

    出版者・発行元:Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)

    DOI: 10.1109/comst.2021.3130901  

    eISSN:1553-877X 2373-745X

  68. Deep Learning-based Privacy Preservation and Data Analytics for IoT Enabled Healthcare 査読有り

    Hongliang Bi, Jiajia Liu, Nei Kato

    IEEE Transactions on Industrial Informatics 18 (7) 1-1 2021年10月8日

    出版者・発行元:Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)

    DOI: 10.1109/tii.2021.3117285  

    ISSN:1551-3203

    eISSN:1941-0050

  69. Deep Learning Techniques for Advancing 6G Communications in the Physical Layer 査読有り

    Shangwei Zhang, Jiajia Liu, Tiago Koketsu Rodrigues, Nei Kato

    IEEE Wireless Communications 28 (5) 141-147 2021年10月

    出版者・発行元:Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)

    DOI: 10.1109/mwc.001.2000516  

    ISSN:1536-1284

    eISSN:1558-0687

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    As current 5G communication systems cannot fulfill the stringent requirements brought by emerging applications, 6G will innovatively employ deep learning (DL) techniques to fundamentally rethink the communication systems design problem from the bottom to top layers. Although recent evidence has shown the power of DL techniques in the communication domain, the exploration and utilization of DL techniques in communication systems is still in its infancy and should come in a progressive manner. To effectively and efficiently implement DL techniques in future 6G communications in the physical layer, we give some potential deployment strategies and key enabling technologies that relate to 6G in terms of joint design of block-structured and end-to-end DL, integration of model-driven and data-driven DL, combination of online and offline training, ubiquitous learning and explainable DL techniques.

  70. Edge Cloud Server Deployment With Transmission Power Control Through Machine Learning for 6G Internet of Things 査読有り

    Tiago Koketsu Rodrigues, Katsuya Suto, Nei Kato

    IEEE Transactions on Emerging Topics in Computing 9 (4) 2099-2108 2021年10月1日

    出版者・発行元:Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)

    DOI: 10.1109/tetc.2019.2963091  

    eISSN:2168-6750 2376-4562

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    Cloud computing is an important technology for bringing a big pool of elastic resources to client devices. Their main drawback has long been the long distance between users and servers, but this has been remedied by Edge Cloud Computing, where the cloud servers are located in the network edge. Edge Cloud Computing is regarded as essential for future networks and consequently, there is plenty of research on how to optimize its operation. However, the vast majority of them ignore the decision of where the edge servers should be deployed, despite how severely this can affect the performance of the system. Furthermore, future networks must also deal with massive amounts of clients and servers, such as the ones characteristic of the Internet of Things and 6G Networks. This demands solutions that are scalable. Given these two points, we propose a Machine Learning-based server deployment policy in 6G Internet of Things environments. Our solution is proven to approach optimality while being feasible. Furthermore, we also prove that our proposal leads to lower latency and higher resource efficiency than conventional Edge Cloud Computing server deployment solutions.

  71. On Smart IoT Remote Sensing over Integrated Terrestrial-Aerial-Space Networks: An Asynchronous Federated Learning Approach

    Zubair Md Fadlullah, Nei Kato

    IEEE Network 35 (5) 129-135 2021年9月

    出版者・発行元:Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)

    DOI: 10.1109/mnet.101.2100125  

    ISSN:0890-8044

    eISSN:1558-156X

  72. Robust Multi-User Beamforming for IRS-Enhanced Near-Space Downlink Communications Coexisting With Satellite System 査読有り

    Sai Xu, Jiajia Liu, Tiago Koketsu Rodrigues, Nei Kato

    IEEE Internet of Things Journal 1-1 2021年9月

    出版者・発行元:Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)

    DOI: 10.1109/jiot.2021.3112595  

    eISSN:2327-4662 2372-2541

  73. Proposal and Performance Evaluation of Information Diffusion Technique With Novel Virtual-Cell-Based Wi-Fi Direct 査読有り

    Tohn Furutani, Yuichi Kawamoto, Hiroki Nishiyama, Nei Kato

    IEEE Transactions on Emerging Topics in Computing 9 (3) 1519-1528 2021年9月

    出版者・発行元:None

    DOI: 10.1109/tetc.2019.2891713  

    eISSN:2376-4562

  74. Novel Computation and Communication Resources Allocation Using Relay Communications in UAV-mounted Cloudlet Systems 査読有り

    Hayato Shimada, Yuichi Kawamoto, Nei Kato

    IEEE Transactions on Network Science and Engineering 1-1 2021年8月

    出版者・発行元:Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)

    DOI: 10.1109/tnse.2021.3105455  

    eISSN:2327-4697 2334-329X

  75. Optimizing Computation Offloading in Satellite-UAV-Served 6G IoT: A Deep Learning Approach 査読有り

    Bomin Mao, Fengxiao Tang, Yuichi Kawamoto, Nei Kato

    IEEE Network 35 (4) 102-108 2021年7月

    出版者・発行元:Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)

    DOI: 10.1109/mnet.011.2100097  

    ISSN:0890-8044

    eISSN:1558-156X

  76. Distributed Q-Learning Aided Uplink Grant-Free NOMA for Massive Machine-Type Communications 査読有り

    Jiajia Liu, Zhenjiang Shi, Shangwei Zhang, Nei Kato

    IEEE Journal on Selected Areas in Communications 1-1 2021年7月

    出版者・発行元:Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)

    DOI: 10.1109/jsac.2021.3078496  

    ISSN:0733-8716

    eISSN:1558-0008

  77. An Intelligent Route Computation Approach Based on Real-Time Deep Learning Strategy for Software Defined Communication Systems 査読有り

    Bomin Mao, Fengxiao Tang, Zubair Md. Fadlullah, Nei Kato

    IEEE Transactions on Emerging Topics in Computing 9 (3) 1554-1565 2021年7月

    出版者・発行元:Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)

    DOI: 10.1109/tetc.2019.2899407  

    eISSN:2376-4562

  78. Smart Resource Allocation for Mobile Edge Computing: A Deep Reinforcement Learning Approach 査読有り

    Jiadai Wang, Lei Zhao, Jiajia Liu, Nei Kato

    IEEE Transactions on Emerging Topics in Computing 9 (3) 1529-1541 2021年7月

    出版者・発行元:Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)

    DOI: 10.1109/tetc.2019.2902661  

    eISSN:2376-4562

  79. Blockchain-based Trust Management for Internet of Vehicles 査読有り

    Haibin Zhang, Jiajia Liu, Huanlei Zhao, Peng Wang, Nei Kato

    IEEE Transactions on Emerging Topics in Computing 9 (3) 1397-1409 2021年7月

    出版者・発行元:Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)

    DOI: 10.1109/tetc.2020.3033532  

    eISSN:2376-4562

  80. Comprehensive Survey on Machine Learning in Vehicular Network: Technology, Applications and Challenges 査読有り

    Fengxiao Tang, Bomin Mao, Nei Kato, Guan Gui

    IEEE Communications Surveys & Tutorials 23 (3) 2027-2057 2021年6月23日

    出版者・発行元:Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)

    DOI: 10.1109/comst.2021.3089688  

    eISSN:2373-745X

  81. Survey on Machine Learning for Intelligent End-to-End Communication towards 6G: From Network Access, Routing to Traffic Control and Streaming Adaption 査読有り

    Fengxiao Tang, Bomin Mao, Yuichi Kawamoto, Nei Kato

    IEEE Communications Surveys & Tutorials 23 (3) 1578-1598 2021年

    出版者・発行元:Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)

    DOI: 10.1109/comst.2021.3073009  

    eISSN:2373-745X

  82. Movement Aware CoMP Handover in Heterogeneous Ultra-Dense Networks 査読有り

    Wen Sun, Lu Wang, Jiajia Liu, Nei Kato, Yanning Zhang

    IEEE Transactions on Communications 69 (1) 340-352 2021年1月

    出版者・発行元:Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)

    DOI: 10.1109/tcomm.2020.3019388  

    ISSN:0090-6778

    eISSN:1558-0857

  83. Blockchain-Based Key Management for Heterogeneous Flying Ad-Hoc Network 査読有り

    Yawen Tan, Jiajia Liu, Nei Kato

    IEEE Transactions on Industrial Informatics 1-1 2021年

    出版者・発行元:Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)

    DOI: 10.1109/tii.2020.3048398  

    ISSN:1551-3203

    eISSN:1941-0050

  84. Intelligent Reflecting Surface Placement Optimization in Air-Ground Communication Networks Toward 6G 査読有り

    Hiroaki Hashida, Yuichi Kawamoto, Nei Kato

    IEEE Wireless Communications 27 (6) 146-151 2020年12月

    出版者・発行元:Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)

    DOI: 10.1109/mwc.001.2000142  

    ISSN:1536-1284

    eISSN:1558-0687

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    IEEE Intelligent reflecting surfaces (IRSs) have emerged as a key enabler for beyond fifth-generation (B5G) communication technology and for realizing sixth-generation (6G) cellular communication. In addition, B5G and 6G networks are expected to support aerial user communications in accordance with the expanded requirements of data transmission for an aerial user. However, there are challenges in providing wireless communication for aerial users owing to the different radio wave propagation properties between terrestrial areas and aerial areas. In this article, we propose an IRS-aided cellular network coverage extension for aerial users. In our proposed network, IRS and base stations (BSs) cooperate with each other to provide air-ground communication to aerial users (AUs), the aim of which is to prevent interference signals from spreading to a wide area. Furthermore, IRS placement is designed to maximize the network performance in terms of the spatial signal-to-interference-plus-noise ratio (SINR) while mitigating inter-cell interference. Numerical analysis results indicate that the proposed IRS-aided network outperforms the benchmark system without IRSs when the IRS installation positions are optimally determined.

  85. Deep Reinforcement Learning for Dynamic Uplink/Downlink Resource Allocation in High Mobility 5G HetNet 査読有り

    Fengxiao Tang, Yibo Zhou, Nei Kato

    IEEE Journal on Selected Areas in Communications 38 (12) 2773-2782 2020年12月

    出版者・発行元:Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)

    DOI: 10.1109/jsac.2020.3005495  

    ISSN:0733-8716

    eISSN:1558-0008

  86. Distributed Q-Learning-Assisted Grant-Free NORA for Massive Machine-Type Communications 査読有り

    Zhenjiang Shi, Wei Gao, Jiajia Liu, Nei Kato, Yanning Zhang

    GLOBECOM 2020 - 2020 IEEE Global Communications Conference 2020年12月

    出版者・発行元:IEEE

    DOI: 10.1109/globecom42002.2020.9322273  

  87. An Initial Study on Designing Prediction-Based Resource Allocation in Satellite Communication Systems 査読有り

    Masaki Takahashi, Yuichi Kawamoto, Nei Kato

    IEEE International Conference on Communications (ICC 2020), Virtual Conference 2020年12月

  88. A Novel IoT-Aware WLAN Environment Identification for Efficient Internet-Wide Port Scan 査読有り

    Shikhar Verma, Yuichi Kawamoto, Nei Kato

    GLOBECOM 2020 - 2020 IEEE Global Communications Conference 2020-January 2020年12月

    出版者・発行元:IEEE

    DOI: 10.1109/globecom42002.2020.9348199  

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    With the emergence of Internet of Things (IoT), network security has become an area of acute concern owing to susceptibilities of IoT security that can be exploited to attack other devices and network infrastructures. Internet-Wide Port Scan (IWPS), a well-established network sifting mechanism that identifies threats and defensive mechanisms, is gaining attention to probe IoT networks and identify vulnerable IoT devices. A key enabler for IoT networks is the Wireless Local Area Network (WLAN) that comprises of numerous heterogeneous devices such as smartphones, computers, IoT devices, and so on. Hence, efficient probing of such networks can be challenging; since networks can easily experience congestion, poor signal-to-noise-ratio (SINR), etc. that can result in loss of probe packets and subsequently low discovery rate. In this paper these issues have been addressed and a holistic classification algorithm has been proposed to identify the states of heterogeneous WLAN environment based on real-time and historical measurements. Such a classification can assist in choosing scan strategies for improved IWPS performance. The experimental results presented in this paper reveal that the proposed algorithm is very effective to classify such a complex and heterogeneous environment.

  89. Prediction of Network Traffic Load on High Variability Data Based on Distance Correlation 査読有り

    Lo Pang-Yun Ting, Tiago Koketsu Rodrigues, Nei Kato, Kun-Ta Chuang

    2020 IEEE 92nd Vehicular Technology Conference (VTC2020-Fall) 2020年11月

    出版者・発行元:IEEE

    DOI: 10.1109/vtc2020-fall49728.2020.9348769  

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    Accurate network traffic load (TL) prediction is essential in many networking applications. However, the real TLs in practical networks may have high variability and are difficult to be predicted, which may severely affect users' quality of experience (QoE). To address this problem, we first analyze the real-world network traffic dataset to investigate real TLs properties and find out the distance-correlation between regions in a spatial graph have the potential to improve the prediction result. Hence, we propose a time-series model based method to consider the distance-correlation in an efficient way. Empirically, experimental studies on real data demonstrate that our proposed method can effectively reduce at least 10% error value on regions with high-variability TLs. Finally, we further discuss the impact of the distance-correlation on the TL prediction.

  90. Security Analysis of Network-Oblivious Internet-Wide Scan for IEEE 802.11ah Enabled IoT 査読有り

    Shikhar Verma, Yuichi Kawamoto, Nei Kato

    2020 IEEE 92nd Vehicular Technology Conference (VTC2020-Fall) 2020-November 2020年11月

    出版者・発行元:IEEE

    DOI: 10.1109/vtc2020-fall49728.2020.9348601  

    ISSN:1550-2252

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    In recent years, vulnerable Intenet of Things (IoT) devices have engendered several distributed denial of service (DDoS) attacks owing to the generation of massive IoT botnets by various IoT malware such as Mirai, Persirai and among others. IoT devices are vulnerable owing to constrained memory and computation resources that restrict the implementation of complex security protocols and anti-malware programs. In recent times, there have been attempts to implement periodic Internet-Wide port scan (IWPS) to identify vulnerable IoT devices at each wireless local area network (WLAN). IoT WLAN standard such as IEEE 802.11ah has been designed with the objective of low power consumption and massive connectivity, but is constrained by its low network performance particularly on traditional scan traffic; thus it can result in security degradation. Hence, in this paper, we propose novel models for security analyses of IoT based on the network performance of IWPS over IEEE 802.11ah. The results verify that the network-Oblivious IWPS can degrade IoT security and increase risk.

  91. 6G: Opening New Horizons for Integration of Comfort, Security, and Intelligence 査読有り

    Guan Gui, Miao Liu, Fengxiao Tang, Nei Kato, Fumiyuki Adachi

    IEEE Wireless Communications 27 (5) 126-132 2020年10月

    出版者・発行元:Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)

    DOI: 10.1109/mwc.001.1900516  

    ISSN:1536-1284

    eISSN:1558-0687

  92. Adaptive Channel Selection and Transmission Timing Control for Simultaneous Receiving and Sending in Relay-Based UAV Network 査読有り

    Ayaka Hanyu, Yuichi Kawamoto, Nei Kato

    IEEE Transactions on Network Science and Engineering 7 (4) 2840-2849 2020年10月1日

    出版者・発行元:Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)

    DOI: 10.1109/tnse.2020.2997721  

    eISSN:2334-329X

  93. ST-DeLTA: A Novel Spatial-Temporal Value Network Aided Deep Learning Based Intelligent Network Traffic Control System 査読有り

    Fengxiao Tang, Bomin Mao, Zubair Md. Fadlullah, Jiajia Liu, Nei Kato

    IEEE Transactions on Sustainable Computing 5 (4) 568-580 2020年10月1日

    出版者・発行元:Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)

    DOI: 10.1109/tsusc.2019.2929935  

    eISSN:2377-3790

  94. Machine Learning-Enabled Cooperative Spectrum Sensing for Non-Orthogonal Multiple Access 査読有り

    Zhenjiang Shi, Wei Gao, Shangwei Zhang, Jiajia Liu, Nei Kato

    IEEE Transactions on Wireless Communications 19 (9) 5692-5702 2020年9月

    出版者・発行元:Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)

    DOI: 10.1109/twc.2020.2995594  

    ISSN:1536-1276

    eISSN:1558-2248

  95. Automatic Content Inspection and Forensics for Children Android Apps 査読有り

    Qian Luo, Jiajia Liu, Jiadai Wang, Yawen Tan, Yurui Cao, Nei Kato

    IEEE Internet of Things Journal 7 (8) 7123-7134 2020年8月

    出版者・発行元:Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)

    DOI: 10.1109/jiot.2020.2982248  

    eISSN:2372-2541

  96. AI-Based Joint Optimization of QoS and Security for 6G Energy Harvesting Internet of Things 査読有り

    Bomin Mao, Yuichi Kawamoto, Nei Kato

    IEEE Internet of Things Journal 7 (8) 7032-7042 2020年8月

    出版者・発行元:Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)

    DOI: 10.1109/jiot.2020.2982417  

    eISSN:2372-2541

  97. Toward Robust and Intelligent Drone Swarm: Challenges and Future Directions 査読有り

    Wu Chen, Jiajia Liu, Hongzhi Guo, Nei Kato

    IEEE Network 34 (4) 278-283 2020年7月

    出版者・発行元:Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)

    DOI: 10.1109/mnet.001.1900521  

    ISSN:0890-8044

    eISSN:1558-156X

  98. Efficient Power Control for Satellite-Borne Batteries Using Q-Learning in Low-Earth-Orbit Satellite Constellations 査読有り

    Hikaru Tsuchida, Yuichi Kawamoto, Nei Kato, Kazuma Kaneko, Shigenori Tani, Shigeru Uchida, Hiroshi Aruga

    IEEE Wireless Communications Letters 9 (6) 809-812 2020年6月

    出版者・発行元:Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)

    DOI: 10.1109/lwc.2020.2970711  

    ISSN:2162-2337

    eISSN:2162-2345

  99. Ten Challenges in Advancing Machine Learning Technologies toward 6G 査読有り

    Nei Kato, Bomin Mao, Fengxiao Tang, Yuichi Kawamoto, Jiajia Liu

    IEEE Wireless Communications 27 (3) 96-103 2020年6月

    出版者・発行元:Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)

    DOI: 10.1109/mwc.001.1900476  

    ISSN:1536-1284

    eISSN:1558-0687

  100. Novel Workload Balancing Method for UAV-based Edge Cloud Computing Systems with Handover 査読有り

    Hayato Shimada, Yuichi Kawamoto, Nei Kato

    ICC 2020 - 2020 IEEE International Conference on Communications (ICC) 2020年6月

    出版者・発行元:IEEE

    DOI: 10.1109/icc40277.2020.9149072  

  101. Impact of Internet-Wide Scanning on IoT Data Communication in Wireless LANs 査読有り

    Hiroaki Hashida, Yuichi Kawamoto, Nei Kato

    2020 IEEE International Conference on Communications Workshops (ICC Workshops) 2020年6月

    出版者・発行元:IEEE

    DOI: 10.1109/iccworkshops49005.2020.9145257  

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    © 2020 IEEE. In recent years, Internet-wide scanning has attracted interest as a countermeasure against Internet-of-Things (IoT) security problems that can detect security holes. Despite the usefulness of Internet-wide scanning, it suffers from the problem of network congestion that occurs when numerous port scanning packets are used. Network congestion becomes increasingly severe in networks with limited bandwidth such as wireless networks. Therefore, port-scanning packets must be sent at long intervals when scanning such networks. In contrast, an inappropriate reduction of scanning speed increases the time required to complete scanning, making it difficult to scan IoT devices comprehensively before cyber-attackers identify vulnerabilities. However, setting appropriate scanning speeds is a challenge owing to the lack of a method for quantifying the impact of scanning traffic on the target network. In this study, we construct a novel analytical model to quantify the impact of scanning traffic on IoT data throughput in a target wireless LAN. The validity of our proposed model is evaluated through Monte Carlo simulations whose results demonstrate that our model is effective in approximating the impact of scanning traffic on IoT data traffic. This study contributes to overcoming a key shortcoming of Internet-wide scanning as a critical factor in efficient probing.

  102. Envisioning Device-to-Device Communications in 6G 査読有り

    Shangwei Zhang, Jiajia Liu, Hongzhi Guo, Mingping Qi, Nei Kato

    IEEE Network 34 (3) 86-91 2020年5月

    出版者・発行元:Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)

    DOI: 10.1109/mnet.001.1900652  

    ISSN:0890-8044

    eISSN:1558-156X

  103. Flexible Resource Allocation With Inter-Beam Interference in Satellite Communication Systems With a Digital Channelizer 査読有り

    Yuichi Kawamoto, Taiki Kamei, Masaki Takahashi, Nei Kato, Amane Miura, Morio Toyoshima

    IEEE Transactions on Wireless Communications 19 (5) 2934-2945 2020年5月

    出版者・発行元:Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)

    DOI: 10.1109/twc.2020.2969173  

    ISSN:1536-1276

    eISSN:1558-2248

  104. Reinforcement Learning-Based Radio Resource Control in 5G Vehicular Network 査読有り

    Yibo Zhou, Fengxiao Tang, Yuichi Kawamoto, Nei Kato

    IEEE Wireless Communications Letters 9 (5) 611-614 2020年5月

    出版者・発行元:Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)

    DOI: 10.1109/lwc.2019.2962409  

    ISSN:2162-2337

    eISSN:2162-2345

  105. Communication Scheduling with Diversity for Unmanned Aircraft Systems using Local 5G 査読有り

    Takeru Kitagawa, Yuichi Kawamoto, Nei Kato

    Journal of Communications and Information Networks (JCIN) 5 (1) 50-61 2020年4月

  106. AI-Enhanced Cooperative Spectrum Sensing for Non-Orthogonal Multiple Access 査読有り

    Zhenjiang Shi, Wei Gao, Shangwei Zhang, Jiajia Liu, Nei Kato

    IEEE Wireless Communications 27 (2) 173-179 2020年4月

    出版者・発行元:Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)

    DOI: 10.1109/mnet.001.1900305  

    ISSN:1536-1284

    eISSN:1558-0687

  107. Probe Delay based Adaptive Port Scanning for IoT Devices with private IP address Behind NAT 査読有り

    Fengxiao Tang, Yuichi Kawamoto, Nei Kato, Kazuto Yano, Yoshinori Suzuki

    IEEE Network Magazine 34 (2) 195-201 2020年3月

    出版者・発行元:None

    DOI: 10.1109/mnet.001.1900264  

    ISSN:0890-8044

    eISSN:1558-156X

  108. Automobile Driver Fingerprinting: A New Machine Learning Based Authentication Scheme 査読有り

    Yijie Xun, Jiajia Liu, Nei Kato, Yongqiang Fang, Yanning Zhang

    IEEE Transactions on Industrial Informatics 16 (2) 1417-1426 2020年2月

    出版者・発行元:Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)

    DOI: 10.1109/tii.2019.2946626  

    ISSN:1551-3203

    eISSN:1941-0050

  109. Future Intelligent and Secure Vehicular Network Towards 6G: Machine Learning Approaches 査読有り

    Fengxiao Tang, Yuichi Kawamoto, Nei Kato, Jiajia Liu

    Proceedings of the IEEE 108 (2) 292-307 2020年2月

    出版者・発行元:None

    DOI: 10.1109/jproc.2019.2954595  

    ISSN:0018-9219

    eISSN:1558-2256

  110. Efficient Delay-Based Internet-Wide Scanning Method for IoT Devices in Wireless LAN 査読有り

    Hiroaki Hashida, Yuichi Kawamoto, Nei Kato

    IEEE Internet of Things Journal 7 (2) 1364-1374 2020年2月

    出版者・発行元:None

    DOI: 10.1109/jiot.2019.2954539  

    eISSN:2372-2541

  111. Smart and Resilient EV Charging in SDN-Enhanced Vehicular Edge Computing Networks 査読有り

    Jiajia Liu, Hongzhi Guo, Jingyu Xiong, Nei Kato, Jie Zhang, Yanning Zhang

    IEEE Journal on Selected Areas in Communications 38 (1) 217-228 2020年1月

    出版者・発行元:Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)

    DOI: 10.1109/jsac.2019.2951966  

    ISSN:0733-8716

    eISSN:1558-0008

  112. Flexibility-Enhanced HTS System for Disaster Management: Responding to Communication Demand Explosion in a Disaster 査読有り

    Shigenori Tani, Katsuyuki Motoyoshi, Hiroyasu Sano, Atsushi Okamura, Hiroki Nishiyama, Nei Kato

    IEEE Transactions on Emerging Topics in Computing 8 (1) 159-167 2020年1月1日

    出版者・発行元:Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)

    DOI: 10.1109/tetc.2017.2688078  

    eISSN:2376-4562

  113. When Machine Learning Meets Privacy in 6G: A Survey 査読有り

    Yuanyuan Sun, Jiajia Liu, Jiadai Wang, Yurui Cao, Nei Kato

    IEEE Communications Surveys & Tutorials 22 (4) 2694-2724 2020年

    出版者・発行元:Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)

    DOI: 10.1109/comst.2020.3011561  

    eISSN:2373-745X

  114. HCP: Heterogeneous Computing Platform for Federated Learning Based Collaborative Content Caching Towards 6G Networks 査読有り

    Zubair Md. Fadlullah, Nei Kato

    IEEE Transactions on Emerging Topics in Computing 1-1 2020年

    出版者・発行元:Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)

    DOI: 10.1109/tetc.2020.2986238  

    eISSN:2376-4562

  115. A Network-aware Internet-wide Scan for Security Maximization of IPv6-enabled WLAN IoT Devices 査読有り

    Shikhar Verma, Yuichi Kawamoto, Nei Kato

    IEEE Internet of Things Journal 1-1 2020年

    出版者・発行元:Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)

    DOI: 10.1109/jiot.2020.3045733  

    eISSN:2372-2541

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    Despite unprecedented advancements, wireless local area network (WLAN) technologies for the Internet of Things (IoT), such as IEEE 802.11ah (i.e., WiFi-HaLow), are prone to serious security threats, owing to their constrained computational and memory resources, which limit the use of heavyweight intrusion protection and security protocols. To address this problem, security administrators (sec-admins) must perform regular and comprehensive vulnerability assessments of IoT devices. An Internet-wide port scan (IWPS) is the initial step. However, the medium access control mechanism of IEEE 802.11ah, designed specifically for heterogeneous IoT traffic and low-power operations, can degrade network performance in the case of traditional port-scan traffic. Moreover, Internet-security (IPSec) protocol support is mandatory for IPv6-enabled IoT devices to ensure data confidentiality, integrity, and availability. Although the objective of a port scan is to improve IoT security, the resultant network performance can adversely affect IPSec services. Therefore, in this study, we optimize the IWPS to maximize the IoT security over IEEE 802.11ah WLAN. To this end, we propose novel mathematical models to evaluate IoT security based on port-scan network performance and IPsec services, which derives an optimal scan rate for sec-admins. The effectiveness of the proposed framework is verified by comprehensive numerical analysis, which shows that our approach minimizes the risk to IoT devices while probing them at an optimal scan rate.

  116. Machine Learning meets Computation and Communication Control in Evolving Edge and Cloud 査読有り

    Tiago Koketsu Rodrigues, Katsuya Suto, Hiroki Nishiyama, Jiajia Liu, Nei Kato

    IEEE Communications Surveys and Tutorials 22 (1) 38-67 2020年

    出版者・発行元:IEEE

    DOI: 10.1109/comst.2019.2943405  

    eISSN:2373-745X

  117. Controlling UAV for Maximizing the Number of Receiver Vehicles in Intelligent Transportation Systems," IEEE Global Communications Conference (GLOBECOM 2019) 査読有り

    Takuto Mitsuhashi, Yuichi Kawamoto, Nei Kato

    2019年12月

  118. Location Awareness System for Drones Flying Beyond Visual Line of Sight Exploiting the 400 MHz Frequency Band 査読有り

    Nei Kato, Yuichi Kawamoto, Akira Aneha, Yuichi Yaguchi, Ryu Miura, Hideki Nakamura, Michihiro Kobayashi, Toshihiko Henmi, Osamu Akimoto, Yoshihiro Kamisawa, Akifumi Kitashima

    IEEE Wireless Communications Magazine 26 (6) 149-155 2019年12月

    出版者・発行元:None

    DOI: 10.1109/mwc.2019.1800570  

    ISSN:1536-1284

    eISSN:1558-0687

  119. Multilayer Virtual Cell Based Resource Allocation in Low-Power Wide-Area Networks 査読有り

    Yuichi Kawamoto, Ryota Sasazawa, Bomin Mao, Nei Kato

    IEEE Internet of Things Journal 6 (6) 10665-10674 2019年12月

    出版者・発行元:None

    DOI: 10.1109/jiot.2019.2940600  

    eISSN:2372-2541

  120. Attacker Identification and Intrusion Detection for In-Vehicle Networks 査読有り

    Jing Ning, Jiadai Wang, Jiajia Liu, Nei Kato

    IEEE Communications Letters 23 (11) 1927-1930 2019年11月

    出版者・発行元:Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)

    DOI: 10.1109/lcomm.2019.2937097  

    ISSN:1089-7798

    eISSN:2373-7891

  121. Harvesting and Threat Aware Security Configuration Strategy for IEEE 802.15.4 Based IoT Networks 査読有り

    Bomin Mao, Yuichi Kawamoto, Jiajia Liu, Nei Kato

    IEEE Communications Letters 23 (11) 2130-2134 2019年11月

    出版者・発行元:None

    DOI: 10.1109/lcomm.2019.2932988  

    ISSN:1089-7798

    eISSN:2373-7891

  122. On A Novel Adaptive UAV-Mounted Cloudlet-Aided Recommendation System for LBSNs 査読有り

    Fengxiao Tang, Zubair Md. Fadlullah, Bomin Mao, Nei Kato, Fumie Ono, Ryu Miura

    IEEE Transactions on Emerging Topics in Computing 7 (4) 565-577 2019年10月1日

    出版者・発行元:Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)

    DOI: 10.1109/tetc.2018.2792051  

    eISSN:2376-4562

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    Location Based Social Networks (LBSNs) have recently emerged as a hot research area. However, the high mobility of LBSN users and the need to quickly provide access points in their interest zones present a unique research challenge. In order to address this challenge, in this paper, we consider the Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) to be a viable candidate to promptly form a wireless, meshed offloading backbone to support the LBSN data sensing and relevant data computations in the LBSN cloud. In the considered network, UAV-mounted cloudlets are assumed to carry out adaptive recommendation in a distributed manner so as to reduce computing and traffic load. Furthermore, the computational complexity and communication overhead of our proposed adaptive recommendation are analyzed. The effectiveness of the proposed recommendation system in the considered LBSN is evaluated through computer-based simulations. Simulation results demonstrate that our proposal achieves much improved performance compared to conventional methods in terms of accuracy, throughput, and delay.

  123. Energy-Efficient Group Paging Mechanism for QoS Constrained Mobile IoT Devices over LTE-A Pro Networks under 5G 査読有り

    Shikhar Verma, Yuichi Kawamoto, Nei Kato

    IEEE Internet of Things Journal 6 (5) 9187-9199 2019年10月

    出版者・発行元:None

    DOI: 10.1109/jiot.2019.2928589  

    eISSN:2372-2541

  124. Physical Layer Security in Large–Scale Probabilistic Caching: Analysis and Optimization 査読有り

    Shubin Zhang, Wen Sun, Jiajia Liu, Kato Nei

    IEEE Communications Letters 23 (9) 1484-1487 2019年9月

    出版者・発行元:Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)

    DOI: 10.1109/lcomm.2019.2926967  

    ISSN:1089-7798

    eISSN:2373-7891

  125. Threshold-Based RRH Switching Scheme Considering Baseband Unit Aggregation for Power Saving in a Cloud Radio Access Network 査読有り

    Yunseong Lee, Keisuke Miyanabe, Hiroki Nishiyama, Nei Kato, Takashi Yamada

    IEEE Systems Journal 13 (3) 2676-2687 2019年9月

    出版者・発行元:Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)

    DOI: 10.1109/jsyst.2018.2890130  

    ISSN:1932-8184

    eISSN:2373-7816

  126. An Absorbing Markov Chain Based Model to Solve Computation and Communication Tradeoff in GPU-Accelerated MDRUs for Safety Confirmation in Disaster Scenarios. 査読有り

    Bomin Mao, Fengxiao Tang, Zubair Md. Fadlullah, Nei Kato

    IEEE Transactions on Computers 68 (9) 1256-1268 2019年9月1日

    出版者・発行元:None

    DOI: 10.1109/tc.2019.2906881  

    ISSN:0018-9340

    eISSN:2326-3814

  127. Hyperparameter Study of Machine Learning Solutions for the Edge Server Deployment Problem 査読有り

    Tiago Gama Rodrigues, Katsuya Suto, Nei Kato

    IEEE 90th Vehicular Technology Conference 1-5 2019年9月

    出版者・発行元:None

    DOI: 10.1109/vtcfall.2019.8891500  

  128. Optimizing Space-Air-Ground Integrated Networks by Artificial Intelligence. 査読有り

    Nei Kato, Zubair, Md. Fadlullah, Fengxiao Tang, Bomin Mao, Shigenori Tani, Atsushi Okamura, Jiajia Liu

    IEEE Wireless Commun. 26 (4) 140-147 2019年8月

    出版者・発行元:None

    DOI: 10.1109/mwc.2018.1800365  

    ISSN:1536-1284

    eISSN:1558-0687

  129. Adaptive Power Resource Allocation with Multi-Beam Directivity Control in High-Throughput Satellite Communication Systems 査読有り

    Masaki Takahashi, Yuichi Kawamoto, Nei Kato, Amane Miura, Morio Toyoshima

    IEEE Wireless Communications Letters 8 (4) 1248-1251 2019年8月

    出版者・発行元:None

    DOI: 10.1109/lwc.2019.2912753  

    ISSN:2162-2337

    eISSN:2162-2345

  130. Efficient Resource Allocation Utilizing Q-Learning in Multiple UA Communications 査読有り

    Yuichi Kawamoto, Hiroaki Takagi, Hiroki Nishiyama, Nei Kato

    IEEE Transactions on Network Science and Engineering 6 (3) 293-302 2019年7月1日

    出版者・発行元:None

    DOI: 10.1109/tnse.2018.2842246  

    eISSN:2334-329X

  131. TSP Security in Intelligent and Connected Vehicles: Challenges and Solutions 査読有り

    Yansong Li, Qian Luo, Jiajia Liu, Hongzhi Guo, Nei Kato

    IEEE Wireless Communications 26 (3) 125-131 2019年6月

    出版者・発行元:Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)

    DOI: 10.1109/mwc.2019.1800289  

    ISSN:1536-1284

    eISSN:1558-0687

  132. On Improving Flight Energy Efficiency in Simultaneous Transmission and Reception of Relay Using UAVs 査読有り

    yaka Hanyu, Yuichi Kawamoto, Nei Kato

    International Wireless Communications & Mobile Computing Conference (IWCMC 2019) 2019年6月

    出版者・発行元:None

    DOI: 10.1109/iwcmc.2019.8766559  

  133. Value Iteration Architecture based Deep Learning for Intelligent Routing Exploiting Heterogeneous Computing Platforms 査読有り

    Zubair Md. Fadlullah, Bomin Mao, Fengxiao Tang, Nei Kato

    IEEE Transactions on Computers 68 (6) 939-950 2019年6月

    出版者・発行元:None

    DOI: 10.1109/TC.2018.2874484  

    ISSN:0018-9340

    eISSN:2326-3814

  134. An Intelligent Packet Forwarding Approach for Disaster Recovery Networks 査読有り

    Bomin Mao, Fengxiao Tang, Zubair Md. Fadlullah, Nei Kato

    IEEE International Conference on Communications (ICC 2019) 2019年4月

  135. An Internet of Things Traffic-Based Power Saving Scheme in Cloud-Radio Access Network 査読有り

    Keisuke Miyanabe, Tiago Gama Rodrigues, Yunseong Lee, Hiroki Nishiyama, Nei Kato

    IEEE Internet of Things Journal 6 (2) 3087-3096 2019年4月

    DOI: 10.1109/JIOT.2018.2878884  

    eISSN:2327-4662

  136. Adaptive Frequency Band and Channel Selection for Simultaneous Receiving and Sending in Multiband Communication 査読有り

    Ayaka Hanyu, Yuichi Kawamoto, Hiroki Nishiyama, Nei Kato, Naoto Egashira, Kazuto Yano, Tomoaki Kumagai

    IEEE Wireless Communications Letters 8 (2) 460-463 2019年4月

    DOI: 10.1109/LWC.2018.2876258  

  137. Optimal Edge Resource Allocation in IoT-Based Smart Cities 査読有り

    Lei Zhao, Jiadai Wang, Jiajia Liu, Nei Kato

    IEEE Network 33 (2) 30-35 2019年3月

    出版者・発行元:Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)

    DOI: 10.1109/mnet.2019.1800221  

    ISSN:0890-8044

    eISSN:1558-156X

  138. Development of Movable and Deployable ICT Resource Unit (MDRU) and its overseas activities 査読有り

    Yoshitaka Shimizu, Yasuo Suzuki, Ryota Sasazawa, Yuichi Kawamoto, Hiroki Nishiyama, Nei Kato, Atsushi Yamamoto, Satoshi Kotabe

    Journal of Disaster Research (JDR) 14 (2) 363-374 2019年3月1日

    出版者・発行元:None

    DOI: 10.20965/jdr.2019.p0363  

    ISSN:1881-2473

    eISSN:1883-8030

  139. Development of Resilient Information and Communications Technology for Relief Against Natural Disasters 査読有り

    Hiroshi Kumagai, Hiroshi Sakurauchi, Shinsuke Koitabashi, Takeaki Uchiyama, Shinichi Sasaki, Kazuhide Noda, Makoto Ishizaki, Satoshi Kotabe, Atsushi Yamamoto, Yoshitaka Shimizu, Yasuo Suzuki, Yasunori Owada, Katsuhiro Temma, Goshi Sato, Toshiaki Miyazaki, Peng Li, Yuichi Kawamoto, Nei Kato, Hiroki Nishiyama

    Journal of Disaster Research 14 (2) 348-362 2019年3月1日

    出版者・発行元:None

    DOI: 10.20965/jdr.2019.p0348  

    ISSN:1881-2473

    eISSN:1883-8030

  140. Toward Future Unmanned Aerial Vehicle Networks: Architecture, Resource Allocation and Field Experiments 査読有り

    Yuichi Kawamoto, Hiroki Nishiyama, Nei Kato, Fumie Ono, Ryu Miura

    IEEE Wireless Communications Magazine 26 (1) 94-99 2019年2月

    DOI: 10.1109/MWC.2018.1700368  

    ISSN:1536-1284

    eISSN:1558-0687

  141. Multi-hop Wireless Transmission in Multi-band WLAN Systems: Proposal and Future Perspective 査読有り

    Zubair Md. Fadlullah, Yuichi Kawamoto, Hiroki Nishiyama, Nei Kato, Naoto Egashira, Kazuto Yano, Tomoaki Kumagai

    IEEE Wireless Communications Magazine (WCM) 26 (1) 108-113 2019年2月

    DOI: 10.1109/MWC.2017.1700149  

  142. An Adaptive Beam Control Technique for Q Band Satellite to Maximize Diversity Gain and Mitigate Interference to Terrestrial Networks 査読有り

    Shigenori Tani, Katsuyuki Motoyoshi, Hiroyasu Sano, Atsushi Okamura, Hiroki Nishiyama, Nei Kato

    IEEE Transactions on Emerging Topics in Computing (TETC) 7 (1) 115-122 2019年1月

    DOI: 10.1109/TETC.2016.2606107  

  143. Networking and Communications in Autonomous Driving: A Survey 査読有り

    Jiadai Wang, Jiajia Liu, Nei Kato

    IEEE Communications Surveys & Tutorials 21 (2) 1243-1274 2019年

    出版者・発行元:None

    DOI: 10.1109/comst.2018.2888904  

    eISSN:2373-745X

  144. Multilayer Virtual-Cell-Based Resource Allocation in Unmanned Aircraft Systems 査読有り

    Ryota Sasazawa, Yuichi Kawamoto, Hiroki Nishiyama, Nei Kato, Fumie Ono, Ryu Miura

    IEEE Global Communications Conference (GLOBECOM 2018) 2018年12月

    DOI: 10.1109/GLOCOM.2018.8648085  

  145. Deep Spatiotemporal Partially Overlapping Channel Allocation: Joint CNN and Activity Vector Approach 査読有り

    Fengxiao Tang, Bomin Mao, Zubair Md. Fadlullah, Nei Kato

    IEEE Global Communications Conference (GLOBECOM 2018) 2018年12月

    DOI: 10.1109/GLOCOM.2018.8647254  

  146. On Intelligent Trafic Control For Large-Scale Heterogeneous Networks: A Value Matrix-Based Deep Learning Approach 査読有り

    Zubair Md. Fadlullah, Fengxiao Tang, Bomin Mao, Jiajia Liu, Nei kato

    IEEE Communication letter 22 (12) 2479-2482 2018年12月

  147. Mobile-Edge Computation Offloading for Ultra-Dense IoT Networks 査読有り

    Hongzhi Guo, Jiajia Liu, Jie Zhang, Wen Sun, Nei Kato

    IEEE Internet of Things Journal 5 (6) 4977-4088 2018年12月

  148. An Intelligent Traffic Load Prediction Based Adaptive Channel Assignment Algorithm in SDN-IoT: A Deep Learning Approach 査読有り

    Fengxiao Tang, Zubair Md. Fadlullah, Bomin Mao, Nei Kato

    IEEE Internet of Things Journal 5 (6) 5141-5154 2018年12月

    DOI: 10.1109/JIOT.2018.2838574  

  149. UAV-Assisted Information Diffusion Technique with Uniquely Virtual Cells Based on Wi-Fi Direct 査読有り

    Tohn Furutani, Yuichi Kawamoto, Hiroki Nishiyama, Nei Kato

    The 21st International Symposium On Wireless Personal Multimedia Communications (WPMC 2018) 2018年11月

    DOI: 10.1109/WPMC.2018.8713089  

  150. A Deep Learning Based Radio Resource Assignment Technique For 5G Ultra Dense Networks 査読有り

    Yibo Zhou, Zubair Md. Fadlullah, Bomin Mao, Nei Kato

    IEEE Network Magazine 32 (6) 28-34 2018年11月

    DOI: 10.1109/MNET.2018.1800085  

  151. A Novel Radio Resource Optimization Method for Relay-Based Unmanned Aerial Vehicles 査読有り

    Yuki Takahashi, Yuichi Kawamoto, Hiroki Nishiyama, Nei Kato, Fumie Ono, Ryu Miura

    IEEE Transactions on Wireless Communications 17 (11) 7352-7363 2018年11月

    DOI: 10.1109/TWC.2018.2866576  

    ISSN:1536-1276

    eISSN:1558-2248

  152. ON PRELIMINARY DESIGN OF BANDWIDTH-ON-DEMAND HIGH THROUGHPUT SATELLITE COMMUNICATIONS SYSTEM TECHNOLOGY 査読有り

    Amane Miura, Eihisa Morikawa, Naoko Yoshimura, Takashi Takahashi, Mitsugu Okawa, Teruaki Orikasa, Kazunori Okada, Kazuyoshi Kawasaki, Tomoshige Kan, Masaki Sato, Shinichi Kozono, Takuya Okura, Yuma Abe, Morio Toyoshima, Yuichi Kawamoto, Hiroki Nishiyama, Nei Kato, Eiichi Sakai, Terumi Sunaga, Nobuyoshi Horie, Toshiyasu Tsunoda, Arimasa Kanasashi, Masaaki Kusano, Yoshio Inasawa, Hitomi Ono

    The 24th Ka and Broadband Communications Conference 2018年10月

  153. Model Predictive Joint Transmit Power Control for Improving System Availability in Energy-Harvesting Wireless Mesh Networks 査読有り

    Katsuya Suto, Hiroki Nishiyama, Nei Kato, Toshiaki Kuri

    IEEE Communications Letters 22 (10) 2112-2115 2018年10月

    DOI: 10.1109/LCOMM.2018.2860005  

  154. Space-Air-Ground Integrated Network: A Survey 査読有り

    Jiajia Liu, Yongpeng Shi, Yongpeng Shi, Zubair Md. Fadlullah, Nei Kato

    IEEE Communications Surveys & Tutorials 20 (4) 2714-2741 2018年10月

    DOI: 10.1109/COMST.2018.2841996  

  155. On Minimizing Energy Consumption in FiWi Enhanced LTE-A HetNets 査読有り

    Hongzhi Guo, Jiajia Liu, Zubair Md. Fadlullah, Nei Kato

    IEEE Transactions on Emerging Topics in Computing 6 (4) 579-591 2018年10月

    DOI: 10.1109/TETC.2016.2598478  

  156. On a Novel Deep Learning Based Intelligent Partially Overlapping Channel Assignmentin SDN-IoT 査読有り

    Fengxiao Tang, Bomin Mao, Zubair Md. Fadlullah, Nei Kato

    IEEE Communication Magazine 56 (9) 80-86 2018年9月

  157. Cloudlets Activation Scheme for Scalable Mobile Edge Computing with Transmission Power Control and Virtual Machine Migration 査読有り

    Tiago Gama Rodrigues, Katsuya Suto, Hiroki Nishiyama, Nei Kato, Katsuhiro Temma

    ?IEEE Transactions on Computers 67 (9) 1287-1300 2018年9月

    DOI: 10.1109/TC.2018.2818144  

    ISSN:0018-9340

  158. On Extracting the Spatial-Temporal Features of Network Traffic Patterns: A Tensor Based Deep Learning Model 査読有り

    Fengxiao Tang, Bomin Mao, Zubair Md. Fadlullah, Jiajia Liu, Nei Kato

    2018 International Conference on Network Infrastructure and Digital Content (IC-NIDC) 2018年8月

    出版者・発行元:IEEE

    DOI: 10.1109/icnidc.2018.8525850  

  159. A Novel Non-supervised Deep Learning Based Network Traffic Control Method for Software Defined Wireless Networks 査読有り

    Bomin Mao, Fengxiao Tang, Zubair Md. Fadlullah, Nei Kato, Osamu Akashi, Takeru Inoue, Kimihiro Mizutani

    IEEE Wireless Communications Magazine 25 (4) 74-81 2018年8月

    DOI: 10.1109/MWC.2018.1700417  

  160. Cross-layer Data Delivery in Satellite-Aerial-Terrestrial Communication 査読有り

    Yongpeng Shi, Jiajia Liu, Zubair Md. Fadlullah, Nei Kato

    IEEE Wireless Communications Magazine 25 (3) 138-143 2018年6月

    DOI: 10.1109/MWC.2018.1700354  

  161. Threshold Tuning-Based Wearable Sensor Fault Detection for Reliable Medical Monitoring Using Bayesian Network Model 査読有り

    Haibin Zhang, Jiajia Liu, Nei Kato

    IEEE Systems Journal 12 (2) 1886-1896 2018年6月1日

    出版者・発行元:Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc.

    DOI: 10.1109/JSYST.2016.2600582  

    ISSN:1937-9234 1932-8184

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    As the medical body sensor network (BSN) is usually resource limited and vulnerable to environmental effects and malicious attacks, faulty sensor data arise inevitably which may result in false alarms, faulty medical diagnosis, and even serious misjudgment. Thus, faulty sensory data should be detected and removed as much as possible before being utilized for medical diagnosis-making. Most available works directly employed fault detection schemes developed in traditional wireless sensor network (WSN) for body sensor fault detection. However, BSNs adopt a very limited number of sensors for vital information collection, lacking the information redundancy provided by densely deployed sensor nodes in traditional WSNs. In light of this, a Bayesian network model-based sensor fault detection scheme is proposed in this paper, which relies on historical training data for establishing the conditional probability distribution of body sensor readings, rather than the redundant information collected from a large number of sensors. Furthermore, the Bayesian network-based scheme enables us to minimize the inaccuracy rate by optimally tuning the threshold for fault detection. Extensive online dataset has been adopted to evaluate the performance of our fault detection scheme, which shows that our scheme possesses a good fault detection accuracy and a low false alarm rate.

  162. A Novel Information Diffusing Method With Virtual Cells Based Wi-Fi Direct In Disaster Area Networks 査読有り

    Tohn Furutani, Yuichi Kawamoto, Hiroki Nishiyama, Nei Kato

    IEEE Wireless Communications and Networking Conference (WCNC 2018) 2018年5月

    DOI: 10.1109/WCNC.2018.8377148  

  163. Novel Group Paging Scheme for Improving Energy Efficiency of IoT Devices over LTE-A Pro Networks with QoS Considerations 査読有り

    Shikhar Verma, Yuichi Kawamoto, Hiroki Nishiyama, Nei Kato, Chih-Wei Huang

    IEEE International Conference on Communications (ICC 2018) 2018-May 2018年5月

    DOI: 10.1109/ICC.2018.8422102  

    ISSN:1550-3607

  164. Virtual Cell Based Resource Allocation for Efficient Frequency Utilization in Unmanned Aircraft Systems 査読有り

    Daisuke Takaishi, Yuichi Kawamoto, Hiroki Nishiyama, Nei Kato, Fumie Ono, Ryu Miura

    IEEE Transactions on Vehicular Technology 67 (4) 3495-3504 2018年4月1日

    出版者・発行元:Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc.

    DOI: 10.1109/TVT.2017.2776240  

    ISSN:0018-9545

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    Recently, unmanned aircraft systems (UASs) have attracted attention as a new avenue for commercial services. Using the flexible mobility of unmanned aircrafts (UAs), commercial services can be operated in wide areas. However, there is a problem in the wireless communication between the UA and its ground station. When several UASs are operated within the neighboring airspace, wireless-communication conflicts occur. One of the most effective solutions for this issue is to decide the communication schedule using a time-division multiple access (TDMA) scheme. Furthermore, by spatially reusing the time slot, numerous UAs can be operated within the neighboring airspace, in a limited frequency band. In this paper, we propose an efficient time-slot allocation for enhancing the frequency resource utilization. Our proposed scheme determines the time-slot allocation considering the time-slot spatial reuse, using a virtual cell based space partitioning method. In addition, we consider the influence of the UA mobility on the network to decide the parameters for the proposed resource allocation system. The effectiveness of our proposed resource allocation is evaluated through computer-based simulation.

  165. Optimal Satellite Gateway Placement in Space-Ground Integrated Network for Latency Minimization with Reliability Guarantee 査読有り

    Yurui Cao, Yongpeng Shi, Jiajia Liu, Nei Kato

    IEEE Wireless Communications Letters 7 (2) 174-177 2018年4月1日

    出版者・発行元:Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc.

    DOI: 10.1109/LWC.2017.2763149  

    ISSN:2162-2345 2162-2337

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    The satellite gateway placement problem is of fundamental significance for the design of space-ground integrated network, especially for the network latency and reliability, since different strategies may produce various network performances. In this letter, we propose two solutions for solving this problem, one is an optimal brute force algorithm (OBFA) and the other is a particle swarm-based optimization approximate algorithm (PSOA). Simulation results reveal that OBFA can obtain an optimal result with extremely high computational complexity, while PSOA can give approximate optimal performance with lower running time.

  166. Construction of a Flexibility Analysis Model for Flexible High-Throughput Satellite Communication Systems with a Digital Channelizer 査読有り

    Kazuma Kaneko, Hiroki Nishiyama, Nei Kato, Amane Miura, Morio Toyoshima

    IEEE Transactions on Vehicular Technology 67 (3) 2097-2107 2018年3月1日

    出版者・発行元:Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc.

    DOI: 10.1109/TVT.2017.2736010  

    ISSN:0018-9545

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    Recent years have seen the development of a satellite communication system called a high-throughput satellite (HTS), which enables large-capacity communication to cope with various communication demands. Current HTSs have a fixed allocation of communication resources and cannot flexibly change this allocation during operation. Thus, effectively allocating communication resources for communication demands with a bias is not possible. Therefore, technology is being developed to add flexibility to satellite communication systems, but there is no system analysis model available to quantitatively evaluate the flexibility performance. In this study, we constructed a system analysis model to quantitatively evaluate the flexibility of a satellite communication system and used it to analyze a satellite communication system equipped with a digital channelizer.

  167. A TD-LTE-a based efficient radio access scheme for real-time data transmission over relay unmanned aerial vehicle networks 査読有り

    Yuki Takahashi, Yuichi Kawamoto, Hiroki Nishiyama, Nei Kato, Fumie Ono, Ryu Miura

    IEEE Vehicular Technology Conference 2017- 1-5 2018年2月8日

    出版者・発行元:Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc.

    DOI: 10.1109/VTCFall.2017.8288380  

    ISSN:1550-2252

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    Unmanned aerial vehicles (UAVs) have attracted attention as a means of monitoring the environment because of their ability to remotely collect data from distant places. However, due to the payload limitations, the communication range of UAVs is limited. Therefore, UAVs need to cooperate with other UAVs in order to achieve high speed and long distance communication. In this paper, we construct a base model of data transmission over multi-hop UAV networks. Time Division, Long Term Evolution Advanced (TD-LTE-A) relaying is a technique that may be applicable to such networks. However, it is currently not suitable for UAV networks due to the limitation caused by its frame structure. Therefore, in this study, we propose a TDLTE-A based radio access scheme that can realize efficient relay communication. The effectiveness of this proposed radio access scheme is evaluated through simulation.

  168. On physical layer security in finite-area wireless networks: An analysis framework 査読有り

    Jiajia Liu, Jiahao Dai, Yongpeng Shi, Wen Sun, Nei Kato

    IEEE Vehicular Technology Conference 2017- 1-5 2018年2月8日

    出版者・発行元:Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc.

    DOI: 10.1109/VTCFall.2017.8288180  

    ISSN:1550-2252

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    This paper analyzes the information theoretic secrecy performance in finite-area wireless networks based on a stochastic geometry framework. Unlike most prior works, which explored the physical layer security with a large number of transmitters, legitimate receivers and eavesdroppers in infinite regions, we consider a finite downlink wireless network composing of a transmitter, a legitimate receiver and several eavesdroppers. The legitimate receiver attempts to receive confidential data from the transmitter in the presence of the eavesdroppers. We present the probabilistic characteristics of the achievable secrecy rates and average secrecy rates in both disk regions and regular -sided convex polygon regions. As shown by extensive numerical results, the proposed framework could be leveraged to efficiently analyze the secrecy performance of finite-area networks, and give insights for network designers on how to achieve good secrecy performance in finite-area networks.

  169. Characterizing Flow, Application, and User Behavior in Mobile Networks: A Framework for Mobile Big Data 査読有り

    Yuanyuan Qiao, Zhizhuang Xing, Zubair Md. Fadlullah, Jie Yang, Nei Kato

    IEEE Wireless Communications 25 (1) 40-49 2018年2月1日

    出版者・発行元:Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc.

    DOI: 10.1109/MWC.2018.1700186  

    ISSN:1536-1284

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    The recent explosion of data traffic calls for specialized systems to monitor the status of networks. Traditionally, Internet service providers collect and analyze IP flow data as they present an aggregated view of traffic. In the era of mobile big data, new approaches are required to address new challenges regarding the flow characterization in the next generation wireless networks. In this article, we propose a framework for mobile big data, referred to as FMBD, which provides massive data traffic collection, storage, processing, analysis, and management functions, to cope with the tremendous amount of data traffic. In particular, by analyzing the specific characteristics of the mobile big data from flow, application, and user behavior, such as high volume, diversity of applications, and spatiooral distribution, our proposed FMBD demonstrates its capability to offer real data-based advice to address new challenges for future wireless networks from the viewpoints of both operators and individuals. Tested by real mobile big data, FMBD has been operational for more than five years, and can be generalized to other environments with massive data traffic or big data. Introduction .

  170. On Removing Routing Protocol from Future Wireless Networks: A Real-time Deep Learning Approach for Intelligent Traffic Control 査読有り

    Fengxiao Tang, Bomin Mao, Zubair Md. Fadlullah, Nei Kato, Osamu Akashi, Takeru Inoue, Kimihiro Mizutani

    IEEE Wireless Communications 25 (1) 154-160 2018年2月1日

    出版者・発行元:Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc.

    DOI: 10.1109/MWC.2017.1700244  

    ISSN:1536-1284

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    Recently, deep learning has appeared as a breakthrough machine learning technique for various areas in computer science as well as other disciplines. However, the application of deep learning for network traffic control in wireless/heterogeneous networks is a relatively new area. With the evolution of wireless networks, efficient network traffic control such as routing methodology in the wireless backbone network appears as a key challenge. This is because the conventional routing protocols do not learn from their previous experiences regarding network abnormalities such as congestion and so forth. Therefore, an intelligent network traffic control method is essential to avoid this problem. In this article, we address this issue and propose a new, real-time deep learning based intelligent network traffic control method, exploiting deep Convolutional Neural Networks (deep CNNs) with uniquely characterized inputs and outputs to represent the considered Wireless Mesh Network (WMN) backbone. Simulation results demonstrate that our proposal achieves significantly lower average delay and packet loss rate compared to those observed with the existing routing methods. We particularly focus on our proposed method's independence from existing routing protocols, which makes it a potential candidate to remove routing protocol(s) from future wired/ wireless networks.

  171. A Tensor Based Deep Learning Technique for Intelligent Packet Routing 査読有り

    Bomin Mao, Zubair Md. Fadlullah, Fengxiao Tang, Nei Kato, Osamu Akashi, Takeru Inoue, Kimihiro Mizutani

    2017 IEEE Global Communications Conference, GLOBECOM 2017 - Proceedings 2018- 1-6 2018年1月10日

    出版者・発行元:Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc.

    DOI: 10.1109/GLOCOM.2017.8254036  

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    Recently, network operators are confronting the challenge of exploding traffic and more complex network environments due to the increasing number of access terminals having various requirements for delay and package loss rate. However, traditional routing methods based on the maximum or minimum single metric value aim at improving the network quality of only one aspect, which makes them become incapable to deal with the increasingly complicated network traffic. Considering the improvement of deep learning techniques in recent years, in this paper, we propose a smart packet routing strategy with Tensor-based Deep Belief Architectures (TDBAs) that considers multiple parameters of network traffic. For better modeling the data in TDBAs, we use the tensors to represent the units in every layer as well as the weights and biases. The proposed TDBAs can be trained to predict the whole paths for every edge router. Simulation results demonstrate that our proposal outperforms the conventional Open Shortest Path First (OSPF) protocol in terms of overall packet loss rate and average delay per hop.

  172. Multi-Carrier Relaying for Successive Data Transfer in Earth Observation Satellite Constellations 査読有り

    Shigenori Tani, Michiya Hayama, Hiroki Nishiyama, Nei Kato, Katsuyuki Motoyoshi, Atsushi Okamura

    2017 IEEE Global Communications Conference, GLOBECOM 2017 - Proceedings 2018- 1-5 2018年1月10日

    出版者・発行元:Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc.

    DOI: 10.1109/GLOCOM.2017.8255099  

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    Near real time monitoring system utilizing earth observation satellite constellation is expected for disaster management. However, these satellites may not have sufficient time to transmit all of their observed data to a ground station because low earth orbit (LEO) satellites pass over a ground station for a few minutes. Therefore, if the satellite stores more data than the size of transmission data to a ground station, it needs to transmit residual data after approaching other ground stations. As a result, it causes lack of timeliness due to the overhead time for fine tracking between a satellite and a new target of ground station. To deal with above mention, this paper proposes novel routing method to improve transfer ratio of whole observed data in a contact time. Relative to the conventional method which transmits data to a ground station, the proposed method divides observed data and modulates them as multi-carrier signals so as to distribute to two or more ground stations by multi-hop relaying. Furthermore, the satellite of this system switches inter-satellite link and satellite-to-ground link for own data and other satellite's data utilizing channelizer dynamically. The effectiveness of our proposal is verified through simulation results.

  173. Routing or Computing? The Paradigm Shift Towards Intelligent Computer Network Packet Transmission Based on Deep Learning 査読有り

    Bomin Mao, Zubair Md. Fadlullah, Fengxiao Tang, Nei Kato, Osamu Akashi, Takeru Inoue, Kimihiro Mizutani

    IEEE TRANSACTIONS ON COMPUTERS 66 (11) 1946-1960 2017年11月

    出版者・発行元:IEEE COMPUTER SOC

    DOI: 10.1109/TC.2017.2709742  

    ISSN:0018-9340

    eISSN:1557-9956

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    Recent years, Software Defined Routers (SDRs) (programmable routers) have emerged as a viable solution to provide a cost-effective packet processing platform with easy extensibility and programmability. Multi-core platforms significantly promote SDRs' parallel computing capacities, enabling them to adopt artificial intelligent techniques, i.e., deep learning, to manage routing paths. In this paper, we explore new opportunities in packet processing with deep learning to inexpensively shift the computing needs from rule-based route computation to deep learning based route estimation for high-throughput packet processing. Even though deep learning techniques have been extensively exploited in various computing areas, researchers have, to date, not been able to effectively utilize deep learning based route computation for high-speed core networks. We envision a supervised deep learning system to construct the routing tables and show how the proposed method can be integrated with programmable routers using both Central Processing Units (CPUs) and Graphics Processing Units (GPUs). We demonstrate how our uniquely characterized input and output traffic patterns can enhance the route computation of the deep learning based SDRs through both analysis and extensive computer simulations. In particular, the simulation results demonstrate that our proposal outperforms the benchmark method in terms of delay, throughput, and signaling overhead.

  174. Postdisaster User Location Maneuvering Method for Improving the QoE Guaranteed Service Time in Energy Harvesting Small Cell Networks 査読有り

    Katsuya Suto, Hiroki Nishiyama, Nei Kato

    IEEE TRANSACTIONS ON VEHICULAR TECHNOLOGY 66 (10) 9410-9420 2017年10月

    出版者・発行元:IEEE-INST ELECTRICAL ELECTRONICS ENGINEERS INC

    DOI: 10.1109/TVT.2017.2702750  

    ISSN:0018-9545

    eISSN:1939-9359

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    The concept of energy harvesting small cell networks (EH-SCNs) has attracted a great deal of attention due to their potential to meet the exponential growth of mobile data traffic with low capital expenditure and operating expenditure. In addition, they are expected to work as a postdisaster wireless access network since exploiting green energy sources to power small cell base stations can overcome the power disruption caused by disasters. However, since the amount of harvested power is not enough for the stable network operation, the networks need to equipped with energy-efficient networking techniques. Additionally, in order to share the accurate postdisaster information, the networks should satisfy a certain quality of experience (QoE) of users in disaster areas. To deal with these challenges, we propose a user location maneuvering method, which advisory controls user's movement to improve the service time of EH-SCNs while guaranteeing a certain QoE level. We also propose an algorithm based on particle swarm optimization, which is configured with appropriate settings to find the best location of users efficiently. Extensive computer simulations show that the proposed maneuvering method can improve the QoE guaranteed service ratio, compared with the existing network operation approaches.

  175. A Feedback Control-Based Crowd Dynamics Management in IoT System 査読有り

    Yuichi Kawamoto, Naoto Yamada, Hiroki Nishiyama, Nei Kato, Yoshitaka Shimizu, Yao Zheng

    IEEE INTERNET OF THINGS JOURNAL 4 (5) 1466-1476 2017年10月

    出版者・発行元:IEEE-INST ELECTRICAL ELECTRONICS ENGINEERS INC

    DOI: 10.1109/JIOT.2017.2724642  

    ISSN:2327-4662

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    The development of technologies related to the Internet of Things (IoT) provides a new perspective on applications pertaining to smart cities. Smart city applications focus on resolving issues facing people in everyday life, and have attracted a considerable amount of research interest. The typical issue encountered in such places of daily use, such as stations, shopping malls, and stadiums is crowd dynamics management. Therefore, we focus on crowd dynamics management to resolve the problem of congestion using IoT technologies. Real-time crowd dynamics management can be achieved by gathering information relating to congestion and propose less crowded places. Although many crowd dynamics management applications have been proposed in various scenarios and many models have been devised to this end, a general model for evaluating the control effectiveness of crowd dynamics management has not yet been developed in IoT research. Therefore, in this paper, we propose a model to evaluate the performance of crowd dynamics management applications. In other words, the objective of this paper is to present the proof-of-concept of control effectiveness of crowd dynamics management. Our model uses feedback control theory, and enables an integrated evaluation of the control effectiveness of crowd dynamics management methods under various scenarios. We also provide extensive numerical results to verify the effectiveness of the model.

  176. Effectively Collecting Data for the Location-Based Authentication in Internet of Things 査読有り

    Yuichi Kawamoto, Hiroki Nishiyama, Nei Kato, Yoshitaka Shimizu, Atsushi Takahara, Tingting Jiang

    IEEE SYSTEMS JOURNAL 11 (3) 1403-1411 2017年9月

    出版者・発行元:IEEE-INST ELECTRICAL ELECTRONICS ENGINEERS INC

    DOI: 10.1109/JSYST.2015.2456878  

    ISSN:1932-8184

    eISSN:1937-9234

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    The concept of Internet of things (IoT) has attracted attention as a key technology for realizing future industrial society. In the future society, numerous "things" with sensors are deployed and connected to networks, and data collected from these devices are used for a wide variety of industrial applications. In this paper, we focus on data collection for location-based authentication system as an application of industrial IoT. The authentication system uses ambient information, which is collected from the devices as unique information at a certain place and a certain time. However, since the ambient information changes continuously, it is required to collect it in real time from multipoint. Thus, we propose an efficient data collection method considering the requirements from the authentication system. The key point is to regulate the network performance for data collection by considering the application requirements. Since the location-based authentication system can be used in many situations and has large expansivity, the proposed work is considered to significantly contribute to the future industrial IoT society. In addition, we demonstrate how to optimize the operation of our proposal by using mathematical analysis. Moreover, the efficiency of our proposed method is validated through numerical results.

  177. A Novel Embedding Method for Information Diffusion Prediction in Social Network Big Data 査読有り

    Sheng Gao, Huacan Pang, Patrick Gallinari, Jun Guo, Nei Kato

    IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL INFORMATICS 13 (4) 2097-2105 2017年8月

    出版者・発行元:IEEE-INST ELECTRICAL ELECTRONICS ENGINEERS INC

    DOI: 10.1109/TII.2017.2684160  

    ISSN:1551-3203

    eISSN:1941-0050

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    With the increase of social networking web-sites and the interaction frequency among users, the prediction of information diffusion is required to support effective generalization and efficient inference in the context of social big data era. However, the existing models either rely on expensive probabilistic modeling of information diffusion based on partially known network structures, or discover the implicit structures of diffusion from users' behaviors without considering the impacts of different diffused contents. To address the issues, in this paper, we propose a novel information-dependent embedding-based diffusion prediction (IEDP) model to map the users in observed diffusion process into a latent embedding space, then the temporal order of users with the timestamps in the cascade can be preserved by the embedding distance of users. Our proposed model further learns the propagation probability of information in the cascade as a function of the relative positions of information-specific user embeddings in the information-dependent subspace. Then, the problem of temporal propagation prediction can be converted into the task of spatial probability learning in the embedding space. Moreover, we present an efficient margin-based optimization algorithm with a fast computation to make the inference of the information diffusion in the latent embedding space. When applying our proposed method to several social network datasets, the experimental results show the effectiveness of our proposed approach for the information diffusion prediction and the efficiency with respect to the inference speed compared with the state-of-the-art methods.

  178. Hybrid Method for Minimizing Service Delay in Edge Cloud Computing Through VM Migration and Transmission Power Control 査読有り

    Tiago Gama Rodrigues, Katsuya Suto, Hiroki Nishiyama, Nei Kato

    IEEE TRANSACTIONS ON COMPUTERS 66 (5) 810-819 2017年5月

    出版者・発行元:IEEE COMPUTER SOC

    DOI: 10.1109/TC.2016.2620469  

    ISSN:0018-9340

    eISSN:1557-9956

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    Due to physical limitations, mobile devices are restricted in memory, battery, processing, among other characteristics. This results in many applications that cannot be run in such devices. This problem is fixed by Edge Cloud Computing, where the users offload tasks they cannot run to cloudlet servers in the edge of the network. The main requirement of such a system is having a low Service Delay, which would correspond to a high Quality of Service. This paper presents a method for minimizing Service Delay in a scenario with two cloudlet servers. The method has a dual focus on computation and communication elements, controlling Processing Delay through virtual machine migration and improving Transmission Delay with Transmission Power Control. The foundation of the proposal is a mathematical model of the scenario, whose analysis is used on a comparison between the proposed approach and two other conventional methods; these methods have single focus and only make an effort to improve either Transmission Delay or Processing Delay, but not both. As expected, the proposal presents the lowest Service Delay in all study cases, corroborating our conclusion that a dual focus approach is the best way to tackle the Service Delay problem in Edge Cloud Computing.

  179. A PSO Model with VM Migration and Transmission Power Control for Low Service Delay in the Multiple Cloudlets ECC Scenario 査読有り

    Tiago Gama Rodrigues, Katsuya Suto, Hiroki Nishiyama, Nei Kato

    IEEE International Conference on Communications (ICC 2017) 2017年5月

  180. An Evaluation of Flexible Frequency Utilization in High Throughput Satellite Communication Systems with Digital Channelizer 査読有り

    Kazuma Kaneko, Hiroki Nishiyama, Nei Kato, Amane Miura, Morio Toyoshima

    IEEE International Conference on Communications (ICC 2017) 2017年5月

  181. An Efficient Throughput-Aware Resource Allocation Technique for Data Transmission in Unmanned Aircraft Systems 査読有り

    Yuichi Kawamoto, Hiroki Nishiyama, Nei Kato, Fumie Ono, Ryu Miura

    2017年5月

  182. A Mobility Analytical Framework for Big Mobile Data in Densely Populated Area 査読有り

    Yuanyuan Qiao, Yihang Cheng, Jie Yang, Jiajia Liu, Nei Kato

    IEEE TRANSACTIONS ON VEHICULAR TECHNOLOGY 66 (2) 1443-1455 2017年2月

    出版者・発行元:IEEE-INST ELECTRICAL ELECTRONICS ENGINEERS INC

    DOI: 10.1109/TVT.2016.2553182  

    ISSN:0018-9545

    eISSN:1939-9359

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    Due to the pervasiveness of mobile devices, a vast amount of geolocated data is generated, which allows us to gain deep insight into human behavior. Among other data sources, the analysis of data traffic from mobile Internet enables the study of mobile subscribers' movements over long time periods at large scales, which is paramount to research over a wide range of disciplines, e.g., sociology, transportation, epidemiology, networking, etc. However, to efficiently analyze the massive data traffic from the view of user mobility, several technical challenges have to be tackled before releasing the full potential of such data sources, including data collection, trajectory construction, data noise removing, data storage, and methods for analyzing user mobility. This paper introduces a mobility analytical framework for big mobile data, based on real data traffic collected from second-, third- and fourth-generation networks, which covered nearly 7 million people. To construct a user's history trajectories, we apply different rules to extract users' locations from different data sources and reduce oscillations between the cell towers. The comparison of mobility characteristics between our mobile data and other existing data sources shows the large potential of mobile Internet data traffic to study human mobility. In addition, our experiments discover the changing of city hotspots, the movement patterns during peak hours, and people with similar history trajectories, which uncover the common rules that exist among huge populations in a city.

  183. GT-QoSec: A Game-Theoretic Joint Optimization of QoS and Security for Differentiated Services in Next Generation Heterogeneous Networks 査読有り

    Zubair Md. Fadlullah, Chao Wei, Zhiguo Shi, Nei Kato

    IEEE TRANSACTIONS ON WIRELESS COMMUNICATIONS 16 (2) 1037-1050 2017年2月

    出版者・発行元:IEEE-INST ELECTRICAL ELECTRONICS ENGINEERS INC

    DOI: 10.1109/TWC.2016.2636186  

    ISSN:1536-1276

    eISSN:1558-2248

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    Recently, numerous real-time, data-rich, and differentiated applications and services have appeared in the next-generation Heterogeneous Networks. As a result, the number of potentially "untrusted" connections to the mobile operator's core network is expected to dramatically increase. Therefore, the operators must provide adequate security, without significantly affecting the quality of service (QoS). Hence, joint consideration of QoS and security is a critical research issue. However, due to their difficult-to-model conflicting objectives, existing research works have often dealt with them separately. In this paper, we address this problem, formally formulate it, and envision GT-QoSec, a game-theoretic joint optimization of QoS and security. Using GT-QoSec, the mobile user equipment (UE) and their servicing base stations (eNBs) play games with each other. Thus, the UE obtains a balanced set of QoS and security levels while the eNBs maximize their bandwidth utilization. Extensive analysis and simulation results are presented to evaluate the performance of GT-QoSec in contrast with several conventional methods.

  184. State-of-the-Art Deep Learning: Evolving Machine Intelligence Toward Tomorrow’s Intelligent Network Traffic Control Systems 査読有り

    Zubair Fadlullah, Fengxiao Tang, Bomin Mao, Nei Kato, Osamu Akashi, Takeru Inoue, Kimihiro Mizutani

    IEEE Communications Surveys & Tutorials 19 (4) 2432-2455 2017年

    出版者・発行元:None

    DOI: 10.1109/COMST.2017.2707140  

    ISSN:1553-877X

    eISSN:1553-877X

  185. A Survey on Network Methodologies for Real-Time Analytics of Massive IoT Data and Open Research Issues 査読有り

    Shikhar Verma, Yuichi Kawamoto, Zubair Md. Fadlullah, Hiroki Nishiyama, Nei Kato

    IEEE COMMUNICATIONS SURVEYS AND TUTORIALS 19 (3) 1457-1477 2017年

    出版者・発行元:IEEE-INST ELECTRICAL ELECTRONICS ENGINEERS INC

    DOI: 10.1109/COMST.2017.2694469  

    ISSN:1553-877X

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    With the widespread adoption of the Internet of Things (IoT), the number of connected devices is growing at an exponential rate, which is contributing to ever-increasing, massive data volumes. Real-time analytics on the massive IoT data, referred to as the "real-time IoT analytics" in this paper, is becoming the mainstream with an aim to provide an immediate or non-immediate actionable insights and business intelligence. However, the analytics network of the existing IoT systems does not adequately consider the requirements of the real-time IoT analytics. In fact, most researchers overlooked an appropriate design of the IoT analytics network while focusing much on the sensing and delivery networks of the IoT system. Since much of the IoT analytics network has often been taken as granted, the survey, in this paper, we aim to review the state-of-the-art of the analytics network methodologies, which are suitable for real-time IoT analytics. In this vein, we first describe the basics of the real-time IoT analytics, use cases, and software platforms, and then explain the shortcomings of the network methodologies to support them. To address those shortcomings, we then discuss the relevant network methodologies which may support the real-time IoT analytics. Also, we present a number of prospective research problems and future research directions focusing on the network methodologies for the real-time IoT analytics.

  186. QoE-Guaranteed and Sustainable User Position Guidance for Post-Disaster Cloud Radio Access Network 査読有り

    Katsuya Suto, Tiago Gama Rodrigues, Hiroki Nishiyama, Nei Kato, Hirotaka Ujikawa, Ken-Ichi Suzuki

    IEEE Global Communications Conference (GLOBECOM 2016) 2016年12月

    DOI: 10.1109/GLOCOM.2016.7842184  

  187. Optimizing Uplink Resource Allocation for D2D Overlaying Cellular Networks with Power Control 査読有り

    Jiajia Liu, Jiahao Dai, Nei Kato, Nirwan Ansari

    IEEE Global Communications Conference (GLOBECOM 2016) 2016年12月

    DOI: 10.1109/GLOCOM.2016.7842111  

  188. Towards a Low-Delay Edge Cloud Computing Through a Combined Communication and Computation Approach 査読有り

    Tiago Gama Rodrigues, Katsuya Suto, Hiroki Nishiyama, Nei Kato, Kmihiro Mizutani, Takeru Inoue, Osamu Akashi

    IEEE 84th Vehicular Technology Conference (VTC 2016 Fall) 2016年9月

    DOI: 10.1109/VTCFall.2016.7881581  

  189. Reliability Evaluation for NFV Deployment of Future Mobile Broadband Networks 査読有り

    Jiajia Liu, Nei Kato, Osamu Akashi, Atsushi Takahara

    IEEE Wireless Communications Magazine ol. 23, no. 3 2016年6月

    DOI: 10.1109/MWC.2016.7498079  

  190. Joint Optimization of QoS and Security for Differentiated Applications in Heterogeneous Networks 査読有り

    Zubair Md. Fadlullah, Wei Chao, Zhiguo Shi, Nei Kato

    IEEE Wireless Communications Magazine 2016年6月

    DOI: 10.1109/MWC.2016.7498077  

  191. DAPA: Capacity Optimization in Wireless Networks Through a Combined Design of Density of Access Points and Partially Overlapped Channel Allocation 査読有り

    Wei Zhao, Hiroki Nishiyama, Zubair Fadlullah, Nei Kato, Kiyoshi Hamaguchi

    IEEE TRANSACTIONS ON VEHICULAR TECHNOLOGY 65 (5) 3715-3722 2016年5月

    出版者・発行元:IEEE-INST ELECTRICAL ELECTRONICS ENGINEERS INC

    DOI: 10.1109/TVT.2015.2437714  

    ISSN:0018-9545

    eISSN:1939-9359

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    Dense wireless local area networks (WLANs) have emerged as a promising design paradigm recently. While partially overlapped channels (POCs) have proved to be able to improve network capacity significantly in the dense network, they are usually considered the fixed number of access points (APs) in traditional research works. The network capacity can be scaled by providing additional APs in a given area since the expected distance from users to the associated APs becomes shorter. On the other hand, the additional increment of network capacity by means of deploying more APs is limited. It can be accredited to the substantial interference among the high number of deployed APs assigned with POCs. Furthermore, the impact of the POC model makes the design more complex. To cope with these challenges in this work, we study the problem of interaction between density of APs and POC assignment with parameter tuning and propose the approach called DAPA, in which we derive that the optimal density of APs lies in the feasible region consisting of the lower bound and upper bound density. Thus, the solution can be obtained by searching for the feasible region by means of the proposed POC assignment. Through analysis and numerical results in DAPA, we provide recommendations on the optimal dimension of high density and POC assignment, with consideration of the network configuration.

  192. A Novel Graph-based Topology Control Cooperative Algorithm for Maximizing Throughput of Disaster Recovery Networks 査読有り

    Thuan Ngo, Hiroki Nishiyama, Nei Kato, Satoshi Kotabe, Hiroshi Tohjo

    2016 IEEE 83rd Vehicular Technology Conference (VTC2016-Spring) 2016年5月

    DOI: 10.1109/VTCSpring.2016.7504088  

  193. A Mobility-Based Mode Selection Technique for Fair Spatial Dissemination of Data in Multi-Channel Device-to-Device Communication 査読有り

    Hideki Kuribayashi, Katsuya Suto, Hiroki Nishiyama, Nei Kato, Kimihiro Mizutani, Takeru Inoue, Osamu Akashi

    IEEE International Conference on Communications (ICC 2016) 2016年5月

    DOI: 10.1109/ICC.2016.7510608  

  194. GHAR: Graph-based Hybrid Adaptive Routing for Cognitive Radio Based Disaster Response Networks 査読有り

    Thuan Ngo, Hiroki Nishiyama, Nei Kato, Satoshi Kotabe, Hiroshi Tohjo

    IEEE International Conference on Communications (ICC 2016) 2016年5月

    DOI: 10.1109/ICC.2016.7510789  

  195. An Adaptive Beam Control Technique for Diversity Gain Maximization in LEO Satellite to Ground 査読有り

    Shigenori Tani, Katsuyuki Motoyoshi, Hiroyasu Sano, Atsushi Okamura, Hiroki Nishiyama, Nei Kato

    IEEE International Conference on Communications (ICC 2016) 2016年5月

    DOI: 10.1109/ICC.2016.7510942  

  196. Throughput Maximization for Long-Distance Real-Time Data Transmission over Multiple UAVs 査読有り

    Masanori Horiuchi, Hiroki Nishiyama, Nei Kato, Fumie Ono, Ryu Miura

    IEEE International Conference on Communications (ICC 2016) 2016年5月

    DOI: 10.1109/ICC.2016.7510735  

  197. Divide-and-Conquer Based Cooperative Jamming: Addressing Multiple Eavesdroppers in Close Proximity 査読有り

    Zhihong Liu, Jiajia Liu, Nei Kato, Jianfeng Ma, Qiping Huang

    The 35th Annual IEEE International Conference on Computer Communications (INFOCOM 2016) 2016年4月

    DOI: 10.1109/INFOCOM.2016.7524448  

  198. Virtual-MIMO-Boosted Information Propagation on Highways 査読有り

    Zhaoyang Zhang, Hui Wu, Huazi Zhang, Huaiyu Dai, Nei Kato

    IEEE TRANSACTIONS ON WIRELESS COMMUNICATIONS 15 (2) 1420-1431 2016年2月

    出版者・発行元:IEEE-INST ELECTRICAL ELECTRONICS ENGINEERS INC

    DOI: 10.1109/TWC.2015.2489661  

    ISSN:1536-1276

    eISSN:1558-2248

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    In vehicular communications, traffic-related information should be spread over the network as quickly as possible to maintain a safer transportation system. This motivates us to develop more efficient information propagation schemes. In this paper, we propose a novel virtual-MIMO-enabled information dissemination scheme in which the vehicles opportunistically form virtual antenna arrays to boost the transmission range, and therefore, accelerate information propagation along the highway. We model the information propagation process as a renewal reward process and investigate in detail the information propagation speed (IPS) of the proposed scheme. The corresponding closed-form IPS is derived, which shows that the IPS increases cubically with the vehicle density but will ultimately converge to a constant upper bound. Moreover, increased mobility also facilitates the information spreading by offering more communication opportunities. However, the limited network density essentially determines the bottleneck in information spreading. Extensive simulations are carried out to verify our analysis. We also show that the proposed scheme exhibits a significant IPS gain over its conventional counterpart.

  199. QoE-Guaranteed and Power-Efficient Network Operation for Cloud Radio Access Network with Power over Fiber 査読有り

    Katsuya Suto, Keisuke Miyanabe, Hiroki Nishiyama, Nei Kato, Hirotaka Ujikawa, Ken-Ichi Suzuki

    IEEE Transactions on Computational Social Systems 2016年2月

    DOI: 10.1109/TCSS.2016.2518208  

  200. Bringing Movable and Deployable Networks to Disaster Areas: Development and Field Test of MDRU 査読有り

    Toshikazu Sakano, Satoshi Kotabe, Tetsuro Komukai, Tomoaki Kumagai, Yoshitaka Shimizu, Atsushi Takahara, Thuan Ngo, Zubair Md. Fadlullah, Hiroki Nishiyama, Nei Kato

    IEEE Network Magazine 2016年1月

    DOI: 10.1109/MNET.2016.7389836  

  201. Dynamic Trajectory Control Algorithm for Improving the Communication Throughput and Delay in UAV-aided Networks 査読有り

    Zubair Md. Fadlullah, Daisuke Takaishi, Hiroki Nishiyama, Nei Kato, Ryu MiuraA

    IEEE Network 2016年1月

    DOI: 10.1109/MNET.2016.7389838  

  202. A Markovian Analysis for Explicit Probabilistic Stopping-Based Information Propagation in Postdisaster Ad Hoc Mobile Networks 査読有り

    Jiajia Liu, Nei Kato

    IEEE TRANSACTIONS ON WIRELESS COMMUNICATIONS 15 (1) 81-90 2016年1月

    出版者・発行元:IEEE-INST ELECTRICAL ELECTRONICS ENGINEERS INC

    DOI: 10.1109/TWC.2015.2466621  

    ISSN:1536-1276

    eISSN:1558-2248

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    There has been surging research interest in utilizing mobile phones for information relaying in postdisaster areas lacking infrastructure support. A common complication for such postdisaster ad hoc communication is how to efficiently control the forwarding behaviors of relay nodes so as to save their energy consumption and buffer usage while simultaneously guaranteeing the desired delivery performance. Different from previous studies, we consider in this paper an explicit probabilistic stopping mechanism, where a relay node that is actively disseminating a message will stop spreading the message with a certain probability, after meeting another node having already received the message. Besides developing a two-dimensional Markov chain framework to characterize the message propagation process, we also derive the average time required for completion of message propagation, the probability distribution, the expectation, the variance of the fraction of nodes finally receiving the message, etc. Our results reveal that the explicit probabilistic stopping mechanism is very desirable for postdisaster communication, even being able to guarantee a majority of nodes in final message reception. What is more, the developed framework provides us a deeper understanding on how network parameters may affect these important performance metrics, which further enables network designers to accordingly tune controllable parameters.

  203. On the Outage Probability of Device-to-Device-Communication-Enabled Multichannel Cellular Networks: An RSS-Threshold-Based Perspective 査読有り

    Jiajia Liu, Hiroki Nishiyama, Nei Kato, Jun Guo

    IEEE JOURNAL ON SELECTED AREAS IN COMMUNICATIONS 34 (1) 163-175 2016年1月

    出版者・発行元:IEEE-INST ELECTRICAL ELECTRONICS ENGINEERS INC

    DOI: 10.1109/JSAC.2015.2452492  

    ISSN:0733-8716

    eISSN:1558-0008

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    In this paper, we study the outage probability of device-to-device (D2D)-communication-enabled cellular networks from a general threshold-based perspective. Specifically, a mobile user equipment (UE) transmits in D2D mode if the received signal strength (RSS) from the nearest base station (BS) is less than a specified threshold beta >= 0; otherwise, it connects to the nearest BS and transmits in cellular mode. The RSS-threshold-based setting is general in the sense that by varying beta from beta = 0 to beta = infinity, the network accordingly evolves from a traditional cellular network (including only cellular mode) toward a wireless ad hoc network (including only D2D mode). We provide a unified framework to analyze the downlink outage probability in a multichannel environment with Rayleigh fading, where the spatial distributions of BSs and UEs are well explicitly accounted for by utilizing stochastic geometry. We derive closed-form expressions for the outage probability of a generic UE and that in both cellular mode and D2D mode and quantify the performance gains in outage probability that can be obtained by allowing such RSS-threshold-based D2D communications. We show that increasing the number of channels, although able to support more cellular UEs, may result in an increase of outage probability in the D2D-enabled cellular network. The corresponding condition and reason are also identified by applying our framework.

  204. New Perspectives on Future Smart FiWi Networks: Scalability, Reliability, and Energy Efficiency 査読有り

    Jiajia Liu, Hongzhi Guo, Hiroki Nishiyama, Hirotaka Ujikawa, Kenichi Suzuki, Nei Kato

    IEEE COMMUNICATIONS SURVEYS AND TUTORIALS 18 (2) 1045-1072 2016年

    出版者・発行元:IEEE-INST ELECTRICAL ELECTRONICS ENGINEERS INC

    DOI: 10.1109/COMST.2015.2500960  

    ISSN:1553-877X

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    Fiber-Wireless (FiWi) network, as an integration of optical fiber network and wireless access network, has attracted intensive research interest and enjoyed significant growth in its applications over the last two decades. Besides bringing great opportunities for the development of FiWi networks, the new applications and techniques, like the emerging Internet of Things (IoT), raise unprecedented challenges in different aspects of FiWi integration. Based on such observation, we provide in this paper a comprehensive survey of recent progress and ongoing research works in the aspects of network architecture, QoS provisioning, scalability improving, reliability enhancing, energy saving, as well as standardization activities and case studies. Furthermore, new trends and challenging issues on future smart FiWi networks are identified and discussed in details.

  205. Relay by Smart Device Innovative Communications for Efficient Information Sharing Among Vehicles and Pedestrians 査読有り

    Hiroki Nishiyama, Thuan Ngo, Shoki Oiyama, Nei Kato

    IEEE VEHICULAR TECHNOLOGY MAGAZINE 10 (4) 54-62 2015年12月

    出版者・発行元:IEEE-INST ELECTRICAL ELECTRONICS ENGINEERS INC

    DOI: 10.1109/MVT.2015.2481558  

    ISSN:1556-6072

    eISSN:1556-6080

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    The combination of vehicles and mobile computers, such as smartphones and wearable devices, has provided many applications in our daily life. However, it is still limited to the applications in personal use. In fact, by utilizing the device-to-device technologies, which make use of the mobile device resources, vehicle-to-pedestrian (V2P), vehicle-to-vehicle (V2V), and pedestrian-to-pedestrian (P2P) communications can be more effective and convenient. In this article, we present a concept of relay by smart device that aims at information dissemination by smart communication devices, which can contribute to efficient information sharing among vehicles and pedestrians. We propose a novel technique for effectively forming and disbanding the groups of vehicles and pedestrians for their communications. The proposed mechanism is based on three criteria, namely, the stability of the group, the activity of the group, and the qualification as a group leader. Procedures for group forming and disbanding are introduced. We develop a prototype as a smartphone application using Wi-Fi technology, referred to as the second generation of relay by smartphone, which is the smartphone type of relay by smart device. The results of the field experiment show that the proposed group-based information sharing technology has a good potential to be utilized in V2P, V2V, and P2P communications.

  206. A Power-Aware Air Interface Scheduling Scheme for Improving Network Connectivity in Solar Powered Wireless Mesh Networks 査読有り

    Kenta Ito, Hiroki Nishiyama, Nei Kato, Atsushi Takahara

    IEEE Global Communications Conference (GLOBECOM 2015) 2015年12月

    DOI: 10.1109/GLOCOM.2014.7417325  

  207. A Novel Network Design and Operation for Reducing Transmission Power in Cloud Radio Access Network with Power over Fiber 査読有り

    Yunseong Lee, Katsuya Suto, Hiroki Nishiyama, Nei Kato, Hirotaka Ujikawa, Ken-Ichi Suzuki

    IEEE/CIC International Conference on Communications in China (ICCC 2015) 2015年11月

    DOI: 10.1109/ICCChina.2015.7448616  

  208. Dynamic Replication and Forwarding Control Based on Node Surroundings in Cooperative Delay-Tolerant Networks 査読有り

    Hiroki Nishiyama, Asato Takahashi, Nei Kato, Katsuya Nakahira, Takatoshi Sugiyama

    IEEE TRANSACTIONS ON PARALLEL AND DISTRIBUTED SYSTEMS 26 (10) 2711-2719 2015年10月

    出版者・発行元:IEEE COMPUTER SOC

    DOI: 10.1109/TPDS.2014.2359889  

    ISSN:1045-9219

    eISSN:1558-2183

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    Delay-tolerant networks (DTNs) are a promising network architecture which can provide reliable multi-hop message transmission between participating mobile nodes in an unfavorable environment that is prone to link disruption and disconnection by replicating and relaying messages without any need of physical infrastructure. Additionally, DTNs can also operate as cooperative DTNs to extend the coverage of other type of networks by carrying the messages that originate from farther away base station in a multi-hop fashion to the base station. In this paper, we focus on these cooperative DTNs and propose a novel routing scheme, ring distribution routing (RDR), that controls the replication and forwarding based on the source node surroundings. This paper also analyzes the reliability and buffer efficiency in RDR. Furthermore, we show that RDR provides the reliable and immediate message delivery in any environment through extensive computer simulations.

  209. A Cooperative ONU Sleep Method for Reducing Latency and Energy Consumption of STA in Smart-FiWi Networks 査読有り

    Hiroki Nishiyama, Ko Togashi, Yuichi Kawamoto, Nei Kato

    IEEE TRANSACTIONS ON PARALLEL AND DISTRIBUTED SYSTEMS 26 (10) 2621-2629 2015年10月

    出版者・発行元:IEEE COMPUTER SOC

    DOI: 10.1109/TPDS.2014.2360405  

    ISSN:1045-9219

    eISSN:1558-2183

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    Fiber-Wireless (FiWi) network is a classification of network that combines the massive bandwidth of the optical network and the reach of the wireless network. FiWi networks are usually composed of an optical and a wireless component. Since both components are designed to work independently, some mechanisms, such as the different power saving methods in both components, may not cooperate with each other and this may result in an undesirable performance. In this paper, we identify that the conflicting power saving mechanisms cause unnecessary energy consumption and introduce additional delay to the overall FiWi network. To cope with this problem, we propose a novel ONU sleep method, which dynamically control the ONU sleep period based on the STAs energy control mechanism. Finally, we demonstrate that our proposed method has shorter latency and is more efficient in term of energy consumption than the existing method.

  210. A Modeling Technique Utilizing Feedback Control Theory for Performance Evaluation of IoT System in Real Time 査読有り

    Keisuke Sato, Yuichi Kawamoto, Hiroki Nishiyama, Nei Kato, Yoshitaka Shimizu

    2015 International Conference on Wireless Communications and Signal Processing(WCSP 2015) 2015年10月

    DOI: 10.1109/WCSP.2015.7341303  

  211. A cloud radio access network with power over fiber toward 5G networks: QoE-guaranteed design and operation 査読有り

    Keisuke MIYANABE, Katsuya Suto, Zubair Md. Fadlullah, Hiroki Nishiyama, Nei Kato, Hirotaka Ujikawa, Ken-Ichi Suzuki

    IEEE Wireless Communications 2015年8月

    DOI: 10.1109/MWC.2015.7224728  

  212. A Scheduled Grouping Scheme for MTC Device ID Sharing 査読有り

    Chi-Wei Tseng, Rubbens Boisgueney, Chih-Wei Huangy, Phone Lin, Yuichi Kawamoto

    International Wireless Communications & Mobile Computing Conference (IWCMC 2015) 2015年8月

    DOI: 10.1109/IWCMC.2015.7289271  

  213. On the Energy-Efficient of Throughput-Based Scheme Using Renewable Energy for Wireless Mesh Networks in Disaster Area 査読有り

    Meng Li, Hiroki Nishiyama, Nei Kato, Yasunori Owada, Kiyoshi Hamaguchi

    IEEE TRANSACTIONS ON EMERGING TOPICS IN COMPUTING 3 (3) 420-431 2015年7月

    出版者・発行元:IEEE-INST ELECTRICAL ELECTRONICS ENGINEERS INC

    DOI: 10.1109/TETC.2014.2386135  

    ISSN:2168-6750

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    We study the emergency communication problem in the post-disaster scenario. The emergence of Renewable Energy-enabled Based Station (REBS), which has pre-equipped energy harvesting devices, provides a new perspective to solve this problem, since the post-disaster communication scenario happens to be a Wireless Mesh Network (WMN) constituted by REBSs. However, one needs to address the unstable and inadequate power supply, insufficient capacities of the communication links, and the time-varying traffic demands accordingly during a period of time. In this paper, we deal with these problems and focus on optimizing data traffic throughput with the lowest weighted energy consumption based on the expectation of traffic demands. We firstly analyze the post-disaster communication issue and formulate this problem into a Mixed Integer Linear Programming (MILP) problem, and propose an off-line energy efficient scheme using the expectation of traffic demands. Furthermore, an on-line scheme is put forward which dynamically adjusts the off-line result with the knowledge of the current real data traffic demands. The efficiency of our proposal is demonstrated by theoretical analyses and numerical results.

  214. Device-to-Device Communications for Enhancing Quality of Experience in Software Defined Multi-Tier LTE-A Networks 査読有り

    Jiajia Liu, Shangwei Zhang, Nei Kato, Hirotaka Ujikawa, Kenichi Suzuki

    IEEE Network 2015年7月

    DOI: 10.1109/MNET.2015.7166190  

  215. Field Measurement of an Implemented Solar Powered BS-based Wireless Mesh Network 査読有り

    Zubair Md. Fadlullah, Tota Nakajo, Hiroki Nishiyama, Yasunori Owada, Kiyoshi Hamaguchi, Nei Kato

    IEEE Wireless Communications Magazine 2015年6月

    DOI: 10.1109/MWC.2015.7143337  

  216. A Method for Collecting Uniform Amount of Fresh Data from Areas with Varying Population Density 査読有り

    Yuichi Kawamoto, Takayuki Nakazawa, Hiroki Nishiyama, Nei Kato, Yoshitaka Shimizu, Tingting Jiang

    IEEE International Conference on Communications (ICC 2015) 2015年6月

    DOI: 10.1109/ICC.2015.7249188  

  217. Earth Stations Deployment for Maximizing System Throughput in Satellite/Solar-Powered Mesh Integrated Network 査読有り

    Shin Koseki, Hiroki Nishiyama, Nei Kato, Byongpyo Jeong, Morio Toyoshima

    IEEE International Conference on Communications (ICC 2015) 2015年6月

    DOI: 10.1109/ICC.2015.7248425  

  218. Average Rate Analysis for a D2D Overlaying Two-Tier Downlink Cellular Network 査読有り

    Shangwei Zhang, Jiajia Liu, Nei Kato, Hirotaka Ujikawa, Ken-Ichi Suzuki

    IEEE International Conference on Communications (ICC 2015) 2015年6月

    DOI: 10.1109/ICC.2015.7248846  

  219. Bus-Ads: Bus-based Priced Advertising in VANETs using Coalition Formation Game 査読有り

    Shucong Jia, Zishan Liu, Konglin Zhu, Lin Zhang, Z. M. Fadlullah, Nei Kato

    IEEE International Conference on Communications (ICC 2015) 2015年6月

    DOI: 10.1109/ICC.2015.7248888  

  220. Global and Individual Mobility Pattern Discovery Based on Hotspots 査読有り

    Jie Yang, Xinyu Zhang, Yuanyuan Qiao, Zubair Md. Fadlullah, Nei Kato

    IEEE International Conference on Communications (ICC 2015) 2015年6月

    DOI: 10.1109/ICC.2015.7249211  

  221. Device-to-Device Communication Overlaying Two-HopMulti-Channel Uplink Cellular Networks 査読有り

    Jiajia Liu, Nei Kato

    The 16th ACM InternationalSymposium on Mobile Ad Hoc Networking and Computing 2015年6月

  222. An efficient utilization of intermittent surface-satellite optical links by using mass storage device embedded in satellites 査読有り

    Kazuma Kaneko, Yuichi Kawamoto, Hiroki Nishiyama, Nei Kato, Mario Toyoshima

    PERFORMANCE EVALUATION 87 37-46 2015年5月

    出版者・発行元:ELSEVIER SCIENCE BV

    DOI: 10.1016/j.peva.2015.01.004  

    ISSN:0166-5316

    eISSN:1872-745X

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    Recently, earth observation system by using satellite network has attracted much attention due to its wide coverage and disaster resistance. Although the system is useful for collecting various data, which have an effect on a natural disaster, ecology and so forth, earth observation satellite hardly send the collected observation data to the ground station. This is because that the earth observation satellite needs to orbit near surface of the earth to get high-precision data, and it limited the time that can be used to send the observed data traffic to the ground station. Additionally, the amount of the observed data drastically increase in these days. Thus, we focus on the data relay satellite using optical communication in this network. By relaying observed data to traffic to the relay satellite, which has geostationary orbit, it is possible to increase the chance of sending data for the observation satellite due to the wide coverage of the relay satellite. In addition, laser light that is used in optical communication in satellite network has high frequency and it can deliver large data compared with radio wave. However, laser light is greatly influenced by atmosphere, and optical link capacity between satellite and ground station drastically changes according to weather condition. Therefore, we propose a new data traffic control method to use the network constructed by satellites which has mass storage device effectively according to the condition of optical downlink between satellite and optical ground station. The effectiveness of the proposed method is evaluated with numerical result. (C) 2015 Elsevier B.V. All rights reserved.

  223. A Stochastic Geometry Analysis of D2D Overlaying Multi-Channel Downlink Cellular Networks 査読有り

    Jiajia Liu, Shangwei Zhang, Hiroki Nishiyama, Nei Kato, Jun Guo

    The 34th Annual IEEE International Conference on Computer Communications (INFOCOM 2015) 2015年5月

    DOI: 10.1109/INFOCOM.2015.7218366  

  224. A Failure-Tolerant and Spectrum-Efficient Wireless Data Center Network Design for Improving Performance of Big Date Mining 査読有り

    Katsuya Suto, Hiroki Nishiyama, Nei Kato, Takayuki Nakachi, Toshikazu Sakano, Atsushi Takahara

    IEEE 81th Vehicular Technology Conference (VTC 2015 Spring) 2015年5月

    DOI: 10.1109/VTCSpring.2015.7145601  

  225. A MPCP-Based Centralized Rate Control Method for Mobile Stations in FiWi Access Networks 査読有り

    Kei Saito, Hiroki Nishiyama, Nei Kato, Hirotaka Ujikawa, Ken-Ichi Suzuki

    IEEE WIRELESS COMMUNICATIONS LETTERS 4 (2) 205-208 2015年4月

    出版者・発行元:IEEE-INST ELECTRICAL ELECTRONICS ENGINEERS INC

    DOI: 10.1109/LWC.2015.2396913  

    ISSN:2162-2337

    eISSN:2162-2345

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    Fiber Wireless (FiWi) access networks is widely used to connect users to the core network. The FiWi access networks consist of the edge router, the Passive Optical Networks (PONs), and the wireless networks. In this environment, the edge router, which is the terminal to the core network, can have heavy congestion. To cope with this problem, we propose a Multi Point Control Protocol (MPCP)-based centralized rate control method to centrally control the traffic rate at each Home GateWay (HGW) so as to avoid congestion at the edge router. In the proposed scheme, the transmission delay due to rate control overhead can be mitigated. The performance of the proposed scheme is verified by numerical analysis and computer simulations.

  226. Throughput and Delay Tradeoffs for Mobile Ad Hoc Networks With Reference Point Group Mobility 査読有り

    Jiajia Liu, Nei Kato, Jianfeng Ma, Toshikazu Sakano

    IEEE TRANSACTIONS ON WIRELESS COMMUNICATIONS 14 (3) 1266-1279 2015年3月

    出版者・発行元:IEEE-INST ELECTRICAL ELECTRONICS ENGINEERS INC

    DOI: 10.1109/TWC.2014.2365553  

    ISSN:1536-1276

    eISSN:1558-2248

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    In this paper, we explore the throughput-delay tradeoff in a mobile ad hoc network (MANET) operating under the practical reference point group mobility model and also a general setting of node moving speed. In particular, we consider a MANET with unit area and n nodes being divided evenly into Theta(n(alpha)) groups, alpha is an element of [0, 1], where the center of each group moves according to a random direction model with speed of no more than nu is an element of [0, 1]. We determine the regions of per-node throughput and average delay and their tradeoffs that can be achieved (in order sense) in such a network. For the regime of nu = 0, we first prove that the per-node throughput capacity is Theta(n(-alpha/2)) and then develop a routing scheme to achieve this capacity, resulting in an average delay of Theta(max{n(1/2), n(1-alpha)}) for any alpha is an element of [0, 1]. Regarding the regime of nu > 0, we prove that the per-node throughput capacity can be improved to Theta(1), which is achievable by adopting a new routing scheme with an average delay of Theta(max{n(1-alpha), n(alpha/2)/nu}) for nu = o(1) and Theta(n) for nu = Theta(1). The results in this paper help us to have a deep understanding on the fundamental performance scaling laws and also enable an efficient throughput-delay tradeoff to be achieved in MANETs with correlated mobility.

  227. A Novel Access Control Scheme to Construct Fresh Database of Ambient Information in Internet of Things 査読有り

    Yuichi Kawamoto, Hiroki Nishiyama, Nei Kato, Yoshitaka Shimizu, Atsushi Takahara, Tingting Jiang

    IEEE Wireless Communications and Networking Conference (WCNC 2015) 2015年3月

    DOI: 10.1109/WCNC.2015.7127591  

  228. Characterizing and Modeling of Large-Scale Traffic in Mobile Network 査読有り

    Jie Yang, Weicheng Li, Yuanyuan Qiao, Zubair Md. Fadlullah, Nei Kat

    IEEE Wireless Communications and Networking Conference (WCNC 2015) 2015年3月

    DOI: 10.1109/WCNC.2015.7127572  

  229. The Efficient Frequency Sharing in Integrated Satellite/Terrestrial Systems

    宮下 直己, 西山 大樹, 加藤 寧

    電気関係学会東北支部連合大会講演論文集 2015 24-24 2015年

    出版者・発行元:電気関係学会東北支部連合大会実行委員会

    DOI: 10.11528/tsjc.2015.0_24  

  230. レイヤ2ブロードキャストと位置情報を用いたマルチホップ端末間通信方式の検討

    村山 大貴, 西山 大樹, 加藤 寧

    電気関係学会東北支部連合大会講演論文集 2015 202-202 2015年

    出版者・発行元:電気関係学会東北支部連合大会実行委員会

    DOI: 10.11528/tsjc.2015.0_202  

  231. Toward Fair Maximization of Energy Efficiency in Multiple UAS-Aided Networks: A Game-Theoretic Methodology 査読有り

    Ahmed E. A. A. Abdulla, Zubair Md. Fadlullah, Hiroki Nishiyama, Nei Kato, Fumie Ono, Ryu Miura

    IEEE TRANSACTIONS ON WIRELESS COMMUNICATIONS 14 (1) 305-316 2015年1月

    出版者・発行元:IEEE-INST ELECTRICAL ELECTRONICS ENGINEERS INC

    DOI: 10.1109/TWC.2014.2343219  

    ISSN:1536-1276

    eISSN:1558-2248

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    Recent technological advances in electronics, sensors, and communications have accelerated the widespread deployment of Unmanned Aircraft System (UAS)-aided applications. Nevertheless, networks composed of multiple UAS and ground stations, referred to as UAS-aided communications networks, have yet to receive sufficient research attention. In this paper, we address a fundamental research challenge stunting such networks, which is how to fairly maximize the energy efficiency (throughput per energy) in networks comprising adaptive modulation-capable ground nodes. For the mobility pattern intrinsic to the UASs, we demonstrate how adaptive modulation is affected. Furthermore, we formulate the problem of maximizing fair energy efficiency as a potential game that is played between the multiple ground nodes and substantiate its stability, optimality, and convergence. Based on the formulated potential game, a data collection method is proposed to maximize the energy efficiency with a fairness constraint. Additionally, we analyze the Price of Anarchy of our proposed game-theoretic data collection method. Extensive simulations exhibit the effectiveness of our proposal under varying environments.

  232. An Energy-Efficient and Delay-Aware Wireless Computing System for Industrial Wireless Sensor Networks 査読有り

    Katsuya Suto, Hiroki Nishiyama, Nei Kato, Chih-Wei Huang

    IEEE ACCESS 3 1026-1035 2015年

    出版者・発行元:IEEE-INST ELECTRICAL ELECTRONICS ENGINEERS INC

    DOI: 10.1109/ACCESS.2015.2443171  

    ISSN:2169-3536

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    Industrial wireless sensor networks have attracted much attention as a cornerstone to making the smart factories real. Utilizing industrial wireless sensor networks as a base for smart factories makes it possible to optimize the production line without human resources, since it provides industrial Internet of Things service, where various types of data are collected from sensors and mined to control the machines based on the analysis result. On the other hand, a fog computing node, which executes such real-time feedback control, should be capable of real-time data collection, management, and processing. To achieve these requirements, in this paper, we introduce wireless computing system (WCS) as a fog computing node. Since there are a lot of servers and each server has 60 GHz antennas to connect to other servers and sensors, WCS has high collecting and processing capabilities. However, in order to fulfilll a demand for real-time feedback control, WCS needs to satisfy an acceptable delay for data collection. In addition, lower power consumption is required in order to reduce the cost for the factory operation. Therefore, we propose an energy-effilcient and delay-aware WCS. Since there is a tradeoff relationship between the power consumption and the delay for data collection, our proposed system controls the sleep schedule and the number of links to minimize the power consumption while satisfying an acceptable delay constraint. Furthermore, the effectiveness of our proposed system is evaluated through extensive computer simulations.

  233. Device-to-Device Communication in LTE-Advanced Networks: A Survey 査読有り

    Jiajia Liu, Nei Kato, Jianfeng Ma, Naoto Kadowaki

    IEEE COMMUNICATIONS SURVEYS AND TUTORIALS 17 (4) 1923-1940 2015年

    出版者・発行元:IEEE-INST ELECTRICAL ELECTRONICS ENGINEERS INC

    DOI: 10.1109/COMST.2014.2375934  

    ISSN:1553-877X

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    Among the LTE-A communication techniques, Device-to-Device (D2D) communication which is defined to directly route data traffic between spatially closely located mobile user equipments (UEs), holds great promise in improving energy efficiency, throughput, delay, as well as spectrum efficiency. As a combination of ad-hoc and centralized communication mechanisms, D2D communication enables researchers to merge together the long-term development achievements in previously disjoint domains of ad-hoc networking and centralized networking. To help researchers to have a systematic understanding of the emerging D2D communication, we provide in this paper a comprehensive survey of available D2D related research works ranging from technical papers to experimental prototypes to standard activities, and outline some open research problems which deserve further studies.

  234. An Efficient Utilization of Intermittent Satellite-to-Ground Links by Using Mass Storage Device Embedded in Satellites 査読有り

    Kazuma Kaneko, Yuichi Kawamoto, Hiroki Nishiyama, Nei Kato, Morio Toyoshima

    IEEE Global Communications Conference (GLOBECOM 2014) 2014年12月

    DOI: 10.1109/GLOCOM.2014.7037242  

  235. On Joint Optimal Placement of Access Points and Partially Overlapping Channel Assignment for Wireless Networks 査読有り

    Wei Zhao, Zubair Md. Fadlullah, Hiroki Nishiyama, Nei Kato, Kiyoshi Hamaguchi

    IEEE Global Communications Conference (GLOBECOM 2014) 2014年12月

    DOI: 10.1109/GLOCOM.2014.7037585  

  236. A Novel Distributed Algorithm for Power Loss Minimizing in Smart Grid 査読有り

    Wei Chao, Zubair Md. Fadlullah, Nei Kato, Ivan Stojmenovic

    2014 IEEE International Conference on Smart Grid Communications 2014年11月

    DOI: 10.1109/SmartGridComm.2014.7007661  

  237. Internet of Things (IoT): Present State and Future Prospects 査読有り

    Yuichi Kawamoto, Hiroki Nishiyama, Nei Kato, Naoko Yoshimura, Shinichi Yamamoto

    IEICE TRANSACTIONS ON INFORMATION AND SYSTEMS E97D (10) 2568-2575 2014年10月

    出版者・発行元:IEICE-INST ELECTRONICS INFORMATION COMMUNICATIONS ENG

    DOI: 10.1587/transinf.2013THP0009  

    ISSN:1745-1361

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    The recent development of communication devices and wireless network technologies continues to advance the new era of the Internet and telecommunications. The various "things", which include not only communication devices but also every other physical object on the planet, are also going to be connected to the Internet, and controlled through wireless networks. This concept, which is referred to as the "Internet of Things (IoT)", has attracted much attention from many researchers in recent years. The concept of IoT can be associated with multiple research areas such as body area networks, Device-to-Device (D2D) communications networks, home area networks, Unmanned Aerial Vehicle (UAV) networks, satellite networks, and so forth. Also, there are various kinds of applications created by using IoT technologies. Thus, the concept of the IoT is expected to be integrated into our society and support our daily life in the near future. In this paper, we introduce different classifications of IoT with examples of utilizing IoT technologies. In addition, as an example of a practical system using IoT, a tsunami detection system (which is composed of a satellite, sensor terminals, and an active monitoring system for real-time simultaneous utilization of the devices) is introduced. Furthermore, the requirements of the next generation systems with the IoT are delineated in the paper.

  238. Joint Design of Density of Access Points and Partially Overlapped Channel Assignment for Capacity Optimization in Wireless Networks 査読有り

    Wei Zhao, Zubair Md. Fadlullah, Hiroki Nishiyama, Nei Kato, Kiyoshi Hamaguchi

    2014 International Conference on Wireless Communications and Signal Processing (WCSP 2014) 2014年10月

    DOI: 10.1109/WCSP.2014.6992034  

  239. Replication Control for Ensuring Reliability of Convergecast Message Delivery in Infrastructure-Aided DTNs 査読有り

    Asato Takahashi, Hiroki Nishiyama, Nei Kato, Katsuya Nakahira, Takatoshi Sugiyama

    IEEE TRANSACTIONS ON VEHICULAR TECHNOLOGY 63 (7) 3223-3231 2014年9月

    出版者・発行元:IEEE-INST ELECTRICAL ELECTRONICS ENGINEERS INC

    DOI: 10.1109/TVT.2014.2299288  

    ISSN:0018-9545

    eISSN:1939-9359

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    Hybrid networks constructed from cellular networks and delay- and isruption-tolerant networks (DTNs) are able to provide reliable communications to mobile nodes in base-station-starved areas regardless of node mobility or density. However, no routing scheme in DTNs has considered the adaptation to other networks, i.e., cellular networks. Thus, the reliability of message delivery is dependent on the position relationship between source nodes and base stations. In this paper, we propose an advanced routing scheme that controls the maximum number of replicas according to the distance between the source node and the nearest base station. Furthermore, we show how to decide the maximum number of replica messages for the distance from the base stations by analyzing the message delivery reliability of an existing DTN routing scheme. Additionally, we execute extensive computer simulations to evaluate the performance of our proposed routing scheme. Our results show that our proposed routing scheme keeps the required reliability regardless of the source node location.

  240. GT-CFS: A Game Theoretic Coalition Formulation Strategy for Reducing Power Loss in Micro Grids 査読有り

    Chao Wei, Zubair Md. Fadlullah, Nei Kato, Akira Takeuchi

    IEEE TRANSACTIONS ON PARALLEL AND DISTRIBUTED SYSTEMS 25 (9) 2307-2317 2014年9月

    出版者・発行元:IEEE COMPUTER SOC

    DOI: 10.1109/TPDS.2013.178  

    ISSN:1045-9219

    eISSN:1558-2183

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    In recent years, research attention on smart grid comprising distributed power generators has increased. To produce electricity in the smart grid, many micro grids (MGs) may exploit various renewable energy resources. Because the production capacity of renewable resources cannot be controlled, the MGs often require the power plants to provide power for them. However, the power loss between each MG and the power plant is larger than that among the MGs. To alleviate this power loss, we propose a game theoretic coalition formulation strategy for the MGs dubbed GT-CFS. Our proposed GT-CFS allows the MGs (belonging to the same macro station (MS)) to autonomously cooperate and self-organize into a partition composed of disjoint MG coalitions. Also, GT-CFS enables the MGs, in a distributed manner, to decide whether they will remain in the coalitions or not upon environmental changes, e. g., the variation of the power demand of the MGs. Within every coalition, MGs coordinate the power transfer among themselves as well as with the MS, in a fashion to optimize a utility function, which captures the total losses over the power distribution lines. MGs in the same coalition will distribute the extra profits (i.e., payoff) produced from forming coalitions by their "Shapley value." Through computer simulations, we demonstrate that the proposed GT-CFS reduces the average power loss per MG significantly in contrast with the conventional noncooperative approach.

  241. Synchronized Power Saving Mechanisms for Battery-Powered Mobile Terminals in Smart FiWi Networks 査読有り

    Keisuke Miyanabe, Hiroki Nishiyama, Nei Kato, Hirotaka Ujikawa, Ken-Ichi Suzuki, Naoto Yoshimoto

    IEEE 80th Vehicular Technology Conference (VTC 2014 Fall) 2014年9月

    DOI: 10.1109/VTCFall.2014.6966197  

  242. Resource Allocation for Data Gathering in UAV-aided Wireless Sensor Networks 査読有り

    Zanjie Huang, Hiroki Nishiyama, Nei Kato, Fumie Ono, Ryu Miura, Baohua Zhao

    IEEE International Conference on Network Infrastructure and Digital Content (IC-NIDC 2014) 2014年9月

    DOI: 10.1109/ICNIDC.2014.7000256  

  243. On Energy Efficient Scheduling and Load Distribution Based on Renewable Energy for Wireless Mesh Network in Disaster Area 査読有り

    Meng Li, Hiroki Nishiyama, Yasunori Owada, Kiyoshi Hamaguchi

    The 13th IEEE International Conference on Trust, Security and Privacy in Computing and Communications (IEEE TrustCom-14) 2014年9月

  244. Context-aware Task Allocation for Fast Parallel Big Data Processing in Optical-Wireless Networks 招待有り 査読有り

    Katsuya Suto, Hiroki Nishiyama, Nei Kato

    International Wireless Communications and Mobile Computing Conference (IWCMC 2014) 2014年8月

    DOI: 10.1109/IWCMC.2014.6906394  

  245. Toward Integrating Overlay and Physical Networks for Robust Parallel Processing Architecture 査読有り

    Katsuya Suto, Hiroki Nishiyama, Nei Kato, Takayuki Nakachi, Tatsuya Fujii, Atsushi Takahara

    IEEE Network 2014年7月

    DOI: 10.1109/MNET.2014.6863130  

  246. A Partially Centralized Messaging Control Scheme Using Star Topology in Delay and Disruption Tolerant Networks 査読有り

    Shoki Oiyama, Hiroki Nishiyama, Nei Kato

    2014 International Symposium on Performance Evaluation of Computer and Telecommunication Systems (SPECTS) 2014年7月

    DOI: 10.1109/SPECTS.2014.6879995  

  247. A Dynamic Trajectory Control Algorithm for Improving the Probability of End-to-End Link Connection in Unmanned Aerial Vehicle Networks 査読有り

    Daisuke Takaishi, Hiroki Nishiyama, Nei Kato, Ryu Miura

    International Conference on Personal Satellite Services (PSATS2014) 2014年7月

  248. An Overlay-Based Data Mining Architecture Tolerant to Physical Network Disruptions 査読有り

    Katsuya Suto, Hiroki Nishiyama, Nei Kato, Kimihiro Mizutani, Osamu Akashi, Atsushi Takahara

    IEEE TRANSACTIONS ON EMERGING TOPICS IN COMPUTING 2 (3) 292-301 2014年7月

    出版者・発行元:IEEE-INST ELECTRICAL ELECTRONICS ENGINEERS INC

    DOI: 10.1109/TETC.2014.2330517  

    ISSN:2168-6750

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    Management scheme for highly scalable big data mining has not been well studied in spite of the fact that big data mining provides many valuable and important information for us. An overlay based parallel data mining architecture, which executes fully distributed data management and processing by employing the overlay network, can achieve high scalability. However, the overlay-based parallel mining architecture is not capable of providing data mining services in case of the physical network disruption that is caused by router/communication line breakdowns because numerous nodes are removed from the overlay network. To cope with this issue, this paper proposes an overlay network construction scheme based on node location in physical network, and a distributed task allocation scheme using overlay network technology. The numerical analysis indicates that the proposed schemes considerably outperform the conventional schemes in terms of service availability against physical network disruption.

  249. Toward Energy Efficient Big Data Gathering in Densely Distributed Sensor Networks 査読有り

    Daisuke Takaishi, Hiroki Nishiyama, Nei Kato, Ryu Miura

    IEEE TRANSACTIONS ON EMERGING TOPICS IN COMPUTING 2 (3) 388-397 2014年7月

    出版者・発行元:IEEE-INST ELECTRICAL ELECTRONICS ENGINEERS INC

    DOI: 10.1109/TETC.2014.2318177  

    ISSN:2168-6750

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    Recently, the big data emerged as a hot topic because of the tremendous growth of the information and communication technology. One of the highly anticipated key contributors of the big data in the future networks is the distributed wireless sensor networks (WSNs). Although the data generated by an individual sensor may not appear to be significant, the overall data generated across numerous sensors in the densely distributed WSNs can produce a significant portion of the big data. Energy-efficient big data gathering in the densely distributed sensor networks is, therefore, a challenging research area. One of the most effective solutions to address this challenge is to utilize the sink node's mobility to facilitate the data gathering. While this technique can reduce energy consumption of the sensor nodes, the use of mobile sink presents additional challenges such as determining the sink node's trajectory and cluster formation prior to data collection. In this paper, we propose a new mobile sink routing and data gathering method through network clustering based on modified expectation-maximization technique. In addition, we derive an optimal number of clusters to minimize the energy consumption. The effectiveness of our proposal is verified through numerical results.

  250. Prospects and Challenges of Context-aware Multimedia Content Delivery in Cooperative Satellite and Terrestrial Networks 査読有り

    Yuichi Kawamoto, Zubair Md. Fadlullah, Hiroki Nishiyama, Nei Kato, Morio Toyoshima

    IEEE Communications Magazine 2014年6月

    DOI: 10.1109/MCOM.2014.6829945  

  251. A Spectrum- and Energy-Efficient Scheme for Improving the Utilization of MDRU-Based Disaster Resilient Networks 査読有り

    Thuan Ngo, Hiroki Nishiyama, Nei Kato, Toshikazu Sakano, Atsushi Takahara

    IEEE TRANSACTIONS ON VEHICULAR TECHNOLOGY 63 (5) 2027-2037 2014年6月

    出版者・発行元:IEEE-INST ELECTRICAL ELECTRONICS ENGINEERS INC

    DOI: 10.1109/TVT.2014.2314462  

    ISSN:0018-9545

    eISSN:1939-9359

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    The movable and deployable resource unit (MDRU)-based network provides communication services in disaster-struck areas where the lack of spectrum and energy resources is intensified due to the high demand from users and the power outages after a disaster. The MDRU-based network attempts to apply spectrum-and energy-efficient methods to provide communications services to users. However, existing works in this field only consider spectrum efficiency or energy efficiency separately, in spite of the tradeoff relationship between them. Thus, we propose a scheme to improve the utilization of both spectrum and energy resources for better system performance. The considered MDRU-based network is composed of gateways deployed in the disaster area, which can replenish their energy by using solar panels. Our proposed scheme constructs a topology based on the top k spectrum-efficient paths from each sender and applies a max flow algorithm with vertex capacities, which are the number of transmissions that each gateway can send, which is referred to as transmission capability. The transmission capability of each gateway is determined by its energy resource and distances to its neighbors. Furthermore, we show that the proposal can be used for multisender-multireceiver topologies. A new metric named spectrum-energy efficiency to measure both spectrum efficiency and energy efficiency of the network is defined. Through analyses, we prove that a value of k exists such that the spectrum-energy efficiency of a given topology is maximized. Furthermore, our simulation results show that, by dynamically selecting appropriate value of k, the proposed scheme can provide better spectrum-energy efficiency than existing approaches. Moreover, our experimental results verify the findings of our analysis.

  252. GTES: An Optimized Game-Theoretic Demand-Side Management Scheme for Smart Grid 査読有り

    Zubair Md. Fadlullah, Duong Minh Quan, Nei Kato, Ivan Stojmenovic

    IEEE SYSTEMS JOURNAL 8 (2) 588-597 2014年6月

    出版者・発行元:IEEE-INST ELECTRICAL ELECTRONICS ENGINEERS INC

    DOI: 10.1109/JSYST.2013.2260934  

    ISSN:1932-8184

    eISSN:1937-9234

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    Demand-side management in smart grids has emerged as a hot topic for optimizing energy consumption. In conventional research works, energy consumption is optimized from the perspective of either the users or the power company. In this paper, we investigate how energy consumption may be optimized by taking into consideration the interaction between both parties. We propose a new energy price model as a function of total energy consumption. Also, we propose a new objective function, which optimizes the difference between the value and cost of energy. The power supplier pulls consumers in a round-robin fashion and provides them with energy price parameter and current consumption summary vector. Each user then optimizes his own schedule and reports it to the supplier, which, in turn, updates its energy price parameter before pulling the next consumers. This interaction between the power company and its consumers is modeled through a two-step centralized game, based on which we propose our game-theoretic energy schedule (GTES) method. The objective of our GTES method is to reduce the peak-to-average power ratio by optimizing the users' energy schedules. The performance of the GTES approach is evaluated through computer-based simulations.

  253. A Performance Evaluation of Multiple MDRUs Based Wireless Mesh Networks 査読有り

    Panu Avakul, Hiroki Nishiyama, Nei Kato, Toshikazu Sakano, Atsushi Takahara

    IEEE 79th Vehicular Technology Conference (VTC 2014 Spring) 2014年5月

    DOI: 10.1109/VTCSpring.2014.7022788  

  254. An Optimal Data Collection Technique for Improved Utility in UAS-aided Networks 査読有り

    Ahmed E.A.A. Abdulla, Zubair Md. Fadlullah, Hiroki Nishiyama, Nei Kato, Fumie Ono, Ryu Miura

    The 33rd Annual IEEE International Conference on Computer Communications (INFOCOM) 2014年5月

    DOI: 10.1109/INFOCOM.2014.6848000  

  255. Throughput-Delay Tradeoff in Mobile Ad Hoc Networks with Correlated Mobility 査読有り

    Jiajia Liu, Hiroki Nishiyama, Nei Kato, Jianfeng Ma, Xiaohong Jiang

    The 33rd Annual IEEE International Conference on Computer Communications (INFOCOM) 2014年5月

    DOI: 10.1109/INFOCOM.2014.6848226  

  256. Device-to-Device Communications Achieve Efficient Load Balancing in LTE-Advanced Networks 査読有り

    Jiajia Liu, Yuichi Kawamoto, Hiroki Nishiyama, Nei Kato, Naoto Kadowaki

    IEEE Wireless Communications Magazine 2014年4月

    DOI: 10.1109/MWC.2014.6812292  

  257. Relay-by-Smartphone: Realizing Multi-Hop Device-to-Device Communications 査読有り

    Hiroki Nishiyama, Masaya Ito, Nei Kato

    IEEE Communications Magazine 2014年4月

    DOI: 10.1109/MCOM.2014.6807947  

  258. An Efficient Traffic Detouring Method by Using Device-to-Device Communication Technologies in Heterogeneous Network 査読有り

    Yuichi Kawamoto, Jiajia Liu, Hiroki Nishiyama, Nei Kato

    IEEE Wireless Communications and Networking Conference (WCNC 2014) 2014年4月

    DOI: 10.1109/WCNC.2014.6952644  

  259. On Efficient Traffic Distribution for Disaster Area Communication Using Wireless Mesh Networks 査読有り

    Mostafa M. Fouda, Hiroki Nishiyama, Ryu Miura, Nei Kato

    WIRELESS PERSONAL COMMUNICATIONS 74 (4) 1311-1327 2014年2月

    出版者・発行元:SPRINGER

    DOI: 10.1007/s11277-013-1579-9  

    ISSN:0929-6212

    eISSN:1572-834X

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    In recent time, a great deal of research effort has been directed toward promptly facilitating post-disaster communication by using wireless mesh networks (WMNs). WMN technology has been considered to be effectively exploited for this purpose as it provides multi-hop communication through an access network comprising wireless mesh routers, which are connected to the Internet through gateways (GWs). One of the critical challenges in using WMNs for establishing disaster-recovery networks is the issue of distributing traffic among the users in a balanced manner in order to avoid congestion at the GWs. To overcome this issue, we envision a disaster zone WMN comprising a network management center. First, we thoroughly investigate the problem of traffic load balancing amongst the GWs in our considered disaster zone WMN. Then, we develop traffic load distribution techniques from two perspectives. Our proposal from the first perspective hinges upon a balanced distribution of the bandwidth to be allocated per user. On the other hand, our second perspective considers the dynamic (i.e., varying) bandwidth demands from the disaster zone users that requires a more practical and refined distribution of the available bandwidth by following an intelligent forecasting method. The effectiveness of our proposals is evaluated through computer-based simulations.

  260. Traffic Pattern-Based Content Leakage Detection for Trusted Content Delivery Networks 査読有り

    Hiroki Nishiyama, Desmond Fomo, Zubair Md Fadlullah, Nei Kato

    IEEE TRANSACTIONS ON PARALLEL AND DISTRIBUTED SYSTEMS 25 (2) 301-309 2014年2月

    出版者・発行元:IEEE COMPUTER SOC

    DOI: 10.1109/TPDS.2013.32  

    ISSN:1045-9219

    eISSN:1558-2183

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    Due to the increasing popularity of multimedia streaming applications and services in recent years, the issue of trusted video delivery to prevent undesirable content-leakage has, indeed, become critical. While preserving user privacy, conventional systems have addressed this issue by proposing methods based on the observation of streamed traffic throughout the network. These conventional systems maintain a high detection accuracy while coping with some of the traffic variation in the network (e. g., network delay and packet loss), however, their detection performance substantially degrades owing to the significant variation of video lengths. In this paper, we focus on overcoming this issue by proposing a novel content-leakage detection scheme that is robust to the variation of the video length. By comparing videos of different lengths, we determine a relation between the length of videos to be compared and the similarity between the compared videos. Therefore, we enhance the detection performance of the proposed scheme even in an environment subjected to variation in length of video. Through a testbed experiment, the effectiveness of our proposed scheme is evaluated in terms of variation of video length, delay variation, and packet loss.

  261. A Novel Communication Mode Selection Technique for DTN over MANET Architecture 査読有り

    Masaya Ito, Hiroki Nishiyama, Nei Kato

    International Conference on Computing, Networking and Communications (ICNC 2014) 2014年2月

    DOI: 10.1109/ICCNC.2014.6785395  

  262. An Overlay Network Construction Technique for Minimizing the Impact of Physical Network Disruption in Cloud Storage Systems 査読有り

    Katsuya Suto, Hiroki Nishiyama, Nei Kato, Takayuki Nakachi, Tatsuya Fujii, Atsushi Takahara

    International Conference on Computing, Networking and Communications (ICNC 2014) 2014年2月

    DOI: 10.1109/ICCNC.2014.6785307  

  263. An energy efficient upload transmission method in storage-embedded wireless mesh networks 査読有り

    Shintaro Arai, Katsuya Suto, Hiroki Nishiyama

    2014 IEEE International Conference on Communications, ICC 2014 2785-2790 2014年

    出版者・発行元:IEEE Computer Society

    DOI: 10.1109/ICC.2014.6883746  

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    The recent increase of wireless devices (i.e., STAtions (STAs)) brings forward an increase of energy consumption. We address the energy consumption issues for STAs in Wireless Mesh Networks (WMNs). One of the available techniques for power-saving is the sleep technique. However, since the common transmission mode from the STA to the server is performed based on end-to-end transmission, this results in increase of energy consumption of the STAs since they cannot enter sleep mode until end-to-end communications are completed. To cope with the issue, we focus on an Access Point equipped with External Storage (APES), which provide end-to-end communication instead of STAs. Using this, STAs can shorten the transmission time and decrease the energy consumption since they communicate with neighboring APES. In this paper, we propose a novel method to select the adequate APES as a proxy server based on the number of STAs and the amount of traffic from STAs. The proposed method effectively transmits data and reduces the energy consumption of the STAs. Moreover, we validate the efficiency of the proposed APES selection method through numerical analysis. © 2014 IEEE.

  264. MA-LTRT : A novel method to improve network connectivity and power consumption in mobile Ad-hoc based cyber-physical systems 査読有り

    Yuichi Kawamoto, Hiroki Nishiyama, Nei Kato

    IEEE Transactions on Emerging Topics in Computing 1 (2) 366-374 2013年12月1日

    出版者・発行元:IEEE Computer Society

    DOI: 10.1109/TETC.2013.2278707  

    ISSN:2168-6750

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    Recently, the development in wireless devices has made it possible to connect numerous devices by constructing networks only amongst themselves. Cyber-physical Systems (CPSs) are likely to emerge through such network environments to connect both humans and machines so that a smart society can evolve with remarkably convenient and yet foreseen pervasive communication. It is, however, difficult to establish adequate network infrastructures anywhere and anytime. Therefore, a critical research issue is to formulate an effective method for constructing networks. To address this issue, we focus on mobile ad-hoc based CPSs, which is a network system consisting of mobile devices. Because it does not require any specific facility, the mobile ad-hoc based CPS may be considered to be a good candidate for realizing next generation CPSs. It, however, presents two major research challenges, namely the difficulty to maintain high connectivity in the network constructed by only mobile nodes, and the need to reduce the power consumption of the nodes. For addressing these two challenges in the mobile ad-hoc based CPS, we propose a novel method called mobility aware, local tree-based reliable topology to construct the network with adequate network connectivity while ensuring a low level of power consumption.

  265. Towards Modeling Ad Hoc Networks: Current Situation and Future Direction 査読有り

    Jiajia Liu, Hiroki Nishiyama, Nei Kato, Tomoaki Kumagai, Atsushi Takahara

    IEEE Wireless Communications 2013年12月

    DOI: 10.1109/MWC.2013.6704474  

  266. Cross Layer Analysis on ONU Energy Consumption in Smart FiWi Networks 査読有り

    Ko Togashi, Hiroki Nishiyama, Nei Kato, Hirotaka Ujikawa, Ken-Ichi Suzuki, Naoto Yoshimoto

    IEEE WIRELESS COMMUNICATIONS LETTERS 2 (6) 695-698 2013年12月

    出版者・発行元:IEEE-INST ELECTRICAL ELECTRONICS ENGINEERS INC

    DOI: 10.1109/WCL.2013.100913.130505  

    ISSN:2162-2337

    eISSN:2162-2345

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    Smart Fiber Wireless (SFiWi) networks have attracted great attention due to their ability to become the next generation broadband access networks. FiWi networks integrate optical networks and wireless networks. Access networks consume much energy due to the increase of network participants and the volume of content. To conserve energy consumption in Passive Optical Network (PON), Optical Network Unit (ONU) sleep mode was proposed. The basic idea of ONU sleep mode is to enter sleep state, for an ONU sleep state period while the ONU is in idle situation. Traditional research on ONU sleep showed that long ONU sleep state period results only in increased latency. In this research we prove that excessively long ONU sleep state periods not only cause long latency but also result in more energy consumption. Furthermore, we derive the optimal sleep state period to minimize energy consumption. Also, we show that our derived sleep state period achieves better latency compared to large ONU sleep state period.

  267. Modeling Ad Hoc Mobile Networks: the General k-Hop Relay Routing 査読有り

    Jiajia Liu, Hiroki NishiyamaNei, Kato, Tomoaki Kumagai, Atsushi Takahara

    IEEE Global Communications Conference (GLOBECOM) 2013年12月

    DOI: 10.1109/GLOCOM.2013.6831042  

  268. Improving the Performance of FiWi Networks Through Collaboration Between ONU and APs 査読有り

    Kei Saito, Hiroki Nishiyama, Nei Kato, Hirotaka Ujikawa, Ken-Ichi Suzuki, Naoto Yoshimoto

    IEEE Global Communications Conference (GLOBECOM) 2013年12月

  269. A Novel Routing Method for Improving Message Delivery Delay in Hybrid DTN-MANET Networks 査読有り

    Masaya Ito, Hiroki Nishiyama, Nei Kato

    IEEE Global Communications Conference (GLOBECOM) 2013年12月

    DOI: 10.1109/GLOCOM.2013.6831050  

  270. A Centralized Multiple Access Scheme for Data Gathering in Satellite-Routed Sensor System (SRSS) 査読有り

    Yuichi Kawamoto, Hiroki Nishiyama, Nei Kato, Shinichi Yamamoto, Naoko Yoshimura, Naoto Kadowaki

    IEEE Global Communications Conference (GLOBECOM) 2013年12月

    DOI: 10.1109/GLOCOM.2013.6831531  

  271. Effective Data Collection via Satellite-Routed Sensor System (SRSS) to Realize Global-Scaled Internet of Things 査読有り

    Yuichi Kawamoto, Hiroki Nishiyama, Zubair Md Fadlullah, Nei Kato

    IEEE SENSORS JOURNAL 13 (10) 3645-3654 2013年10月

    出版者・発行元:IEEE-INST ELECTRICAL ELECTRONICS ENGINEERS INC

    DOI: 10.1109/JSEN.2013.2262676  

    ISSN:1530-437X

    eISSN:1558-1748

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    Recently, the concept of Internet of Things, referred to as IoT, has drawn a great deal of research attention for realizing an intelligent society. The IoT is expected to comprise millions of heterogeneous smart "things" having sensor terminals, which may collect various types of information. By sending these collected information via IoT, it is possible to construct many smart systems, e.g., automatic prevention of traffic jam and so on. However, the coverage of IoT and the capacity of its ground networks are, still, not capable enough to connect the numerous devices and terminals deployed all over the world. Therefore, there is an urgent need for effective data collection in such systems. In this paper, we focus on effective data collection by satellite-routed sensor system, which makes it possible to gather data from wide areas arbitrarily yet efficiently. However, multiple accesses from the numerous things to a satellite result in data collisions and increase the delay. For effectively resolving the problem of data collisions, we envision a new method, which utilizes a "divide and conquer" approach to collect data from the numerous things based upon demand. Also, we mathematically demonstrate how to optimize the operating time of our proposed. The effectiveness of our proposal is evaluated through numerical results.

  272. On the Fast-Convergence of Delay-Based Load Balancing over Multipaths for Dynamic Traffic Environments 査読有り

    Meng Li, Hiroki Nishiyama, Nei Kato, Kimihiro Mizutani, Osamu Akashi, Atsushi Takahara

    2013 International Conference on Wireless Communications and Signal Processing (WCSP 2013) 2013年10月

    DOI: 10.1109/WCSP.2013.6677078  

  273. A Traffic Distribution Technique to Minimize Packet Delivery Delay in Multilayered Satellite Networks 査読有り

    Yuichi Kawamoto, Hiroki Nishiyama, Nei Kato, Naoto Kadowaki

    IEEE TRANSACTIONS ON VEHICULAR TECHNOLOGY 62 (7) 3315-3324 2013年9月

    出版者・発行元:IEEE-INST ELECTRICAL ELECTRONICS ENGINEERS INC

    DOI: 10.1109/TVT.2013.2256812  

    ISSN:0018-9545

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    Multi-Layered Satellite Networks (MLSNs) have enormous potential to provide a ubiquitous wireless environment due to their advantages, such as extensive coverage, high network capacity, and lower delay performance. Since MLSNs are flexible and can be expanded easily to construct useful communication networks, researchers have paid a great deal of attention to find out how to use them efficiently. However, traffic congestion may occur in such networks since the distribution of MLSN users is heavily influenced by geographical restrictions, and they may often lead to severe communication delay and throughput degradation. Traditional research has proposed a counter-measure for avoiding traffic congestion caused by traffic flow on each layer. However, they do not consider congestion due to the inter-layer traffic that may, indeed, occur in MLSNs. Therefore, to effectively resolve the problem of traffic congestion, we propose a new-MLSN model by envisioning a method to distribute the flow of packets between the two layers of the considered MLSNs for minimizing the packet delivery delay of the network. Moreover, we analyze the effect of the method on the packet delivery delay by considering propagation and queuing latencies. The analysis clearly shows the advantage of our proposed model. Furthermore, computer-based simulation results validate our analysis and demonstrate the effectiveness of our proposed model.

  274. A novel gateway selection technique for throughput optimization in configurable wireless mesh networks 査読有り

    Wei Liu, Hiroki Nishiyama, Nei Kato, Yoshitaka Shimizu, Tomoaki Kumagai

    International Journal of Wireless Information Networks 20 (3) 195-203 2013年9月

    DOI: 10.1007/s10776-013-0203-y  

    ISSN:1068-9605 1572-8129

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    Wireless mesh networks (WMNs) have attracted much attention due to their low up-front cost, easy network deployment, stable topology, robustness, reliable coverage, and so forth. These advantages are suitable for the disaster recovery applications in disaster areas, where WMNs can be advantageously utilized to restore network collapse after the disaster. In this paper, based on a new network infrastructure for WMNs, to guarantee high network performance, we focus on the issue of throughput optimization to improve the performance for WMNs. Owing to selecting different mesh router (MR) as the gateway will lead to different network throughput capacity, we propose a novel gateway selection technique to rapidly select the optimal MR as the gateway, in order to maximize the network throughput. In addition, we take into account the traffic distribution for the MR to eliminate traffic congestion in our method. The performance of our proposed method is evaluated by both numerical and simulated analysis. The simulation results demonstrate that the gateway selection method is effective and efficient to optimize the throughput for WMNs. © 2013 Springer Science+Business Media New York.

  275. On Characterizing Peer-to-Peer Streaming Traffic 査読有り

    Jie Yang, Lun Yuan, Chao Dong, Gang Cheng, Nirwan Ansari, Nei Kato

    IEEE JOURNAL ON SELECTED AREAS IN COMMUNICATIONS 31 (9) 175-188 2013年9月

    出版者・発行元:IEEE-INST ELECTRICAL ELECTRONICS ENGINEERS INC

    DOI: 10.1109/JSAC.2013.SUP.0513016  

    ISSN:0733-8716

    eISSN:1558-0008

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    Extensive studies have shown that the peer-to-peer (P2P) traffic has already become the dominant traffic in the current Internet. The current P2P streaming user base is still undergoing stunning growth in China although its user scale already reached 158 million in 2010, 68% of Chinese web users. Hence, a comprehensive understanding of the P2P streaming network traffic characterization is essential to Internet Service Providers (ISPs) in terms of network planning and resource allocation. In this paper, based on the massive data collected with a passive network monitoring equipment placed in the Internet backbone, we provide an in-depth view of the current P2P streaming traffic in the current Internet of China. In particular, we statistically study the P2P streaming traffic in both wired (ADSL in this paper) and wireless (CDMA) networks, and characterize the traffic from both flow-level and packet-level aspects. Our study uncovers the significant impact of the P2P streaming traffic on the underlying network due to its unique characteristics and the bandwidth intensive nature of the corresponding applications. In addition, the result reveals the significant difference between the characterizations of the P2P streaming traffic in wired and wireless networks due to their respective intrinsic environmental characteristics.

  276. THUP: A P2P Network Robust to Churn and DoS Attack Based on Bimodal Degree Distribution 査読有り

    Katsuya Suto, Hiroki Nishiyama, Nei Kato, Takayuki Nakachi, Tatsuya Fujii, Atsushi Takahara

    IEEE JOURNAL ON SELECTED AREAS IN COMMUNICATIONS 31 (9) 247-256 2013年9月

    出版者・発行元:IEEE-INST ELECTRICAL ELECTRONICS ENGINEERS INC

    DOI: 10.1109/JSAC.2013.SUP.0513022  

    ISSN:0733-8716

    eISSN:1558-0008

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    Hierarchical unstructured peer-to-peer (P2P) networks for file sharing systems such as Gnutella and Kazaa have made a tremendous achievement in the last decade. However, while these P2P networks can be tolerant to churn, i.e., the dynamics of peer participation and departure (or fault), there still remains the issue of vulnerability to Denial of Service (DoS) attacks, i.e., when the highest degree peers are removed. In order to overcome this shortcoming, we focus on a bimodal degree distribution, which is tolerant to both churn and DoS attacks. However, the network topology affects the network stability that was not taken into considered in the previous works. Therefore, we analyze the optimal network topology for DoS attack tolerance, and accordingly develop the peer joining procedure to construct and maintain the proposed network topology. Our proposed scheme is dubbed THUP (churn/DoS Tolerant, Hierarchical, Unstructured, P2P network). Performance evaluation conducted through computer simulations shows that THUP substantially improves the stability and communication efficiency compared with other existing P2P networking structures.

  277. On the Effect of Data Request Message Flooding in Dense Wireless Sensor Networks with a Mobile Sink 査読有り

    Daisuke Takaishi, Hiroki Nishiyama, Nei Kato, Ryu Miura

    IEEE 78th Vehicular Technology Conference (VTC 2013 Fall) 2013年9月

    DOI: 10.1109/VTCFall.2013.6692313  

  278. Toward Terminal-to-Terminal Communication Networks: A Hybrid MANET and DTN Approach 招待有り 査読有り

    Yuichi Kawamoto, Hiroki Nishiyama, Nei Kato

    IEEE Workshop on Emerging Technologies and Trends for Public Safety Communications 2013 2013年9月

    DOI: 10.1109/CAMAD.2013.6708122  

  279. Mesh Router Selection to Maximize System Throughput in Dense Wireless Mesh Networks 査読有り

    Panu Avakul, Hiroki Nishiyama, Nei Kato, Yoshitaka Shimizu, Tomoaki Kumagai

    International Conference on High Performance Switching and Routing (HPSR 2013) 2013年7月

    DOI: 10.1109/HPSR.2013.6602300  

  280. Cooperative QoS Control Scheme Based on Scheduling Information in FiWi Access Network 査読有り

    Zubair Md. Fadlullah, Hiroki Nishiyama, Yuichi Kawamoto, Hirotaka Ujikawa, Ken-Ichi Suzuki, Naoto Yoshimoto

    IEEE TRANSACTIONS ON EMERGING TOPICS IN COMPUTING 1 (2) 375-383 2013年7月

    出版者・発行元:IEEE-INST ELECTRICAL ELECTRONICS ENGINEERS INC

    DOI: 10.1109/TETC.2013.2278699  

    ISSN:2168-6750

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    Fiber-wireless (FiWi) access networks comprising wireless local area networks (WLANs) and passive optical networks (PONs) have attracted much attention recently for future cyber-physical systems (CPSs). Because of the explosive growth of smart devices such as smart phones and sensors, the number of such devices has also grown phenomenally that require real time communication demanding quality of service (QoS)-centric applications for CPSs, such as smart grid, medical, and traffic control systems, which construct smart society. To deal with such situations, the FiWi access networks may be a suitable choice since they are capable of providing both wide bandwidth and flexibility. However, combining the WLAN and PON in FiWi that are inherently different networking technologies leads to inefficient data transmission in the point of junction of the WLAN and PON. Therefore, the QoS of real time communication degrades significantly. In this paper, we address this problem involving QoS degradation in the FiWi networks, and propose a QoS control scheme, which is based on cooperation between the WLAN and PON. Through computer-based simulations, we demonstrate that our proposed scheme can significantly improve the QoS performance of the FiWi access networks for CPSs.

  281. Throughput Capacity of MANETs with Power Control and Packet Redundancy 査読有り

    Jiajia Liu, Xiaohong Jiang, Hiroki Nishiyama, Nei Kato

    IEEE Transactions on Wireless Communications 2013年6月

    DOI: 10.1109/TWC.2013.042413.121683  

  282. An Efficient Data Transfer Method for Distributed Storage System over Satellite Networks 査読有り

    Katsuya Suto, Panu Avakul, Hiroki Nishiyama, Nei Kato

    IEEE 77th Vehicular Technology Conference (VTC2013 Spring) 2013年6月

    DOI: 10.1109/VTCSpring.2013.6691869  

  283. Throughput Analysis for Two-Hop Relay Mobile Ad Hoc Networks with Receiver Probing 査読有り

    Jiajia Liu, Xiaohong Jiang, Hiroki Nishiyama, Nei Kato

    IEEE International Conference on Communications (ICC) 2013年6月

    DOI: 10.1109/ICC.2013.6655577  

  284. On the Effect of Cooperation Between Power Saving Mechanisms in WLANs and PONs 査読有り

    Ko Togashi, Hiroki Nishiyama, Nei Kato, Hirotaka Ujikawa, Ken-Ichi Suzuki, Naoto Yoshimoto

    IEEE International Conference on Communications (ICC) 2013年6月

    DOI: 10.1109/ICC.2013.6655603  

  285. Performance Modeling for Relay Cooperation in Delay Tolerant Networks 査読有り

    Jiajia Liu, Xiaohong Jiang, Hiroki Nishiyama, Nei Kato

    MOBILE NETWORKS & APPLICATIONS 18 (2) 186-194 2013年4月

    出版者・発行元:SPRINGER

    DOI: 10.1007/s11036-012-0357-3  

    ISSN:1383-469X

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    Delay tolerant networks (DTNs) rely on the mobility of nodes and sequences of their contacts to compensate for lack of continuous connectivity and thus enable messages to be delivered from end to end in a "store-carry-forward" way, where multiple relay nodes are usually employed in the message delivery process. In this paper, we focus on such relay cooperation and analytically explore its impact on the delivery performance in DTNs. Specifically, we first develop a continuous time Markov chain-based theoretical framework to model the complicated message delivery process in delay tolerant networks adopting the two-hop relay algorithm. We then derive closed-form expressions for both the expected delivery delay and the corresponding expected delivery cost, where the important relay behaviors of forwarding traffic for itself or for other nodes are carefully incorporated into the analysis.

  286. On the Delivery Probability of Two-Hop Relay MANETs with Erasure Coding 査読有り

    Jiajia Liu, Xiaohong Jiang, Hiroki Nishiyama, Nei Kato

    IEEE TRANSACTIONS ON COMMUNICATIONS 61 (4) 1314-1326 2013年4月

    出版者・発行元:IEEE-INST ELECTRICAL ELECTRONICS ENGINEERS INC

    DOI: 10.1109/TCOMM.2013.020413.120198  

    ISSN:0090-6778

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    This paper focuses on the delivery probability performance in a two-hop relay mobile ad hoc network (MANET) with erasure coding. Available works in this line either considered a simple extreme case of achieving the delivery probability 1, or assumed a simple traffic pattern with only one source-destination pair, or studied a very special MANET scenario (i.e., the sparsely distributed MANET) by assuming that whenever two nodes meet together they can transmit to each other. Obviously, such models cannot be applied for an accurate delivery probability analysis in the general MANETs where the interference, medium contention and traffic contention issues are of significant importance. In this paper, a general finite-state absorbing Markov chain theoretical framework is first developed to model the complicated message spreading process in the challenging MANETs. Based on the theoretical framework, closed-form expressions are further derived for the corresponding message delivery probability under any given message lifetime and message size, where all the above important issues in MANETs are carefully incorporated into analysis. As verified through extensive simulation studies, the new framework can be used to accurately predict the message delivery probability behavior and characterize its relationship with the message size, replication factor and node density there.

  287. A Novel Game-based Demand Side Management Scheme for Smart Grid 査読有り

    Zubair. M. Fadlullah, Minh. Q. Duong, Nei Kato, Ivan Stojmenovic

    IEEE Wireless Communications and Networking Conference (WCNC 2013) 2013年4月

    DOI: 10.1109/WCNC.2013.6555332  

  288. Smart FiWi Networks: Challenges and Solutions for QoS and Green Communications 査読有り

    Zubair Md. Fadlullah, Hiroki Nishiyama, Nei Kato, Hirotaka Ujikawa, Kenichi Suzuki, Naoto Yoshimoto

    IEEE Intelligent Systems 2013年3月

    DOI: 10.1109/MIS.2013.46  

  289. Toward Optimized Traffic Distribution for Efficient Network Capacity Utilization in Two-Layered Satellite Networks 査読有り

    Hiroki Nishiyama, Yuta Tada, Nei Kato, Naoko Yoshimura, Morio Toyoshima, Naoto Kadowaki

    IEEE TRANSACTIONS ON VEHICULAR TECHNOLOGY 62 (3) 1303-1313 2013年3月

    出版者・発行元:IEEE-INST ELECTRICAL ELECTRONICS ENGINEERS INC

    DOI: 10.1109/TVT.2012.2227861  

    ISSN:0018-9545

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    A multi-layered satellite network (MLSN) appears to be a promising network for providing global ubiquitous broadband communication. To utilize the abundant network resources of the MLSNs, fair traffic distribution among its satellite layers is, indeed, important. In this paper, we propose a routing method to optimally distribute traffic load among the layers (i.e., the satellite layers in the MLSN). The load balancing scheme of the proposed routing method is developed by adopting a traffic distribution model, which is based upon network capacity estimation and theoretical analysis of the congestion rate in each layer. The performance of the proposed routing method has been validated through extensive computer simulations, which demonstrate that our traffic distribution model is reliable enough to characterize the traffic behavior in the MLSN. Furthermore, in contrast with the basic routing approach, our proposed routing method is more effective in terms of improved throughput and lower packet drops, which are optimized by the theoretical parameter setting.

  290. Cluster-Based Certificate Revocation with Vindication Capability for Mobile Ad Hoc Networks 査読有り

    Wei Liu, Hiroki Nishiyama, Nirwan Ansari, Jie Yang, Nei Kato

    IEEE TRANSACTIONS ON PARALLEL AND DISTRIBUTED SYSTEMS 24 (2) 239-249 2013年2月

    出版者・発行元:IEEE COMPUTER SOC

    DOI: 10.1109/TPDS.2012.85  

    ISSN:1045-9219

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    Mobile ad hoc networks (MANETs) have attracted much attention due to their mobility and ease of deployment. However, the wireless and dynamic natures render them more vulnerable to various types of security attacks than the wired networks. The major challenge is to guarantee secure network services. To meet this challenge, certificate revocation is an important integral component to secure network communications. In this paper, we focus on the issue of certificate revocation to isolate attackers from further participating in network activities. For quick and accurate certificate revocation, we propose the Cluster-based Certificate Revocation with Vindication Capability (CCRVC) scheme. In particular, to improve the reliability of the scheme, we recover the warned nodes to take part in the certificate revocation process; to enhance the accuracy, we propose the threshold-based mechanism to assess and vindicate warned nodes as legitimate nodes or not, before recovering them. The performances of our scheme are evaluated by both numerical and simulation analysis. Extensive results demonstrate that the proposed certificate revocation scheme is effective and efficient to guarantee secure communications in mobile ad hoc networks.

  291. Fairness Issue in Message Delivery in Delay- and Disruption-Tolerant Networks for Disaster Areas 査読有り

    Asato Takahashi, Hiroki Nishiyama, Nei Kato

    International Conference on Computing, Networking and Communications (ICNC 2013) 2013年1月

    DOI: 10.1109/ICCNC.2013.6504207  

  292. On the Throughput Evaluation of Wireless Mesh Network Deployed in Disaster Areas 査読有り

    Thuan Ngo, Hiroki Nishiyama, Nei Kato, Yoshitaka Shimizu, Kohei Mizuno, Tomoaki Kumagai

    International Conference on Computing, Networking and Communications (ICNC 2013) 2013年1月

    DOI: 10.1109/ICCNC.2013.6504119  

  293. On the Optimal Transmission Distance for Power-aware Routing in Ad hoc Networks 査読有り

    Ahmed E.A.A. Abdulla, Zubair Md. Fadlullah, Hiroki Nishiyama, Nei Kato

    International Conference on Computing, Networking and Communications, Wireless Ad Hoc and Sensor Networks Symposium (ICNC 2013 - WAHS) 2013年1月

    DOI: 10.1109/ICCNC.2013.6504139  

  294. Performance modeling of three-hop relay routing in Intermittently Connected Mobile Networks 査読有り

    Jiajia Liu, Hiroki Nishiyama, Nei Kato

    IEEE Wireless Communications and Networking Conference, WCNC 2108-2112 2013年

    DOI: 10.1109/WCNC.2013.6554888  

    ISSN:1525-3511

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    A significant amount of works has been done to model the delivery performances in Intermittently Connected Mobile Networks (ICMNs). However, available works considered either the two-hop relay routing or the epidemic routing, which actually represent two extreme cases of the message delivery process in ICMNs. In this paper, we take one step ahead and focus on the three-hop relay routing where each message travels at most three hops to reach the destination. Under such a scheme, besides that the source can send a message copy to each node it meets, a relay which receives the message directly from the source can also replicate the message to other nodes, while a relay node which receives the message from another relay can only forward the message to the destination. In order to characterize the complicated message delivery process under the three-hop relay routing, a multidimensional Markov chain theoretical framework is developed. Based on the Markov chain framework and block matrix theory, closed-form expressions are further derived for the important message delivery delay and delivery cost. Extensive numerical results are also provided to explore the achievable delivery performances under the three-hop relay. © 2013 IEEE.

  295. Intrusion detection system (IDS) for combating attacks against cognitive radio networks 査読有り

    Zubair Md. Fadlullah, Hiroki Nishiyama, Nei Kato, Mostafa M. Fouda

    IEEE Network 27 (3) 51-56 2013年

    DOI: 10.1109/MNET.2013.6523809  

    ISSN:0890-8044

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    While cognitive radio networks (CRNs) present a promising solution to solve the scarcity of the radio spectrum, they are still susceptible to security threats. Until now, only a few researchers considered the use of intrusion detection systems (IDSs) to combat these threats against CRNs. In this article we describe a CRN based on IEEE wireless regional area network (WRAN) and describe some of the security threats against it. For the secondary users in the CRN to quickly detect whether they are being attacked, a simple yet effective IDS is then presented. Our proposal uses non-parametric cumulative sum (cusum) as the change point detection algorithm to discover the abnormal behavior due to attacks. Our proposed IDS adopts an anomaly detection approach and it profiles the CRN system parameters through a learning phase. So, our proposal is also able to detect new types of attacks. As an example, we present the case of detection of a jamming attack, which was not known to the IDS beforehand. The proposed IDS is evaluated through computer based simulations, and the simulation results clearly indicate the effectiveness of our proposal. © 1986-2012 IEEE.

  296. Packet transfer delay minimization by network-wide equalization of unbalanced traffic load in Multi-Layered satellite networks 査読有り

    Yuichi Kawamoto, Hiroki Nishiyama, Nei Kato, Naoko Yoshimura, Naoto Kadowaki

    IEEE Vehicular Technology Conference 2013年

    DOI: 10.1109/VTCSpring.2013.6692690  

    ISSN:1550-2252

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    Multi-Layered Satellite Networks (MLSNs) have many advantages such as extensive coverage, lower delay performance, and disaster resistance. Moreover, the networks permit load distribution by bypassing traffic efficiently from lower layers to upper layers. In the future, the MLSNs should play an important role to provide global communication services. However, sometimes traffic congestion happens in these networks since the distribution of users is unbalanced heavily depending on geographical restrictions, which causes bad effects on the networks such as increasing delay. Therefore, we focus on network design to avoid traffic congestion. There are many constitution elements to design these networks. One of the most significant elements is the altitude of satellites because it affects propagation distance and number of links between layers in MLSNs, and thus the packet transfer delay of the networks. Therefore, we analyze the relationship between the altitude of satellites and the packet transfer delay with network-wide equalization. Furthermore, the existence of the optimal altitude of satellites is denoted in this paper. Our analyses are validated by simulation experiments. © 2013 IEEE.

  297. Disaster-resilient networking: A new vision based on movable and deployable resource units 査読有り

    Toshikazu Sakano, Zubair Fadlullah, Thuan Ngo, Hiroki Nishiyama, Masataka Nakazawa, Fumiyuki Adachi, Nei Kato, Atsushi Takahara, Tomoaki Kumagai, Hiromichi Kasahara, Shigeki Kurihara

    IEEE Network 27 (4) 40-46 2013年

    DOI: 10.1109/MNET.2013.6574664  

    ISSN:0890-8044

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    During the great east Japan earthquake on March 11, 2011, a lot of ICT resources - telecom switching offices, optical fiber links, and so forth - were completely or partially damaged due to the tremor and the resultant tsunami. As a consequence, the demand for ICT services explosively increased, mainly because the people of the affected areas were trying desperately to communicate with the outside world that led to a phenomenal rise in the network traffic. In the Nippon Telegraph and Telephone (NTT) East Corporation alone, 385 telephone offices stopped operating immediately following the earthquake because of power outages and disruption of facilities. Approximately 1.5 million users were cut off from using fixed-line telephone service. The demand for fixed-line and mobile telephone services jumped up to 10-50 times the usual. This gave rise to serious traffic congestion, and the emergency ICT networks and services could not deal with this issue sufficiently. This article proposes a network architecture that is resilient even through devastating disasters by effectively exploiting specially designed movable and deployable resource units, which we refer to as MDRUs. An MDRU having the ability to accommodate communication and information processing functions can be rapidly transported or moved to the disaster zone, and can be deployed within a reasonably short time to establish the network at the disaster site and launch ICT services. The concept and configuration of the network architecture based on the MDRU and its features are described in this article. Some preliminary simulation results are also reported to evaluate the performance of our adopted MDRU-based disaster resilient network. © 1986-2012 IEEE.

  298. A divide and conquer approach for efficient bandwidth allocation in next generation satellite-routed sensor system (SRSS) 査読有り

    Yuichi Kawamoto, Hiroki Nishiyama, Nei Kato, Shinichi Yamamoto, Naoko Yoshimura, Naoto Kadowaki

    2013 9th International Wireless Communications and Mobile Computing Conference, IWCMC 2013 741-745 2013年

    DOI: 10.1109/IWCMC.2013.6583649  

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    Next generation satellite-routed sensor system (SRSS) is expected to provide disaster detection system with high real-time performance. By using satellite networks, SRSS realizes data collection from multiple sensor terminals deployed in a wide area. However, an efficient access control scheme is needed to achieve multiple access from numerous sensor terminals to the satellite with its limited bandwidth. Conventional research works propose a countermeasure to avoid data collisions at the satellite. However, they do not consider the situation that a significantly large number of sensor terminals communicate with the satellite anytime, which cause data collisions and decrease real-time performance. Therefore, in order to efficiently resolve these problems, we propose a new scheme which utilizes a divide and conquer approach for efficient bandwidth allocation. The effect of the scheme on the amount of time for allocating satellite bandwidth is also analyzed. The analysis clearly shows the advantage of our proposed scheme. Furthermore, numerical results demonstrate the effectiveness of our proposal. © 2013 IEEE.

  299. Characterizing the impact of non-uniform deployment of APs on network performance under partially overlapped channels 査読有り

    Wei Zhao, Zubair Md. Fadlullah, Hiroki Nishiyama, Nei Kato

    Lecture Notes in Computer Science (including subseries Lecture Notes in Artificial Intelligence and Lecture Notes in Bioinformatics) 7992 244-254 2013年

    DOI: 10.1007/978-3-642-39701-1_21  

    ISSN:0302-9743 1611-3349

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    Partially overlapped channels were demonstrated to have the potential of improving the network performance. One example is an increased capacity in a well saturated network. We address the problem of Wi-Fi network planning incorporating partially overlapped channels by more efficiently exploring the spatial reuse to increase the network capacity. We exploit that the interference ranges for separated channels are different, which can be utilized to deploy access points non-uniformly. In this paper, we formulate the problem, show that it can not be solved in polynomial time. Therefore, we propose a greedy optimization algorithm and validate the theoretical results through computer-based simulations. © 2013 Springer-Verlag Berlin Heidelberg.

  300. A framework for information propagation in mobile sensor networks 査読有り

    Jiajia Liu, Hiroki Nishiyama, Nei Kato

    Proceedings - IEEE 10th International Conference on Mobile Ad-Hoc and Sensor Systems, MASS 2013 214-221 2013年

    DOI: 10.1109/MASS.2013.9  

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    A common complication for routing in mobile sensor networks is how to efficiently control the forwarding behaviors of relay nodes so as to save their energy consumption and buffer usage while simultaneously satisfy the specified delivery performance requirement. Available works either assign each message with a lifetime, a maximum number of copies, or a sequence number, or flush special feedback information among the whole network after the message reception. In the former case, a relay node has no idea of the message reception status and will carry and forward the message until meeting the destination, while the latter could efficiently notify all relay nodes but demands extra communication resources. Different from previous studies, we consider in this paper an explicit probabilistic stopping mechanism for relay nodes. Under such mechanism, a relay node that is actively disseminating a message will stop spreading the message with a certain probability, after meeting another node having already received the message. We first develop a two-dimensional Markov chain framework to characterize the highly complicated dynamics until the end of message propagation, then conduct Markovian analysis to derive the associated important performance metrics, including the average time required for the completion of message propagation, the expectation and variance of the fraction of nodes finally receiving the message, and the probability that a given number of nodes end up with the message, etc. Finally, extensive numerical results are provided to analytically explore how the network parameter settings may affect these performance metrics. © 2013 IEEE.

  301. An intelligent routing scheme effectively utilizing mass storage embedded on satellites to mitigate network congestions 査読有り

    Kazuma Kaneko, Yuuichi Kawamoto, Hiroki Nishiyama, Nei Kato, Shinichi Yamamoto, Naoko Yoshimura

    MSWiM 2013 - Proceedings of the 16th ACM International Conference on Modeling, Analysis and Simulation of Wireless and Mobile Systems 167-171 2013年

    DOI: 10.1145/2507924.2507951  

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    Recently, since many kinds of wireless devices have been widely used and a large amount of contents is available on the Internet, a network system that provides adequate services anytime and anywhere is required. In this research, we focus on satellite networks using mass storage devices to provide the above mentioned services. In this kind of network, multiple satellites are used to cover the whole surface of the earth, and each satellite is equipped with a mass storage device. By using mass storage devices, the satellite network can manage a high buffer capacity to handle large amounts of data. However, no routing method has been developed for such kind of satellite network that can utilize the storage devices and manage the large amount of data in the network effectively. In this paper, we propose a novel routing scheme for the efficient utilization of the mass storage on satellites to mitigate network congestion. The proposed method is analyzed mathematically. The numerical results validate the effectiveness of our proposed method. © 2013 ACM.

  302. Optimal Forwarding Games in Mobile Ad Hoc Networks with Two-Hop f-cast Relay 査読有り

    Jiajia Liu, Xiaohong Jiang, Hiroki Nishiyama, Ryu Miura, Nei Kato, Naoto Kadowaki

    IEEE JOURNAL ON SELECTED AREAS IN COMMUNICATIONS 30 (11) 2169-2179 2012年12月

    出版者・発行元:IEEE-INST ELECTRICAL ELECTRONICS ENGINEERS INC

    DOI: 10.1109/JSAC.2012.121209  

    ISSN:0733-8716

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    This paper examines the optimal forwarding problem in mobile ad hoc networks (MANETs) based on a generalized two-hop relay with limited packet redundancy f (f-cast) for packet routing. We formulate such problem as a forwarding game, where each node i individually decides a probability tau(i) (i. e., a strategy) to deliver out its own traffic and helps to forward other traffic with probability 1-tau(i), tau(i) is an element of [0, 1], while its payoff is the achievable throughput capacity of its own traffic. We derive closed-form result for the per node throughput capacity (i. e., payoff function) when all nodes play the symmetric strategy profiles, identify all the possible Nash equilibria of the forwarding game, and prove that there exists a Nash equilibrium strategy profile that is strictly Pareto optimal. Finally, for any symmetric profile, we explore the possible maximum per node throughput capacity and determine the corresponding optimal setting of f to achieve it.

  303. Generalized Two-Hop Relay for Flexible Delay Control in MANETs 査読有り

    Jiajia Liu, Xiaohong Jiang, Hiroki Nishiyama, Nei Kato

    IEEE-ACM TRANSACTIONS ON NETWORKING 20 (6) 1950-1963 2012年12月

    出版者・発行元:IEEE-INST ELECTRICAL ELECTRONICS ENGINEERS INC

    DOI: 10.1109/TNET.2012.2187923  

    ISSN:1063-6692

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    The available two-hop relay protocols with out-of-order or strictly in-order reception cannot provide a flexible control for the packet delivery delay, which may significantly limit their applications to the future mobile ad hoc networks (MANETs) with different delay requirements. This paper extends the conventional two-hop relay and proposes a general group-based two-hop relay algorithm with packet redundancy. In such an algorithm with packet redundancy limit f and group size g (2HR-(f, g) for short), each packet is delivered to at most f distinct relay nodes and can be accepted by its destination if it is a fresh packet to the destination and also it is among g packets of the group the destination is currently requesting. The 2HR-(f, g) covers the available two-hop relay protocols as special cases, like the in-order reception ones (f >= 1, g = 1), the out-of-order reception ones with redundancy (f > 1, g = infinity), or without redundancy (f = 1, g = infinity). A Markov chain-based theoretical framework is further developed to analyze how the mean value and variance of packet delivery delay vary with the parameters f and g, where the important medium contention, interference, and traffic contention issues are carefully incorporated into the analysis. Extensive simulation and theoretical results are provided to illustrate the performance of the 2HR-(f, g) algorithm and the corresponding theoretical framework, which indicate that the theoretical framework is efficient in delay analysis and the new 2HR-(f, g) algorithm actually enables both the mean value and variance of packet delivery delay to be flexibly controlled in a large region.

  304. Throughput Capacity of the Group-Based Two-Hop Relay Algorithm in MANETs 査読有り

    Jiajia Liu, Xiaohong Jiang, Hiroki Nishiyama, Nei Kato

    IEEE Global Communications Conference (Globecom 2012) 2012年12月

    DOI: 10.1109/GLOCOM.2012.6503085  

  305. A Novel Demand Control Policy for Improving Quality of Power Usage in Smart Grid 査読有り

    Mostafa M. Fouda, Zubair Md. Fadlullah, Nei Kato, Akira Takeuchi, Yousuke Nozaki

    IEEE Global Communications Conference (Globecom 2012) 2012年12月

    DOI: 10.1109/GLOCOM.2012.6503938  

  306. Benefit of Selecting Number of Active Mesh Router in Disaster Orienred Wireless Mesh Network 査読有り

    Panu Avakul, Hiroki Nishiyama, Nei Kato, Yoshitaka Shimizu, Tomoaki Kumagai

    International Conference on Computer Science and Software Engineering (CCSE 2012) 2012年12月

  307. Capacity and Delay of Probing-Based Two-Hop Relay in MANETs 査読有り

    Jiajia Liu, Juntao Gao, Xiaohong Jiang, Hiroki Nishiyama, Nei Kato

    IEEE TRANSACTIONS ON WIRELESS COMMUNICATIONS 11 (11) 4172-4183 2012年11月

    出版者・発行元:IEEE-INST ELECTRICAL ELECTRONICS ENGINEERS INC

    DOI: 10.1109/TWC.2012.091812.120346  

    ISSN:1536-1276

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    Due to their simplicity and efficiency, the two-hop relay algorithm and its variants serve as a class of attractive routing schemes for mobile ad hoc networks (MANETs). With the available two-hop relay schemes, a node, whenever getting an opportunity for transmission, randomly probes only once a neighbor node for the possible transmission. It is notable that such single probing strategy, although simple, may result in a significant waste of the precious transmission opportunities in highly dynamic MANETs. To alleviate such limitation for a more efficient utilization of limited wireless bandwidth, this paper proposes a more general probing-based two-hop relay algorithm with limited packet redundancy. In such an algorithm with probing round limit tau and packet redundancy limit f, each transmitter is allowed to conduct up to t rounds of probing for identifying a possible receiver and each packet can be delivered to at most f distinct relays. A general theoretical framework is further developed to help us understand that under different setting of tau and f, how we can benefit from multiple probings in terms of the per node throughput capacity and the expected end-to-end packet delay.

  308. A Novel P2P VoD Streaming Technique Integrating Localization and Congestion Awareness Strategies 査読有り

    Mostafa M. Fouda, Zubair Md. Fadlullah, Mohsen Guizani, Nei Kato

    MOBILE NETWORKS & APPLICATIONS 17 (5) 594-603 2012年10月

    出版者・発行元:SPRINGER

    DOI: 10.1007/s11036-011-0342-2  

    ISSN:1383-469X

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    The concept of the "future Internet" has evolved amongst researchers recently to relieve the tremendous pressure on the current Internet infrastructure to support the heterogeneous networking technologies, mobile devices, increased population of users, and also the high user requirements for real-time services and applications. Peer-to-Peer (P2P) Video on Demand (VoD) streaming technologies are expected to be a key technology in the future Internet. Because the existing P2P streaming techniques are attributed to a number of shortcomings, P2P VoD schemes need to be adequately redesigned for the future Internet. In this paper, we propose a scheme to effectively provide VoD by using P2P-based mesh overlay networks that may be suitable for the future Internet. Our scheme selects the most appropriate peers by exploiting domain-based localization and congestion awareness strategies. Through simulations, our proposed scheme is demonstrated to have scalability and capability of reducing the startup delay and total link cost, while maintaining high playback rate. The results are encouraging and show the importance of redesigning P2P VoD services in future Internet.

  309. On Real-Time Data Gathering in Next Generation Satellite-Routed Sensor System (SRSS) 査読有り

    Yuichi Kawamoto, Hiroki Nishiyama, Nei Kato, Shinichi Yamamoto, Naoko Yoshimura, Naoto Kadowaki

    2012 International Conference on Wireless Communications and Signal Processing (WCSP 2012) 2012年10月

    DOI: 10.1109/WCSP.2012.6542956  

  310. A Bandwidth Allocation Method to Improve User QoS Satisfaction Without Decreasing System Throughput in Wireless Access Networks 査読有り

    Kenta Suzuki, Hiroki Nishiyama, Nei Kato, Hirotaka Ujikawa, Ken-Ichi Suzuki, Naoto Yoshimoto

    23rd IEEE International Symposium on Personal, Indoor and Mobile Radio Communication (PIMRC 2012) 2012年9月

    DOI: 10.1109/PIMRC.2012.6362572  

  311. A Novel Gateway Selection Method to Maximize the System Throughput of Wireless Mesh Network Deployed in Disaster Areas 査読有り

    Wei Liu, Hiroki Nishiyama, Nei Kato, Yoshitaka Shimizu, Tomoaki Kumagai

    23rd IEEE International Symposium on Personal, Indoor and Mobile Radio Communication (PIMRC 2012) 2012年9月

    DOI: 10.1109/PIMRC.2012.6362887  

  312. Protocol Optimization for Integrated Heterogeneous Networks in Disaster Areas 査読有り

    Yuichi Kawamoto, Hiroki Nishiyama, Nei Kato

    The 15th International Symposium on Wireless Personal Multimedia Communications 2012 (WPMC 2012) 2012年9月

  313. Towards Throughput Optimization of Wireless Mesh Networks in Disaster Areas 査読有り

    Wei Liu, Hiroki Nishiyama, Nei Kato

    The 15th International Symposium on Wireless Personal Multimedia Communications 2012 (WPMC 2012) 2012年9月

  314. Traffic Distribution to Mitigate Downlink Congestion in Two-Layered Satellite Networks 査読有り

    Kazuma Yoshida, Hiroki Nishiyama, Nei Kato, Naoko Yoshimura, Morio Toyoshima, Naoto Kadowaki

    IEEE International Conference on Network Infrastructure and Digital Content (IC-NIDC 2012) 2012年9月

    DOI: 10.1109/ICNIDC.2012.6418773  

  315. A Highly Efficient DAMA Algorithm for Making Maximum Use of both Satellite Transponder Bandwidth and Transmission Power 査読有り

    Katsuya Nakahira, Takatoshi Sugiyama, Hiroki Nishiyama, Nei Kato

    IEICE TRANSACTIONS ON COMMUNICATIONS E95B (8) 2619-2630 2012年8月

    出版者・発行元:IEICE-INST ELECTRONICS INFORMATION COMMUNICATIONS ENG

    DOI: 10.1587/transcom.E95.B.2619  

    ISSN:0916-8516

    eISSN:1745-1345

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    This paper proposes a novel satellite channel allocation algorithm for a demand assigned multiple access (DAMA) controller. In satellite communication systems, the channels' total bandwidth and total power are limited by the satellite's transponder bandwidth and transmission power (satellite resources). Our algorithm is based on multi-carrier transmission and adaptive modulation methods. It optimizes channel elements such as the number of sub-carriers, modulation level, and forward error correction (FEC) coding rate. As a result, the satellite's transponder bandwidth and transmission power can be simultaneously used to the maximum and the overall system capacity, i.e., total transmission bit rate, will increase. Simulation results show that our algorithm increases the overall system capacity by 1.3 times compared with the conventional fixed modulation algorithm.

  316. Designing P2P Networks Tolerant to Attacks and Faults Based on Bimodal Degree Distribution 査読有り

    Katsuya Suto, Hiroki Nishiyama, Sherman Shen, Nei Kato

    Journal of Communications, SI on Security and Privacy in Communication Systems and Networks 2012年8月

  317. Message Delivery Probability of Two-Hop Relay with Erasure Coding in MANETs 査読有り

    Jiajia Liu, Xiaohong Jiang, Hiroki Nishiyama, Nei Kato

    7th International ICST Conference on Communications and Networking in China (CHINACOM 2012) 2012年8月

    DOI: 10.1109/ChinaCom.2012.6417465  

  318. HYMN: A Novel Hybrid Multi-Hop Routing Algorithm to Improve the Longevity of WSNs 査読有り

    Ahmed E. A. A. Abdulla, Hiroki Nishiyama, Jie Yang, Nirwan Ansari, Nei Kato

    IEEE TRANSACTIONS ON WIRELESS COMMUNICATIONS 11 (7) 2531-2541 2012年7月

    出版者・発行元:IEEE-INST ELECTRICAL ELECTRONICS ENGINEERS INC

    DOI: 10.1109/TWC.2012.050112.111222  

    ISSN:1536-1276

    eISSN:1558-2248

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    Power-aware routing in Wireless Sensor Networks (WSNs) is designed to adequately prolong the lifetime of severely resource-constrained ad hoc wireless sensor nodes. Recent research has identified the energy hole problem in single sink-based WSNs, a characteristic of the many-to-one (convergecast) traffic patterns. In this paper, we propose HYbrid Multi-hop routiNg (HYMN) algorithm, which is a hybrid of the two contemporary multi-hop routing algorithm architectures, namely, flat multi-hop routing that utilizes efficient transmission distances, and hierarchical multi-hop routing algorithms that capitalizes on data aggregation. We provide rigorous mathematical analysis for HYMN-optimize it and model its power consumption. In addition, through extensive simulations, we demonstrate the effective performance of HYMN in terms of superior connectivity.

  319. Delivery Ratio in Two-Hop Relay MANETs with Limited Message Lifetime and Redundancy 査読有り

    Jiajia Liu, Xiaohong Jiang, Hiroki Nishiyama, Nei Kato

    IEEE International Conference on Communications (ICC 2012) 2012年6月

    DOI: 10.1109/ICC.2012.6364180  

  320. Capacity vs. Delivery Delay in MANETs with Power Control and f-cast Relay 査読有り

    Jiajia Liu, Xiaohong Jiang, Hiroki Nishiyama, Nei Kato

    IEEE International Conference on Communications (ICC 2012) 2012年6月

    DOI: 10.1109/ICC.2012.6363824  

  321. Assessing Packet Delivery Delay in Multi-Layered Satellite Networks 査読有り

    Yuichi Kawamoto, Hiroki Nishiyama, Nei Kato, Naoko Yoshimura, Naoto Kadowaki

    The IEEE Wireless Communications and Networking Conference (ICC 2012) 2012年6月

    DOI: 10.1109/ICC.2012.6363805  

  322. Dynamic Topology Update Mechanism in Local Tree-based Reliable Topology (LTRT) based MANETs 査読有り

    Atsushi Yoshinari, Hiroki Nishiyama, Nei Kato, Dan Keun Sung

    IEEE International Conference on Communications (ICC 2012) 2012年6月

    DOI: 10.1109/ICC.2012.6363803  

  323. A Game Theoretic Approach to Integrate Security with Quality of Service 査読有り

    Zubair Md. Fadlullah, Athanasios V. Vasilakos, Nei Kato

    IEEE International Conference on Communications (ICC 2012) 2012年6月

    DOI: 10.1109/ICC.2012.6364011  

  324. Probing-Based Two-Hop Relay with Limited Packet Redundancy 査読有り

    Jiajia Liu, Juntao Gao, Xiaohong Jiang, Hiroki Nishiyama, Nei Kato

    13th IEEE Conference on High Performance Switching and Routing (HPSR 2012) 2012年6月

    DOI: 10.1109/HPSR.2012.6260834  

  325. Toward Secure Targeted Broadcast in Smart Grid 査読有り

    Zubair Md. Fadlullah, Nei Kato, Rongxing Lu, Xuemin (Sherman) Shen, Yousuke Nozaki

    IEEE Communications Magazine 2012年5月

    DOI: 10.1109/MCOM.2012.6194396  

  326. Extending the lifetime of wireless sensor networks: A hybrid routing algorithm 査読有り

    Ahmed E. A. A. Abdulla, Hiroki Nishiyama, Nei Kato

    COMPUTER COMMUNICATIONS 35 (9) 1056-1063 2012年5月

    出版者・発行元:ELSEVIER SCIENCE BV

    DOI: 10.1016/j.comcom.2011.10.001  

    ISSN:0140-3664

    eISSN:1873-703X

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    Power-aware routing in wireless sensor networks (WSNs) focuses on the crucial problem of extending the network lifetime of WSNs, which are limited by low-capacity batteries. However, most of the contemporary works fail to resolve the hotspot problem, which is the isolation of the sink node due to the power exhaustion of sink close-by nodes. In this paper we propose a solution to address this issue through a hybrid approach that combines two routing strategies, flat multi-hop routing and hierarchical multi-hop routing. The former aims to minimize the total power consumption in the network, and the latter attempts to decrease the amount of traffic by utilizing data compression. We mathematically analyze the power consumption of our proposed algorithm, then we demonstrate through extensive simulations that the proposed scheme is able to extend the network lifetime by alleviating the hotspot problem. (C) 2011 Elsevier B.V. All rights reserved.

  327. A Method to Construct an Attack and Fault Tolerant Scalable Distributed Network 査読有り

    Katsuya Suto, Hiroki Nishiyama, Nei Kato, Kohei Shiomoto, Hideaki Yoshino, Keisuke Ishibashi

    4th International Conference on Communications, Mobility, and Computing (CMC 2012) 2012年5月

  328. End-to-End Delay in Mobile Ad Hoc Networks with Generalized Transmission Range and Limited Packet Redundancy 査読有り

    Jiajia Liu, Xiaohong Jiang, Hiroki Nishiyama, Nei Kato, Xuemin (Sherman) Shen

    IEEE Wireless Communications and Networking Conference (WCNC 2012) 2012年4月

    DOI: 10.1109/WCNC.2012.6214063  

  329. A Delay-Based Traffic Distribution Technique for Multi-Layered Satellite Networks 査読有り

    Yuichi Kawamoto, Hiroki Nishiyama, Nei Kato, Naoko Yoshimura, Naoto Kadowaki

    IEEE Wireless Communications and Networking Conference (WCNC 2012) 2012年4月

    DOI: 10.1109/WCNC.2012.6214198  

  330. Optimal Rate Selection Scheme in a Two-hop Relay Network Adopting Chase Combining HARQ in Rayleigh Block-fading Channels 査読有り

    Seong Hwan Kim, Seung Joon Lee, Dan Keun Sung, Hiroki Nishiyama, Nei Kato

    IEEE Wireless Communications and Networking Conference (WCNC 2012) 2012年4月

    DOI: 10.1109/WCNC.2012.6214030  

  331. Multicast Capacity, Delay and Delay Jitter in Intermittently Connected Mobile Networks 査読有り

    Jiajia Liu, Xiaohong jiang, Hiroki Nishiyama, Nei Kato

    The 31st IEEE International Conference on Computer Communications (INFOCOM'2012) 2012年3月

    DOI: 10.1109/INFCOM.2012.6195648  

  332. On Minimizing the Impact of Mobility on Topology Control in Mobile Ad Hoc Networks 査読有り

    Hiroki Nishiyama, Thuan Ngo, Nirwan Ansari, Nei Kato

    IEEE TRANSACTIONS ON WIRELESS COMMUNICATIONS 11 (3) 1158-1166 2012年3月

    出版者・発行元:IEEE-INST ELECTRICAL ELECTRONICS ENGINEERS INC

    DOI: 10.1109/TWC.2012.010312.110783  

    ISSN:1536-1276

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    Although topology control has received much attention in stationary sensor networks by effectively minimizing energy consumption, reducing interference, and shortening end-to-end delay, the transience of mobile nodes in Mobile Ad hoc Networks (MANETs) renders topology control a great challenge. To circumvent the transitory nature of mobile nodes, kedge connected topology control algorithms have been proposed to construct robust topologies for mobile networks. However, uniformly using the value of k for localized topology control algorithms in any local graph is not effective because nodes move at different speeds. Moreover, the existing k-edge connected topology control algorithms need to determine the value of k a priori, but moving speeds of nodes are unpredictable, and therefore, these algorithms are not practical in MANETs. A dynamic method is proposed in this paper to effectively employ k-edge connected topology control algorithms in MANETs. The proposed method automatically determines the appropriate value of k for each local graph based on local information while ensuring the required connectivity ratio of the whole network. The results show that the dynamic method can enhance the practicality and scalability of existing k-edge connected topology control algorithms while guaranteeing the network connectivity.

  333. Exact Throughput Capacity under Power Control in Mobile Ad Hoc Networks 査読有り

    Jiajia Liu, Xiaohong Jiang, Hiroki Nishiyama, Nei Kato

    31st IEEE International Conference on Computer Communications (INFOCOM 2012) 2012年3月

    DOI: 10.1109/INFCOM.2012.6195580  

  334. A Cooperative User-System Approach for Optimizing Performance in Content Distribution/Delivery Networks 査読有り

    Hiroki Nishiyama, Hiroshi Yamada, Hideaki Yoshino, Nei Kato

    IEEE JOURNAL ON SELECTED AREAS IN COMMUNICATIONS 30 (2) 476-483 2012年2月

    出版者・発行元:IEEE-INST ELECTRICAL ELECTRONICS ENGINEERS INC

    DOI: 10.1109/JSAC.2012.120228  

    ISSN:0733-8716

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    Recently, the demand for content delivery in wired/wireless heterogeneous networks is increasing at a rapid pace. Content Distribution/Delivery Networks (CDNs) are considered to be one of the best solutions for dealing with this increasing demand. In this paper, we point out that the performance of a CDN typically degrades in such heterogeneous environments due to the changes in not only user demand but also wireless mobility, which triggers unexpected fluctuations in traffic. Wireless users, roaming between different access networks, may contribute to sudden and unexpected demand spikes in certain parts of the content delivery system. To address this issue, we develop a cooperative server selection scheme, which is designed to maximize robustness to such changes with the cooperation between the content delivery system and its users. The performance of our proposal is evaluated by extensive computer simulations. The evaluation results demonstrate that our proposed scheme effectively makes the considered content delivery system resilient against request fluctuations while minimizing system overloading.

  335. On the Partially Overlapped Channel Assignment on Wireless Mesh Network Backbone: A Game Theoretic Approach 査読有り

    Pedro B. F. Duarte, Zubair Md Fadlullah, Athanasios V. Vasilakos, Nei Kato

    IEEE JOURNAL ON SELECTED AREAS IN COMMUNICATIONS 30 (1) 119-127 2012年1月

    出版者・発行元:IEEE-INST ELECTRICAL ELECTRONICS ENGINEERS INC

    DOI: 10.1109/JSAC.2012.120111  

    ISSN:0733-8716

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    The Wireless Mesh Network (WMN) has already been recognized as a promising broadband access network technology from both academic and commercial perspective. In order to improve the performance of WMNs, extensive research efforts have been dedicated towards finding means to increase the number of simultaneous transmissions in the network while avoiding signal interference among radios. In case of WMNs based on IEEE 802.11 b/g standards, most recent research works have relied upon the usage of orthogonal channels for solving the Channel Assignment (CA) problem. In this paper, we explore the possibility of exploiting Partially Overlapped Channels (POCs) by introducing a novel game theoretic distributed CA algorithm. Our proposed algorithm outperforms both the conventional orthogonal channel approach and the recent heuristic CA algorithms using POC. The proposed algorithm is shown to achieve near-optimal performance in the average case. In addition, the upper bound Price of Anarchy for Multi-Radio Multi-Channel (MRMC) networks is derived to evaluate the effectiveness of the proposed approach.

  336. On Load Distribution over Multipath Networks 査読有り

    Sumet Prabhavat, Hiroki Nishiyama, Nirwan Ansari, Nei Kato

    IEEE COMMUNICATIONS SURVEYS AND TUTORIALS 14 (3) 662-680 2012年

    出版者・発行元:IEEE-INST ELECTRICAL ELECTRONICS ENGINEERS INC

    DOI: 10.1109/SURV.2011.082511.00013  

    ISSN:1553-877X

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    Efficient utilization of network resources, provided by multiple interfaces available on today devices, is critical in facilitating parallel connections through multiple paths. Load distribution strategies in using multiple interfaces for simultaneous data transmission have been studied. This paper presents a thorough literature review of various existing load distribution models, and classifies them in terms of their key functionalities such as traffic splitting and path selection. Based on a number of significant criteria such as the ability to balance load and to maintain packet ordering, along with several other issues, which affect network performance perceived by users, we analyze various examples of existing models, and then compare and identify their exhibited advantages as well as shortcomings.

  337. A novel heuristic-based traffic distribution method for disaster zone wireless mesh networks 査読有り

    Mostafa M. Fouda, Hiroki Nishiyama, Nei Kato

    2012 1st IEEE International Conference on Communications in China, ICCC 2012 179-184 2012年

    DOI: 10.1109/ICCChina.2012.6356874  

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    Recently, the research community has paid much attention to Wireless Mesh Networks (WMNs) for rapidly formulating disaster zone networking infrastructures. These multi-hop WMNs, with almost stationary wireless Mesh Routers (MRs) as an access network, and gateways (GWs) connected to Internet, present an attractive choice for quickly establishing post-disaster recovery networks. However, one of the main challenges in such infrastructures consists in the traffic distribution among the users for avoiding congested GWs. In this paper, we focus on the issue of distributing and balancing the traffic load among the main GWs of the disaster zone WMN. We propose a novel method for controlling the handover of some of the MRs connected to the congested GWs. The performance of our method is evaluated by conducting computer-based simulations. The simulation-results demonstrate the effectiveness of our proposed method in keeping the number of network-configuration changes to minimal while resulting in a better Fairness Index compared with other conventional techniques. © 2012 IEEE.

  338. Performance Modeling for Two-hop Relay with Erasure Coding in MANETs 査読有り

    Jiajia Liu, Xiaohong jiang, Hiroki Nishiyama, Nei Kato

    IEEE global communications conference 2011 (Globecom) 2011年12月

    DOI: 10.1109/GLOCOM.2011.6133595  

  339. Robust and Efficient Stream Delivery for Application Layer Multicasting in Heterogeneous Netwroks 査読有り

    Nei Kato

    2nd Workshop on Multimedia Communications & Services(MCS) IEEE GLOBECOM 2011 (Key Notes) 2011年12月

  340. A Lightweight Message Authentication Scheme for Smart Grid Communications 査読有り

    Mostafa M. Fouda, Zubair Md Fadlullah, Nei Kato, Rongxing Lu, Xuemin (Sherman) Shen

    IEEE TRANSACTIONS ON SMART GRID 2 (4) 675-685 2011年12月

    出版者・発行元:IEEE-INST ELECTRICAL ELECTRONICS ENGINEERS INC

    DOI: 10.1109/TSG.2011.2160661  

    ISSN:1949-3053

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    Smart grid (SG) communication has recently received significant attentions to facilitate intelligent and distributed electric power transmission systems. However, communication trust and security issues still present practical concerns to the deployment of SG. In this paper, to cope with these challenging concerns, we propose a lightweight message authentication scheme features as a basic yet crucial component for secure SG communication framework. Specifically, in the proposed scheme, the smart meters which are distributed at different hierarchical networks of the SG can first achieve mutual authentication and establish the shared session key with Diffie-Hellman exchange protocol. Then, with the shared session key between smart meters and hash-based authentication code technique, the subsequent messages can be authenticated in a lightweight way. Detailed security analysis shows that the proposed scheme can satisfy the desirable security requirements of SG communications. In addition, extensive simulations have also been conducted to demonstrate the effectiveness of the proposed scheme in terms of low latency and few signal message exchanges.

  341. A Novel Multichannel Streaming Scheme to Reduce Channel Switching Delay in Application Layer Multicast 査読有り

    Toshiaki Ako, Hiroki Nishiyama, Nirwan Ansari, Nei Kato

    IEEE SYSTEMS JOURNAL 5 (4) 545-554 2011年12月

    出版者・発行元:IEEE-INST ELECTRICAL ELECTRONICS ENGINEERS INC

    DOI: 10.1109/JSYST.2011.2165611  

    ISSN:1932-8184

    eISSN:1937-9234

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    Video streaming services over the Internet are growing rapidly owing to the broadbandization of various networks. However, in such systems where a large number of users simultaneously access the same contents server, the convergence of the network traffic and service requests presents a significant problem. From this point of view, application layer multicast (ALM) has recently attracted much attention due to its scalability and feasibility in the current network systems. In ALM, user nodes construct a multicast tree structure to efficiently deliver an identical video streaming content. Various techniques to construct ALM trees have been designed to achieve improved performance in terms of shorter delay and higher reliability. However, in most of the existing ALM schemes, the performance in channel switching events has not been studied sufficiently; channel switching can be considered as the combination of the procedures for departing from the current and joining the future ALM trees, respectively. In general, node joining and departure processes take a certain time, which can be increased significantly depending on the network conditions whereby users are left waiting for the start of a new program on the switched channel. Therefore, reducing the channel switching delay is a significant issue in multichannel video streaming in ALM. In this paper, we propose a multichannel streaming scheme to reduce channel switching delay in ALM. Our scheme is based on an advanced ALM method dubbed network-aware hierarchical arrangement graph, which constructs node-disjoint multicast trees by utilizing the arrangement graph theory to achieve high robustness on node departures. The performance of the proposed scheme is verified through extensive computer simulations, which demonstrate that our proposed scheme succeeds in reducing the delay in channel switching without system throughput degradation.

  342. Load Balancing and QoS Provisioning Based on Congestion Prediction for GEO/LEO Hybrid Satellite Networks 招待有り 査読有り

    Hiroki Nishiyama, Daigo Kudoh, Nei Kato, Naoto Kadowaki

    PROCEEDINGS OF THE IEEE 99 (11) 1998-2007 2011年11月

    出版者・発行元:IEEE-INST ELECTRICAL ELECTRONICS ENGINEERS INC

    DOI: 10.1109/JPROC.2011.2157885  

    ISSN:0018-9219

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    While GEostationary Orbit (GEO) satellite systems provide us with a wide coverage area, their long delay serves as a significant constraint for real-time applications. On the other hand, Low Earth Orbit (LEO) satellite systems are best suited to delay sensitive applications. However, the coverage and mobility issues of LEO satellites lead to relatively high management costs. In this paper, we devise a new load balancing and quality of service (QoS) provisioning scheme to accommodate both real-time and non-real-time traffic based on a new congestion-prediction scheme. The effect of this new scheme is expected to improve the efficiency of the GEO/LEO hybrid satellite networks and the QoS satisfaction of end users.

  343. A clique-based secure admission control scheme for mobile ad hoc networks (MANETs) 査読有り

    Qing Chen, Zubair Md Fadlullah, Xiaodong Lin, Nei Kato

    JOURNAL OF NETWORK AND COMPUTER APPLICATIONS 34 (6) 1827-1835 2011年11月

    出版者・発行元:ACADEMIC PRESS LTD- ELSEVIER SCIENCE LTD

    DOI: 10.1016/j.jnca.2010.12.012  

    ISSN:1084-8045

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    Wireless mobile ad hoc networks (MANETs) do not have centralized infrastructure and it is difficult to provide authentication services. In this paper, we apply Certificate Graph (CG) and identity-based security in designing an admission control scheme for MANETs. We first use one-hop message exchange to build CG at each mobile node. Then we select maximum clique nodes in CG as distributed Certificate Authorities (CAs). We use identity-based key agreement from pairings to protect each session. Then we prove the security by Canetti-Krawczyk (CK) model-based analysis. We demonstrate the effectiveness and feasibility of our protocol through computer simulations. (C) 2010 Elsevier Ltd. All rights reserved.

  344. Effective Delay-Controlled Load Distribution over Multipath Networks 査読有り

    Sumet Prabhavat, Hiroki Nishiyama, Nirwan Ansari, Nei Kato

    IEEE TRANSACTIONS ON PARALLEL AND DISTRIBUTED SYSTEMS 22 (10) 1730-1741 2011年10月

    出版者・発行元:IEEE COMPUTER SOC

    DOI: 10.1109/TPDS.2011.43  

    ISSN:1045-9219

    eISSN:1558-2183

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    Owing to the heterogeneity and high degree of connectivity of various networks, there likely exist multiple available paths between a source and a destination. An effective model of delay-controlled load distribution becomes essential to efficiently utilize such parallel paths for multimedia data transmission and real-time applications, which are commonly known to be sensitive to packet delay, packet delay variation, and packet reordering. Recent research on load distribution has focused on load balancing efficiency, bandwidth utilization, and packet order preservation; however, a majority of the solutions do not address delay-related issues. This paper proposes a new load distribution model aiming to minimize the difference among end-to-end delays, thereby reducing packet delay variation and risk of packet reordering without additional network overhead. In general, the lower the risk of packet reordering, the smaller the delay induced by the packet reordering recovery process, i.e., extra delay induced by the packet reordering recovery process is expected to decrease. Therefore, our model can reduce not only the end-to-end delay but also the packet reordering recovery time. Finally, our proposed model is shown to outperform other existing models, via analysis and simulations.

  345. A Novel Scheme for WSAN Sink Mobility Based on Clustering and Set Packing Techniques 査読有り

    Hidehisa Nakayama, Zubair Md. Fadlullah, Nirwan Ansari, Nei Kato

    IEEE TRANSACTIONS ON AUTOMATIC CONTROL 56 (10) 2381-2389 2011年10月

    出版者・発行元:IEEE-INST ELECTRICAL ELECTRONICS ENGINEERS INC

    DOI: 10.1109/TAC.2011.2163872  

    ISSN:0018-9286

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    Advances in technologies such as micro electro mechanical systems (MEMS) have empowered more efficient and smaller digital devices, which can be deployed in WSNs (wireless sensor networks) to gather useful information pertaining to a particular environment. In order to control effectively the physical system in a WSN, actuators may be employed to integrate such environmental information into the automation control system. Indeed, sophisticated entities deployed in wireless sensor and actuator networks (WSANs) act as functional robots. The approach of using the mobile sink, as an example of the actuator to control the movement of a sink, has been adopted by researchers in the past to achieve high efficiency in terms of gathering data from the sensors. This is due to the fact that in general, the sensors alone are unable to control the sink and need to send or relay a smaller amount of packet data. Although a number of methods exist in literature to utilize mobile sinks as actuators, most of these techniques are unable to guarantee data gathering from all of the sensors. As a consequence, more research effort is needed to improve the efficiency as well as fairness of data gathering. In WSANs, sinks and sensor entities should be actively controllable by the administrator. Therefore, we must consider an efficient way to access all nodes in the target networks. In this paper, we propose a novel method, based on the set packing algorithm and traveling salesman problem, to accomplish this goal. The effectiveness of our envisioned method is demonstrated through extensive computer-simulations.

  346. An Early Warning System Against Malicious Activities for Smart Grid Communications 査読有り

    Zubair Md. Fadlullah, Mostafa M. Fouda, Xuemin (Sherman) Shen, Yousuke Nozaki, Nei Kato

    IEEE Network Magazine 2011年9月

    DOI: 10.1109/MNET.2011.6033036  

  347. A General Model for Store-carry-forward Routing Schemes with Multicast in Delay Tolerant Networks 招待有り 査読有り

    Jiajia Liu, Xiaohong Jiang, Hiroki Nishiyama, Nei Kato

    The 6th International ICST Conference on Communications and Networking in China (CHINACOM 2011) 2011年8月

    DOI: 10.1109/ChinaCom.2011.6158204  

  348. Modeling Load Distribution for Efficient Route Control Methods in Multi-Layered Satellite Networks 査読有り

    Yuta Tada, Hiroki Nishiyama, Nei Kato

    2011 Tohoku-Section Joint Convention of Institutes of Electrical and Information Engineers 2011年8月

  349. 衛星通信におけるレイヤ3ダイバシティシステムの利用に関する一考察 査読有り

    Tadao Mizutani, Hiroki Nishiyama, Katuya Nakahira, Nei Kato

    電子情報通信学会技術研究報告 2011年8月

  350. Delay and Capacity in Ad Hoc Mobile Networks with f-cast Relay Algorithms 査読有り

    Jiajia Liu, Xiaohong Jiang, Hiroki Nishiyama, Nei Kato

    IEEE Transactions on Wireless Communications 2011年8月

    DOI: 10.1109/TWC.2011.062111.101976  

  351. Reliability Assessment for Wireless Mesh Networks Under Probabilistic Region Failure Model 査読有り

    Jiajia Liu, Xiaohong Jiang, Hiroki Nishiyama, Nei Kato

    IEEE TRANSACTIONS ON VEHICULAR TECHNOLOGY 60 (5) 2253-2264 2011年6月

    出版者・発行元:IEEE-INST ELECTRICAL ELECTRONICS ENGINEERS INC

    DOI: 10.1109/TVT.2011.2114684  

    ISSN:0018-9545

    eISSN:1939-9359

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    Wireless networks in an open environment are exposed to various large region threats, e. g., natural disasters and malicious attacks. Available works with regard to region failures generally adopt a kind of "deterministic" failure models, which failed to reflect some key features of a real region failure. In this paper, we provide a more general "probabilistic" region failure model to capture the key features of a region failure and apply it for the reliability assessment of wireless mesh networks. To facilitate such an assessment, we develop a grid-partition-based scheme to estimate the expected flow capacity degradation from a random region failure. We then establish a theoretical framework to determine a suitable grid partition such that a specified estimation error requirement is satisfied. The grid partition technique is also useful for identifying the vulnerable zones of a network, which can guide network designers to initiate proper network protection against such failures. This paper helps us understand the network reliability under a region failure and facilitates the design and maintenance of future highly survivable wireless networks.

  352. 階層型衛星ネットワークの構成と通信遅延の関係に関する一考察 査読有り

    Yuichi Kawamoto, Hiroki Nishiyama, Naoko Yoshimura, Nei Kato

    電子情報通信学会技術研究報告 2011年5月

  353. Towards Intelligent Machine-to-Machine Communications in Smart Grid 査読有り

    Zubair Md. Fadlullah, Mostafa Fouda, Nei Kato, Akira Takeuchi, Noboru Iwasaki, Yousuke Nozaki

    IEEE Communications Magazine 2011年4月

    DOI: 10.1109/MCOM.2011.5741147  

  354. HYMN to Improve the Scalability of Wireless Sensor Networks 査読有り

    Ahmed E.A.A. Abdulla, Hiroki Nishiyama, Nirwan Ansari, Nei Kato

    30th IEEE International Conference on Computer Communications (INFOCOM'11), The Third International Workshop on Wireless Sensor, Actuator and Robot Networks (WiSARN) 2011年4月

  355. Towards a Light-weight Message Authentication Mechanism Tailored for Smart Grid Communications 査読有り

    Mostafa M. Fouda, Zubair Md. Fadlullah, Nei Kato, Rongxing Lu, Sherman Shen

    30th IEEE International Conference on Computer Communications (INFOCOM'11), Security in Computers, Networking and Communications (SCNC) Workshop 2011年4月

  356. Channel Assignment on Wireless Mesh Network Backbone with Potential Game approach 査読有り

    Pedro B, F. Duarte, Zubair Md. Fadlullah, Athanasios V. Vasilakos, Nei Kato

    2nd International ICST Conference on Game Theory for Networks (GameNets 2011) 2011年4月

  357. On the Performance of Downstream Traffic Distribution Scheme in Fiber-Wireless Networks 査読有り

    Masahiro Honda, Hiroki Nishiyama, Hiroto Nomura, Takeshi Yada, Hiroshi Yamada, Nei Kato

    IEEE Wireless Communications & Networking Conference (WCNC 2011) 2011年3月

    DOI: 10.1109/WCNC.2011.5779172  

  358. Experiment of Satellite Communication Systems: Present State and Future Prospects 招待有り 査読有り

    Nei Kato, Hiroshi Kazama, Hiroki Nishiyama

    IEICE Transactions on Communications 2011年3月

  359. WINS搭載ATM交換機を利用したTCP通信の基礎実験 査読有り

    Hiroki Nishiyama, Naoko Yoshimura, Takashi Takahashi, Nei Kato

    2011 IEICE General Conference 2011年3月

  360. コンテンツ配信ネットワークにおけるトラヒック間作用を考慮したサーバ選択法に関する一検討 査読有り

    Kai Furuya, Hiroki Nishiyama, Nei Kato, Hiroto Nomura, Takeshi Yada, Hiroshi Yamada

    2011 IEICE General Conference 2011年3月

  361. マルチホップリレーネットワークにおけるユーザQoSを考慮した帯域割当法に関する一検討 査読有り

    Bowornun Chaloemchai, Hiroki Nishiyama, Nei Kato

    2011 IEICE General Conference 2011年3月

  362. An Adaptive Media Access Control Mechanism for Cognitive Radio 査読有り

    Isao Konno, Hiroki Nishiyama, Nei Kato

    IEICE Transactions on Communications 2011年2月

  363. Designing P2P Networks Tolerant to Attacks and Faults Based on Bimodal Degree Distribution 査読有り

    Katsuya Suto, Hiroki Nishiyama, Sherman Shen, Nei Kato

    Journal of Communications, SI on Security and Privacy in Communication Systems and Networks 2011年

  364. 電子情報通信学会知識ベース第3群コンピュータネットワーク第4編トランスポートサービス第6章RTPとRTCP 査読有り

    加藤寧, 西山大樹

    電子情報通信学会 2011年

  365. Delay and Capacity in Ad Hoc Mobile Networks with f-cast Relay Algorithms 査読有り

    Jiajia Liu, Xiaohong Jiang, Hiroki Nishiyama, Nei Kato

    IEEE International Conference on Communications (ICC 2011) 2011年1月

    DOI: 10.1109/icc.2011.5962997  

  366. A Study on Certificate Revocation in Mobile Ad Hoc Networks 査読有り

    Wei Liu, Hiroki Nishiyama, Nirwan Ansari, Nei Kato

    IEEE International Conference on Communications (ICC 2011) 2011年1月

    DOI: 10.1109/icc.2011.5962925  

  367. Development of a WLAN based monitoring system for group activity measurement in real-time. 査読有り

    Hiroshi Tsunoda, Hidehisa Nakayama, Kohei Ohta, Akihiro Suzuki, Hiroki Nishiyama 0001, Ryoichi Nagatomi, Kazuo Hashimoto, Yuji Waizumi, Glenn Mansfield Keeni, Yoshiaki Nemoto

    Journal of Communications and Networks 13 (2) 86-94 2011年

    DOI: 10.1109/JCN.2011.6157407  

  368. Group-based two-hop relay with redundancy in MANETs 査読有り

    Jiajia Liu, Xiaohong Jiang, Hiroki Nishiyama, Nei Kato

    2011 IEEE 12th International Conference on High Performance Switching and Routing, HPSR 2011 197-202 2011年

    DOI: 10.1109/HPSR.2011.5986026  

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    Two-hop relay is a class of attractive routing protocols for mobile ad hoc networks (MANETs) due to its efficiency and simplicity. This paper extends the conventional two-hop relay and proposes a more general group-based two-hop relay algorithm with redundancy. In such an algorithm with redundancy and group size g (2HR-(, g) for short), each packet is delivered to at most distinct relay nodes and can be accepted by its destination if it is among the group of g packets the destination is currently requesting. The 2HR-(, g) covers the available two-hop relay protocols as special cases, like the in-order protocols ( 1, g = 1), the out-of-order protocols with redundancy ( 1, g = ) or without redundancy ( = 1, g = ), and it enables a more flexible control of packet delivery process to be made in the challenging MANET environment. A general theoretical framework is further developed to explore how the control parameters and g affect the expected packet delivery delay in an 2HR-(, g) MANET, where the important medium contention, interference and traffic contention issues are carefully incorporated into the analysis. Finally, extensive simulation and theoretical results are provided to demonstrate the efficiency of the 2HR-(, g) scheme and the corresponding theoretical framework. © 2011 IEEE.

  369. Performance modeling for two-hop relay with node selfishness in delay tolerant networks 査読有り

    Jiajia Liu, Xiaohong Jiang, Hiroki Nishiyama, Nei Kato

    2011 IEEE Online Conference on Green Communications, GreenCom'11 70-75 2011年

    DOI: 10.1109/GreenCom.2011.6082510  

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    Delay tolerant networks (DTNs) rely on the mobility of nodes and sequences of their contacts to compensate for lack of continuous connectivity and thus enable messages to be delivered from end to end in a "store-carry- forward" way. Since each node may also need to deliver out its locally generated message, in addition to carrying and forwarding messages for other nodes, the node may become more willing to forward its own message rather than that of others when it encounters some node. This kind of selfish behaviors may become much more significant when the nodes are operating under both QoS requirements (e.g., delivery delay requirements) and energy constraints. In this paper, we analytically explore how this kind of selfish behaviors will influence the delivery performance of the two-hop relay in the challenging DTNs. In particular, a continuous time Markov chain-based theoretical framework is developed to model the complicated message delivery process. With the help of the theoretical framework, closed-form expressions are further derived for both the expected delivery delay and the expected delivery cost, where the important node selfishness issue is carefully incorporated into the analysis. © 2011 IEEE.

  370. A survey of game theoretic approaches in smart grid 査読有り

    Zubair Md. Fadlullah, Yousuke Nozaki, Akira Takeuchi, Nei Kato

    2011 International Conference on Wireless Communications and Signal Processing, WCSP 2011 2011年

    DOI: 10.1109/WCSP.2011.6096962  

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    The concept of smart grid to transform the age-old power grid into a smart and intelligent electric power distribution system is, currently, a hot research topic. Smart grid offers the merging of electrical power engineering technologies with network communications. Game theory has featured as an interesting technique, adopted by many researchers, to establish effective smart grid communications. The use of game theory, to date, has offered solutions to various decision making problems, ranging from distributed load management to micro storage management in smart grid. Interestingly, different researchers have different objectives or problem scopes for adopting game theory in smart grid. Nevertheless, all the game theoretic approaches for making effective smart grid solutions have a common aspect, namely the Nash equilibrium, arriving at which may lead to an optimal solution to the relevant problem. In this paper, we survey a number of game theory-based applications to solve different problems in smart grid. This survey reveals that game theory can be apparently simple yet become an effective technique to facilitate intelligent decision making in smart grid frameworks. © 2011 IEEE.

  371. DTRAB: Combating Against Attacks on Encrypted Protocols Through Traffic-Feature Analysis 査読有り

    Zubair M. Fadlullah, Tarik Taleb, Athanasios V. Vasilakos, Mohsen Guizani, Nei Kato

    IEEE-ACM TRANSACTIONS ON NETWORKING 18 (4) 1234-1247 2010年8月

    出版者・発行元:IEEE-INST ELECTRICAL ELECTRONICS ENGINEERS INC

    DOI: 10.1109/TNET.2009.2039492  

    ISSN:1063-6692

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    The unbridled growth of the Internet and the network-based applications has contributed to enormous security leaks. Even the cryptographic protocols, which are used to provide secure communication, are often targeted by diverse attacks. Intrusion detection systems (IDSs) are often employed to monitor network traffic and host activities that may lead to unauthorized accesses and attacks against vulnerable services. Most of the conventional misuse-based and anomaly-based IDSs are ineffective against attacks targeted at encrypted protocols since they heavily rely on inspecting the payload contents. To combat against attacks on encrypted protocols, we propose an anomaly-based detection system by using strategically distributed monitoring stubs (MSs). We have categorized various attacks against cryptographic protocols. The MSs, by sniffing the encrypted traffic, extract features for detecting these attacks and construct normal usage behavior profiles. Upon detecting suspicious activities due to the deviations from these normal profiles, the MSs notify the victim servers, which may then take necessary actions. In addition to detecting attacks, the MSs can also trace back the originating network of the attack. We call our unique approach DTRAB since it focuses on both Detection and TRAceBack in the MS level. The effectiveness of the proposed detection and traceback methods are verified through extensive simulations and Internet datasets.

  372. Experiment of Satellite Communication Systems: Present State and Future Prospects 査読有り

    Nei Kato, Hiroshi Kazama, Hiroki Nishiyama

    IEICE Transactions on Communications 2010年

  373. An Adaptive Media Access Control Mechanism for Cognitive Radio 査読有り

    Isao Konno, Hiroki Nishiyama, Nei Kato

    IEICE Transactions on Communications 2010年

  374. Probabilistic Packet Marking-based TCP Rate Control for Fair Bandwidth Sharing in 10G-EPON 査読有り

    Hiroki Nishiyama, Zubair Md. Fadlullah, Nei Kato

    IEEE system journal 2010年

    DOI: 10.1109/JSYST.2010.2082230  

  375. 気軽に運動ができる町仙台を目指して 査読有り

    永富 良一, 加藤 寧, 橋本 和夫

    第3回横幹連合コンファレンス 2009年12月

  376. Bandwidth Aggregation-Aware Dynamic QoS Negotiation for Real-Time Video Streaming in Next-Generation Wireless Networks 査読有り

    Juan Carlos Fernandez, Tarik Taleb, Mohsen Guizani, Nei Kato

    IEEE TRANSACTIONS ON MULTIMEDIA 11 (6) 1082-1093 2009年10月

    出版者・発行元:IEEE-INST ELECTRICAL ELECTRONICS ENGINEERS INC

    DOI: 10.1109/TMM.2009.2026086  

    ISSN:1520-9210

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    In next generation wireless networks, Internet service providers (ISPs) are expected to offer services through several wireless technologies (e.g., WLAN, 3G, WiFi, and WiMAX). Thus, mobile computers equipped with multiple interfaces will be able to maintain simultaneous connections with different networks and increase their data communication rates by aggregating the bandwidth available at these networks. To guarantee quality-of-service (QoS) for these applications, this paper proposes a dynamic QoS negotiation scheme that allows users to dynamically negotiate the service levels required for their traffic and to reach them through one or more wireless interfaces. Such bandwidth aggregation (BAG) scheme implies transmission of data belonging to a single application via multiple paths with different characteristics, which may result in an out-of-order delivery of data packets to the receiver and introduce additional delays for packets reordering. The proposed QoS negotiation system aims to ensure the continuity of QoS perceived by mobile users while they are on the move between different access points, and also, a fair use of the network resources. The performance of the proposed dynamic QoS negotiation system is investigated and compared against other schemes. The obtained results demonstrate the outstanding performance of the proposed scheme as it enhances the scalability of the system and minimizes the reordering delay and the associated packet loss rate.

  377. An Effective Access Control Mechanism for Cognitive Radio 査読有り

    Isao Konno, Hiroki Nishiyama, Nei Kato

    Forum on Information Technology 2009 (FIT), Vol. 4, No. RM-008 2009年9月

  378. 無線センサネットワークにおけるデータ収集法に関する一検討 査読有り

    Tetsushi Fukabori, Hidehisa Nakayama, Hiroki Nishiyama, Nei Kato

    Forum on Information Technology 2009 (FIT) 2009年9月

  379. 背景領域細線化を用いた手書き文字切出しの改良手法 査読有り

    Hidehisa Nakayama, Yuta Fujiwara, Nei Kato

    Forum on Information Technology 2009 (FIT) 2009年9月

  380. アドホックネットワークのブロードキャストにおける高信頼プロトコルに関する検討 査読有り

    Kenji Miyao, Hidehisa Nakayama, Nei Kato

    Forum on Information Technology 2009 (FIT) 2009年9月

  381. A Dynamic Anomaly Detection Scheme for AODV-Based Mobile Ad Hoc Networks 査読有り

    Hidehisa Nakayama, Satoshi Kurosawa, Abbas Jamalipour, Yoshiaki Nemoto, Nei Kato

    IEEE TRANSACTIONS ON VEHICULAR TECHNOLOGY 58 (5) 2471-2481 2009年6月

    出版者・発行元:IEEE-INST ELECTRICAL ELECTRONICS ENGINEERS INC

    DOI: 10.1109/TVT.2008.2010049  

    ISSN:0018-9545

    eISSN:1939-9359

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    Mobile ad hoc networks (MANETs) are usually formed without any major infrastructure. As a result, they are relatively vulnerable to malicious network attacks, and therefore, security is a more significant issue than infrastructure-based wireless networks. In MANETs, it is difficult to identify malicious hosts as the topology of the network dynamically changes. A malicious host can easily interrupt a route for which it is one of the forming nodes in the communication path. In the literature, there are several proposals to detect such malicious hosts inside the network. In those methods, a baseline profile, which is defined as per static training data, is usually used to verify the identity and the topology of the network, thus preventing any malicious host from joining the network. Since the topology of a MANET dynamically changes, the mere use of a static baseline profile is not efficient. In this paper, we propose a new anomaly-detection scheme based on a dynamic learning process that allows the training data to be updated at particular time intervals. Our dynamic learning process involves calculating the projection distances based on multidimensional statistics using weighted coefficients and a forgetting curve. We use the network simulator 2 (ns-2) system to conduct the MANET simulations and consider scenarios for detecting five types of attacks. The simulation results involving two different networks in size show the effectiveness of the proposed techniques.

  382. SAGE: A Strong Privacy-Preserving Scheme Against Global Eavesdropping for eHealth Systems 査読有り

    Xiaodong Lin, Rongxing Lu, Xuemin (Sherman) Shen, Yoshiaki Nemoto, Nei Kato

    IEEE JOURNAL ON SELECTED AREAS IN COMMUNICATIONS 27 (4) 365-378 2009年5月

    出版者・発行元:IEEE-INST ELECTRICAL ELECTRONICS ENGINEERS INC

    DOI: 10.1109/JSAC.2009.090502  

    ISSN:0733-8716

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    The eHealth system is envisioned as a promising approach to improving health care through information technology, where security and privacy are crucial for its success and large-scale deployment. In this paper, we propose a strong privacy-preserving Scheme Against Global Eavesdropping, named SAGE, for eHealth systems. The proposed SAGE can achieve not only the content oriented privacy but also the contextual privacy against a strong global adversary. Extensive analysis demonstrates the effectiveness and practicability of the proposed scheme.

  383. DEMAPS: A Load-Transition-Based Mobility Management Scheme for an Efficient Selection of MAP in Mobile IPv6 Networks 査読有り

    Tarik Taleb, Abbas Jamalipour, Yoshiaki Nemoto, Nei Kato

    IEEE TRANSACTIONS ON VEHICULAR TECHNOLOGY 58 (2) 954-965 2009年2月

    出版者・発行元:IEEE-INST ELECTRICAL ELECTRONICS ENGINEERS INC

    DOI: 10.1109/TVT.2008.927037  

    ISSN:0018-9545

    eISSN:1939-9359

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    One major concern for mobile networks consists of finding efficient ways of handling user mobility so that the handover process has minimum effect on users' ongoing sessions. Given the dominance of Internet-based applications in next-generation mobile networks, Mobile IP (MIP) has become an important protocol for accommodating the IP mobility. To overcome the excessive delay and signaling involved in the first version of MIP, the Hierarchical Mobile IPv6 (HMIPv6) protocol has been introduced. The key concept behind HMIPv6 is to locally handle handovers by the usage of an entity called mobility anchor point (MAP). Although the new protocol provides a more efficient way for mobility management in IP networks, it does not control traffic among multiple MAN in the network. Thus, in many cases, the selected MAP is overloaded, and extensive delays are experienced during the routing process. To tackle this problem, this paper proposes a new technique, i.e., dynamic efficient MAP selection (DEMAPS). The proposed scheme works similar to HMIPv6 when the network is not overloaded. When the network gets heavy loads, the selection of MAN is based on an estimation of MAP load transition using the exponential moving average method. Simulation results demonstrate that DEMAPS can efficiently balance the signaling traffic load among MAN and provides a superior network performance compared with traditional HMIP schemes.

  384. Multi-path video Streaming in wireless networks using time based scheduling 査読有り

    Juan Carlos Fernandez, Nei Kato

    International Journal of Business Deta Communications and Networking 2009年

  385. Countermeasure against Forgery of Search Results in Structured Overley Networks 査読有り

    Sho Kato, Hidehisa Nakayama, Yoshiaki Nemoto, Nei Kato

    IEICE Trans. on Communications 2009年

  386. Explicit Load Balancing Technique for NGEO Satellite IP Networks with On-Board Processing Capability 査読有り

    Tarik Taleb, Daisuke Mashimo, Abbas Jamalipour, Kazuo Hashimoto, Nei Kato, Yoshiaki Nemoto

    IEEE Trans. on Networking 2009年

    DOI: 10.1109/TNET.2008.918084  

  387. Robust and Efficient Stream Delivery for Application Layer Multimeda in Heterogeneous Networks 査読有り

    Masahiro Kobayashi, Hidehisa Nakayama, Nirwan Ansari, Nei Kato

    IEEE Trans. on Multimedia 2009年1月

    DOI: 10.1109/TMM.2008.2008933  

  388. A Cross-Layer Approach for an EfficientStream Delivery of TCP/RTP-based Multimedia Applications in Heterogeneous Wirelsss Netwoeks 査読有り

    Tarik Taleb, Kenichi Kashibuchi, Alessandro Leonardi, Sergio Palazzo, Kazuo Hashimoto, Nei Kato, Yoshiaki Nemoto

    IEEE trans. onVehicular Technology 2008年11月

    DOI: 10.1109/TVT.2008.918727  

  389. Congestion Prediction Based Load Balancing in IP/LEO Satellite Networks 査読有り

    Daigo Kudo, Kenichi Kashibuchi, Nei Kato

    Technical Report of IEICE 2008年11月

  390. A Secure and Robust Framework of Serve Level Specification for Next Generation Wireless Networks 査読有り

    Juan Carlos Fernandez, Zubair Md. Fadlullah, Nei Kato

    Technical Report of IEICE 2008年10月

  391. Group-based Distributed Public Key Management For Mobile Ad Hoc Networks 査読有り

    Chen Qing, Nei Kato

    北京郵電大学東北大学ワークショップ Advanced ICT 2008年10月

    DOI: 10.1109/MUE.2008.66  

  392. Deley-Minimized Laod Distribution for Multipath Networks 査読有り

    Sumet Prabhavat, Hiroki Nishiyama, Nei Kato

    1st Student Organized International Mini-Conference on Information Electronics Systems 2008年10月

  393. Fault-Tolerant Topology Control in Wireless Ad-Hoc Networks 査読有り

    Kenji MIyao, Hidehisa Nakayama, Nei Kato

    IEICE 20th Tohoku Section Joint Convention 2008年8月

  394. Improving the Efficient of DoS Traceback Based on the Enhanced ITrace-CP Method for Mobile Enviroment 招待有り 査読有り

    Hiroshi Tsunoda, Taishi Tochiari, Yuji Waizumi, Yoshiaki Nemoto, Nei Kato

    CHIANA COM 2008 2008年8月

    DOI: 10.1109/CHINACOM.2008.4685116  

  395. 背景領域の細線化と射影ヒストグラムを併用した手書き文字切り出しに関する一考察 査読有り

    藤原勇太, 中山英久, 加藤寧

    MIRU 2008 2008年7月

  396. トレイタトレーシング技術における動的計画法を用いたマッチング方式に関する考察 査読有り

    Kazumasa Matsuda, Hidehisa Nakayama, Nei Kato

    Technical Report of IEICE 2008年7月

  397. A Reliable Topology efficient Key Distribution in Ad-Hoc Networks 招待有り 査読有り

    Kenji Miyao, Hidehisa Nakayama, Nirwan Ansari, Yoshiaki Nemoto, Nei Kato

    SPAWN 2008年6月

    DOI: 10.1109/WOWMOM.2008.4594922  

  398. Load Distribution with Queuing Deley Bound over Multipath Networks 査読有り

    Sumet Pravhavat, Hiroki Nishiyama, Nirwan Ansari, Yoshiaki Nemoto, Nei Kato

    ICSSC 2008 2008年6月

  399. SA-OLSR: Security Aware Optimized Link State for Mobile Ad Hoc Networks 査読有り

    Bounpadith Kannhavong, Hidehisa Nakayama, Nei Kato

    ICC 2008 2008年5月

    DOI: 10.1109/ICC.2008.283  

  400. Network Application Identification Using Transition Pattern of payload Length 査読有り

    Shinnosuke Yagi, Yuji Waizumi, Hiroshi Tsunoda, Abbas Jamlipour, Nei Kato

    WCNC 2008 2008年3月

  401. LEO衛星IPネットワークにおける輻輳予測を用いたトラヒック制御 査読有り

    Daigo Kudo, Kenichi Kashibuchi, Nei Kato

    Technical Report of IEICE 2008年3月

  402. Efficient and Reliable Topology Control Dissemination Algorithm for Wireless Ad Hoc Networks 査読有り

    Kenji Miyao, Hidehisa Nakayama, Nirwan Ansari, Nei Kato

    Technical Report of IEICE 2008年3月

  403. A Study of Definition of Traffic Pattern on Traitor Tracing Technology 査読有り

    Kazumasa Matsuda, Hidehisa Nakayama, Masaru Dobashi, Nei Kato

    Technical Report of IEICE 2008年3月

  404. センサネットワークにおけるモバイルシンクのモビリティに関する研究 査読有り

    Yutaro Sasaki, Hidehisa Nakayama, Nei Kato

    第5回先端的ネットワーク&コンピューティングテクノロジワークショップ 2008年3月

  405. トレイタトレ-シング技術におけるバックグラウンドトラヒックの影響に関する考察 査読有り

    Kazumasa Matsuda, Hidehisa Nakayama, Masaru Dobashi, Nei Kato

    第5回先端的ネットワーキング&コンピューティングテクノロジワークショップ 2008年3月

  406. P2P ネットワークに関する障害耐性に関する一考察 査読有り

    Kai Furuya, Hiroki Nishiyama, Nei Kato

    第6回先端的ネットワーク&コンピューティングテクノロジワークショップ 2008年2月

  407. コグニティブ無線における効率的なアクセス制御方式に関する一検討 査読有り

    IsaoKonno, Hiroki Nishiyama, Nei Kato

    第6回先端的ネットワーク&コンピューティングテクノロジワークショップ 2008年2月

  408. Performance Enhancement of TCP over Adaptive Multi-Rate IEEE 802.11 Wireless LANs 査読有り

    Kenichi Kashibuchi, Tarik Taleb, Abbas Jamalipour, Yoshiak Nemoto, Nei Kato

    RWS 2008 2008年1月

    DOI: 10.1109/RWS.2008.4463558  

  409. Channel occupancy time based TCP rate control for IEEE 802.11 DCF 査読有り

    Kenichi Kashibuchi, Tarik Taleb, Yoshiaki Nemoto, Nei Kato

    IWCMC 2008 - International Wireless Communications and Mobile Computing Conference 932-937 2008年

    DOI: 10.1109/IWCMC.2008.161  

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    In multi-rate IEEE 802.11 wireless LAN, when multiple stations transmit frames at different data rates, the basic service set (BSS) suffers from "performance anomaly" problem. In this paper, to solve this issue, we propose a TCP rate control scheme for IEEE 802.11 DCF mode. In the proposed scheme, a TCP sender controls its maximum window size based on the throughput estimated at the TCP layer. The throughput estimation is based on the number of active stations and the channel occupancy time used by each station in the BSS, which are monitored at the MAC layer. The proposed scheme forms a cross layer approach involving both MAC and TCP layers. The performance of the proposed scheme over adaptive multi-rate IEEE 802.11 wireless LAN is evaluated and compared with that of standard TCP through several simulations. The simulation results show that the proposed scheme improves the aggregate throughput in the BSS and reduces packet drops at the TCP layer. The proposed scheme also exhibits fairness in terms of channel occupancy time among the competing stations. © 2008 IEEE.

  410. On Gateway Selection Protocol for DYMO-based MANET 査読有り

    Takeshi Matsuda, Hidehisa Nakayama, Sherman Shen, Yoshiaki Nemoto, Nei Kato

    2008 4TH IEEE INTERNATIONAL CONFERENCE ON WIRELESS AND MOBILE COMPUTING, NETWORKING AND COMMUNICATIONS (WIMOB) 32-37 2008年

    出版者・発行元:IEEE

    DOI: 10.1109/WiMob.2008.51  

    ISSN:2160-4886

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    The coupling of Mobile Ad-hoc Networks (MANETs) and the Internet is gaining attention by researchers working towards future ubiquitous computing environments. In this work, we focus on the situation that occurs when specialized, sensitive data are sent to the Internet from MANET nodes. These special data types are especially susceptible to security risks such as information leak and data falsification. Therefore, it is necessary for such special data to be forwarded by a secure/trusted gateway which is under control of a trusted network administrator. However, we assume there can be multiple gateways deployed in a MANET, where the cost ineffectiveness makes it difficult for a network administrator to simultaneously manage every gateway. Because of the risk of forwarding special data through an unmaintained gateway, we propose a routing protocol which allows a source node to have all data forwarded to the Internet through a trusted gateway. To achieve desirable performance, we improve upon one of the newest routing protocols, Dynamic MANET On-demand (DYMO). Through simulations, we evaluated our proposal in comparison with the conventional DYMO protocol. The results show that our proposal achieves performance allowing MANET source nodes to choose gateways for specific data.

  411. A New Data Gathering Scheme Based on Set Cover Algorithm for Mobile Sinks in WSNs 査読有り

    Yutaro Sasaki, Hidehisa Nakayama, Nirwan Ansari, Yoshiaki Nemoto, Nei Kato

    GLOBECOM 2008 - 2008 IEEE GLOBAL TELECOMMUNICATIONS CONFERENCE 2008年

    出版者・発行元:IEEE

    DOI: 10.1109/GLOCOM.2008.ECP.145  

    ISSN:1930-529X

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    Recent Advances in solid state and packaging technologies have enabled production of more efficient and reasonably small devices such as Micro Electro Mechanical Systems (MEMS). Wireless Sensor Networks (WSNs) can gather data from sensor nodes and are now at the practical stage of realizations because of the above advances. Conventional researches have mainly focused on extending the lifetime of WSNs because sensor nodes are only equipped with small-capacity batteries. Mobile Ubiquitous LAN Extension (MULE) is one of the approaches to meet such demand, and it can gather data from isolated nodes. The KAT mobility scheme is one of the mobility schemes on MULE focusing on the efficiency. Therefore, this scheme is expected to prolong the lifetime of the network. However, this scheme cannot ensure that the mobile sinks can gather the data from all of the nodes. In this paper, we focus on the fairness issue of data gathered by the mobile sinks while also considering the efficiency of data gathering. We propose a new mobility scheme based on a new clustering method and the Set Cover Algorithm to ensure that the mobile sinks can gather data from all of the nodes, and simulation results show that fairness of data gathering by the proposed mobility scheme is greatly improved as compared to conventional KAT mobility scheme.

  412. A study of a routing attack in OLSR-based mobile ad hoc networks 査読有り

    Bounpadith Kannhavong, Hidehisa Nakayama, Nei Kato, Abbas Jamalipour, Yoshiaki Nemoto

    INTERNATIONAL JOURNAL OF COMMUNICATION SYSTEMS 20 (11) 1245-1261 2007年11月

    出版者・発行元:JOHN WILEY & SONS LTD

    DOI: 10.1002/dac.870  

    ISSN:1074-5351

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    A mobile ad hoc network (MANET) is a collection of mobile nodes which are able to communicate with each other without relying on predefined infrastructures or central administration. Due to their flexibilities and easy deployment, MANET can be applied in situation where network infrastructures are not available. However, due to their unique characteristics such as open medium and the lack of central administration, they are much more vulnerable to malicious attacks than a conventional infrastructured wireless network. MANET employs routing to provide connectivity for mobile nodes that are not within direct wireless transmission range. Existing routing protocols in MANET assume a trusted and cooperative environment. However, in hostile environment, mobile nodes are susceptible to various kinds of routing attacks. In this paper, we show that an OLSR MANET node is prone to be isolated by malicious attack called Node Isolation attack. After analysing the attack in detail, we present a technique to mitigate the impact of the attack and improve the performance of the network when the attack is launched. The results of our implementations illustrate that the proposed solution can mitigate the attack efficiently. Copyright (c) 2007 John Wiley & Sons, Ltd.

  413. Detecting Blackhole Attack on AODV-based Ad Hoc Networks by Dynamic Leaning Method 査読有り

    Satoshi Kurosawa, Hidehisa Nakayama, Nei Kato, Abbas Jamalipour, Yoshiaki Nemoto

    International Journal of Network Security 5 (3) 338-346 2007年11月

  414. A Stable Routing Protocol to Support ITS Services in VANET Networks 査読有り

    T.Taleb, E.Sakhaee, A.Jamalipour, K.Hashimoto, N.Kato, Y.Nemoto

    IEEE Trans. on Vehicular Technology 56 (6) 3337-3347 2007年11月

    出版者・発行元:Institute of Electrical and Electronics Engineers

    DOI: 10.1109/TVT.2007.906873  

    ISSN:0018-9545

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    科研費報告書収録論文(課題番号:17500030/研究代表者:加藤寧/インターネットと高親和性を有する次世代低軌道衛星ネットワークに関する基盤研究)

  415. A Fair and Lifetime-Maximum Routing Algorithm for Wireless Sensor Networks 査読有り

    Do Van Giang, Tarik Taleb, Kazuo Hashimoto, Nei Kato, Yoshiaki Nemoto

    IEEE GLOBECOM 2007 2007年11月

    DOI: 10.1109/GLOCOM.2007.114  

  416. NHAG: Network-aware Hierarchcal Arrangement Graph of Application Layer Multicast in Heterogeneous Networks 査読有り

    M.Kobayashi, H.Nakayama, N.Ansari, N.Kato

    IEEE GLOBECOM 2007 2007年11月

    DOI: 10.1109/GLOCOM.2007.382  

  417. A Bandwodth Aggregation-aware QoS Negotiation Mechanism for Next-Generation Wireless Networks 査読有り

    T.Taleb, J.C.Fernandez, K.Hashimoto, Y.Nemoto, N.Kato

    IEEE GLOBECOM 2007 2007年11月

    DOI: 10.1109/GLOCOM.2007.367  

  418. A survey of routing attacks in mobile ad hoc networks 査読有り

    Bounpadith Kannhavong, Hidehisa Nakayama, Yoshiaki Nemoto, Nei Kato, Abbas Jamalipour

    IEEE Wireless Communications 14 (5) 85-91 2007年10月

    DOI: 10.1109/MWC.2007.4396947  

    ISSN:1536-1284

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    Recently, mobile ad hoc networks became a hot research topic among researchers due to their flexibility and independence of network infrastructures, such as base stations. Due to unique characteristics, such as dynamic network topology, limited bandwidth, and limited battery power, routing in a MANET is a particularly challenging task compared to a conventional network. Early work in MANET research has mainly focused on developing an efficient routing mechanism in such a highly dynamic and resource-constrained network. At present, several efficient routing protocols have been proposed for MANET. Most of these protocols assume a trusted and cooperative environment. However, in the presence of malicious nodes, the networks are vulnerable to various kinds of attacks. In MANET, routing attacks are particularly serious. In this article, we investigate the state-of-the-art of security issues in MANET. In particular, we examine routing attacks, such as link spoofing and colluding misrelay attacks, as well as countermeasures against such attacks in existing MANET protocols. © 2007 IEEE.

  419. On the Performance of Congestion Control Protocols in Lossy Wireless Networks 査読有り

    H.Nishiyama, T.Taleb, N.Ansari, Y.Nemoto, N.Kato

    WRECOM 2007 2007年10月

  420. Fault-resilient sensing in wireless sensor networks 査読有り

    Hidehisa Nakayama, Nirwan Ansari, Abbas Jamalipour, Nei Kato

    COMPUTER COMMUNICATIONS 30 (11-12) 2375-2384 2007年9月

    出版者・発行元:ELSEVIER SCIENCE BV

    DOI: 10.1016/j.comcom.2007.04.023  

    ISSN:0140-3664

    eISSN:1873-703X

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    Research on wireless sensor networks (WSNs) has received tremendous attention in the past few years due to their potential applications and advances in the VLSI design. In WSNs with tiny sensors, mobility of a sink may provide an energy efficient way for data dissemination. Having a mobile sink in WSN, however, creates new challenges to routing and sensor distribution modeling in the network. In this paper, based on clustering and routing optimization algorithms, we propose a new scheme called K-means and TSP-based mobility (KAT mobility). After clustering the sensor nodes, the proposed method navigates the mobile sink to traverse through the cluster centers according to the trajectory of an optimized route. The mobile sink then collects the data from sensors at the visited clusters. Simulation results have demonstrated that the proposed scheme can provide not only better energy efficiency as compared to those obtained by conventional methods which assume random waypoint for the mobile sink, but also fault-resilience in case of malfunctions of some sensors due to attacks. (C) 2007 Elsevier B.V. All rights reserved.

  421. Towards Efficient Service-lebel QoS Provisioning in Large-scale 802.11-based Networks 査読有り

    T.Taleb, A.Nafaa, L.Murphy, K.Hashimoto, N.Kato, Y.Nemoto

    IEEE Network Magazine 2007年9月

    DOI: 10.1109/MNET.2007.4305176  

  422. A Classifier of Similar Characters using Compound Mahalanobis Function based on Difference Subspace 査読有り

    J.Hirayama, H.Nakayama, N.Kato

    ICDAR 2007 2007年9月

    DOI: 10.1109/ICDAR.2007.4378746  

  423. Performance Evaluartion of SCTP with Adaptive Multistreaming over LEO Satellite Networks 査読有り

    H.Tsunoda, N.Kato, A.Jamalipour, Y.Nemoto

    IWSSC 2007 2007年9月

    DOI: 10.1109/IWSSC.2007.4409407  

  424. Tracing-back Attacks Against Encrypted Protocols 査読有り

    T.Taleb, Z.Fadlullah, K.Hashimoto, T.Nemoto, N.Kato

    IWCMC 2007 2007年8月

    DOI: 10.1145/1280940.1280966  

  425. On Data Gathering and Security in Wireless Sensor Networks 招待有り 査読有り

    H.Nakayama, N.Ansari, A.Jamalipour, Y.Nemoto, N.Kato

    IEEE SARNOFF 2007 2007年5月

    DOI: 10.1109/SARNOF.2007.4567337  

  426. Improving ELB in Multi-Hop Satellite Constellations with Short ISL Delays 査読有り

    T.Takahashi, T.Taleb, K.Hashimoto, N.Kato

    AIAA ICSSC 2007 2007年4月

  427. A Novel Scheme to Reduce Control Overhead and Increase Link Duration in Highly Mobile Ad Hoc Networks 査読有り

    E.Sakhaee, T.Taleb, A.Jamalipor, N.Kato, Y.Nemoto

    IEEE WCNC 2007 2007年3月

    DOI: 10.1109/WCNC.2007.726  

  428. Dynamic QoS Negotiation for Next-Generarion Wireless Communications System 査読有り

    J.C.Fernandez, T.Taleb, N.Ansari, K.Hashimoto, Y.Nemoto, N.Kato

    IEEE WCNC 2007 2007年3月

    DOI: 10.1109/WCNC.2007.595  

  429. Explicit Load Baalancing Technique for NGEO Satellite IP Networks with On-Board Processing Capability 査読有り

    T.Taleb, D.Mashimo, A.Jamalipour, K.Hashimoto, N.Kato, Y.Nemoto

    IEEE Trans. on Networking 2007年

  430. An Application-Driven Mobility Management Scheme for Hierarchical Mobile IPv6 Networks 査読有り

    T.Taleb, Y.Ikeda, K.Hashimoto, Y.Nemoto, N.Kato

    IEEE ICC 2007 2007年1月

    DOI: 10.1109/ICC.2007.60  

  431. Combating Attacks Against Encrypted Plotocol 査読有り

    Z.Fadlullah, T.Taleb, N.Ansari, Y.Miyake, K.Hashimoto, Y.Nemoto, N.Kato

    IEEE ICC 2007 2007年1月

  432. Enhancements of T-REFWA to mitigate link error-related degradations in hybrid wired/wireless networks 査読有り

    Hiroki Nishiyama, Tarik Taleb, Yoshiaki Nemoto, Abbas Jamalipour, Nei Kato

    JOURNAL OF COMMUNICATIONS AND NETWORKS 8 (4) 391-400 2006年12月

    出版者・発行元:KOREAN INST COMMUNICATIONS SCIENCES (K I C S)

    ISSN:1229-2370

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    With the on-going wireless access technologies, the Internet has become accessible anytime anywhere. In wireless networks, link errors significantly degrade the performance of the transmission control protocol (TCP). To cope with this issue, this paper improves the recently-proposed terrestrial REFWA (T-REFWA) scheme by adding a new error recovery mechanism to its original design. In the T-REFWA scheme, senders are acknowledged with appropriate sending rates at which an efficient and fair utilization of network resources can be achieved. As the feedback values are computed independently of link errors, senders can keep transmitting data at high rates even in case of link error occurrences. Using this feature, the proposed error recovery mechanism can achieve high throughput in environments with high bit error rates. The throughput is further improved by disabling the exponential back-off algorithm of TCP so that long idle times are avoided in case of link errors. We show through simulations that the proposed method improves TCP performance in high bit error rates. Compared with several TCP variants, the proposed error recovery scheme exhibits higher link utilization and guarantees system fairness for different bit error rates.

  433. Traitor Tracing Technology of Streaming Contents Delivery using Traffic Pattern in Wired/Wireless Environments 査読有り

    M.Dobashi, H.Nakayama, N.Kato, Y.Nemoto, A.Jamalipour

    IEEE GLOBECOM 2006 2006年11月

    DOI: 10.1109/GLOCOM.2006.299  

  434. A Collusion Attack Against OLSR-based Mobile Ad Hoc Networks 査読有り

    B.Kannhavong, H.Nakayama, N.Kato, A.Jamalipour, Y.Nemoto

    IEEE GLOBECOM 2006 2006年11月

    DOI: 10.1109/GLOCOM.2006.262  

  435. Design Guidelines for a Global and Self-Managed Leo Satellite -Based Sensor Network 査読有り

    T.Taleb, A.Jamalipour, F.N.Abdesselam, K.Hashimoto, N.Kato, Y.Nemoto

    IEEE GLOBECOM 2006 2006年11月

    DOI: 10.1109/GLOCOM.2006.1013  

  436. ELB: An Explicit Load Balancing Routing Protocol for Multi-Hop NGEO Satellite Constellations 査読有り

    T.Taleb, D.Mashimo. A.Jamalipour, K.Hashimoto, Y.Nemoto, N.Kato

    IEEE GLOBECOM 2006 2006年11月

    DOI: 10.1109/GLOCOM.2006.523  

  437. AMulti-Level SecurityBased Autonomic Parameter Selection Approach for an Effective and Early Detection of Internet Worms 査読有り

    K.Simkhada, T.Taleb, Y.Waizumi, A.Jamalipour, K.Hashimoto, N.Kato, Y.Namoto

    IEEE GLOBECOM 2006 2006年11月

    DOI: 10.1109/GLOCOM.2006.302  

  438. Fast Convergent Layered Multicast in Fixed and Mobile Networks 査読有り

    K.Kashibuchi, t.Taleb, Y.Nemoto, N.Kato

    WPMC 2006 2006年9月

  439. Historical Hand-Written String Recognition by Non-Linear Discriminant Analysis using Kernel Feature Selection 査読有り

    R.Inoue, H.Nakayama, N.Kato

    ICPR 2006 2006年8月

    DOI: 10.1109/ICPR.2006.629  

  440. Prioritzation-based Layered Multicast for Fixed/Mobile Networks with Fast Convergebce and Iter-Session Fairness 査読有り

    Kenichi kashibuchi, Tarik Taleb, Abbas Jamalipour, Yoshiaki Nemoto, Nei Kato

    Journal of Communications Software and Systems Vol. 2, No. 2 2006年6月

  441. Analysis of the Node Isolation Attack against OLSR-based Mobile Ad Hoc Network 査読有り

    B.Kannhavong, H.Nakayama, N.Kato, A.Jamalipour, Y.Nemoto

    ISCN 2006 2006年6月

    DOI: 10.1109/ISCN.2006.1662504  

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    Best Student Paper Award

  442. Theatre in the Sky: A ubiquitous broadband multimedia-on-demand service over a novel constellation composed of quasi-geo stationary satellites 査読有り

    T Taleb, A Jamalipour, N Kato, Y Nemoto

    INTERNATIONAL JOURNAL OF SATELLITE COMMUNICATIONS AND NETWORKING 24 (3) 215-227 2006年5月

    出版者・発行元:JOHN WILEY & SONS LTD

    DOI: 10.1002/sat.829  

    ISSN:1542-0973

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    To meet an ever-growing demand for wideband multimedia services and electronic connectivity across the world, development of ubiquitous broadband multimedia systems is gaining a tremendous interest at both commercial and academic levels. Satellite networks will play an indispensable role in the deployment of such systems. A significant number of satellite communication constellations have been thus proposed using Geostationary (GEO), Medium Earth Orbit (MEO), or Low Earth Orbit (LEO) satellites. These constellations, however, either require a potential number of satellites or are unable to provide data transmission with high elevation angles. This paper proposes a new satellite constellation composed of Quasi-GeoStationary Orbit (Quasi-GSO) satellites. The main advantage of the constellation is in its ability to provide global coverage with a significantly small number of satellites while, at the same time, maintaining high elevation angles. Based on a combination of this Quasi-GSO satellites constellation and terrestrial networks, the paper proposes also an architecture for building a global, large-scale, and efficient Video-on-Demand (VoD) system. The entire architecture is referred to as a 'Theatre in the Sky'. Copyright (c) 2006 John Wiley & Sons, Ltd.

  443. RFWA: An Efficient and Fair Congestion Control Scheme for LEO Satellite Networks 査読有り

    T. Taleb, N. Kato, Y. Nemoto

    IEEE/ACM Transactions on Networking 2006年

    DOI: 10.1109/TNET.2006.883130  

  444. A New Smooth Handoff Scheme for Mobile Multimedia Streaming using RTP Dummy Packets and RTCP Explicit Handoff Notification 査読有り

    K. Kashibuchi, T. Taleb, A. Jamalipour, Y. Nemoto, N. Kato

    WCNC 2006 2006年

    DOI: 10.1109/WCNC.2005.1424852  

  445. An Efficient Vehicle-Heading Based Routing Protocol for VANET Networks 査読有り

    T. Taleb, M. Ochi, A. Jamalipour, N. Kato, Y. Nemoto

    WCNC 2006 2006年

  446. Aeronautical Ad Hoc Networks 査読有り

    E. Sakhaee, A. Jamalipour, N. Kato

    WCNC 2006 2006年

  447. Multipath Doppler Routing with QoS support in Pseudo-linear Highly Mobile Ad Hoc Networks 査読有り

    E. Sakhaee, A. Jamalipour, N. Kato

    ICC 2006 2006年

    DOI: 10.1109/ICC.2006.255625  

  448. An Efficient Sibnature-BAsed Approach for automatic Detection of Internet Worms over Large-Scale Networks 査読有り

    K. Simkhada, T. Taleb, Y. Waizumi, A. Jamalipour, N. Kato, Y. Nemoto

    ICC 2006 2006年

    DOI: 10.1109/ICC.2006.255123  

  449. A Fair TCP-Based Congestion Avoidance Approach for One-to-Many Private Networks 査読有り

    T. Taleb, H. Nishiyama, A. Jamalipour, N. kato, Y. Nemoto

    ICC 2006 2006年

    DOI: 10.1109/ICC.2006.255001  

  450. Geographical and Orbital Information Based Mobility Management to Overcome Last-Hop Ambiguity over IP/LEO Satellite Networks 査読有り

    H. Tsunoda, K. Ohta, N. Kato, Y. Nemoto

    ICC 2006 2006年

    DOI: 10.1109/ICC.2006.254989  

  451. IP Traffic Load Distribution in NGEO Broadband Satellite Networks 招待有り 査読有り

    T. Taleb, A. Jamalipour, N. Kato, Y. Nemoto

    The 20th ISCIS 2005年11月

    DOI: 10.1007/11569596_14  

  452. Securing Hybrid Wired/Mobile Networks from TCP-Flooding Based Denial-of-Service Attacks 査読有り

    T. Taleb, H. Nishiyama, N. Kato, Y. Nemoto

    GLOBECOM 2005 2005年11月

    DOI: 10.1109/GLOCOM.2005.1578290  

  453. A Dynamic and Efficient MAP Selection for Mobile IPv6 Networks 査読有り

    T. Taleb, T. Suzuki, N. Kato, Y. Nemoto

    GLOBECOM 2005 2005年11月

    DOI: 10.1109/GLOCOM.2005.1578287  

  454. Recent trends in IP/NGEO satellite communication systems: Transport, routing, and mobility management concerns 査読有り

    Tarik Taleb, Nei Kato, Yoshiaki Nemoto

    IEEE Wireless Communications 12 (5) 63-69 2005年10月

    DOI: 10.1109/MWC.2005.1522106  

    ISSN:1536-1284

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    Non-geostationary (NGEO) satellite communication systems are seen as an attractive solution to realize the vision of anywhere, anytime pervasive access to the Internet. Their design and development have thus gained tremendous interest in the last few years. Commencing with a brief overview of general NGEO satellite configurations, this article next addresses the key technical difficulties in the development of NGEO IP-based satellite communications systems. The article discusses routing concerns, mobility management, and transport protocols with an emphasis on TCP performance in NGEO satellite networks. Some key innovations are presented. The Recursive, Explicit, and Fair Window Adjustment (REFWA) scheme is presented as a solution to improve the efficiency and fairness of TCP in NGEO systems. An improvement to the REFWA scheme, REFWA Plus, is also described to combat link errors in satellite environments. © 2005 IEEE.

  455. A Global Video-on-Demand Architecture Based on a Novel Constellation Composed of Quasi-Geostationary Satellite 査読有り

    T. Taleb, A. Jamalipour, N. Kato, Y. Nemoto

    The 7th IFIP 2005年9月

  456. A Geographical Location Based Satellite Selection Scheme for a Novel Constellation Composed of Quasi-Geostationary Satellites 査読有り

    U. Dhamaratna, T. Tareb, N. Kato, Y. Nemoto

    IEEE, ICC 2005 2005年5月

  457. A Dummy Segmet Based Bandwidth Probing Technique to Enhance the Performance of TCP over Heterogenerous Networks 査読有り

    T. Taleb, K. Kashibuchi, N. Kato, Y. Nemoto

    IEEE, WCNC 2005 2005年5月

    DOI: 10.1109/WCNC.2005.1424890  

  458. REFWA Plus: Enhancement of REFWA to Combat Link Errors in LEO Satellite Networks 査読有り

    T. Taleb, N. Kato, Y. Nemoto

    2005 IEEE HPSR 2005年5月

  459. A Discriminant Method of Similar Characters with Nonlinear Compound Discriminant Function 査読有り

    H. Suzuki, Y. Waizumi, N. Kato, Y. Nemoto

    The IEICE Transaction and System Vol.J88-D-2 (No.4) 704-715 2005年4月

    出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会

    ISSN:0915-1923

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    類似文字認識に関する研究では, 混合識別関数に二次非線形変換を適用した二次混合識別関数が提案されており, 高い識別能力を有すことが実証されている.非線形変換の次数を更に上げれば判別境界をより良く推定できる可能性があるが, 計算量が爆発的に増加してしまうため, 三次以上の非線形混合識別関数については実現が困難となっている.一方, 近年注目を集めているカーネル関数を用いた非線形変換は, 少ない計算量で高次非線形変換を行うことが可能であるため, これを用いて混合識別関数の非線形変換を行えば, 上記の問題を解消することができると考えられる.本論文では, 混合識別関数の非線形変換がカーネル関数を用いて定式化可能であることを示し, 非線形混合識別関数を提案する.認識実験から, 提案手法は混合識別関数とほぼ同等の計算量で, 二次混合識別関数よりも高い識別能力を獲得可能なことを示す.

  460. On-Demand Media Streaming to Hybrid Wired/Wireless Network Quasi-Geo Stationary Satellite Systems 査読有り

    T. Taleb, N. Kato, Y.Nemoto

    Elsevier Journal on Comouter Networks 47 (2) 287-306 2005年2月

    DOI: 10.1016/j.comnet.2004.07.010  

  461. A self-adaptive intrusion detection method for AODV-based mobile ad hoc networks 査読有り

    Satoshi Kurosawa, Hidehisa Nakayama, Nei Kato, Abbas Jamalipour, Yoshiaki Nomoto

    2nd IEEE International Conference on Mobile Ad-hoc and Sensor Systems, MASS 2005 2005 773-780 2005年

    DOI: 10.1109/MAHSS.2005.1542870  

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    Mobile ad hoc networks (MANET) are usually formed without any major infrastructure. As a result, they are relatively vulnerable to malicious network attacks and therefore the security is a more significant issue than in infrastructure-type wireless networks. In these networks, it is difficult to identify malicious hosts, as the topology of the network changes dynamically. A malicious host can easily interrupt a route for which the malicious host is one of the forming nodes in the communication path. In the literature, there are several proposals to detect such malicious host inside the network. In those methods usually a baseline profile is defined in accordance to static training data and then they are used to verify the identity and the topology of the network, thus avoiding any malicious host to be joined in the network. Since the topology of a MANET is dynamically changing, use of a static profile is not efficient. In this paper, we propose a new intrusion detection scheme based on a learning process, so that the training data can be updated at particular time intervals. The simulation results show the effectiveness of the proposed technique compared to conventional schemes. © 2005 IEEE.

  462. A Technique of Adaptive Bandwidth Estimation for SACK Based TCP over Wireless Nwtworks 査読有り

    T. Sasaki, H. Tsunoda, N. Kato, Y. Nemoto

    The IEICE Transactions on Communications (Japanese Edition) 2004年10月

  463. Historical Character Strings Recognition Using Partial Area 査読有り

    Shigeto Tamazawa, Hidehisa Nakayama, Yuji Waizumi, Nei Kato, Yoshiaki Nemoto

    FIT2004: The 3rd. Forum on Information Technology (Japanese Edition) 2004年9月

  464. A Satellite Selection Method for Walker Delta LEO Satellite Networks 査読有り

    U. Dharmaratna, H. Tsunoda, N. Kato, Y. Nemoto

    IEICE Transactions on Communications 2004年8月

  465. An explicit and fair window adjustment method to enhance TCP efficiency and fairness over multihops satellite networks 査読有り

    T Taleb, N Kato, Y Nemoto

    IEEE JOURNAL ON SELECTED AREAS IN COMMUNICATIONS 22 (2) 371-387 2004年2月

    出版者・発行元:IEEE-INST ELECTRICAL ELECTRONICS ENGINEERS INC

    DOI: 10.1109/JSAC.2003.819989  

    ISSN:0733-8716

    eISSN:1558-0008

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    Transmission control protocol (TCP) is the most widely used transport protocol in today's Internet. Despite the fact that several mechanisms have been presented in recent literature to improve TCP, there remain some vexing attributes that impair TCPs performance. This paper addresses the issue of the efficiency and fairness of TCP in multihops satellite constellations. It mainly focuses on the effect of the change in flows count on TCP behavior. In case of a handover occurrence, a TCP sender may be forced to be sharing a new set of satellites with other users resulting in a change of flows count. This paper argues that the TCP rate of each flow should be dynamically adjusted to. the available bandwidth when the number of flows that are competing for a single link, changes over time. An explicit and fair scheme is developed. The scheme matches the aggregate window size of all active TCP flows to the network pipe. At the same time, it provides all the active connections with feedbacks proportional to their round-trip time values so that the system converges to optimal efficiency and fairness. Feedbacks are signaled to TCP sources through the receiver's advertised window field in the TCP header of acknowledgments. Senders should accordingly regulate their sending rates. The proposed scheme is referred to as explicit and fair window adjustment (XFWA). Extensive simulation results show that the XFWA scheme substantially improves the system fairness, reduces the number of packet drops, and makes better utilization of the bottleneck link.

  466. Supporting IP/LEO satellite networks by handover-independent IP mobility management 査読有り

    H Tsunoda, K Ohta, N Kato, Y Nemoto

    IEEE JOURNAL ON SELECTED AREAS IN COMMUNICATIONS 22 (2) 300-307 2004年2月

    出版者・発行元:IEEE-INST ELECTRICAL ELECTRONICS ENGINEERS INC

    DOI: 10.1109/JSAC.2003.819977  

    ISSN:0733-8716

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    Low earth orbit (LEO) satellite networks are capable of providing wireless connectivity to any part of the world while guaranteeing short propagation delays. There is a huge need for developing Internet protocol (IP) friendly networking technologies that aim to integrate emerging LEO satellite networks with the already existing terrestrial IP networks. LEO satellite networks are well characterized by frequent handover occurrences. These handovers largely affect mobility management in LEO satellite networks. Existing IP mobility management protocols, such as mobile IP, manage the location of mobile nodes on the basis of the network topology. Applying such mechanisms in LEO satellite networks will cause a binding update of mobile nodes upon every handover occurrence. Given the frequent occurrence of handovers in LEO satellite networks, a potentially large number of binding update requests will be generated and ultimately affects the scalability of mobility management. This paper argues a handover-independent mobility management scheme for LEO satellite networks. The proposed scheme purposes to exploit geographical location information to make the mobility management independent from handovers. This handover-independent management method reduces the number of update requests and eventually increases the system scalability. A detailed description of the actual implementation of the scheme is given. Through a mathematical analysis, the paper evaluates the required management cost and accordingly verifies the scalability of the proposed scheme.

  467. A Highly Accurate Method Based on Phased Search of Candidate Rectangle Lattice for Handwritten Address Recognition 査読有り

    H. Nakayama, M. Suzuki, N. Kato, Y. Nemoto

    The IEICE Transactions on Communications (Japanese Edition) 2004年2月

  468. Dynamic Mirror Server Selection Method Consideration about Congestion of Link 査読有り

    Y. Waizumi, K. Utsue, N. Kato, Y. Nemoto

    Transactions of Information Proceeding Society of Japan 2004年1月

  469. Handwritten Character Recognition Using Learning Pattern Generation by Nonlinear Normalization 査読有り

    Y. Waizumi, N. Ebisawa, N. Kato, Y. Nemoto

    The IEICE Transactions on Communications (Japanese Edition) 2003年10月

  470. Shortening of Triangle Route in non-Mobile IP Node mixed Network 査読有り

    Tomoaki Sasaki, Hiroshi Tsunoda, Nei Kato, Yoshiaki Nemoto

    FIT2003: The 2nd. Forum on Information Technology (Japanese Edition) 2003年9月

  471. Neighbors-buffering-based video-on-demand architecture 査読有り

    Tarik Taleb, Nei Kato, Yoshiaki Nemoto

    Signal Processing: Image Communication 18 (7) 515-526 2003年8月

    DOI: 10.1016/S0923-5965(03)00039-0  

    ISSN:0923-5965

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    Since the number of Internet users is rapidly increasing day by day and even the most powerful server system will always be resource limited, one of the challenges faced by video-on-demand system designers is how to configure a system that can support a potentially large number of customers and a large multimedia library to satisfy users' needs at affordable rates. In this paper, we propose an approach to provide a significantly scalable video-on-demand service in a multicast environment. The basic idea is to repeatedly transmit popular movies on staggered channels. If a request comes in between staggered start times, the user joins to the most recently started multicast session and then requests the missing part from a nearby neighbor. The user must have enough buffer space to buffer data between staggered transmissions. We refer to our proposed architecture as Neighbors-Buffering Based Video-on-Demand (NBB-VoD) architecture. Analytical results show that our proposal achieves a better performance than the already existing systems (True-VoD, Near-VoD, and Unified-VoD) in terms of both scalability and disk-bandwidth requirements. © 2003 Elsevier Science B.V. All rights reserved.

  472. 候補あて名の優先度付けによる高速大分類法を用いた手書きあて名認識システム 査読有り

    徳本一崇, 鈴木 雅人, 加藤 寧, 根元 義章

    電子情報通信学会論文誌(D-II J84-D-II (1) 83-92 2001年

  473. プロアクティブバッファリングを用いた高精度リモ-トトラヒック観測システムの提案とその性能評価 査読有り

    金丸 朗, 太田 耕平, 加藤 寧, Glenn MANSFIELD, 根元 義章

    電子情報通信学会論文誌B J84-B (9) 392-401 2001年

  474. ネットワ-クの負荷変動を考慮した動的なミラ-サ-バ選択方式 査読有り

    真壁 知, 太田 耕平, 加藤 寧, Glenn MANSFIELD, 根元 義章

    電子情報通信学会論文誌B J84-B (3) 435-442 2001年

  475. 2次混合マハラノビス関数を用いた類似文字識別手法 査読有り

    鈴木 雅人, 加藤 寧, 根元 義章, 市村 洋

    電子情報通信学会論文誌(D-II) J84-D-II (4) 659-667 2001年

  476. Towards trapping wily intruders in the large 査読有り

    G Mansfield, K Ohta, Y Takei, N Kato, Y Nemoto

    COMPUTER NETWORKS 34 (4) 659-670 2000年10月

    出版者・発行元:ELSEVIER SCIENCE BV

    DOI: 10.1016/S1389-1286(00)00135-3  

    ISSN:1389-1286

    eISSN:1872-7069

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    Intrusions are in general characterized by some noise or indications. In the network context these signals may be seen in the TCP-RESET packets and the ICMP echo-response or destination/port unreachable packets. Analysis of network traffic has shown that the profiles of such signals due to intrusion attempts are distinctly different from those due to routine operations and/or unintentional mistakes. By monitoring such suspicious signals in a distributed framework, intrusions or attempts thereof can be effectively detected. To track down attackers who may be using spoofed addresses, a new technique-based on traffic pattern monitoring is introduced. The traffic patterns can be traced across networks. For this purpose we have developed an SNMP-based messaging system which allows "friendly" networks to collaborate in tracking down the intruder. Results using prototype implementations on a medium size operational network are presented. (C) 2000 Elsevier Science B.V. All rights reserved.

  477. High speed and high accuracy rough classification for handwritten characters using hierarchical learning vector quantization 査読有り

    Y Waizumi, N Kato, K Saruta, Y Nemoto

    IEICE TRANSACTIONS ON INFORMATION AND SYSTEMS E83D (6) 1282-1290 2000年6月

    出版者・発行元:IEICE-INST ELECTRONICS INFORMATION COMMUNICATIONS ENG

    ISSN:0916-8532

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    We propose a rough classification system using Hierarchical Learning Vector Quantization (HLVQ) for large scale classification problems which involve many categories. HLVQ of proposed system divides categories hierarchically in the feature space, makes a tree and multiplies the nodes down the hierarchy. The feature space is divided by a few codebook vectors in each layer. The adjacent feature spaces overlap at the borders. HLVQ classification is both speedy and accurate due to the hierarchical architecture and the overlapping technique. In a classification experiment using ETL9B [2], the largest database of handwritten characters in Japan, tit contains a total of 607,200 samples from 3036 categories) the speed and accuracy of classification by HLVQ was found to be higher than that by Self-Organizing feature Map (SOM) [3] and Learning Vector Quantization[4] methods. We demonstrate that the classification rate of the proposed system which uses multi-codebook vectors for each category under HLVQ can achieve higher speed and accuracy than that of systems which use average vectors.

  478. ニュ-ラルネットワ-クを用いた二者択一方式の手書き文字認識システム 査読有り

    石井 力, 和泉 勇治, 加藤 寧, 根元 義章

    電子情報通信学会論文誌(D-II) J83 (3) 988-995 2000年3月

  479. Simple packet aggregation technique for fault detection 査読有り

    Akira Kanamaru, Kohei Ohta, Nei Kato, Glenn Mansfield, Yoshiaki Nemoto

    International Journal of Network Management 10 (4) 215-228 2000年

    DOI: 10.1002/1099-1190(200007/08)10:4<215::AID-NEM373>3.0.CO;2-2  

    ISSN:1055-7148

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    The occurrence of a fault in the Internet is determined and recorded by a network fault management system. The symptom based packet aggregation technique using packet monitoring is employed for fault detection. The proposed technique is implemented using simple network management protocol (SNMP) based remote network monitoring (RMON) technology and experimented on a real backbone network. The aggregation model and the adaptive selection of the aggregation results proved to be effective in characterizing packets. It helps an administrator to decide whether the problem is between two hosts or on a special host. The packets employed are the ICMP packets, which belong to the transmission control protocol/Internet protocol (TCP/IP) suite.

  480. 管理情報の統合化によるネットワ-ク障害診断支援システムの提案と評価 査読有り

    加藤 寧, 橋本 定, 太田 耕平, 根元 義章

    電子情報通信学会論文誌B J83-B (9) 1258-1266 2000年

  481. 2乗結合を持つ多層パ-セプトロンによる手書き文字の 高精度認識 査読有り

    和泉 勇治, 加藤 寧, 根元 義章

    電子情報通信学会論文誌(D-II) J83-D-II (10) 1969-1976 2000年

  482. A real-time intrusion detection system (IDS) for large scale networks and its evaluations 査読有り

    N Kato, H Nitou, K Ohta, G Mansfield, Y Nemoto

    IEICE TRANSACTIONS ON COMMUNICATIONS E82B (11) 1817-1825 1999年11月

    出版者・発行元:IEICE-INST ELECTRONICS INFORMATION COMMUNICATIONS ENG

    ISSN:0916-8516

    eISSN:1745-1345

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    Internet communication is increasingly becoming an important element in daily life. Keeping this network safe from malicious elements is an urgent task for network management. To maintain the security level networks are generally, monitored for indications of usage with ill-intentions. Such indications are events which need to be collated, correlated and analyzed in real-time to be effective. However, on an average medium to large size network the number of such events are very large. This makes it practically impossible to analyze the information in real-time and provide the necessary security measures. In this paper, we propose a mechanism that keeps the number of events, to be analyzed, low thereby making it possible to provide ample security measures. We discuss a real-time Intrusion Detection System (IDS) for detecting network attacks. The system looks out for TCP ACK/RST packets, which are generally caused by network scans. The system can extract the tendency of network flows in real-time, based on the newly developed time-based clustering and Dynamic Access Tree creation techniques. The algorithm, implemented and deployed on a medium size backbone network using RMON (Remote MONitoring) technology, successfully detected 195 intrusion attempts during a one month period. The results of the pilot deployment are discussed. In this paper, the proposal, implementation and evaluation will be described.

  483. 候補字種の動的抽出を用いた手書きあて名の2段階認識手法 査読有り

    鈴木 雅人, 安部 裕之, 加藤 寧, 根元 義章

    電子情報通信学会論文誌(D-II) J82 (11) 1895-1902 1999年11月

  484. A proposal of event correlation for distributed network fault management and its evaluation 査読有り

    N Kato, K Ohta, T Ika, G Mansfield, Y Nemoto

    IEICE TRANSACTIONS ON COMMUNICATIONS E82B (6) 859-867 1999年6月

    出版者・発行元:IEICE-INST ELECTRONICS INFORMATION COMMUNICATIONS ENG

    ISSN:0916-8516

    eISSN:1745-1345

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    In a distributed network management environment, a NMS (Network Management Station) interacts with several agents in different sub-networks. In the network fault management context, the NMS detects symptoms that indicate some abnormality e.g. a surge in ICMP traffic, which may be caused by some network malfunction or misuse. The occurrence of a symptom is an event. Large number of events may be detected by an NMS. The sheer number of these events makes it difficult, if not impossible, for an NMS to diagnose these events. Generally, a fault may have a cascading effect which may, in turn, give rise to a very large number of events. The sequence of events and their correlation play an important role in fault management and diagnosis. In the distributed environment of todays networks, the absence of any uniform time for reference makes this a challenging task. In the present network management framework of SNMP, a Manager maintains a notion of the clock of the agent ii; interacts with. But this mechanism is inadequate to determine the sequence of events and their correlation, more so, in a distributed environment which may involve several managers. In this paper we propose a mechanism for ordering and correlating events detected in large-scale network which is managed in a distributed manner within the SNMP framework. Our algorithm uses the concept of a Network Management Clock (NMC). The NMC is a virtual clock maintained by a manager based on sysUpTime readings from each SNMP agent. In this paper, the algorithm, its implementation and evaluation will be discussed.

  485. A handwritten character recognition system using directional element feature and asymmetric mahalanobis distance 査読有り

    N Kato, M Suzuki, S Omachi, H Aso, Y Nemoto

    IEEE TRANSACTIONS ON PATTERN ANALYSIS AND MACHINE INTELLIGENCE 21 (3) 258-262 1999年3月

    出版者・発行元:IEEE COMPUTER SOC

    DOI: 10.1109/34.754617  

    ISSN:0162-8828

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    This paper presents a precise system for handwritten Chinese and Japanese character recognition. Before extracting directional element feature (DEF) from each character image, transformation based on partial inclination detection (TPID) is used to reduce undesired effects of degraded images. In the recognition process, city block distance with deviation (CBDD) and asymmetric Mahalanobis distance (AMD) are proposed for rough classification and fine classification. With this recognition system, the experimental result of the database ETL9B reaches to 99.42%.

  486. The dynamic symptom isolation algorithm for network fault management and its evaluation 査読有り

    T Mori, K Ohta, N Kato, H Sone, G Mansfield, Y Nemoto

    IEICE TRANSACTIONS ON COMMUNICATIONS E81B (12) 2471-2480 1998年12月

    出版者・発行元:IEICE-INST ELECTRONICS INFORMATION COMMUNICATIONS ENG

    ISSN:0916-8516

    eISSN:1745-1345

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    Network traffic contains many symptoms of various network faults. Symptoms of faults aggregate and are manifested in the aggregate traffic characteristics generally observed by a traffic monitor. It is very difficult for a manager or an NMS (Network Management Station) to isolate the symptoms manifested in the aggregate traffic characteristics. Especially, transit networks, like a backbone network, deal with many types of traffic. So, symptom isolation must be efficient. In this paper, we propose a powerful algorithm for symptom isolation*. This algorithm is based on the popular SNMP-based RMON technology. Using dynamically constructed aggregate, fresh symptoms can be isolated efficiently. We apply the algorithm to two operational transit networks which connects some LANs and WANs, and evaluate it using trace data collected from these networks. The results show a significant improvement in the fault management capability and accuracy. Furthermore, the characteristics of fault symptoms and the various Factors for effective system configuration are discussed.

  487. 地名辞書の文字連結情報を利用した手書き宛名の切出 し候補矩形削減 査読有り

    加藤寧, 鈴木聡史, 鈴木雅人, 根元義章

    情報処理学会論文誌 39 (11) 3009-3017 1998年11月

    出版者・発行元:一般社団法人情報処理学会

    ISSN:1882-7764

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    手書き郵便宛名を高速・高精度に認識するには切出し部における切出し位置の効率的な推定が重要である.しかし,宛名の中に分離文字,接触文字,入込み文字などが多く存在するため,正確な切出し位置の決定は必ずしも容易なことではない.現在代表的な手法では,まず射影ヒストグラム法などにより黒画素が連結しているブロックを検出する.そして,実験的あるいは経験的に閾値を設けてひとまず可能性のある切出し位置を割り出してから,統合処理により候補ラティスを作成し,最終的に知識処理(後処理)を行うことにより正しい候補を選択するようになっている.このような手法は,処理方式自身が簡潔であり,精度も優れているが,切出し位置に冗長なものが含まれるため,統合処理後の候補ラティスの数が多い場合,郵便辞書との整合度を検査するいわゆる知識処理を施すのに時間がかかるという欠点がある.この問題はシステムの実用化あるいは開発の効率化を妨げ,解決しなければならない重要な課題である.本論文では,宛名認識システムの高速化を図るため,地名辞書の文字連結情報を用いた宛名の切出し候補矩形削減手法「3連矩形法」を提案する.3連矩形法では地名辞書中の文字の連結情報を利用する.具体的には,まず初期の切出し矩形から連続する3つの矩形を1つの処理単位とし各候補矩形に連結の可能性を示す尺度「多重度」を与える.そして,多重度から正しいと推定される候補矩形を選択し,冗長な候補矩形を削除する.これにより,知識処理をしなければならない候補ラティスの数を減らし,システムの高速化を図る.提案法を郵政省郵政研究所配布の手書き郵便宛名370例を対象に認識実験を行った.その結果,正しい切出し候補矩形の保存および冗長な切出し候補矩形の削減を実現できることが判明した.本論文では,提案する3連矩形法およびそれを用いた実験を中心に述べる.In handwritten address recognition,it's important to segment characters correctly and speedily.Due to the touched or intricate images in address,it has to use some thresholds to infer the segmentation positions.So that a lot of prolix candidate boxes are generated,this leads to a large amount of time consumption in post-processing.In this paper,we propose a new method to reduce the prolix candidate boxes using conjunction information of address by investigating 3 continued boxes.In experiment of 370 samples distributed by Institute for Posts and Telecommunication Policy,MPT,the effectiveness of the new method is confirmed.

  488. 特徴量の要素の相関を考慮した高速・高精度な識別関数と文字認識への応用 査読有り

    孫 方, 大町 真一郎, 加藤 寧, 阿曽 弘具

    電子情報通信学会論文誌(D-II) J81 (9) 2027-2034 1998年

  489. 混合マハラノビス関数による高精度な類似文字識別手法 査読有り

    鈴木雅人, 大町真一郎, 加藤寧, 阿曽弘具, 根元義章

    電子情報通信学会論文誌 J80-D-II (10) 2752-2760 1997年10月

  490. キ-文字駆動型地名推論に基づく手書きあて名認識 査読有り

    鈴木雅人, 加藤寧, 阿曽弘具, 根元義章, 市村洋

    電子情報通信学会論文誌 J80-D-II (5) 1077-1085 1997年5月

  491. ストロ-ク情報に基づく手書き郵便宛名の切出しに関する一手法 査読有り

    井野英文, 猿田和樹, 加藤寧, 根元義章

    情報処理学会論文誌 28 (2) 280-289 1997年2月

  492. Construction and utilization experiment of multimedia education system using satellite ETS-V and the Internet 査読有り

    Y Nemoto, N Hamamoto, R Suzuki, T Ikegami, Y Hashimoto, T Ide, K Ohta, G Mansfield, N Kato

    IEICE TRANSACTIONS ON INFORMATION AND SYSTEMS E80D (2) 162-169 1997年2月

    出版者・発行元:IEICE-INST ELECTRONICS INFORMATION COMMUNICATIONS ENG

    ISSN:0916-8532

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    The progress of multimedia applications for education, research, social welfare and commerce is generating a lot of interest in the potential of a combination of satellite networking and Internet technology. The combination is particularly attractive as a low cost solution in regions which are large and sparsely populated. In 1991, aiming at networking the Pan-Pacific region, the PARTNERS (Pan-Pacific Regional Telecommunications Network Experiment and Research by Satellite) project was initiated. In this project, the major target was to construct a satellite-based network infrastructure to support education, research and so on in the Pan-Pacific region. As a part of PARTNERS the MEISEI-NET (Multimedia Education System using satellite ETS-V and InterNET) project was started to evaluate the utility of satellite networking for education and research and, to investigate the feasibility of expanding the reach of the Internet using the PARTNERS infrastructure. MEISEI-NET focussed on (1) low start-up cost, (2) open access to the rich information resources on the Internet, (3) use of network to support education and research, and, (4) development and distribution of software for MEISEI-NET users. The construction of MEISEI-NET will be detailed followed by a report on its usage and the effects of this network. To support and manage MEISEI-NET operations, we developed and deployed SNMP-based intelligent network management system. It offered fault detection and notification. This made the MEISEI-NET robust and practical despite of the satellite's (ETS-V) drift-problem. Students and researchers of universities from different countries participated in and benefited from MEISEI-NET until March 1996.

  493. Problems in management information retrieval for high-speed networks and a proposed solution 査読有り

    K Ohta, N Kato, H Sone, G Mansfield, Y Nemoto

    IEICE TRANSACTIONS ON COMMUNICATIONS E79B (8) 1054-1060 1996年8月

    出版者・発行元:IEICE-INST ELECTRONICS INFORMATION COMMUNICATIONS ENG

    ISSN:0916-8516

    eISSN:1745-1345

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    The up and coming multimedia services are based on real-time high-speed networks. For efficient operation of such services, real-time and precise network management is essential. In this paper, we show that presently available MIB designs are severely inadequate to support real-time network management. We point out and analyze the management constraints and bottlenecks. The concept of quality of management of management information is introduced and its importance in practical network management is discussed. We have proposed a new MIB architecture that will raise the quality of management information to meet the requirements of managing high-speed networks and multimedia services. Experimental results from a prototype implementation of the new MIB architecture are presented.

  494. 排他的学習ネットELNETを用いた手書き文字認識の細分類手法 査読有り

    猿田 和樹, 加藤 寧, 安倍 正人, 根元 義章

    電子情報通信学会論文誌 J79-D-II (6) 851-859 1996年5月

  495. A handprinted character recognition system using image transformation based on partial inclination detection 査読有り

    M Suzuki, N Kato, H Aso, Y Nemoto

    IEICE TRANSACTIONS ON INFORMATION AND SYSTEMS E79D (5) 504-509 1996年5月

    出版者・発行元:IEICE-INST ELECTRON INFO COMMUN ENG

    ISSN:0916-8532

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    In recognition of handprinted characters, it is important to dissolve distortions of character caused by writer's habits. In order to dissolve distortions and to obtain better features, many image conversion methods have been proposed. But there are distortions that cannot be dissolved by these methods. One example is the case of parallel strokes which are spread out in fan shape. In this paper, in order to dissolve distortions, we propose a new image conversion method, ''Transformation based on Partial Inclination Detection (TPID)'', which is employed just before normalization, and is intended to dissolve several kinds of distortions in images of each character. TPID constructs transformation functions from inclination angles which are detected in some subspaces of the character's image, and converts images using the transformation functions. TPID is especially suitable for correcting the inclinations of horizontal and vertical strokes of a character. This has a powerful impact on the quality of the characteristic features. In recognition experiments using ETL9B, the largest database of handprinted characters in Japan, we have obtained a recognition rate of 99.08%, which is the best to our knowledge.

  496. High accuracy recognition of ETL9B using Exclusive Learning neural NETwork-II (ELNET-II) 査読有り

    K Saruta, N Kato, Y Nemoto

    IEICE TRANSACTIONS ON INFORMATION AND SYSTEMS E79D (5) 516-522 1996年5月

    出版者・発行元:IEICE-INST ELECTRON INFO COMMUN ENG

    ISSN:0916-8532

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    In earlier works we proposed the Exclusive Learning neural NETwork (ELNET), which can be utilized to construct large scale recognition system for Chinese characters. However, this did not resolve the problem of how to use training samples effectively to generate more suitable recognition boundaries. In this paper, we propose ELNET-II wherein an attempt has been made to deal with this problem. In comparison with ELNET, selection method of training samples is improved. And the number of module size are variable according to the number of training samples for each module. In recognition experiment for ETL9B (3036 categories) using ELNET-II, we obtained a recognition rate of 95.84% as maximum recognition rate. This is the first time that such a high recognition rate has been obtained by neural networks.

  497. Configuring a network management system for efficient operation 査読有り

    Kohei Ohta, Nei Kato, Glenn Mansfield, Yoshiaki Nemoto

    International Journal of Network Management 6 (2) 108-118 1996年3月

    DOI: 10.1002/(SICI)1099-1190(199603/04)6:2<108::AID-NEM200>3.0.CO;2-T  

    ISSN:1055-7148

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    Configuring a network management system involves the delicate art of balancing the requirement of the management system with the available network resources. Of particular importance is the speed of the communication links, the computing power of the nodes to be managed and the computing power of the management station itself. For effective management network, it is necessary to consider the above factors and tune the parameter, e.g. polling frequency, timeout, interpacked interval, number of polled objects, etc., accordingly.

  498. 改良型マハラノビス距離を用いた高精度な手書き文字認識 査読有り

    加藤 寧, 安倍 正人, 根元 義章

    電子情報通信学会論文誌 J79-D-II 45-52 1996年

  499. Hand-written Character Recognition System Using Uniform Division of Training Samples on Subspace Method 査読有り

    Nei KATO, Yoshiaki NEMOTO

    GSIS TOHOKU Univ., Interdisiplinary 2 (2) 159-167 1996年

    出版者・発行元:東北大学

    DOI: 10.4036/iis.1996.159  

    ISSN:1340-9050

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    In spite of the fact that subspace method can approximate the distribution of categories precisely, only a few attempts have so far been made at applying it in hand-written character recognition. The subspace method proposed by Watanabe (1969) offers the basic concept of subspace construction, but the issue of how to use the limited samples to construct effective subspace to avoid the problem of mis-recognition caused by the fact that the subspace of a category is almost parallel to the mean vector of the category remains unresolved. This problem leads to the mis-recognition of the samples far from the mean vector. To cope with this problem, Abe, Nemoto and Sun (1995) have proposed the Combination method (CM), which constructs the subspace from several groups including different number of samples divided from the whole training samples. CM obtained a high recognition rate of 97.76% with respect to ETL9B, the largest database of hand-written characters in Japan. ETL9B was published by Electro-technical Laboratory of Japan in 1985. It includes 2,965 categories of Chinese characters and 71 categories of Japanese Kana, there are 200 data sets in the database where each set has one sample per category. Total number of samples is 607,200. The issues that need to be dealt with next are how to improve the recognition accuracy and how to accelerate the recognition speed. In this paper, we propose a new method called Uniform Division Method (UDM), which uses the uniformly divided training samples to construct subspace. Compared to CM given earlier, UDM is very simple and effective enough to improve the accuracy of recognition; as a result, we obtained a recognition rate of 98.64% for ETL9B compared to the 97.76% for CM. This is the first time that such a high recognition rate has been obtained by making good use of subspace method. Furthermore, the computation required for UDM is less than a half of that of CM. The UDM algorithm and the experiments with ETL9B will be described in this paper.

  500. 部分整合領域の自動学習による手書き文字認識の詳細識別に関する一手法 査読有り

    孫 寧, 安倍 正人, 根元 義章

    電子情報通信学会論文誌 J78-D-II 452-500 1995年

  501. 改良型方向線素特徴量および部分空間法を用いた高精度な手書き文字認識システム 査読有り

    孫 寧, 安倍 正人, 根元 義章

    電子情報通信学会論文誌 J78-D-II 922-930 1995年

  502. 係数変化型学習法とその手書き文字認識への応用 査読有り

    猿田 和樹, 孫 寧, 安倍 正人, 根元 義章

    電子情報通信学会論文誌 J78-D-II 973-981 1995年

  503. 入力パタ-ンのばらつき推定による手書き文字の手書き文字認識の新手法 査読有り

    孫 寧, 郭 軍, 根元 義章, 佐藤利三郎

    電子情報通信学会論文誌 J-78-D-II 79-90 1994年

  504. 余弦整形変換を用いた手書き文字認識アルゴリズム 査読有り

    郭 軍, 孫 寧, 根元 義章, 木村 正行, 越後 宏, 佐藤利三郎

    電子情報通信学会論文誌 J-76-D-II 835-842 1993年

  505. 整形変換を用いた手書き文字デ-タベ-スETL9Bの高精度認識 査読有り

    郭 軍, 孫 寧, 根元 義章, 佐藤利三郎

    電子情報通信学会論文誌 J-76-D-II 1015-1022 1993年

  506. 文字構造情報に基づく高精度な文字切出し処理を用いた文字認識システム 査読有り

    孫 寧, 鈴木 雅人, 根元 義章, 阿曽 弘具, 木村 正行

    情報処理学会論文誌 (32) 1083-1091 1992年

  507. 方向線素特徴量を用いた高精度文字認識 査読有り

    孫 寧, 田原 透, 阿曽 弘具, 木村 正行

    電子情報通信学会論文誌 J74-D-II 330-339 1991年

  508. 連想整合法に基づく高速文字認識アルゴリズム 査読有り

    孫 寧, 阿曽 弘具, 木村 正行

    情報処理学会論文誌 (32) 404-413 1991年

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MISC 138

  1. A Study on Optimization of Dynamic Radio Frame Construction for UAV Networks using Relay Communication (衛星通信)

    高橋 優元, 川本 雄一, 西山 大樹, 加藤 寧, 小野 文枝, 三浦 龍

    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報 117 (261) 83-86 2017年10月26日

    出版者・発行元:電子情報通信学会

    ISSN:0913-5685

  2. Wi-Fi Directを用いた端末間通信におけるグループ構築の高速化に向けた検討 (ネットワークシステム)

    加藤 健太, 西山 大樹, 加藤 寧

    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報 117 (204) 103-108 2017年9月7日

    出版者・発行元:電子情報通信学会

    ISSN:0913-5685

  3. C-RANにおけるトラヒックに応じた柔軟なネットワークリソース割り当てに関する検討 (通信方式)

    宮鍋 慶介, 西山 大樹, 加藤 寧, 山田 崇史, 鈴木 謙一

    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報 117 (206) 53-56 2017年9月7日

    出版者・発行元:電子情報通信学会

    ISSN:0913-5685

  4. A Study on Power Consumption of Cloud-Radio Access Network (通信方式)

    LEE Yunseong, NISHIYAMA Hiroki, KATO Nei

    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報 117 (206) 61-64 2017年9月7日

    出版者・発行元:電子情報通信学会

    ISSN:0913-5685

  5. 基地局および衛星局を利用した観測用UAのための割り当てリソース量を考慮したハンドオーバ検出に関する研究 (衛星通信)

    笹沢 椋太, 西山 大樹, 加藤 寧

    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報 117 (174) 1-6 2017年8月17日

    出版者・発行元:電子情報通信学会

    ISSN:0913-5685

  6. 端末間通信による情報拡散のための仮想セル構築方法に関する検討 (知的環境とセンサネットワーク)

    古谷 透音, 川本 雄一, 西山 大樹, 加藤 寧

    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報 117 (134) 61-66 2017年7月19日

    出版者・発行元:電子情報通信学会

    ISSN:0913-5685

  7. 衛星通信システムにおける柔軟性評価のためのモデル構築に向けた検討 (衛星通信)

    亀井 大樹, 西山 大樹, 加藤 寧

    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報 116 (470) 13-16 2017年2月23日

    出版者・発行元:電子情報通信学会

    ISSN:0913-5685

  8. 無人航空機システムにおける高効率な無線資源利用のためのグルーピングに関する検討 (高信頼制御通信)

    高石 大介, 西山 大樹, 加藤 寧

    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報 116 (433) 13-16 2017年1月27日

    出版者・発行元:電子情報通信学会

    ISSN:0913-5685

  9. A Study on the Analysis of Flexible Frequency Utilization in Satellite Communication Systems with Digital Channelizer (Space, Aeronautical and Navigational Electronics) -- (ICSANE 2016)

    Kaneko Kazuma, Nishiyama Hiroki, Kato Nei

    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報 116 (319) 11-14 2016年11月24日

    出版者・発行元:電子情報通信学会

    ISSN:0913-5685

  10. 衛星通信システムの周波数フレキシビリティ性評価のためのモデル構築に関する初期検討 (衛星通信)

    金子 和真, 西山 大樹, 加藤 寧

    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報 116 (183) 101-104 2016年8月18日

    出版者・発行元:電子情報通信学会

    ISSN:0913-5685

  11. 無人航空機によるネットワーク構築の分類と固定系無人航空機ネットワークの性能評価 (衛星通信)

    高石 大介, 西山 大樹, 加藤 寧

    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報 116 (144) 99-102 2016年7月21日

    出版者・発行元:電子情報通信学会

    ISSN:0913-5685

  12. 低軌道衛星通信におけるビーム制御による地上システムへの与干渉低減 (衛星通信)

    谷 重紀, 元吉 克幸, 佐野 裕康, 岡村 敦, 西山 大樹, 加藤 寧

    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報 116 (41) 19-23 2016年5月19日

    出版者・発行元:電子情報通信学会

    ISSN:0913-5685

  13. B-18-47 リアルタイム性を考慮したIoTシステムの実現に向けたフィードバック制御に関する一考察(B-18.知的環境とセンサネットワーク,一般セッション)

    高木 啓彰, 西山 大樹, 加藤 寧

    電子情報通信学会総合大会講演論文集 2016 (2) 545-545 2016年3月1日

    出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会

  14. B-3-3 市街地における複数の無人航空機を利用したリアルタイムデータ伝送のスループット解析(B-3. 衛星通信,一般セッション)

    堀内 優仁, 西山 大樹, 加藤 寧

    電子情報通信学会総合大会講演論文集 2016 (1) 290-290 2016年3月1日

    出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会

  15. B-8-56 無線センサネットワークにおける省電力技術(B-8.通信方式,一般セッション)

    李 允成, 西山 大樹, 加藤 寧

    電子情報通信学会総合大会講演論文集 2016 (2) 255-255 2016年3月1日

    出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会

  16. 低軌道光衛星ネットワークにおけるリンク状態を考慮したデータ転送に関する検討 (衛星通信)

    志野 嘉紀, 西山 大樹, 加藤 寧

    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報 115 (448) 7-10 2016年2月16日

    出版者・発行元:電子情報通信学会

    ISSN:0913-5685

  17. 衛星・地上共用通信システムにおけるDBFの評価モデル構築に向けた検討 (衛星通信)

    宮下 直己, 西山 大樹, 加藤 寧

    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報 115 (287) 21-24 2015年11月4日

    出版者・発行元:電子情報通信学会

    ISSN:0913-5685

  18. 複数のUAVによるリアルタイムデータ伝送のスループット評価

    堀内 優仁, 西山 大樹, 加藤 寧

    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報 115 (241) 105-108 2015年10月7日

    出版者・発行元:電子情報通信学会

    ISSN:0913-5685

  19. TK-3-3 IoTから見たネットワークの課題(TK-3.「モノ」のインターネット(IoT)の発展のために学会は何をすべきか,大会委員会企画)

    川本 雄一, 佐藤 圭祐, 西山 大樹, 加藤 寧

    電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集 2015 (1) "SSS-22"-"SSS-23" 2015年8月25日

    出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会

  20. B-3-7 低軌道周回衛星におけるサイトダイバーシチ適用時のビーム制御法(B-3.衛星通信,一般セッション)

    谷 重紀, 津崎 翔伍, 元吉 克幸, 佐野 裕康, 岡村 敦, 西山 大樹, 加藤 寧

    電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集 2015 (1) 192-192 2015年8月25日

    出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会

  21. B-3-25 不安定な光リンクを用いた地球観測データの効率的な転送方法に関する検討(B-3.衛星通信)

    金子 和真, 西山 大樹, 加藤 寧

    電子情報通信学会総合大会講演論文集 2015 (1) 277-277 2015年2月24日

    出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会

  22. BS-3-58 Resource-Efficient Data Placement for MapReduce in Wireless Data Center Networks(BS-3. Advanced Technologies in the Design, Management and Control for Future Innovative Communication Network)

    Suto Katsuya, Nishiyama Hiroki, Kato Nei

    電子情報通信学会総合大会講演論文集 2015 (2) "S-118"-"S-119" 2015年2月24日

    出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会

  23. B-8-13 光給電型無線アクセス網の実現にむけた省電力化技術(B-8.通信方式,一般セッション)

    宮鍋 慶介, 西山 大樹, 加藤 寧

    電子情報通信学会総合大会講演論文集 2015 (2) 257-257 2015年2月24日

    出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会

  24. 衛星系と地上系の統合システムにおける周波数共用効果の評価モデル構築に向けた初期検討 (衛星通信)

    宮下 直己, 西山 大樹, 加藤 寧

    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報 114 (449) 109-114 2015年2月18日

    出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会

    ISSN:0913-5685

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    地上系ネットワークにおける周波数帯域の枯渇により,無線通信の高速化・大容量化が抑制されている.通信トラヒック量が年々増加していることから周波数帯域の枯渇は大きな障害となっている.このような現状を打破する手段として,衛星系ネットワークと地上系ネットワークの統合システムが大きな注目を集めている.この統合システムは,衛星通信の割り当て周波数帯域を衛星系と地上系に対して配分することで,地上系の周波数帯域の枯渇の緩和を可能とする.また,衛星系は広域性を有することから,山間部や海上など地上系カバレッジを展開することが困難な地域に存在する端末との通信が可能である.さらに,衛星系は耐災害性を有するため,災害時において地上系のネットワークインフラが破壊された地域においても,携帯端末との通信が可能である.しかし,衛星系と地上系の周波数帯域が重複した場合,衛星系と地上系間において干渉が発生し周波数利用効率が低下する恐れがある.そこで,本研究において,衛星系と地上系の統合システムにおいて発生する干渉が通信品質に及ぼす影響を解析し,周波数利用効率を最大化する周波数配分方法の決定について提案する.

  25. 飛行軌道の制御による無人航空機ネットワークの接続率向上に関する一考察

    高石 大介, 西山 大樹, 加藤 寧, 三浦 龍, 小野 文枝

    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報 114 (265) 35-40 2014年10月23日

    出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会

    ISSN:0913-5685

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    無人航空機は自然災害によりネットワークインフラが損壊した地域において信頼性の高い通信を提供する技術として注目を集めている.複数台の無人航空機を被災地域上空へ展開しメッシュネットワークを構築することで,地上ユーザと残存するネットワークインフラの間にマルチホップネットワークを構築することが可能である.しかしながら,このようなメッシュネットワーク内では,無人航空機の移動によって無人航空機間通信リンクの途絶が発生し得る.途絶が発生したリンクでは,一時的なデータの蓄積もしくはデータの破棄が行われるため,通信遅延の増加や通信成功率の低下などのネットワーク品質の低下が発生する.そこで,本稿では,安定した通信リンクの確立を実現するために,無人航空機の飛行軌道の制御によって無人航空機間リンクの接続確率を向上する手法を提案する.さらに,シミュレーションを行い,提案手法の性能を評価する.

  26. 衛星回線を利用した動的なメッシュネットワーク構築法に関する研究 (衛星通信)

    小関 真, 西山 大樹, 加藤 寧, 鄭 炳表, 豊嶋 守生

    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報 114 (179) 57-62 2014年8月19日

    出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会

    ISSN:0913-5685

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    地震や津波,台風等の災害発生時における,通信基地局の損壊や伝送路の断絶による地上の通信システムの障害や,トラヒックの増加による輻輳発生などのネットワークの被害が重大な課題となっており,災害時においても利用可能なネットワークに注目が集まっている.そこで,本論文では災害時に利用可能なネットワークとして,広域性に優れ大容量通信が可能な衛星ネットワークと拡張性に優れる無線メッシュネットワークに着目し,これら2つのネットワークを組み合わせた衛星/地上無線メッシュ統合ネットワークの利用について検討する.衛星/地上無線メッシュ統合ネットワークはそれぞれのネットワークの特徴を活かすことで災害時にも安定した通信環境の提供が可能であり,その利用が大いに期待されている.このネットワークを効率的に利用するための課題の1つとして,衛星と通信が可能な車載地球局を用いたネットワーク構成法が挙げられる.ネットワークを流れるトラヒックによる負荷を効率的に分散し輻輳の発生を防ぐために,適切なネットワークの構成が必要となる.そこで,本論文ではこの課題を解決すべく,負荷分散を考慮したネットワーク構成法を提案する.

  27. Search!! 研究室Report 学術の最先端はいま! 災害時にも使える! Wi-Fiネットワーク研究の最前線 : スマホdeリレーとICTカーが見せる新たなWi-Fi利用

    西山 大樹, 加藤 寧

    J-LIS = ジェイリス : 地方自治情報誌 1 (4) 31-35 2014年7月

    出版者・発行元:地方公共団体情報システム機構

    ISSN:2188-4943

  28. B-3-24 マルチホップリレー通信における端末位置の高低差の影響評価(B-3.衛星通信,一般セッション)

    高石 大介, 西山 大樹, 加藤 寧

    電子情報通信学会総合大会講演論文集 2014 (1) 323-323 2014年3月4日

    出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会

  29. B-6-144 Towards Providing Fairness in PON-WMN based FiWi Networks

    AVAKUL Panu, NISHIYAMA Hiroki, KATO Nei

    電子情報通信学会総合大会講演論文集 2014 (2) 144-144 2014年3月4日

    出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会

  30. B-6-121 Improving User Throughput by Dynamically Selecting Gateway in FiWi Access Networks

    NGO Thuan, NISHIYAMA Hiroki, KATO Nei

    電子情報通信学会総合大会講演論文集 2014 (2) 121-121 2014年3月4日

    出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会

  31. DS-2-6 自律分散型通信システムとしての「スマホdeリレー」(DS-2.劣通信環境下での知的分散システム,シンポジウムセッション)

    西山 大樹, 高石 大介, 加藤 寧

    電子情報通信学会総合大会講演論文集 2014 (1) "S-31" 2014年3月4日

    出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会

  32. ヘテロジニアスネットワークにおける通信方式決定に関する一考察 (衛星通信)

    金子 和真, 西山 大樹, 加藤 寧

    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報 113 (436) 11-16 2014年2月20日

    出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会

    ISSN:0913-5685

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    近年,スマートフォンやタブレット端末の普及に伴いセルラーネットワークにおいて利用可能な周波数帯域の枯渇が大きな問題となっている.セルラーネットワークではこの問題を解決するために従来のマクロセルに加え,カバー範囲の小さいスモールセルをマクロセル内に配置している.マクロセルで発生するトラヒックの一部をスモールセルにオフロードすることでマクロセルへの負荷を軽減することが可能となる.一方,このようなヘテロジニアスネットワークではマクロセル基地局の強い電波の影響でスモールセルへのオフロードが不十分となってしまうという課題が残されている.そこで,地上/衛星統合移動通信システムに注目が集まっている.地上/衛星統合移動通信システムを利用することでヘテロジニアスネットワークと通信できない端末と衛星が通信を行うことが可能となり,マクロセルへの過度な負荷が解消される.しかし,ヘテロジニアスネットワークの特性を考慮した制御手法は存在せず,今後端末が増加することでシステム容量が不足する恐れがある.本稿では,地上/衛星統合移動通信システムの容量を最大化するヘテロジニアスネットワークの特性を考慮した制御手法について提案を行う.

  33. 招待講演 スマホdeリレー : 自律分散型ネットワーク構築の新手法 (ソフトウェア無線)

    西山 大樹, 加藤 寧

    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報 113 (400) 85-90 2014年1月23日

    出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会

    ISSN:0913-5685

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    爆発的に普及したスマートフォンに搭載されているWiFiを活用すれば,携帯回線を利用することなく,周囲のスマートフォン同士のデータリレーによって情報交換が可能になる.災害等の緊急時の情報通信,商店街等での広告・クーポン配布,イベント会場等での少人数グループ内情報交換,団体旅行・登山等でのトランシーバ的な利用,発展途上国等での通信サービスへの応用などが期待される.また,省電力技術やセキュリティ技術が確立すれば,電池残量を気にする必要もなく,他人にデータを見られる心配もなく,通信することが可能になる.本稿では,その実現に必要不可欠な自律分散型ネットワーク構築法について,当研究グループが開発したプロトタイプシステム「スマホdeリレー」を例に挙げつつ,直面する技術課題や今後の展望について論じる.

  34. 特別招待講演 Smart Fiber-Wireless(SFiWi)ネットワークの実現に向けて (通信方式)

    西山 大樹, 加藤 寧

    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報 113 (295) 33-37 2013年11月14日

    出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会

    ISSN:0913-5685

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    超高速大容量かつユビキタスな通信を実現するネットワークの1つの姿として,超高速光回線網に無線アクセスネットワーク系が結合したFiber-Wireless(FiWi)ネットワークが有力視されている.しかしながら,それぞれ独立して動作する光ネットワークと無線ネットワークを単純に接続する手法は,通信性能やリソース利用効率の最大化という点において無駄が多い.ネットワークの有機的融合の実現には,相乗効果や相補効果による性能・機能向上が不可欠であり,本稿では,特にネットワークの省電力化の観点から両者の高度な連携制御の実現を目指したSmart FiWi(SFiWi)に関する研究成果の一部を紹介するとともに,FiWiネットワーク研究の今後について議論する.

  35. Dynamic Replication Control with Load Mitigation of Satellite Communication in Disruption-Tolerant Networks (衛星通信)

    高橋 朝人, 西山 大樹, 加藤 寧, 中平 勝也, 杉山 隆利

    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報 113 (258) 39-44 2013年10月24日

    出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会

    ISSN:0913-5685

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    衛星通信は地上通信網の圏外地域において信頼性の高い通信を提供する技術として注目を集めている.さらに,遅延許容ネットワークはモバイルユーザ間でホップ・バイ・ホップのメッセージ転送を行うことで実質的に地球局のカバー範囲を拡張することで衛星通信の性能を向上させることができる技術である.しかし,従来の遅延許容ネットワークにおける経路制御手法では,衛星通信への負荷集中や信頼性の低下などの問題が懸念されている.そこで,本稿では,衛星通信の負荷を軽減させ,かつ,モバイルユーザ間のメッセージ転送の信頼性を向上させるために,動的複製数制御手法を提案する.さらに,シミュレーションを行い,提案手法の性能を評価する.

  36. B-3-20 衛星センサネットワークにおけるリアルタイムデータ収集のための回線割り当て方式(B-3.衛星通信,一般セッション)

    川本 雄一, 西山 大樹, 加藤 寧

    電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集 2013 (1) 298-298 2013年9月3日

    出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会

  37. B-3-19 広域分散ストレージシステムにおける効率的データ転送方式(B-3.衛星通信,一般セッション)

    須藤 克弥, 西山 大樹, 加藤 寧

    電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集 2013 (1) 297-297 2013年9月3日

    出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会

  38. 衛星/地上無線メッシュ統合ネットワークにおける適切な衛星局数決定方法に関する一考察 (衛星通信)

    吉田 和真, 西山 大樹, 加藤 寧

    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報 113 (193) 13-16 2013年8月29日

    出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会

    ISSN:0913-5685

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    地震や津波などの災害発生時,通信基地局や伝送路の損壊により被災地がネットワークから孤立状態になる問題がある.災害時に利用可能なネットワークの1つとして,衛星ネットワークがある.被災地に移動衛星局を配置することにより,被災地のユーザは衛星を介して外部のネットワークにアクセスすることができる.また,無線メッシュネットワークも災害時に利用可能なネットワークの1つである.被災地で生存している無線基地局を無線リンクで接続することで,被災地のユーザは複数の無線基地局をホップして外部のネットワークにアクセスできる.本稿では,衛星ネットワークと無線メッシュネットワークを組み合わせた衛星/地上無線メッシュ統合ネットワークに注目する.さらに,このネットワークにおいて地上に配置する移動衛星局数がシステムスループットに影響することを示し,適切な移動衛星局数の決定方法を提案する.

  39. 無人航空機ネットワークのための軌道制御アルゴリズム (衛星通信)

    高石 大介, 西山 大樹, 加藤 寧, 三浦 龍

    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報 113 (152) 5-10 2013年7月24日

    出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会

    ISSN:0913-5685

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    ユビキタスネットワークを実現するための次世代技術として,UAS(Unmanned Aircraft System)と呼ばれる無人航空機システムが注目を集めている.UASはUAV(Unmanned Aerial Vehicle)と呼ばれる無人航空機と地上制御局によって構成される.UASには地上ネットワークインフラの壊滅した被災地や,離島や山間部といった地上ネットワークインフラの未整備の地域においてUASを用いた通信サービスの提供が期待されている.しかし,UAVと受信機の無線通信には通信距離に制限があり,受信機の通信可能範囲外でUAVが収集したデータを受信機に送信する場合は,UAVが受信機の通信範囲まで移動する必要がある.そのため,単体のUAVによる広域エリアのデータ収集は遅延が大きくなる.この問題を解決する手法として,本稿では,複数のUAVを協調して通信させることで構築するUASネットワークに着目する.UASネットワークでは,マルチホップ通信を行うことで広域に分布する地上ノードに,データ収集やデータの相互通信などの通信サービスを提供することが可能である.このような通信サービスは,UAV数や軌道によって通信性能が大きく変化することが予想されるため,本稿では,UAV間の基本的な通信性能の解析を行う.さらに,解析によって得られた結果を基に,高品質な通信を実現するUAVの軌道制御方法を提案する.

  40. 衛星ネットワークにおける大容量ストレージを考慮した効率的なルーティングに関する検討 (衛星通信)

    金子 和真, 西山 大樹, 加藤 寧

    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報 113 (32) 13-18 2013年5月16日

    出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会

    ISSN:0913-5685

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    近年,無線通信技術の発展に伴い大容量コンテンツの利用が一般化し,通信インフラの負荷が増加している.また,基地局を利用して通信を行う現在の通信インフラは地理的要因により基地局の敷設が困難な地域や自然災害によって基地局が損壊した地域では利用することができない.そのため,高い耐災害性と広域性を併せ持つ衛星ネットワークが次世代ネットワークとして注目を集めている.このような背景から本研究では衛星ネットワークを構成する各衛星に大容量ストレージを搭載したネットワークについて考察を行う.ストレージを搭載した衛星ネットワークではストレージと衛星の動きを利用することにより効率的なデータ通信を行うことが可能であり,リンク利用効率を向上させることができる.しかし,従来のルーティング手法をストレージを搭載した衛星ネットワークに適用した場合,ストレージ利用の考慮がなされていないため,そのようなリンク利用効率の向上は見込むことはできない.本稿ではストレージを考慮したルーティング手法について考察を行い,リンク利用効率を最大化するルーティング手法を提案する.

  41. B-3-21 インマルサットBGANを用いた電波環境の調査報告(B-2.宇宙・航行エレクトロニクス)

    吉田 和真, 山本 伸一, 西山 大樹, 吉村 直子, 加藤 寧, 門脇 直人

    電子情報通信学会総合大会講演論文集 2013 (1) 330-330 2013年3月5日

    出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会

  42. B-6-116 DTNとMANETの性能比較のためのフィールド実験報告(B-6.ネットワークシステム)

    伊藤 昌也, 西山 大樹, 加藤 寧

    電子情報通信学会総合大会講演論文集 2013 (2) 116-116 2013年3月5日

    出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会

  43. B-6-140 動的無線ネットワークのためのルーティング選択アルゴリズム(B-6.ネットワークシステム)

    西村 貴美, 熊谷 謙, 西山 大樹, 加藤 寧

    電子情報通信学会総合大会講演論文集 2013 (2) 140-140 2013年3月5日

    出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会

  44. B-6-136 自然エネルギーで稼働する無線メッシュネットワークに適した通信方法に関する一考察(B-6.ネットワークシステム)

    大田 崇史, 西山 大樹, 加藤 寧, 山田 博仁

    電子情報通信学会総合大会講演論文集 2013 (2) 136-136 2013年3月5日

    出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会

  45. B-6-44 仮想ストレージにおけるiSCSI通信の基礎実験(B-6.ネットワークシステム)

    須藤 克弥, 西山 大樹, 加藤 寧, 仲地 孝之, 藤井 竜也, 高原 厚

    電子情報通信学会総合大会講演論文集 2013 (2) 44-44 2013年3月5日

    出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会

  46. TK-3-6 被災地のモバイル端末を利用した瞬間自律再生ネットワーク(TK-3.耐災害ICT研究の最前線,大会委員会企画)

    西山 大樹, 加藤 寧

    電子情報通信学会総合大会講演論文集 2013 (2) "SSS-28"-"SSS-29" 2013年3月5日

    出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会

  47. 衛星波遮断対策のためのレイヤ3ダイバシティスイッチのパケット処理高速化に関する検討 (衛星通信)

    中平 勝也, 杉山 隆利, 西山 大樹, 加藤 寧

    電子情報通信学会技術研究報告 : 信学技報 112 (440) 29-34 2013年2月21日

    出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会

    ISSN:0913-5685

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    列車衛星インターネットシステムにおいては、線路沿いの構造物による衛星波遮断対策としてのレイヤ3ダイバシティスイッチが有効である。しかし、システムの高速化にともないレイヤ3ダイハシティスイッチで処理する時間あたりのIPパケットの数が増加し、パケット処理時間が増大する問題がある。パケット処理では、入力したIPパケットをリストに保持する。次に、新たに入力したIPパケットとこれまでリストに保持していたIPパケットと比較することで、レイヤ3ダイバシティスイッチから同じIPパケットを重複して出力しないようにする。そこで、本稿では、IPパケットを保持するリストをN個に分割することで、IPパケットの比較回数を低減し、パケット処理時間を短縮する手法を提案するた。また、さまざまなトラフィックパターンを提案法に適用した結果、提案法は、パケット処理時間を低減する効果を示すことができた。

  48. 衛星ネットワークにおける消失訂正符号を用いた分散ストレージシステムに関する一考察

    須藤 克弥, 西山 大樹, 加藤 寧

    電子情報通信学会技術研究報告. SAT, 衛星通信 112 (255) 131-135 2012年10月17日

    出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会

    ISSN:0913-5685

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    ブロードバンドネットワークの急激な発展により複数の拠点間で大容量のデータをやり取りする環境が整った現在,企業内の情報をデータセンタで保存するクラウド型ストレージサービスの需要が急速に高まっている.一方,震災時におけるネットワーク途絶に対する解決手段の一つとして衛星ネットワークに期待が集まっている.そこで,耐災害性に優れたストレージサービスを提供することを目的として,データセンタと衛星ネットワークを複合した分散ストレージシステムの検討を行う.この複合分散ストレージにおいて、消失訂正符号化を用いてデータを分散することによってデータの高い機密性と高い障害性を保証することが可能であると期待されている.本稿では,消失訂正符号化が複合分散ストレージの性能に与える影響について解析及び評価する。さらに、消失訂正符号を用いた複合ストレージシステムのデータ復元にかかるデータ転送時間を低減する手法を提案し、数値計算によって提案手法の有効性を確認する.

  49. PONとWLANで構成される地域ネットワークの遅延解析

    鈴木 健太, 西山 大樹, 加藤 寧

    電子情報通信学会技術研究報告. NS, ネットワークシステム 112 (231) 119-123 2012年10月4日

    出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会

    ISSN:0913-5685

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    PONと無線LANで構成される地域ネットワークにおいて,異種ネットワーク間におけるQoS制御技術の相互連携は重要な課題である.本稿では,ネットワークにおける上りトラヒックの挙動をモデル化し,DBA周期の長さと上りトラヒックの送信待ち時間の関係について検証する.検証結果を踏まえて,効率的なQoS制御技術の実現に向けた今後の課題について整理する.

  50. 攻撃・離脱に強い階層型P2Pネットワークトポロジに関する一考察

    須藤 克弥, 西山 大樹, 加藤 寧, 仲地 孝之, 藤井 竜也, 高原 厚

    電子情報通信学会技術研究報告. NS, ネットワークシステム 112 (231) 19-24 2012年10月4日

    出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会

    ISSN:0913-5685

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    P2P(Peer to Peer)ネットワークでは,各ノードが分散して役割を担うためノードは自由に参加・離脱できるが,ノードの離脱によってネットワークの連結性が失われるため,ノードの離脱に強いネットワークの構築が必要不可欠である.GnutellaやKazaaなどの階層型P2Pネットワークは,ノードを分類して上位層と下位層に配置しネットワークトポロジを構築することで,下位層のノードの離脱に対する耐性を向上している.しかし,上位層のノードに対する攻撃により連結性が極端に失われるため,階層型P2Pネットワークは攻撃に対する耐性が極めて低い.一方,この問題を解決するため,離脱と攻撃の両方に対して耐性のある次数分布として二極次数分布が提案されている.先行研究においてこの分布に従うネットワークトポロジの検討はされていないのに対し,本稿は二極次数分布に従う階層型P2Pネットワークの攻撃・離脱耐性を最適化するネットワークトポロジについて検討を行う.

  51. 次世代衛星センサネットワークにおけるデータのリアルタイム性を考慮した帯域割り当て方法に関する一考察

    川本 雄一, 西山 大樹, 加藤 寧, 山本 伸一, 吉村 直子, 門脇 直人

    電子情報通信学会技術研究報告. SAT, 衛星通信 112 (191) 49-54 2012年8月23日

    出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会

    ISSN:0913-5685

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    近年,衛星センサネットワークを利用した災害検知や環境観測の実現のための議論が活発に行われている.この衛星センサネットワークでは,センサ端末を利用して収集した情報を衛星によって中継することで,既存の地上ネットワークインフラでは困難だった山間部や海上からのデータ収集も可能とする.このネットワークでは衛星が多数のセンサ端末からリアルタイムにデータを収集することが求められるため,限られた衛星帯域を効率的にセンサ端末に割り当てる方法が必要となる.そこで本稿では,帯域割り当てにTDMAを利用した場合における,各センサ端末に割り当てるタイムスロット数を変化させた際のデータのリアルタイム性への影響とシステムのスループットの変化を調査した結果について述べる.

  52. 遅延許容ネットワークにおける効率的なルーティングに関する一考察

    高橋 朝人, 西山 大樹, 加藤 寧, 中平 勝也, 杉山 隆利

    電子情報通信学会技術研究報告. SAT, 衛星通信 112 (191) 61-66 2012年8月23日

    出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会

    ISSN:0913-5685

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    近年,被災地や過疎地域などの通信インフラが十分に整備されていない地域における通信の実現が求められている.このような地域の通信を実現する技術として衛星通信や遅延許容ネットワークが注目を集めている.そこで,本研究ではこの2つのネットワークを混合した複合ネットワークに着目する.複合ネットワークは送信元から基地局までの通信を実現するために遅延許容ネットワークを用い,基地局から衛星を中継して宛先までの通信を実現することで,基地局のカバーエリアから外れた送信元のメッセージ転送を実現する.複合ネットワークの通信経路の内,送信元-基地局間の通信はノードの移動によるリンク途絶が頻繁に発生し,全体のメッセージ転送の信頼性を左右する.この問題を解決するために遅延許容ネットワークのルーティングの1つであるBinary Spray and Wait (BSW)に注目する.BSWはメッセージを複製することで到着率の向上を実現するとともにその複製数を制限することでリソース消費を抑制できるルーティングである.しかし,送信元と基地局の位置関係によって適切な複製制限数が異なるにもかかわらず,BSWでは全ての利用者で複製制限数が一様に設定されている.そこで,本稿では送信元-基地局間の距離によって複製制限数を変化させるルーティングを提案し,シミュレーションによる検証実験を行うことで提案手法の有効性を確認する.

  53. 対災害遅延許容ネットワークにおける到着率公平性に関する性能評価

    高橋 朝人, 西山 大樹, 加藤 寧

    電子情報通信学会技術研究報告. SAT, 衛星通信 112 (150) 13-18 2012年7月19日

    出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会

    ISSN:0913-5685

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    近年,自然災害への関心が高まり,被災地における通信に注目が集まっている.被災地では,損壊や電力不足などの影響により多くの基地局が機能停止することが予測される.これにより,多くのユーザは通信が困難な状況に陥りメッセージ転送を行えなくなる.耐災害性に優れたネットワークとして遅延許容ネットワークや衛星通信が存在する.遅延許容ネットワークは基地局に依存しない通信を提供し,衛星通信は基地局間を中継することで遠距離通信を実現する.この両者の特徴を活かすために,本研究では両者を複合したネットワークに注目する.この複合ネットワークにおいて,ユーザの移動によるリンク途絶への対応は全体の通信に大きく影響する.本稿では,特に遅延許容ネットワークとそのルーティングに着目し,到着率や転送オーバヘッドに加え到着率公平性についてシミュレーションによる性能評価を行う.

  54. PONにおけるONUスリープ機能がTCP通信に与える影響の評価

    冨樫 洸, 西山 大樹, 加藤 寧, 氏川 裕隆, 鈴木 謙一, 吉本 直人

    電子情報通信学会技術研究報告. CS, 通信方式 112 (118) 23-28 2012年7月5日

    出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会

    ISSN:0913-5685

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    コンテンツの大容量化,ネットワーク人口の増加に伴いPON (Passive Optical Network)を代表とするアクセスネットワークの消費電力が増加してきている. PONにおける全体の消費電力のうち, ONU (Optical Network Unit)が60パーセントを占めることから, ONUの消費電力を削減することが重要である.そこで,現在, ONUのアイドル時間に一部の機能を一時的に停止させ,消費電力の削減を図るスリープ機能が注目されている. ONUのスリープ機能は,消費電力を削減する一方でデータフレームの転送に遅延を発生させる欠点があり,消費電力削減効果とデータリンク層におけるスループットはトレードオフの関係にあると知られている.しかしながら,未だにトランスポート層の通信に与える影響は明らかにされていない.そこで本論文では, ONUがスリープするPONにおけるTCP (Transmission Control Protocol)通信のモデル化を行いTCP通信に与える影響を評価する.

  55. 階層型衛星ネットワークにおける宛先の輻輳状態を考慮した経路制御に関する検討

    吉由 和真, 西山 大樹, 加藤 寧, 吉村 直子, 豊嶋 守生, 門脇 直人

    電子情報通信学会技術研究報告. SAT, 衛星通信 112 (51) 23-28 2012年5月17日

    出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会

    ISSN:0913-5685

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    ユビキタスネットワークを実現するための次世代のネットワークとして,衛星ネットワークが注目を集めている.衛星ネットワークは広域性,耐災害性の特徴を有しているため,最近では特に災害時の利用に期待が高まっている.しかし,被災地をカバーする衛星では多くのトラヒックが集中し輻輳が発生する問題があるため,衛星間での負荷分散が必要である.そこで,衛星間での負荷分散を行うため,2つの非静止衛星ネットワークを階層化した階層型衛星ネットワークの利用に注目する.この階層型衛星ネットワークでは,様々なトラヒック経路を迂回路として利用することで,衛星間の負荷分散が可能になる.本稿では,階層型衛星ネットワークにおける衛星間での十分な負荷分散を実現するための経路制御方法を提案する.そして,シミュレータ実験により提案手法の有効性を検証する.

  56. PONとWiFi/WiMAXによるユビキタスブロードバンドネットワークの新提案

    西山 大樹, 加藤 寧, 氏川 裕隆, 鈴木 謙一, 吉本 直人

    電子情報通信学会技術研究報告. CQ, コミュニケーションクオリティ 112 (10) 53-58 2012年4月12日

    出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会

    ISSN:0913-5685

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    超高速大容量かつユビキタスな通信を実現する新世代ネットワークの1つの姿として,超高速光回線を提供するPON(Passive Optical Network)とWiFi/WiMAXに代表される無線アクセスネットワークが結合したネットワークが有力視されている.本稿では,従来の異種ネットワークの相互接続という枠を超え,ネットワーク全体の最適性という観点から,PONとWiFi/WiMAXの有機結合・高度連携が可能にする新たな可能性について議論し,ユビキタスブロードバンドを実現する有力な手段の1つとしてPONとWiFi/WiMAXからなる融合ネットワークを提案する.

  57. レイヤ3ダイバシティスイッチにおけるパケットリスト構造に関する一考察 (衛星通信)

    水谷 直生, 西山 大樹, 中平 勝也, 杉山 隆利, 加藤 寧

    電子情報通信学会技術研究報告 : 信学技報 111 (437) 19-24 2012年2月16日

    出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会

    ISSN:0913-5685

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    近年,国内の鉄道向け公衆無線LANサービスが発展してきている.現状のサービスでは,列車-インターネット間の回線としてWiFi等が採用されているが,高い広域性等の特徴がある衛星通信の採用も検討されている.鉄道向け衛星通信の課題の一つとして信号波遮断対策がある.その対策として複数の入力インターフェイスで同一パケットを受信し,最適なパケットのみを採用するレイヤ3ダイバシティ技術とギャップフィラー方式を組み合わせた手法が提案されてきた.レイヤ3ダイバシティ技術ではパケットマッチング処理が必要となっており,この処理はレイヤ3ダイバシティスイッチと呼ばれる専用装置で実行される.そして,この処理が広帯域通信ではボトルネックとなる可能性がある.そこで本稿では,この専用装置が保有するパケットリストに着目し,このパケットリスト構造を分散管理することで,パケットマッチング処理時間を低減させる手法を提案し,実験結果を基に本提案手法の効果を考察する.

  58. レイヤ3ダイバシティスイッチにおけるパケットリスト構造に関する一考察

    水谷 直生, 西山 大樹, 中平 勝也, 杉山 隆利, 加藤 寧

    電子情報通信学会技術研究報告. SAT, 衛星通信 111 (437) 19-24 2012年2月9日

  59. Characterization of packet losses and delays in multi-layered satellite networks over an efficient routing scheme (衛星通信)

    Tada Yuta, Nishiyama Hiroki, Yoshimura Naoto, KATO Nei

    電子情報通信学会技術研究報告. SAT, 衛星通信 110 (256) 107-111 2010年10月21日

    出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会

    ISSN:0913-5685

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    Multi-layered satellite networks, which integrate multiple satellite constellations having different orbits, have attracted much attention as a promising next generation satellite network for facilitating ubiquitous communications. In this paper, we focus on double-layered satellite networks integrating Low Earth Orbit (LEO) and Medium Earth Orbit (MEO) satellites network systems. Previously, we proposed an efficient routing scheme, which properly distributes traffic between these two layers. However, the characterization of packet losses and delays was not addressed in that work. Since this is an important aspect in verifying the effectiveness of our recently proposed routing scheme, in this paper, we evaluate the performance of the proposed scheme in terms of packet losses and delays in detail. In addition, we describe further improvements of the proposed scheme.

  60. B-6-61 コンテンツ配信ネットワークにおける負荷分散を考慮したサーバ選択法に関する一考察(B-6.ネットワークシステム,一般セッション)

    古谷 快, 西山 大樹, 加藤 寧, 山田 博司, 矢田 健, 野村 啓仁

    電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集 2010 (2) 61-61 2010年8月31日

    出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会

  61. 高遅延無線環境におけるネットワーク支援型トランスポートプロトコルの再送制御に関する一検討

    池田 好宏, 西山 大樹, 加藤 寧

    電子情報通信学会技術研究報告. SAT, 衛星通信 110 (136) 103-108 2010年7月15日

    出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会

    ISSN:0913-5685

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    近年,衛星通信の技術の発達により衛星ネットワークは様々な目的で利用されるようになり,高い信頼性を兼ね備えるTCP (Transmission Control Protocol)は衛星通信において欠かせないものとなってきた.しかし,一般にTCPは衛星ネットワークのような高遅延環境かつ無線環境で通信性能を著しく低下させてしまう.これに関して,従来研究では様々な改良が施されており,本研究では,高BDP (Bandwidth Delay Network)向けに設計されたVCP (Variable-structure congestion Control Protocol)に着目する.VCPは,ルータからネットワークの状態がフィードバックされることを利用し,ネットワークの状態に合わせた効率的な通信制御を行う.しかしながら,VCPは無線環境を想定して設計されていないため,無線環境では通信性能を低下させてしまう.そこで,このような問題を解決するため,ネットワークの状態を考慮した効率的な再送制御方式を提案する.提案手法では,ネットワークの状態の推測に往復遅延時間を用いる場合とフィードバックされる値を用いる場合の二通りを考える.そして,シミュレーションにより,高遅延無線環境における提案手法の有効性を評価する.

  62. 階層型衛星ネットワークにおける効率的な経路制御に関する一考察

    多田 祐太, 西山 大樹, 吉村 直子, 加藤 寧

    電子情報通信学会技術研究報告. SAT, 衛星通信 110 (73) 45-50 2010年6月3日

    出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会

    ISSN:0913-5685

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    グローバルな高速無線通信を実現する次世代衛星ネットワークとして,広域性や省電力性,即時性に強みを持つ、非静止衛星ネットワークが注目を集めている.更に,ごく最近では,通信の更なる効率化を目指し,階層型衛星ネットワークの研究が盛んに行われるようになってきた.階層型衛星ネットワークは,複数の非静止衛星ネットワークを階層化することで構築され,各階層のリソースを柔軟に有効利用することにより,輻輳による通信品質の低下の抑制,ひいては,通信の大容量化が可能になる.しかし,このネットワークの特長を生かした通信を行うためには,各層におけるトラヒック量を適切に保つ経路制御が必要となる.そこで本稿では,2階層の階層型衛星ネットワークにおいて,輻輳を未然に防ぎ,大容量な通信を実現するために,上下各層にトラフィックを適切に分配する経路制御方法を提案する.そして,シミュレーションによりその有効性を検証し,さらなる改善の可能性について考察する.

  63. On the effect of mobility on reliable topology control in ad-hoc networks (ネットワークシステム)

    Duc Thuan Ngo, Nishiyama Hiroki, Kato Nei

    電子情報通信学会技術研究報告. NS, ネットワークシステム 109 (448) 67-70 2010年2月25日

    出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会

    ISSN:0913-5685

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    Topology control is considered as an efficient method to decrease the interference and energy consumption in ad-hoc networks. Among the localized algorithms for topology control, Local Tree-based Reliable Topology (LTRT) has been proposed as an approach that satisfies the requirements of both energy saving and reliability. However, until now, only static networks have taken advantage of this algorithm, and thus, an experiment that adopts LTRT to mobile networks is becoming necessary. In this paper, we measure the effects of mobility on the connectivity of networks whose topology is constructed by LTRT and other well-known algorithms. The results show that topology produced by LTRT is sensitive to mobility, but in terms of connectivity, LTRT shows superiority to the other algorithms.

  64. 無線センサネットワークにおけるノードの接続状況を加味したクラスタリングに関する検討

    深堀 哲史, 中山 英久, 西山 大樹, 加藤 寧

    電子情報通信学会技術研究報告. SIP, 信号処理 : IEICE technical report 109 (435) 53-58 2010年2月22日

    出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会

    ISSN:0913-5685

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    無線センサネットワークによる情報収集では,センサと無線通信機器を搭載したノードが散布されており,そのノードが自律分散的に構築したネットワークを用いて,ノードからセンサデータを収集する.通常,ノードはバッテリ駆動であるため,消費電力の抑制は主要な課題である.シンクがデータを収集して回るモバイルシンクは,各センサノードの電力消費を抑え,長寿命なネットワークを実現する手法として,注目されている.モバイルシンクを用いた方法では,センサ集合を複数のクラスタに分け,シンクノードの役割を担うロボット等が各クラスタを巡回してデータ収集を行う.このため,モバイルシンクを用いた方法では,ネットワーク全体の消費電力を最適化するクラスタリングが必要になる.本稿では,収集対象であるクラスタ内において,シンクノードと各センサノードとの接続状況を加味したクラスタリングについての検討を行う.

  65. コグニティブ無線のための分散型アクセス制御方式に関する一検討

    今野 功, 西山 大樹, 加藤 寧

    電子情報通信学会技術研究報告. SAT, 衛星通信 109 (340) 19-24 2009年12月10日

    出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会

    ISSN:0913-5685

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    近年,無線資源の枯渇が深刻化し,まとまった帯域を新たに確保することが困難になってきている.そこで,無線資源の枯渇に対して有効な通信システムとして,無線帯域を二次利用するコグニティブ無線が注目を集めている.コグニティブ無線を実現するためには,MAC層による帯域管理が重要であり,我々のグループでは,アドホックな環境にも利用できる分散型アクセス制御方式のHC-MAC(Hardware-Constrained cognitive MAC)に注目した.本稿では,無線帯域の優先利用権を持つプライマリシステムとして衛星通信ネットワークを想定し,地上端末間で衛星通信端末が利用する帯域と同じ無線帯域を利用して通信するための分散型アクセス制御方式を提案する.

  66. Efficient Usage of Bandwidth on the Satellite and Ad Hoc Network

    Honda Manabu, Nishiyama Hiroki, Kato Nei

    電子情報通信学会技術研究報告. SAT, 衛星通信 109 (254) 131-134 2009年10月22日

    出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会

    ISSN:0913-5685

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    Satellite network and mobile ad hoc networks (MANETs) are expected to evolve as new communication methods due to the fact that they do not depend on fixed infrastructures. In this paper, we propose a scheme which combines ad hoc networks with satellite networks. In particular, we focus on the connection environment between the ground mobile nodes and the satellites. Our purpose is to utilize the bandwidths of the satellites more efficiently using ad hoc networks. We mainly deal with the situation whereby ground users are unable to use their respective bandwidths to the satellite because of the limitation pertaining to the excessive number of simultaneous connections with the satellite.

  67. アドホックネットワークにおける最新研究と高度実用化への試み

    加藤 寧

    電子情報通信学会技術研究報告. SR, ソフトウェア無線 : IEICE technical report 109 (246) 95-102 2009年10月15日

    出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会

    ISSN:0913-5685

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    アドホックネットワークは近年広く研究されている.本発表では,アドホックネットワークの現状とその動向に関して,経路制御,セキュリティなどの観点から整理する.また,発表者らが行っている幾つかの研究を紹介とすると共に,アドホックネットワークとセンサーネットワークを活用したノルディックウォーキング計測システムについてデモを行う.

  68. モバイルアドホックネットワークにおける攻撃ノードの認証削除に関する考察

    朴 潔, 西山 大樹, 加藤 寧

    電子情報通信学会技術研究報告. NS, ネットワークシステム 109 (188) 37-42 2009年9月3日

    出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会

    ISSN:0913-5685

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    ノードが自由に参加・移動できるモバイルアドホックネットワーク(MANET)では,悪意があるノードによる攻撃を防ぐための機能が必要不可欠である.攻撃を防ぐ手段の1つとしてノード認証システムが挙げられるが,認証システムにおいて特に重要なことは,検知した攻撃ノードの認証を素速く無効化することである.発見された攻撃ノードの認証を無効化する方法の1つとして,攻撃ノードと疑われるノードに関する情報を複数のノードから収集し,それに基づいて認証を削除するか否かを決定するものがある.しかしながら,収集した情報が正しいものか偽装されたものかを判断することは難しい.そこで,本稿では,信頼度に基づくノードの分類とクラスタリングを利用し,偽の情報を発信する偽証ノードが存在する環境でも有効に動作する認証削除方法を提案し,その有効性について評価・考察する.

  69. ABS-1-4 IEEE 802.11 DCFにおけるTCP通信のユーザ間公平性改善(ABS-1.ブロードバンド通信のための信号処理技術,シンポジウムセッション)

    橿渕 健一, 加藤 寧

    電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集 2009 (1) "S-7"-"S-8" 2009年9月1日

    出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会

  70. Performance evaluation of TCP over hybrid satellite/MANET networks (衛星通信)

    Silva Daniel, Nishiyama Hiroki, Kato Nei

    電子情報通信学会技術研究報告. SAT, 衛星通信 109 (73) 35-38 2009年7月2日

    出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会

    ISSN:0913-5685

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    While satellite network and Mobile Ad hoc NETwork (MANET) are completely different networks, the integration between these networks has large potential to provide Internet access anywhere on the earth. However, an obvious issue exists in such hybrid satellite/MANET networks. The performance of Transmission Control Protocol (TCP), de-fact standard protocol in Internet, can be largely degraded in such hybrid environments due to long propagation delay, frequent connection breaks, and wireless link errors. In this paper, we evaluate the performance of TCP over hybrid networks, mainly from the point of view of throughput.

  71. 攻撃と故障に耐性のある効率的な大規模ネットワークモデルに関する一考察

    古谷 快, 西山 大樹, 加藤 寧

    電子情報通信学会技術研究報告. CS, 通信方式 109 (116) 91-96 2009年6月25日

    出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会

    ISSN:0913-5685

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    従来のクライアント/サーバ型のネットワークと比較して,より低コストにインターネット資源の共有やコンテンツ配信が可能なP2P(Peer to Peer)型のネットワークが注目されている.しかし,P2P型のネットワークは故障耐性が高い一方で攻撃耐性が極端に低いという問題がある.これはP2P型のネットワークの次数分布がべき分布に従うことに起因する.そこで本稿では,次数分布が故障と攻撃の両方に対して耐性のある二極次数分布に従うP2P型のネットワーク構築法を提案し,障害耐性の向上を図る.評価実験から,二極次数ネットワークが故障と攻撃の両方の障害に対して耐性を持つことを確認した.

  72. 高遅延無線環境におけるトランスポートプロトコルに関する一検討

    池田 好宏, 西山 大樹, 加藤 寧

    電子情報通信学会技術研究報告. SAT, 衛星通信 109 (72) 23-28 2009年5月27日

    出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会

    ISSN:0913-5685

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    TCP(Transmission Control Protocol)は,地上ネットワークで広く普及している通信プロトコルであるが,衛星ネットワークのような高遅延無線環境においては輻輳ウィンドウの増加速度が十分でないことや,パケットロス発生時に輻輳ウィンドウが半減されることなどにより,通信速度が著しく低下してしまう.これに対し,高BDP(Bandwidth Delay Product)ネットワーク向けに設計されたVCP(Variable-structure congestion Control Protocol)では,ECN(Explicit Congestion Notification)によるフィードバックを利用することで,ネットワークの状態に合わせた輻輳ウィンドウの調整が可能となり,高遅延環境で高リンク利用率を実現できる.しかし,VCPは輻輳ウィンドウの立ち上がりや,再送時のウィンドウ制御の点には問題があり,高遅延無線環境において通信速度が低下してしまう.そこで本稿では,このような問題点を解決するため,マーキング手法の改良による立ち上がり時の通信速度の制御法,VCPの特長を活かした再送時のウィンドウ制御法を提案する.そして,シミュレーションにより高遅延無線環境における提案手法の有効性を確認する.

  73. B-6-126 IEEE 802.11 DCFにおけるTCP上下リンク間公平性の改善(B-6.ネットワークシステム,一般セッション)

    橿渕 健一, 加藤 寧

    電子情報通信学会総合大会講演論文集 2009 (2) 126-126 2009年3月4日

    出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会

  74. センサネットワークにおけるホットスポット問題を考慮したルーティングアルゴリズムの提案

    ザン ドー ヴァン, 橿渕 健一, 西山 大樹, 加藤 寧

    電子情報通信学会技術研究報告. NS, ネットワークシステム 108 (457) 159-164 2009年2月24日

    出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会

    ISSN:0913-5685

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    センサノードの電力に限りがあるセンサネットワークにおいては,ネットワークの稼働時間をいかに延長するかが大きな課題である.稼働時間を長くするためには各センサの消費電力を考慮する必要があり,とりわけ通信に伴う電力消費を大きく左右するルーティングアルゴリズムについての検討が大変重要である.これまで,消費電力を考慮した様々なルーティングアルゴリズムが数多く提案されてきたが,いずれにおいてもホットスポット問題が十分に考慮されていない.ホットスポット問題とは,データを集約する役目を負うシンクノードの周辺領域(ホットスポット領域)において,トラフィックの集中に伴う電力消費が激しく,早期に電力が枯渇し,結果としてネットワークが分断されてデータの収集が不可能になる問題である.そこで,本研究ではホットスポット問題を考慮したルーティングアルゴリズムを提案し,これによりネットワーク稼動時間の改善が可能であることを明らかにする.

  75. 階層型衛星ネットワークにおける負荷分散方式の性能評価

    工藤大吾, 西山 大樹, 加藤 寧

    2009信学ソ大 (通信), Sept. 276-276 2009年

    出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会

  76. 分散型フィードバックによる階層型 Mobile IPv6 の負荷分散方式

    池田 祐次, タレブ タリク, 橋本 和夫, 根元 義章, 加藤 寧

    電子情報通信学会技術研究報告. NS, ネットワークシステム 106 (236) 83-88 2006年9月7日

    出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会

    ISSN:0913-5685

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    次世代無線通信システムでは,より高度なサービス品質を実現することが重要である.無線ネットワークにおける経路制御方式の1つである階層型Mobile IPv6 (Hierarchical Mobile IPv6: HMIPv6)では,移動端末の位置情報をローカルで管理するMAP (Mobility Anchor Point)を導入することにより,基地局を切替える際に生じるハンドオフ遅延およびシグナリングコストの削減が見込める.しかし,移動端末が多数存在する無線ネットワーク環境では,それだけMAPに大きな負荷がかかる.従って,MAPを多階層に配置し,適切なMAP選択を行う手法が必要になる.そこで本稿では,効率的なMAP選択手法を提案する.本手法では,MAPの負荷の分散を最小にするようにMAPを選択する.シミュレーションにより,提案手法が負荷分散を実現し,かつ移動端末のハンドオフ遅延を抑制することを示す.

  77. 優先度を考慮したルータ主導型TCP輻輳制御方式の提案

    西山 大樹, タレブ タリク, 橋本 和夫, 根元 義章, 加藤 寧

    電子情報通信学会技術研究報告. NS, ネットワークシステム 106 (236) 157-162 2006年9月7日

    出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会

    ISSN:0913-5685

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    近年のインターネットの高速化に伴い,音声,画像,映像等の大容量コンテンツを容易にダウンロードできる環境が整ってきている.ネットワーク上でのデータ転送では,現在TCP/IPが広く一般に利用されている.しかし,TCPは通信の信頼性を確保する一方で数多くの問題を抱えている.特に大容量データ通信の場合,複数のフローが競合した時に発生する通信品質劣化やフロー間の利用帯域格差が,効率的な通信の妨げとなる可能性がある.そこで本稿では,これらの諸問題の解決を目指し,競合するフローの往復伝搬遅延時間に基づいて各フローの送信レートを調整するルータ主導型の輻輳制御方式を提案する.また,提案手法によりフローの優先度に応じた送信レート制御が可能であることを示す.

  78. VANETにおける移動体の速度ベクトルを用いた効率的なルーティングプロトコルに関する提案と評価

    越智 満, Taleb Tarik, Jamalipour Abbas, 加藤 寧, 根元 義章

    電子情報通信学会技術研究報告 105 (280) 79-84 2005年9月15日

    出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会

    ISSN:0913-5685

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    ユビキタス環境の実現の一つとして、市街地における車々間通信が挙げられる。また、自動車で構成されたアドホックネットワーク(VANET : Vehicle Ad Hoc Network)にホットスポットを加えることで、インターネットを介した高帯域通信が可能になる。これが実現されれば、広範囲に渡って動画像等の大容量コンテンツを利用可能になる。現在VANETによる大容量通信の実現に向けて、様々なプロトコルが提案されているが、自動車の分岐や合流の際に、経路の切断が原因でスループットが大きく低下することが問題となっている。そこで本研究では、移動体の速度ベクトルをルーティングに利用することで、自動車の分岐や合流に強いプロトコルを提案する。また、従来手法、提案手法についてシミュレーションを行ない、スループットを比較し、提案手法の有効性を示す。

  79. 動的ドメインを用いたモバイルネットワークにおける通信効率の改善に関する提案と評価 : 上位階層ルータの負荷推移予測による最適MAPの選択

    鈴木 翼, 加藤 寧

    電子情報通信学会技術研究報告. IN, 情報ネットワーク 104 (514) 43-48 2004年12月17日

    出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会

    ISSN:0913-5685

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    近年のモバイルネットワークの急激な成長とシームレスな通信への要求からモバイルIPv6が注目されている。しかし、通信の切断を生じるハンドオーバ遅延はホームエージェントまでの遅延が大きくなる程深刻な問題であり、それを改善するため、モビリティアンカーポイントを利用する階層モバイルIPv6が提案されているが、トラヒック量の増加に伴いMAPへの負荷の集中が発生する。本研究ではネットワークの状態を判断し、動的に負荷の軽い上位ルータをMAPとして選択する手法を提案する。本手法と従来手法を負荷の分散、パケット配送の遅延、パケットロスの観点から比較し、その有効性を示す。

  80. SB-4-1 異常検知のためのネットワーク特徴量抽出法に関する一考察(SB-4. インターネットサービスのセキュリティ技術の現在と今後)

    和泉 勇治, 佐藤 陽平, 加藤 寧, 根元 義章

    電子情報通信学会総合大会講演論文集 2004 (2) "S-27"-"S-28" 2004年3月8日

    出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会

  81. 混合マハラノビス関数における部分空間の一構成法

    宮腰 隆一, 中山 英久, 和泉 勇治, 鈴木 雅人, 加藤 寧, 根元 義章

    電子情報通信学会技術研究報告. PRMU, パターン認識・メディア理解 103 (659) 131-136 2004年2月13日

    出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会

    ISSN:0913-5685

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    類似文字を高精度に識別するためには,二つの類似字種の差が最も良く現れる部分空間を用いる必要がある.混合マハラノビス関数(CMF)は,類似字種を識別するために有効な識別関数の一つであるが,CMFでは二つの類似字種の差が良く現れる部分空間を,認識対象カテゴリに関する共分散行列から求まる小さい固有値に対応する固有ベクトルの方向で構成し,この部分空間で求めた補正値を用いてマハラノビス距離に補正を行なっている.しかしながら,類似字種の差が良く現れる部分空間は,小さい固有値に対応する固有ベクトルの方向だけでなく,それ以外の固有値に対応する固有ベクトルの方向にも存在する.CMFでは認識対象カテゴリと対立する類似カテゴリ両方の分布を考慮していないため,最適な部分空間が構成されるとは眠らない.そこで本稿では,両カテゴリの分布から正準判別法によって特徴選択を行ない,フィッシャー比が最も大きくなるような部分空間を選択する方法を提案する.手書き文字データベースETL9Bに含まれる類似字種対15組に対して認識実験を行なった結果,従来のCMFより高い認識精度が得られた.

  82. B-7-53 自己回帰予測を用いたトラヒック解析による DoS 追跡方法の提案

    内山 勇一, 和泉 勇治, 加藤 寧, 根元 義章

    電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集 2003 (2) 234-234 2003年9月10日

    出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会

  83. データのトポロジカルな構造に着目した衛星画像の自動領域分類

    岡田 行正, 和泉 勇治, 加藤 寧, 根元 義章

    電子情報通信学会技術研究報告. PRMU, パターン認識・メディア理解 102 (707) 7-12 2003年3月6日

    出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会

    ISSN:0913-5685

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    本稿では衛星画像の自動領域分類手法を提案する。提案手法では、衛星画像データの複数チャンネルによる多次元特徴空間上においてピクセル分布形状・密度がカテゴリにより異なることに着目する。そこでトポロジー保存マップの手法を応用し、k-means法とCompetitive Hebbian Learning (CHL)により特徴空間におけるピクセル分布形状の抽出を行うことで、トレーニングデータを用いない自動領域分類手法を提案する。また提案手法を実衛星画像データに適用することにより、霊域と陸・海域の十分な分類精度を得ることが可能であり、さらに高々度・低高度の霊域への雲域の細分類や従来の手法において霊域との分類が困難である雪域の抽出が可能であることを示す。

  84. B-7-70 広域ネットワークにおけるサーバ選択方式に関する研究

    宇津江 康太, 和泉 勇治, 太田 耕平, 加藤 寧, 根元 義章

    電子情報通信学会総合大会講演論文集 2003 (2) 330-330 2003年3月3日

    出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会

  85. D-12-46 Automatic Satellite Image Segmentation Using Data Correlations

    岡田 行正, 和泉 勇治, 加藤 寧, 根元 義章

    電子情報通信学会総合大会講演論文集 2003 (2) 207-207 2003年3月3日

    出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会

  86. D-12-31 教師なし SVM による手書き類似文字認識の学習データ選択と認識精度に関する一考察

    篠原 早苗, 和泉 勇治, 加藤 寧, 根元 義章

    電子情報通信学会総合大会講演論文集 2003 (2) 192-192 2003年3月3日

    出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会

  87. マルチホップ衛星ネットワークにおけるTCPの性能に関する一考察

    タレブ タリク, 加藤 寧, 根元 義章

    電子情報通信学会技術研究報告. SAT, 衛星通信 102 (360) 27-32 2002年10月4日

    出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会

    ISSN:0913-5685

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    TCP is the most widely used transport protocol on today's Internet. A large part of its success is due to its ability to probe for unused bandwidth while also backing off its transmission rate upon detection of network congestion. Despite the fact that several mechanisms have been presented in recent literature to improve TCP, there remain some vexing attributes that impair TCP's performance. In this paper, we address the issue of the efficiency and fairness of TCP in multi-hops satellite constellations. We mainly focus on the effect of the change in flow count on TCP behavior. In case of handover occurrence, a TCP sender may be forced to share a new set of satellites with other users resulting in a change of flow count. Our work argues that the TCP rate of each flow should be dynamically adjusted to the available bandwidth when the number of flows, competing for a single link, changes over time. We show through simulations that our fair share scheme improves fairness by guaranteeing a fair progression in window size for each flow, decreases the number of losses, and makes better utilization of the bottleneck link.

  88. RTTを利用したボトルネック検出とサーバ選択への応用

    宇津江 康太, 和泉 勇治, 太田 耕平, 加藤 寧, 根元 義章

    電子情報通信学会技術研究報告. CS, 通信方式 102 (353) 77-82 2002年10月1日

    出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会

    ISSN:0913-5685

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    現在インターネットでは多種多様なコンテンツが存在している。しかし、ネットワークにおけるコンテンツ転送においてボトルネックの存在はそのパフォーマンスを低下させる原因となる。本稿では任意のユーザ/サーバ間において輻輳によって生じるボトルネックの有無とその位置をRTTを用いて検出する手法を提案する。また、検出したボトルネックの位置情報からサーバのグループ化を施したサーバ選択を実際のネットワークに対して適用し、測定コストの削減を行なう。

  89. 統計的クラスタリング手法によるネットワーク異常状態の検出

    及川 達也, 和泉 勇治, 太田 耕平, 加藤 寧, 根元 義章

    電子情報通信学会技術研究報告. CS, 通信方式 102 (353) 83-88 2002年10月1日

    出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会

    ISSN:0913-5685

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    ネットワーク管理において、不正アクセスや機器障害に代表される異常状態の検出は重要である。不正アクセスを検出する侵入検知システムなど、この問題を解決するための研究は多く報告されているが、不正検知手法を用いた場合は未知の異常状態を検出できない。異常検出手法を用いた場合でも、ホストベースでは適用範囲が限定され、ネットワークベースでも、全てのネットワークトラヒックを扱わなければ検出対象が限定されてしまう。本稿では、ネットワークの状態に対して異常検知手法を適用する。即ち、ネットワークの状態を数値として表現し、クラスタリング手法を用いてネットワーク状態を正常と異常に分類する手法を提案する。さらに、複数の異常状態を含んだ実データに対して提案手法を適用し、ネットワーク状態の定義とクラスタリング手法の有効性を示す。

  90. 2次計画法を用いたトラヒックパターンの比較によるDoSの追跡手法の提案

    坂口 薫, 和泉 勇治, 太田 耕平, 加藤 寧, 根元 義章

    電子情報通信学会技術研究報告. CS, 通信方式 101 (356) 15-22 2001年10月11日

    出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会

    ISSN:0913-5685

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    インターネットにおけるセキュリティ上の脅威の1つとしてDoS(Denial of Service)が挙げられる.DoSの対策には攻撃元の特定を行う事が重要であるが, 一般に攻撃元の情報は改竄されるため追跡は困難である.DoSの追跡手法の一つであるトラヒックパターンを用いた追跡方式では, 各ネットワークの出入り口でパケット数の時間的変動(パターン)を観測し, それらの形状を比較する事でトラヒックの流れを追跡する.しかし複数のホストから一斉に攻撃を行うDDoS(Distributed DoS)の場合, 単純な形状比較では十分な性能が得られない.本稿ではこの問題をシミュレーションにより検証し, パターンの比較過程を2次計画問題として扱う事で追跡を行う手法を提案する.

  91. 高速ネットワークに対応可能なDoS攻撃の追跡技術 - 不正アクセスの抑制と根絶を目指して -

    金丸 朗, 太田 耕平, 加藤 寧, 根本 義章

    電子情報通信学会誌 84 (10) 727-729 2001年10月1日

    出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会

    ISSN:0913-5693

  92. 分散NIDSによる広域不正アクセスの検知手法の提案

    油川 良太, 太田 耕平, 加藤 寧, 根元 義章

    電子情報通信学会技術研究報告. CS, 通信方式 101 (291) 49-54 2001年9月7日

    出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会

    ISSN:0913-5685

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    近年問題となっている不正アクセスを早期に発見するには、その初期段階に行われる情報収集ためのスキャンの検知が重要である。高度なスキャンは通常の通信に用いられるパケットを利用して、送信間隔を長く、広範囲にランダムな順番で行われる。また、媒体非共有型型のネットワークへの移行に伴い、現在のNIDS(Network Intrusion Detection System)の観測範囲は局所的なものに制限されてしまう.そのため、NIDSが収集するスキャンに関する情報が少なくなり、通常の通信と区別が難しくなるため、検知が困難になる.本稿では、ネットワーク上に分散設置されたNIDSを協調させることによって, 広域に行われるスキャン検知の手法を提案し, その有効性を示す.

  93. B-7-41 2次計画法を用いたトラヒックパターンの比較によるDoS攻撃の追跡

    坂口 薫, 和泉 勇治, 太田 耕平, 加藤 寧, 根元 義章

    電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集 2001 (2) 230-230 2001年8月29日

    出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会

  94. D-12-12 非線形正規化を応用した学習パターンの自動生成

    海老澤 則之, 和泉 勇治, 加藤 寧, 根元 義章

    電子情報通信学会総合大会講演論文集 2001 (2) 179-179 2001年3月7日

    出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会

  95. D-12-13 多カテゴリを考慮した2次混合関数の適用法に関する一考察

    鈴木 雅人, 加藤 寧, 根元 義章, 市村 洋

    電子情報通信学会総合大会講演論文集 2001 (2) 180-180 2001年3月7日

    出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会

  96. トラヒックの変化を考慮した動的なサーバ選択方法とその評価

    真壁 知, 太田 耕平, 加藤 寧, MANSFIELD Glenn, 根元 義章

    電子情報通信学会技術研究報告. CS, 通信方式 100 (302) 173-178 2000年9月15日

    出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会

    ISSN:0913-5685

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    インターネット利用者の急増による特定サーバへのアクセス集中を改善するため, サーバを複数のネットワーク組織に分散して配置するミラー手法が広く利用されている.このとき, 利用者毎に各サービへの経路は異なり, また, ネットワークやサーバの利用状態は常に変化していることから, これらを考慮し常に最適なサーバを選択できる手法が必要となる.本稿では, 各サーバのコンテンツの転送性能の履歴を利用して, 時間経過に伴う各種の負荷の変化を動的に把握し, 利用者に対して最適なサーバを選択する手法を提案する.提案方式は, 時間的に変化する転送性能の履歴を利用することで, サーバ間の転送性能が逆転する場合を判別し, 各時刻で最高の性能を示すサーバを選択するものである.また, 実際のネットワークから得られた情報に対して提案手法を適用し, その有効性を示す.

  97. B-7-105 スループットの変動環境における動的なサーバ選択

    真壁 知, 太田 耕平, 加藤 寧, グレン マンスフィールド, 根元 義章

    電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集 2000 (2) 169-169 2000年9月7日

    出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会

  98. D-12-14 重みの更新量を考慮した誤差逆伝搬法による手書き文字の高精度認識

    和泉 勇治, 加藤 寧, 根元 義章

    電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集 2000 201-201 2000年9月7日

    出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会

  99. D-12-1 局所特徴空間での分類履歴を用いた衛星画像の領域分類

    小澤 憲秋, 加藤 寧, 根元 義章

    電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集 2000 188-188 2000年9月7日

    出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会

  100. CBQを用いた動的帯域割当による実時間通信の提案と評価

    中村 俊輔, 太田 耕平, 加藤 寧, 根元 義章

    電子情報通信学会技術研究報告. IN, 情報ネットワーク 100 (208) 55-60 2000年7月24日

    出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会

    ISSN:0913-5685

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    近年, インターネット上において, ビデオやIP電話等の低遅延, 低ジッタが要求される実時間通信のトラヒックが急増している.そのため, アプリケーション等の単位でトラヒックを集約して制御するCoS(Class of Service)が注目されている.CoSを実現する有力なキュー制御法の一つであるCBQ(Class Based Queueing)は高効率の帯域制御を動的に行うことが可能である.しかし, その帯域制御は実時間通信には必ずしも有効に働かない.本文ではCBQの動的制御が実時間通信に及ぼす影響を実験を通じて明らかにし, CBQの帯域割り当て自体に優先制御の概念を導入することにより不必要な制御のオーバーヘッドを回避し, 低遅延, 低ジッタの通信が可能となることを示す.また, 実システムを用いて有効性を示す.

  101. インターネットの快適なドライブ

    上谷 一, 太田 耕平, 加藤 寧, 根元 義章

    電子情報通信学会誌 83 (3) 235-236 2000年3月25日

    出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会

    ISSN:0913-5693

  102. アドレス変換機能を有するパケットキャプチャシステムの設計と構築

    金丸 朗, 太田 耕平, 加藤 寧, マンスフィールド グレン, 根元 義章

    電子情報通信学会総合大会講演論文集 2000 (2) 129-129 2000年3月7日

    出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会

  103. トラヒックの観測情報を用いた動的なサーバ選択

    真壁 知, 太田 耕平, 加藤 寧, マンスフィールド グレン, 根元 義章

    電子情報通信学会総合大会講演論文集 2000 (2) 231-231 2000年3月7日

    出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会

  104. CBQによるIPネットワーク上での実時間通信に関する一検討

    中村 俊輔, 太田 耕平, 加藤 寧, 根元 義章

    電子情報通信学会総合大会講演論文集 2000 (2) 172-172 2000年3月7日

    出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会

  105. リーモトモニタリングMIBによるネットワークマネージメントの現状と将来

    金丸 朗, 加藤 寧, 根元 義章

    電子情報通信学会誌 83 (1) 46-49 2000年1月25日

    出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会

    ISSN:0913-5693

  106. 分散nidsとaccesstreeを用いた広域不正アクセスの検出方式の検討

    油川良太, 太田 耕平, 加藤 寧, グレン マンスフィールド, 根元 義章

    2000信学ソ大 114 114-114 2000年

    出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会

  107. トラヒックパターンを用いた不正アクセス検出及び追跡方式

    武井 洋介, 太田 耕平, 加藤 寧, マンスフィールド グレン, 根元 義章

    電子情報通信学会技術研究報告. IN, 情報ネットワーク 99 (436) 37-42 1999年11月18日

    出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会

    ISSN:0913-5685

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    近年,インターネットにおける不正アクセスが問題となっている.中でもネットワークそのものを狙った不正アクセスは,ネットワーク全体に大きな影響を及ぼすもので,対策の確立が急がれている.この種の不正アクセスを検出するには,ネットワークトラヒック観測が有効であると考えられる.しかしこのようなアクセスでは攻撃元がパケットの送信アドレスを改ざんする可能性があることや,ネットワークの高速化によってパケット情報取得・解析が困難になる事が問題となる.よって,今後の高速ネットワーク環境下で,信頼性がありかつ低負荷な観測手法と攻撃元の追跡が可能な手法の確立が急務である.本稿では,トラヒックの変化量を抽出・比較することにより,その指向性を検出するためのアルゴリズムを導出し,このアルゴリズムを適用することにより不正アクセスが検出・追跡できることを示す.

  108. 2次非線形項を考慮した類似文字識別に関する一考察

    鈴木 雅人, 加藤 寧, 根元 義章, 市村 洋

    電子情報通信学会技術研究報告. PRMU, パターン認識・メディア理解 99 (448) 221-228 1999年11月18日

    出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会

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    類似文字の識別に有効な混合マハラノビス関数(CMF)は,特徴量をある部分空間に射影してマハラノビス距離の補正を行う関数である.しかし類似文字の決定境界面は,一般に複雑に入り組んだ曲面となるため,射影空間における識別には限界がある.一方,類似文字の近似決定境界面を求める1つの方法として非線形変換を用いた方法が考えられるが,用いる共分散行列の次数は膨大になる.本稿では,CMFに対して非線形項を導入した非線形混合マハラノビス関数(NLCMF)を提案する.NLCMFは非線形変換を用いた判別にくらべて非常に少い計算量で判別が行なえるだけでなく,類似文字を対象とした認識実験では,従来のCMFに比べて類似文字の認識精度が高くなることがわかった.

  109. 候補宛名の優先度付けによる手書き宛名認識システムの高速化

    徳本 一崇, 鈴木 雅人, 加藤 寧, 根元 義章

    電子情報通信学会技術研究報告. PRMU, パターン認識・メディア理解 99 (448) 229-236 1999年11月18日

    出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会

    ISSN:0913-5685

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    手書き宛名の認識においては,文字位置の特定及び個別文字認識の精度が十分ではないため,宛名辞書を用いて知識処理を行い文字列を推定するのが一般的である.入力イメージに対し全ての候補を分け隔てなくマッチングさせることは高精度な認識システムのためには重要であるが,宛名辞書に含まれる候補数が非常に多くなると処理量の増加が問題となる.この問題に対し知識処理の高速化のための宛名辞書利用法を提案する.本手法では宛名辞書中の候補に優先度を与え,この優先度をもとにマッチング対象とする候補宛名を動的に決定し,その数を大幅に削減することで高速化を実現する.本報告では提案手法および提案手法を用いて構築した宛名認識システムの実験結果について報告する.

  110. D-12-23 宛名辞書の階層化による宛名認識の高速化に関する検討

    徳本 一崇, 鈴木 雅人, 加藤 寧, 根元 義章

    電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集 1999 187-187 1999年8月16日

    出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会

  111. D-12-22 ニューラルネットワークを用いた二者択一方式の手書き文字認識システムにおけるモジュール構成法の提案

    石井 力, 和泉 勇治, 加藤 寧, 根元 義章

    電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集 1999 186-186 1999年8月16日

    出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会

  112. D-12-21 自乗結合を用いた多層パーセプトロンによる手書き文字認識の高精度化

    和泉 勇治, 加藤 寧, 根元 義章

    電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集 1999 185-185 1999年8月16日

    出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会

  113. B-7-42 プロアクティブバッファリングを用いたネットワーク障害検出システムの実装と評価

    金丸 朗, 太田 耕平, 加藤 寧, マンスフィールド グレン, 根元 義章

    電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集 1999 (2) 82-82 1999年8月16日

    出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会

  114. B-7-46 トラヒックパターンを用いた不正アクセス検出方式

    武井 洋介, 太田 耕平, 加藤 寧, マンスフィールド グレン, 根元 義章

    電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集 1999 (2) 86-86 1999年8月16日

    出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会

  115. 自乗結合を持つニューラルネットワークによる手書き文字の高精度認識

    和泉 勇治, 加藤 寧, 根元 義章

    電子情報通信学会技術研究報告. PRMU, パターン認識・メディア理解 99 (182) 37-44 1999年7月16日

    出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会

    ISSN:0913-5685

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    ニューロン間の伝達信号を自乗する機能を持つ自乗結合を用いたニューラルネットワークを提案する。隠れ層と出力層の間に自乗結合を用い、出力層ニューロンの活性化関数にガウス型関数を用いることにより、特徴空間をつくる軸に対し、自由な角度を持つベクトル群が張る部分空間においてガウス分布を推定することが可能となる。ETL9Bの3036字種認識では、97%の認識率が得られることを報告する。

  116. D-11-141 局所領域のクラスタリングによる衛星画像の自動雲域分類手法

    青木 俊徳, 小澤 憲秋, 和泉 勇治, 加藤 寧, 根元 義章

    電子情報通信学会総合大会講演論文集 1999 (2) 141-141 1999年3月8日

    出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会

  117. B-7-70 ネットワーク履歴情報管理システムのセキュリティ管理への適用

    仁藤 浩明, 太田 耕平, 加藤 寧, マンスフィールド グレン, 根元 義章

    電子情報通信学会総合大会講演論文集 1999 (2) 179-179 1999年3月8日

    出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会

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    インターネットの急速な発展に伴い、近年ネットワークアタック(ネットワーク経由の不正侵入および攻撃)が急増し、大きな社会問題となっている。新聞報道ならびに専門機関の報告などからもわかるようにネットワークのセキュリティ管理技術の確立が緊急の課題となっている。ローカルエリアネットワーク(LAN)への不正アクセスの排除を目的としたセキュリティ管理システムは市販もされており、成果をあげている。しかし、これらのシステムは個々のパケットの解析をベースとしており、大規模基幹ネットワーク(WAN)の運用管理においてはそのままスケールさせるのは難しい。本稿ではWANの履歴情報の管理システムを提案し、その応用としてWANレベルでのセキュリティ管理について考える。以下では、提案システムの概要と実際のネットワークのセキュリティ管理に適用した評価について述べる。

  118. B-7-138 管理情報の統合化によるネットワーク障害診断支援システム

    橋本 定, 太田 耕平, 加藤 寧, マンスフィールド グレン, 根元 義章

    電子情報通信学会総合大会講演論文集 1999 (2) 247-247 1999年3月8日

    出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会

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    近年, コンピュータネットワークは大規模化, 複雑化している。この中での障害の発生はネットワークに多大な被害を与えるため, 迅速な障害の検出及び診断が求められる。様々なネットワークから時々刻々発生する障害情報の量は膨大となるため, それらを効果的に分類しネットワーク管理者に提示することが重要である。本稿では, ネットワーク管理者の障害診断作業を支援するシステム構築の一環として, IPデータグラムの不到達という症状に注目し, この症状自体が持つ情報とほかの管理情報を統合して, 発生原因が存在する区間を推定する手法を提案する。

  119. 動的な分類モデル選択によるネットワーク障害の切り分け

    金丸 朗, 太田 耕平, 加藤 寧, Glenn Mansfield, 根元 義章

    電子情報通信学会技術研究報告. OFS, オフィスシステム 98 (546) 19-24 1999年1月22日

    出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会

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    大規模ネットワークの障害管理では, 確実にトラヒックを観測することが求められる.また観測された多くのネットワーク現象を効率よく分類し, 診断システムとの協調を図ることが重要となる.本研究では, 観測を行うために必要な資源をモデル化, および定式化を行った後, 障害を切り分ける分類モデルの提案と, 動的な分類モデル選択アルゴリズムを示す.これは観測される個々のネットワーク現象を, 動的に選択される分類モデルを用いて効果的に分類, 集約することで, 診断システムと検出システムの高度な協調を実現する.本提案システムをRMONを用いて試験的に実装し, 分類結果の評価を行う.

  120. オンライン筆跡情報を用いた手書き文字パタン生成に関する一考察

    鈴木雅人, 加藤 寧, 根元 義章, 市村 洋

    信学会春全大, 1999 211-211 1999年

    出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会

  121. ニューラルネットワークを用いた二者択一方式の手書き文字認識システム

    石井 力, 和泉 勇治, 加藤 寧, 根元 義章

    電子情報通信学会技術研究報告. PRMU, パターン認識・メディア理解 98 (489) 55-61 1998年12月17日

    出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会

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    ニューラルネットワークを用いた手書き文字認識システムにおける細分類手法として、認識問題を2クラスの線形分離問題にまで単純化した、二者択一方式による文字認識システムを提案する。本手法はモジュールの規模と認識問題を単純化することにより高い汎化能力と高速な学習を実現する。字種数の多い大規模な問題に適用する場合、作成モジュール数が組み合わせ爆発を起こすという問題があるが、個々のモジュールの学習が高速であるため、認識時に動的な学習を行うことで、組み合わせ爆発を抑制可能である。本手法を手書き文字データベースETL9Bに適用し、従来のニューラルネットワークを用いた細分類手法より高い認識率が得られた。

  122. HLVQとELNETによる手書き文字の高精度認識システム

    和泉 勇治, 猿田 和樹, 加藤 寧, 根元 義章

    電子情報通信学会技術研究報告. PRMU, パターン認識・メディア理解 98 (489) 63-70 1998年12月17日

    出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会

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    本報告では、文字認識用の新しいニューラルネットワークを提案する。提案ネットワークは二段構成であり、特徴としては大分類部には高速性を有するHLVQ(Hierarchical Learning Vector Quantiazation)を用いる。また細分類部として、筆者らが先に提案したELNET(Exclusive Learning NETwork)の発火状況を調査し、その結果に基づき、誤発火を抑制する手法として教師信号の変更および、大分類部の距離比に着目した改良法を提案する。本システムを用いてELT9B全3036字種認識実験を行い、高い認識率が得られることを報告する。

  123. サーバ選択のためのメトリック情報計測手法の提案と評価

    上谷 一, 太田 耕平, 加藤 寧, Glenn Mansfield, 根元 義章

    電子情報通信学会技術研究報告. IN, 情報ネットワーク 98 (427) 83-88 1998年11月20日

    出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会

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    今日のInternet環境では、負荷分散、利便性向上などの目的から、ミラーリング、cacheなどを用いてアプリケーションレベルでの様々な文官化技術が研究、実験されている。しかし、これらを有効に利用するためには、ユーザの環境に合せて効率的にサーバを選択することが必要である。本稿では、効率的なサーバ選択に有効なメトリック情報を検討し、その測定手法として、新たに履歴情報を用いる手法を提案する。本手法はネットワークに付加的なトラヒックを発生させることなく、ユーザの情報取得時間を反映したメトリック情報を提供できる。さらに、実際のネットワークでの実験を基に本手法の有効性を示す。

  124. 大分類部の距離情報を用いたELNETによる手書き文字の高精度認識

    和泉 勇治, 猿田 和樹, 加藤 寧, 根元 義章

    電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集 1998 228-228 1998年9月7日

    出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会

  125. 候補字種の動的抽出を用いた手書き宛名の高精度認識

    安部 裕之, 鈴木 雅人, 加藤 寧, 根元 義章

    電子情報通信学会技術研究報告. PRMU, パターン認識・メディア理解 97 (558) 105-110 1998年2月19日

    出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会

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    手書き宛名認識においては, 低品質な個々の文字を高精度に認識することは困難であるため, 一度の個別文字認識結果を用いた後処理方式では, 認識精度に限界があり, 宛名の評価においても正しい候補宛名を絞り込めないという問題がある.本研究では, 評価値の近寄った候補宛名に対する再評価の指標として, 動的な文字認識候補字種の抽出手法及び, 文字の再認識結果を用いた2段階の認識システムを提案する.本手法で用いる字種抽出手法は, 矩形の接続関係に着目することで, 候補宛名間で共通していない文字候補矩形に対しても候補字種を動的に決定し, 候補宛名群に対する再評価を可能にする.本報告では, 提案する手法及び認識実験の結果について報告する.

  126. リアルタイムネットワーク障害検出システムの構築

    森 工, 太田 耕平, 加藤 寧, Mansfield Glenn, 根元 義章

    電子情報通信学会技術研究報告. OFS, オフィスシステム 97 (494) 31-36 1998年1月22日

    出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会

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    近年, インターネットは世界的に普及し, 通信インフラとしての重要性も高まりつつある. このためネットワークの信頼性の確保, 及び向上がますます求められ, 障害管理は重要な管理項目の一つとして様々な研究が行われている. 障害検出システムを構築する際, (1) ネットワーク上で発生する多くの障害及びその兆候を逃さず検出すること, (2) 検出システムがネットワーク及び観測機器に与える負荷をできるだけ抑えること, が求められる. 前者の問題に対し, 著者等はネットワークで発生する障害を動的に切り分ける, 分類・切り分けシステムを構築し, 従来の一般的なイベント駆動型障害検出システムに比べ, 障害検出能力を高められることを示した. 本稿では, 後者の問題に対し, 障害の発生状況を把握することにより, 観測機器やネットワークへの負荷を抑制できるシステムを提案する. また, 分類・切り分け法のさらなる性能向上を図るため, プロアクティブバッファリングを提案し, その有効性を実験により検討する.

  127. 構成情報を利用したネットワーク利用の効率化

    上谷一, 太田 耕平, 加藤 寧, グレン マンスフィールド, 根元 義章

    1998年3月電子情報通信学会総合大会 304-304 1998年

    出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会

  128. 履歴情報の学習によるネットワークサービス利用の効率化

    上谷一, 太田 耕平, 加藤 寧, グレン マンスフィールド, 根元 義章

    電子情報通信学会 通信ソサイエティ大会平成10年9月 140-140 1998年

    出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会

  129. イベント駆動型障害管理における障害検出およびイベント処理の評価手法の検討

    太田 耕平, 加藤 寧, 曽根 秀昭, マンスフィールド グレン, 根元 義章

    電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集 1997 (2) 141-141 1997年8月13日

    出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会

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    近年の多様なネットワーク環境の中で、ネットワークの障害管理はますます重要になっており、様々なアプローチがなされている。なかでも、障害管理の最も基礎的な部分となる障害検出については、その多様性、複雑性から依然非常に困難なものとなっており、優れたシステムの構築に必要な機能およびその性能についての体系的な議論はほとんど行われていない。 本稿では、イベント駆動型障害管理を行う際のイベントの取り扱いについて、実験に基づいた評価によって、イベントのバースト性、および収集される管理情報の整合性について検討する。

  130. 得点方式を用いた手書き宛名の詳細識別に関する一考察

    安部 裕之, 加藤 寧, 鈴木 雅人, 根元 義章

    電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集 1997 203-203 1997年8月13日

    出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会

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    筆者らはこれまでに, 候補字種の動的削減を用いた2段階文字認識による手書き宛名認識システム構築について提案してきた. 本稿では, 字種の選択方式に着目し, 候補宛名細分類部について詳細な検討を行った結果について報告する.

  131. ストロ-ク情報に基づく手書郵便宛名の切出しと認識

    加藤 寧, 根元 義章

    画像ラボ 8 (8) 42-45 1997年8月

    出版者・発行元:日本工業出版

    ISSN:0915-6755

  132. 階層型学習ベクトル量子化を用いた手書き文字の高速・高精度大分類

    和泉 勇治, 加藤 寧, 猿田 和樹, 根元 義章

    電子情報通信学会技術研究報告. PRMU, パターン認識・メディア理解 97 (40) 1-8 1997年5月15日

    出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会

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    手書き文字の大分類類手法として、階層的に特徴空間を分割し、候補字種を絞り込んで行く階層型学習ベクトル量子化(HLVQ:Hierarchical Learning Vector Quantization)を提案する。HLVQは、ニューロンを階層的に増殖させ、ニューロンを節点とした木を構成しながら学習を行う。特徴空間の分割方法は、各階層毎に少数の参照ベクトルで分割し、分割された領域の境界付近は、windowを応用し重なりを持たせている。本手法は少数の参照ベクトルで階層的に分割を行うために高速な分類が可能であり、分割された領域が重なりを有することで高い分類精度が得られるという特徴を持つ。HLVQの下段に1字種多参照ベクトル方式のLVQを用いた中分類部を導入したネットワークアーキテクチャでは、手書き文字データベースETL9Bの分類実験で、平均ベクトルを用いた分類と比較して、より高速・高精度な分類が実現できることを示す。

  133. 候補字種の動的削減による手書き宛名の詳細識別に関する検討

    安部 裕之, 加藤 寧, 鈴木 雅人, 根元 義章

    電子情報通信学会総合大会講演論文集 1997 (2) 301-301 1997年3月6日

    出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会

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    手書き郵便宛名における手書き文字は, 用いられる筆記具が多種混在するため, その太さは一定でなく, 崩し字や略字が頻出するという特徴がある. このため, 従来の一段構成の認識システムは個別文字認識部の精度に大きく依存することから, 高精度化の実現に限界があると考えられる. 本稿では, 候補宛名の大分類結果に基づき, 個別文字認識部の参照する字種を動的に削減することで, 新たに評価基準を与え, 再び候補宛名を細分類する手法を提案する.

  134. 重み付き改良型方向線素特徴量による毛筆手書き文字認識手法

    鈴木 雅人, 加藤 寧, 根元 義章, 市村 洋

    電子情報通信学会総合大会講演論文集 1997 (2) 313-313 1997年3月6日

    出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会

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    改良型方向線素特徴量 (IDEF : Improved Directional Element Feature) を用いた手書き文字認識において, 文字の輪郭線から特徴量を抽出する方法は, 潰れ文字の認識を高精度化するのに有効である. 手書き文字データベースETL9Bを用いた認識実験では, 既に99%以上の認識率が達成されたにもかかわらず, 同じ認識アルゴリズムを, 例えば毛筆で書かれた文字に適用すると, 認識精度は極端に低下してしまう. これは, 筆記具によって筆跡や線幅が異るため, 得られる特徴量に大きな差が出てしまうためである. 本稿では, 従来の特徴量に改良を加え, 筆跡や線幅に対する依存性を綬和した特徴量として, 重み付き改良型方向線素特徴量 (WIDEF : Weighted IDEF) を提案する. 毛筆で書かれた手書文字を用いて認識実験を行った結果, 提案手法を用いた方が認識精度が良くなり, その有効性が検証できた.

  135. 分類/切り分け方式を用いたネットワーク障害管理 : 実装と実験

    太田 耕平, 森 工, 加藤 寧, 曽根 秀昭, マンスフィールド グレン, 根元 義章

    電子情報通信学会技術研究報告. CS, 通信方式 96 (505) 7-12 1997年1月31日

    出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会

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    ネットワークの障害管理の観点からみると, ネットワークトラヒックの特性は様々な障害による現象を含んでいる. トラヒックモニタリングによって観測されるトラヒックの特性は, 障害によって発生する現象を集約したものになっていることから, NMSがそれらの現象を分離して扱うことが困難になっている. 本稿では, 観測されるトラヒックから障害の原因となる現象を分離する分類/切り分け手法について述べ, その実装と運用による本手法の有効性を示す.

  136. 階層型学習ベクトル量子化を用いた手書き文字の高速大分類に関する研究

    和泉 勇治, 猿田 和樹, 加藤 寧, 根元 義章

    電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集 1996 365-365 1996年9月18日

    出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会

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    手書き文字認織は、計算機への自動文字入力を実現するための重要な研究課題であり、現在ニューラルネットを用いた文字認識の研究が盛んに行われている。日本語文字認識のように、多くの字種を扱う大規模問題に対しては学習速度の問題から、大分類部にLVQ(Learning Vector Quantization)ネット、細分類部にBP(Back Propagation)ネットを配置したニューラルネットが用いられている。大分類部のLVQネットに関する研究では多くの場合、1字種に対し多数の参照ベクトルを配置させたり、増殖させるなどをして分類性能を向上させている。しかし、参照ベクトルが多くなると、入力とのマッチング回数が増加し、学習時・認識時間共に増加してしまうことになる。本稿は、ニューロンを階層的に増殖させる階層型LVQ(Hierarchical LVQ)を提案し、その高速性と分類性能について報告する。

  137. 大規模ネットワークにおける分類, 切り分け方式を用いた障害検出システムの構築

    森 工, 太田 耕平, 加藤 寧, 曽根 秀昭, マンスフィールド グレン, 根元 義章

    電子情報通信学会技術研究報告. IN, 情報ネットワーク 96 (97) 57-64 1996年6月17日

    出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会

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    大規模ネットワークでは接続されているLANやWANからトラヒックがバックボーンネットワークに集中し,様々な現象が観測されるため障害管理が困難である.本稿ではネットワークの現象を動的に分析し,障害の分類,切り分けを行うことで,従来検出が困難であった観測量の小さな障害も自動的に検出する障害検出システムを提案する.またRMON-MIBを用いた実装を行い,ICMPを対象とした実験によって本システムの有効性を確認した.

  138. 部分傾斜角度検出に基づくイメージ変換を用いた手書き文字認識システム

    鈴木 雅人, 加藤 寧, 阿曽 弘具, 根元 義章

    電子情報通信学会総合大会講演論文集 1996 (2) 252-252 1996年3月11日

    出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会

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    手書き文字認識において、筆者の癖などによる文字の歪を矯正することは重要な課題である。文字の歪を矯正して良質の特徴量を得るための1つの手法として、文字のイメージ変換による手法が幾つか提案されている。しかし、イメージの局所領域において文字の傾きが違うものは、これまで提案された手法では矯正が困難である。このような複雑な文字の歪をも矯正し、良い特徴量を得るための手法として、本稿では"部分角度検出に基づくイメージ変換(TPID:Transformation based on Partial Inclination Detection)"という手法を提案する。文献で示した認識システムにTPIDを導入し、比較認識実験を行った結果、これまで認識できなかった文字が正しく認識できるようになりETL9B全セットに対して99.08%の認識率が得られた。

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書籍等出版物 7

  1. 飛躍するドローン 第4章 通信 第2節 長距離高速通信のための中継技術 -WiFi通信機での基礎検討-

    西山 大樹, 加藤 寧

    2016年1月

  2. Evolution of Smart Grids

    Zubair Md. Fadlullah, Nei Kato, SpringerBriefs in Electrical, Computer Engineering

    SpringerInternational Publishing 2015年12月

  3. 電子情報通信学会 知識ベース 第3群コンピュータネットワーク 第4編トランスポートサービス 第6章RTPとRTCP

    加藤 寧, 西山 大樹

    2014年3月

  4. Chapter on Energy-Aware Routing for Wireless Sensor Networks

    Ahmed E.A.A. Abdulla, Hiroki Nishiyama, Nirwan Ansari, Nei Kato

    2013年12月

  5. Peer-to-Peer Video-On-Demand in Future Internet

    Mostafa M. Fouda, Zubair Md. Fadlullah, Al-Sakib Khan Pathan, Nei Kato

    CRC Press 2013年1月

  6. IEEE Communication Society Multimedia Communications Technical Committee E-Letter

    Toshiaki Ako, Hiroki Nishiyama, Nirwan Ansari, Nei Kato

    2010年9月

  7. IEEE Communication Society Multimedia Communications Technical Committee E-Letter

    Nirwan Ansari, Nei Kato

    2009年9月

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講演・口頭発表等 1

  1. Advanced Ad Hoc and Mesh Networks Technologies to Facilitate Specialized Disaster-resilient Networks 国際会議

    IEEE TrustCom-14 2014年9月24日

共同研究・競争的資金等の研究課題 24

  1. Beyond 5G時代を支える状況変化適応型Fiber Wireless制御技術

    加藤 寧

    2021年4月1日 ~ 2024年3月31日

  2. IoT時代を支える状況変化適応型FiWi制御技術

    加藤 寧

    提供機関:Japan Society for the Promotion of Science

    制度名:Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目:Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

    研究機関:Tohoku University

    2018年4月1日 ~ 2021年3月31日

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    本研究では,次世代無線アクセスネットワークの多様な要求条件満足するために導入が進む,クラウド無線アクセスネットワーク(C-RAN: Cloud-Radio Access Network)に着目している.その要求条件の中でも特に省電力化に注目し,トラヒックの時間的変動が存在する環境下においても安定的にネットワーク全体の消費電力を低減するための省電力制御手法を提案し,その妥当性をシミュレーション実験により確認した.

  3. 光と無線の連携協調による次世代省エネルギー型ネットワークの創出

    加藤 寧

    提供機関:Japan Society for the Promotion of Science

    制度名:Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目:Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

    研究機関:Tohoku University

    2014年4月1日 ~ 2019年3月31日

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    5Gにおける要求条件の一つとして省電力化が考えられている.また,移動通信ネットワークにおける省電力化が重要となっている.次世代移動通信ネットワークのアーキテクチャとして注目を集めているC-RANにおいて,その省電力制御をRRHだけ,またはBBUだけを考慮する場合,C-RAN全体としての省電力化を妨げになる可能性がある.つまり,RRHの消費電力とBBUの消費電力の間にトレードオフ関係が考えられるため,C-RAN全体を考慮した最適な省電力制御を行うことは非常に重要である. 本研究では,C-RAN全体の消費電力を低減するための省電力制御手法を提案し,手法の妥当性を確認した.

  4. ビッグデータ指向型ネットワーク:複雑ネットワーク理論に基づく物理と仮想の融合

    加藤 寧

    提供機関:Japan Society for the Promotion of Science

    制度名:Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目:Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research

    研究機関:Tohoku University

    2014年4月1日 ~ 2018年3月31日

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    ネットワーク上で生成される膨大なデータを利用・解析し、革新的なサービスやビジネスモデルを創出するビッグデータ解析が注目されている。ビッグデータ解析では、アクセス網やコア網、データセンタ網などネットワーク全体の資源の効率的な利用が必要とされており、ネットワーク全体を最適化する広域ネットワーク仮想化技術の実用化が望まれている。しかしながら、広域ネットワーク仮想化に関する議論は始まったばかりであり、未だ確固たる技術は開発されていない。そこで本研究は、複雑ネットワーク理論に基づく広域ネットワーク仮想化技術を開発し、ビッグデータ解析の要求品質を保証可能なビッグデータ指向型ネットワークを創出した。

  5. ギガビット光回線網を用いた大融合ネットワークにおけるサービス品質保証に関する研究

    加藤 寧

    提供機関:Japan Society for the Promotion of Science

    制度名:Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目:Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

    研究機関:Tohoku University

    2011年4月1日 ~ 2015年3月31日

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    本研究では,一般家庭をはじめ現在広く利用されているPONに注目しており,今後異種ネットワークを融合させるコア網としてPONを利用するために必要となるコア技術の創出を目的としている.異種ネットワークを束ねるPONにおいて効率的な通信を実現するためには,異種ネットワークとのトラヒック制御技術の融合が不可欠であり,本研究ではPONと無線ネットワークが相互連携するトラヒック制御技術を考案し、数学的な解析及びシミュレーション実験によりその有効性を示した.

  6. あらゆる不正転送を検知可能な超軽量型ストリーミング流通監視システム

    加藤 寧

    提供機関:Japan Society for the Promotion of Science

    制度名:Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目:Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research

    研究機関:Tohoku University

    2010年 ~ 2011年

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    本研究グループでは、動画特有のトラヒックパターンの利用によって動画が視聴されているか否かを検知する技術を研究してきた。しかし、近年ストリーミング動画にも暗号化が施される場合がほとんどとなり、既存の技術では暗号化へのロバスト性が低く、新たな手法の考案が大きな課題であった。そこで本研究では、暗号化ストリーミングに対応できる新たな視聴検知技術を確立し、その性能と有効性を評価した。

  7. インターネット高親和型次世代マルチレイヤ衛星ネットワークに関する基盤研究

    加藤 寧, タレブ タリク

    提供機関:Japan Society for the Promotion of Science

    制度名:Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目:Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

    研究機関:Tohoku University

    2008年 ~ 2010年

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    本研究では、異なる衛星ネットワークの複合体である次世代マルチレイヤ衛星ネットワークを対象とし,IPパケットベースの通信を行うために必須となる基盤技術を確立することを目的とした.ネットワークリソースを効果的に利用しつつ各ユーザの通信品質を保証するためには、パケットの転送経路を適切に決定する必要があり,そのためのルーティング技術やハンドオーバ技術を考案し、シミュレーションによりその有効性を示した.

  8. インターネットと高親和性を有する次世代低軌道衛星ネットワークに関する基盤研究

    加藤 寧

    提供機関:Japan Society for the Promotion of Science

    制度名:Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目:Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

    研究機関:Tohoku University

    2005年 ~ 2007年

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    近年、世界中のどこからでも通信可能な地球規模のユビキタスネットワーク実現への期待が高まっている。このユビキタスネットワークにおいて、低伝播遅延性を有する低軌道(LEO : Low Earth Orbit)衛星は大きな役割を果たすと考えられている。本研究では、現在広く普及しているインターネットと高い親和性を有する次世代LEO衛星ネットワークシステムの基盤技術に関する研究を行い、先進基盤技術を確立することを目的とした。そこで、当初の研究計画に基づき、下記の通りに4つの基盤技術について研究を行った。 1.LEO衛星は地上端末と直接通信を行うが、高速で移動するためハンドオーバーが多発し、管理トラヒックが多く発生することにより、通信帯域を消費する。そこで、地理情報と衛星の軌道情報を用いた低コストなモビリティ管理技術を提案した。 2.現在、インターネットで用いられているTCP/IPを衛星ネットワークに適用した場合、伝播遅延等の問題により効率や公平性は低いものとなるため、衛星のホップ数から通信にかかる時間を予測し、適切な送信量を求める、高効率、高公平性なプロトコルを提案した。 3.LEO衛星ネットワークにおけるセキュリティ技術を考案するために、まず、アドホックネットワークにおけるルーティング攻撃の影響を軽減させる技術を提案した。今後、これを衛星ネットワーク用に拡張する必要がある。 4.LEO衛星ネットワークにおいて、一部の衛星へ負荷が集中しないように、衛星同士が負荷情報を交換し、負荷を分散するトラヒック制御技術を提案した。 以上の提案手法はいずれも次世代先端LEOネットワークシステムの礎となるものであり、次世代のシームレスなネットワーク環境実現に大きく寄与すると考えられる。よって、本研究の目的は達成できたと言える。

  9. 不正アクセス情報の能動的収集機能を有するネットワークセキュリティシステムの構築

    根元 義章, 加藤 寧, 和泉 勇治

    提供機関:Japan Society for the Promotion of Science

    制度名:Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目:Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

    研究機関:Tohoku University

    2004年 ~ 2005年

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    ネットワークセキュリティにおいては、新種の不正アクセスの出現をいち早く検知することが重要である。本研究では、それらの早期検知を実現するために、未知の不正アクセスに対応可能な異常検知技術と通信内容の類似性に基づく不正アクセスの早期検知方式、不正アクセスの特徴的な情報の抽出方式の開発を行った。 異常検知技術の研究においては、不正発生時に生じるネットワークトラヒックの状態変化の解析に基づき、3種類のトラヒック観測方式に基づく異常検知手法を提案し、評価用データベースを用いた検知実験において世界最高レベルの検知性能を実現した。また、インターネットに蔓延するウイルスが拡散の際に、それ自身の複製を多数のホストに送信する通信特性を利用し、ウイルス拡散を早期に検知する方式の提案も行った。具体的には、通信データを構成するバイトコードの出現頻度をヒストグラムとしてモデル化することにより、通信内容の類似性を効率的に評価可能な類似性評価方式とそれに基づく拡散型不正検知方式を提案した。この方式を異なる組織のネットワークに分散して設置することにより、非常に少ない誤検知数で新種の不正アクセスを発見可能であることを確認した。 また、上記方式により検知された不正アクセスを分散配置したネットワークから能動的に収集し、それらの共通部分を抽出することにより、新たに発見した不正アクセス検知用のシグネチャデータベースの自動生成方式を完成させた。更に、不正アクセスの共通部分抽出方式は、すでにシグネチャデータベースが完成し、検知可能となっている不正アクセスに適用することにより、シグネチャデータベース作成時点では知ることの出来なかった亜種の出現を自動的に発見することが可能であることも確認され、新種と亜種の出現に対応可能な不正アクセスの情報収集技術を確立した。

  10. 次世代ネットワークプロトコル対応学習駆動型不正アクセス検知・駆除システム

    加藤 寧, 太田 耕平

    提供機関:Japan Society for the Promotion of Science

    制度名:Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目:Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

    研究機関:Tohoku University

    2003年 ~ 2004年

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    インターネットにおける防犯システムとして、近年重要な役割を果たしているものにNIDS(Network-based Intrusion Detection System)がある。しかし、パターンマッチング的手法であるNIDSは、新種のウイルスや不正アクセス、意図的な回避行為に弱い上、暗号化を備えた次世代ネットワークプロトコル(IPv6)においては十分な効果を期待できない。そこで本研究では、サブネットワーク上に学習機能を有する不正アクセス検出システムを提案し、NIDSと連携し、IPv6にも対応した、未知の不正アクセス検出機構を含む次世代学習駆動型の不正アクセス検知システムを開発することを目的とした。 本研究では、パターンマッチング的手法では検出困難な不正アクセスであるDoS(Denial of Service)攻撃を取り上げ、検出システムとしてDoS攻撃を学習検知するシステムを開発した。このシステムは、正当なアクセスはTCP(Transmission Control Protocol)の輻輳回避機構に従うことを利用したもので、不正アクセスの疑いがある送信元に送信レートを低下させるテストフィードバックを送信し、送信元がそれに応じるか否かにより、不正アクセスか否かを判断する。 更に、検出された不正アクセスの情報をサブネットIDSや近隣のIDSで共有するために必要な通信ソフトウェアを開発し、当該不正アクセスを広範囲に渡って遮断することを可能にし、検出システムと統合して不正アクセス検知・駆除システムを構築した。IPv6ノードを含む実ネットワークでの検証実験を行い、検出システムが攻撃を迅速かつ正確に検出できること、検知・駆除システム全体でも高い不正アクセス検出率と低誤検出率を実現できることを確認した。

  11. 古文書文字認識システムの高精度化に関する研究

    柴山 守, 笠谷 和比古, 加藤 寧, 山田 奨治, 川口 洋, 原 正一郎, 並木 美太郎, 柴山 守, 石谷 康人, 梅田 三千雄

    提供機関:Japan Society for the Promotion of Science

    制度名:Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目:Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

    2002年 ~ 2004年

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    本研究は、古文書翻刻支援システム開発プロジェクト(HCRプロジェクト)において、手書き文字OCR技術などを発展的に応用して、古文書文字認識システムの高精度化に関する研究を行うことである。 平成14-16年度の研究期間において、主に古文書文字データベースを構築すること、及び日本語文字認識アルゴリズムの適用可能な範囲と問題点を洗い直し、以下の検討課題での研究をすすめ、成果を挙げた。 (1)文字切り出し法、及び正規化法について:射影ヒストグラム、文字外形の曲率などの手法を検討し、レイアウト認識では、Hough変換による行抽出方式を提案し、文字データベースの基づく実験を進めた。 (2)オフライン文字認識手法について:古文書文字認識に有効と考えられる文字切り出しと文字認識を連携処理させる方法について検討した。非線形正規化手法の研究及び実験を行った。 (3)オンライン文字認識手法について:くずし字検索等に適用可能なタブレット入力によるオンライン古文書文字認識手法について検討した。また、『くずし字解読辞典』の文字画像から筆順を推定する手法の研究を行った。本成果は、電子くずし字辞典として平成17年度中に刊行する予定である。 (4)東京堂出版『漢字くずし方辞典』の文字パターンを入力し、オンライン検索ソフトウェアの開発を行った。これも上記の(3)に含め、刊行予定である。 (5)文字認識用文字パターン辞書として、9種類の古文書文字データベースを公開した。すべてがHCRプロジェクトのホームページは,http//www.nichibun.ac.jp/shoji/hcr/からダウンロード可能である。また、公開したソフトウェアは、2種類GetAMojiマクロ(古文書翻刻中に遭遇する不明文字(ゲタ文字)の正解候補を提示する機能)、及びWeb版GetAMoji(古文書翻刻中に遭遇する不明文字(ゲタ文字)の正解候補を提示する機能のWeb版)である。

  12. トラヒックパターンの時系列解析に基づく次世代広域不正アクセス自動追跡システム

    根元 義章, 太田 耕平, 加藤 寧

    提供機関:Japan Society for the Promotion of Science

    制度名:Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目:Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

    研究機関:Tohoku University

    2002年 ~ 2003年

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    インターネット全域に大きな被害を与え得るサービス停止攻撃(Denial of Service : DoS)攻撃は、攻撃元情報の改竄が可能であるため防御や追跡が困難であった。 本研究では、改竄不可能のトラヒックパターンを利用した攻撃の検知と追跡を可能とするシステムの構築に関わる研究を行った。不正アクセスの情報の効率の良い収集方式の研究のために大規模ネットワークにおけるトラヒックパターンセンサシステムと構築し、トラヒックパターンの分散観測を実現した。攻撃の検知方式として、自己回帰モデルによるトラヒック予測を利用した高精度な検知アルゴリズム提案し、従来の固定的な閾値による検知よりも高精度な攻撃検知を実現した。更に、検知した攻撃パターンの形状比較を行う2次計画法に基づく形状マッチングアルゴリズムを提案し、複数の攻撃が合流する分散DoS攻撃にも対応可能な形状比較アルゴリズムを実現した。それらの提案方式を、標準のプロトコルであるSMNP(Simple Network Management Protocol)などの標準化された技術用いて実装を行い、本研究で構築したトラヒックパターンセンサシステムに導入し追跡実験を行うことで、本研究の有効性を実証した。また、標準化技術により実現可能であり極めて利用価値の高いものであることを確認した。

  13. 不正アクセス監視機能を統合した次世代能動型セキュリティ管理システムの構築

    根元 義章, 太田 耕平, 加藤 寧

    2002年 ~ 2002年

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    インターネットにおける防犯カメラの役割を果たすIDS(Intrusion Detection System)は、HIDS(host-based IDS)とNIDS(Network-based IDS)に分類される。HIDSはホスト単位での監視を目的とし、ホストに関わる全ての通信やファイルを監視の対象としている。これに対し、NIDSはネットワーク上の通信トラヒックを監視の対象とし、その中の特定のキーワード(シグネチャ)を手掛かりに不正アクセスの有無を判断する。そこで、本研究では、HIDSとNIDSの高度な融合を図り、両者間の情報の相互伝達による不正アクセスの高感度検知及び侵入の足取りを追跡可能な能動型セキュリティ管理システムを提案し、さらに、広域ネットワークにおいてシステムの実装を行い、実用可能なプロトタイプを構築することを目的とした。 今年度では当初の計画通り、分散型NIDSの基本技術を中心に開発を進める一方、HIDSとの連携をも視野に入れた研究開発を行った。具体的には、(1)不正アクセスに関する情報収集、(2)観測システムの構築、(3)分散型NIDSによる高感度な検出システムの開発を行った。まず、(1)では不正アクセス、特に分散スキャンに注目し、情報収集を行いその特徴や対策手法を調査した結果、従来のような単独のIDSではこれらのスキャンに対応することは困難であるという結論に至った。そして、(2)では、ネットワークプローブをLANに設置し、TCPのACK/RSTやICMPパケットといった不正アクセスに関連するパケット群を観測・収集するシステムを構築した。観測システムはフリーソフトであるTCPDUMPやSNORTを利用して構築し、ネットワークの速度に対応できるようにパラメータのチューニングを行った。(3)では、ネットワーク上に分散配置したIDSと、それらを管理するマネージャとを組み合わせた分散型NIDSによる検出システムを構築し、スキャン検出件数および検出時刻の双方において単独のNIDSより高性能であるという結果を得た。

  14. 分散協調型高感度ネットワーク不正アクセス前兆検出システムの構築

    加藤 寧, 太田 耕平

    提供機関:Japan Society for the Promotion of Science

    制度名:Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目:Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

    研究機関:Tohoku University

    2001年 ~ 2002年

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    インターネットの急速な発展に伴って、近年ネットワーク経由の不正アクセスが急増し、大きな社会問題となっている。利用者が安心してネットワークを使えるか否かは今後のインターネットの更なる発展を占う重要な指標であり、ネットワークを不正アクセスから守る技術の研究開発は極めて重要な課題である。 不正アクセスの9割以上はスキャンという行為から始まると報告されている。スキャンとは攻撃者がネットワーク越しにホストコンピュータ、あるいはその上で行われているサービスを詮索し、セキュリティホールを見つけ出す行為である。セキュリティが脆弱なホストはこのスキャンによって発見され、侵入、不正利用、あるいは攻撃の対象となる。このようなことから、不正アクセスからネットワークを守るにはこの不正アクセスの前兆であるスキャンを検出し、更にアラームやルータでのコネコション切断といった措置を講じることは有効な手段として注目されている。しかし、運用ネットワークにおいて、スキャントラヒックは一般ユーザーのトラヒックや管理用トラヒックと混在しており、検出することは困難である。 本研究では、大規模ネットワーク向けに分散協調方式に基づく高感度なスキャン検出システムを提案し、実用的なシステムとして構築すると共に、インターネットの標準として目指すことを目的とする。今年度は、分散配置された各エージェントとマネージャ間での冗長な通信を抑制し、効率的に協調を行う方式を提案した。さらに、実ネットワークのトラヒックデータに基づくシミュレーションを通じ、提案方式の有効性を検証した。本研究の成果は電子情報通信学会の論文誌等を通じ、広く公表を行った。

  15. 不正アクセスの前兆検出機能を有する組織防衛型ネットワークセキュリティ管理システム

    根元 義章, MANSFIELD Glenn, 曽根 秀昭, 加藤 寧, GLENN Mansfield

    提供機関:Japan Society for the Promotion of Science

    制度名:Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目:Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

    研究機関:Tohoku University

    2000年 ~ 2001年

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    インターネットの急速な発展に伴って、近年ネットワーク経由の不正アクセスが急増し、大きな社会問題となっている。利用者が安心してネットワークを使えるか否かは今後のインターネットの安定かつ健全な発展を占う重要な指標であり、ネットワークを不正アクセスから守る技術の研究開発は一刻を争う重要な課題である。 インターネット経由の不正アクセスの代表例として、(1)不正な手段を用いてアクセス権のないコンピュータ内に入り込み、機密情報の入手、システムの破壊または更なる不正アクセスの踏台にする不正侵入、(2)発信者IPアドレスを偽って、ターゲットに大量のトラヒックを集中させるSmurf攻撃、(3)WWWサーバやDNS(Domain Name System)サーバに大量な不完全接続を行い、接続数の上限を超えさせ、機能停止に追い込むDoS(Denial of Service)攻撃、などがある。 多岐にわたる不正アクセスを効果的に防ぐには、不正アクセスが実行される前の共通的な特徴(以降前兆と呼ぶ)を捉えて、早期に検出する必要がある。不正アクセスの前兆を検出し素早い対策を講じることにより、多岐に亘る不正アクセスに対処するこをが可能となる。 本研究では、ネットワークの不正アクセスに共通する前兆を発見する組織防衛型のセキュリティ管理システムを提案し実装を行った。さらに、本システムを運用ネットワークにおいて有効性を検証した。本研究の成果は国内外の論文誌等を通じ広く公表を行った。

  16. 手書き文字OCR技術を援用した古文書翻刻支援システムの開発

    山田 奨治, 梅田 三千雄, 川口 洋, 柴山 守, 加藤 寧, 石谷 康人

    提供機関:Japan Society for the Promotion of Science

    制度名:Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目:Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

    研究機関:International Research Center for Japanese Studies

    1999年 ~ 2001年

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    本研究では、つぎのような成果を得ることができた。 1.古文書文字認識手法の基礎的研究 古文書文字に特有な文字認識機能と文字切り出し方法について検討した。限定された文字種のデータに対して既存の日本語手書き文字認識技術を適用し、95%を超える認識率が得られることを確認すると同時に、文字切り出し及び正規化に関して新しい手法を開発した。 2.古文書文字認識研究のためのデータベース作成 古文書文字認識研究を推進するための、25万字に及ぶ古文書文字データベースを完成させ、その一部をすでに公開している。 3.古文書解読支援システムのユーザインタフェースの開発 古文書解読知識を利用した証文類の翻刻支援システムと古文書翻刻支援のための電子辞書のプロトタイプを実装した。前者はn-gram情報を使って不明文字の正解候補を提示するシステムで、利用試験の結果、その有用性が確認された。後者のプロトタイプには2種類ある。第1は、文字コードからくずし字を検索し、さらに例示された文字と類字した文字をオンラインとオフラインの文字認識技術の応用により検索する機能を持っている。第2のプロトタイプは、タブレット入力された文字と外形が似たくずし字をオフライン文字認識によって検索する機能を持っている。

  17. 古文書解読プロセスの知能情報学的解明

    山田 奨治, 笠谷 和比古, 川口 洋, 柴山 守, 加藤 寧, 小島 正美

    提供機関:Japan Society for the Promotion of Science

    制度名:Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目:Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

    研究機関:International Research Center for Japanese Studies

    1999年 ~ 2001年

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    本研究では、(1)古文書解読に関する専門知識の構造化、(2)古文書文字認識用辞書プロトタイプを用いた古文書文字認識研究、(3)古文書文字認識用辞書の作成、(4)電子化古文書文字辞典の開発、の4点について研究を進めた。 (1)に関しては、金子借用証文約1,300件、約243,000文字を翻刻して用例データベースとして作成した。そこから慣用表現、頻出語句などの情報を抽出し、n-gramによる古文書翻刻支援システムのプロトタイプを作成した。プロトタイプシステムを被験者を用いて利用試験したところ、その有効性が統計的に確認できた。 (2)に関しては、ニューラルネットを用いた古文書文字認識手法を開発した。 (3)に関しては、(1)の古文書用例データベースの作成のほか、古文書翻刻時に使用する標準的な辞書のひとつである『くずし字解読辞典』(東京堂出版)に登場する文字パターンとテキスト情報約25,000件をデジタル化し、データベース化を完了した。 (4)に関しては、(3)で作成したデータベースを利用して、読み、文字の外形、および筆順から古文書文字を検索できる携帯型の電子化古文書文字辞典を開発するために基礎研究を実施し、プロトタイプシステムを実装した。

  18. 重み付き固有値距離を用いた超高精度手書き文字認識システムに関する研究

    加藤 寧

    1999年 ~ 2000年

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    手書き文字認識システムは、音声認識システムと共に、ひとにやさしいマルチメディア情報化社会の実現に重要な役割を担っており、その基礎となる手書き文字認識手法に関わる研究は国内外で盛んに行われている。日本語を対象とする手書き文字認識では、取り扱うべき字種の多様性と筆者の個性が強く影響し、高精度な認識システムを実現する障害となっている。本研究では、新しい距離尺度として、重み付き固有値距離を提案し、手書き文字認識システムの更なる性能向上を図った。 今年度では、当初の研究計画通りに研究を進め、以下の研究成果を得ている。 ・平成11年度に作成された標準パターンを用いて、提案距離尺度を用いた認識プログラムを開発した。認識の際には、字種ごとに用意された標準パターン(複数個の場合もある)と照合させ、最も一致するものとの距離を該当字種との距離として定義した。さらに、標準パターン数の学習による動的削減方式を開発し、認識時間の短縮を図った。具体的には、まず、認識システムの初期状態において字種ごとに準備されたすべての標準パターンを配置する。そして、学習サンプルを用いて学習を行い、字種間の距離をもとに標準パターンの統廃合を行い字種ごとの最適な標準パターン数を決定した。 ・プログラムの高速化行い、高速、高精度な手書き文字認識アルゴリズムのプロトタイピングを行った。また、研究成果を電子情報通信学会論文誌の掲載により広く公表を行った。

  19. 知識主導型モデルを用いた次世代文書認識システムの構築

    加藤 寧, 鈴木 雅人

    提供機関:Japan Society for the Promotion of Science

    制度名:Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目:Grant-in-Aid for Scientific Research (B).

    研究機関:Tohoku University

    1999年 ~ 2000年

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    文字認識技術は、音声認識技術と共にひとに優しいマルチメディア情報化社会の実現に重要な役割を担っており、国内外で盛んに研究が行われている。本研究では、知識主導型モデルを用いた次世代文書認識システムを提案しシステム開発を行った。具体的には、切出し技術、認識技術、知識処理技術の開発を行い、知識処理を中心に据えた高精度な文書認識システムを構築した。本研究では、当初の計画通りに研究を進め、所望の成果が得られた。以下、概要について述べる。 ・システム全体の設計を行い、認識精度および認識速度を保証するための各処理部の仕様を検討し決定した。また、文書認識システムとして実用化する場合のユーザーインターフェースの設計を行った。 ・知識処理技術の開発を行った。具体的には、入込み文字や接触文字等が原因で起きる切出し誤りを知識処理によって検出し、切出し部にフィードバックする新しい知識処理法を開発した。 ・知識主導モデルの開発を行った。具体的には、知能処理部から得られた結果を切出し部にフィードバックし、切出し位置の決定および誤認識の判定に利用する手法を開発し、手書き宛名を対象とした認識実験において、高い認識精度を実現した。 ・システム全体を統合し、操作インターフェースを含むソフトウエアを構築した。

  20. 手書き文字の個性を考慮した多重型部分空間法を用いた高精度文字認識アルゴリズム

    加藤 寧

    1997年 ~ 1998年

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    本研究では、多重型部分空間法を提案し、個性的な字に対しても認識可能な高精度手書き文字認識アルゴリズムを開発する。 当初の研究計画・方法に従って研究を進めた結果、以下の成果が得られた。 1. 平成9年度に作成された標準パターンを用いて、部分空間の多重化を行う認識プログラムを開発した。認識の際には、未知入力を字種ごとに用意される複数個の標準パターンと照合させ、最も一致するものとの距離を該当字種との距離として定義する。この場合、字種ごとの標準パターン数は大変重要な問題となるが、ここでは、標準パターン数の学習による動的削減方式を開発し、問題の解決を図った。具体的には、まず、認識システムの初期状態において字種ごとに準備されたすべての標準パターンを配置する。そして、学習サンプルを用いて学習を行い、字種間の距離をもとに標準パターンの統廃合を行い字種ごとの最適な標準パターン数を決定した。 2. 文字のスキャナ入力から結果出力までのプログラムを開発し、システムのプロトタイプをワークステーション上に実装した。最終的にワークステーションとスキャナというシンプルな構成で不特定筆者が書いた手書き文字を99%以上認識できる認識システムのプロトタイプを構築した。また、上記開発のシステムを郵便あて名認識システムにも適用し、高精度で実用的なシステムを作成した。 3. 研究成果を国内外に公表を行った。

  21. 情報フィルタリングを用いた大規模情報ネットワークのリアルタイム障害検出方式

    根元 義章, GLENN Mansfi, 曽根 秀昭, 加藤 寧, MANSFILED Gl

    提供機関:Japan Society for the Promotion of Science

    制度名:Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目:Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

    研究機関:Tohoku University

    1997年 ~ 1998年

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    近年、コンピュータネットワークの発展の大きな特徴として、ネットワーク規模の増大と伝送速度の向上が挙げられる。ネットワークの多様化が進んでいる現在、如何に効率良くネットワーク管理を行うかは重要な課題である。 本研究では、大規模ネットワークを効率良く管理するためのリアルタイムな障害検出システムを提案し、検証を行った。提案システムは(1)ネットワーク上に流れる全トラヒックに対し、サンプリング抽出を行い統計情報を効率的に収集する。(2)統計情報に基づくフィルタリングを行い、ネットワークの障害を効率的かつリアルタイムで検出する特徴を有し、実時間での障害診断システムとして極めて有用なものである。 当初の研究計画・方法に従って、平成9年度および平成10年度の研究によって以下の研究成果が得られた。 (1) 大規模ネットワークにおける管理情報収集システムの構築ワークステーションを用いて、ネットワーク上で管理情報の収集システムを構築し、これにより様々な種類のトラヒックに対する基本データ収集システムを確立した。収集作業は実際に東北大学の学内ネットワーク、そして障害の影響が大きく管理が困難な大規模ネットワークである東北地区のバックボーンネットワークTOPIC上で行った。 (2) リアルタイム性を有する障害検出アルゴリズムの提案と評価管理情報収集システムによって集められた情報に対し、リアルタイム性を有する障害検出アルゴリズムを提案した。提案アルゴリズムを大規模コンピュータネットワークにおいて、RMON(Remote MONitoring)エージェントとワークステーションを用いて実装を行った。実装を行った後、運用ネットワークに接続し、検証実験を行った。具体的には14,000台以上のネットワーク機器が接続されている東北大学の学内ネットワークと、トラヒックが集中する東北地域ネットワークのバックボーンネットワークであるTOPICの両方で実験を行い、本システムの性能評価を行った。その結果、リアルタイムで障害を検出できるシステムとして従来のシステムより2倍以上の能力を有することが判明した。

  22. 超高速・大規模ネットワーク向け分散協調型高速度ネットワーク管理システムの構築

    根元 義章, 加藤 寧, MANSFIELDE G, 浜本 直和, 牧野 正三, GLENN Mansfi

    提供機関:Japan Society for the Promotion of Science

    制度名:Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目:Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

    研究機関:Tohoku University

    1996年 ~ 1997年

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    超高速・大規模コンピュータネットワークの信頼性を確保するため、人手に頼らない自動障害管理技術の確立が求められている。このような先進的機能を有する分散型ネットワーク管理システムを構築するため、効率的かつ依頼性を有する管理情報収集および収集した管理情報からの効果的な障害検出方式の確立が重要な課題となっている。本研究では、管理情報の収集ならびに障害検出において3つの新しい方式を提案し、運用ネットワークを用いてその有用性を検証した。以下、各方式の概要を述べる。 1.ネットワークの帯域幅や利用状況に応じた管理用トラヒックの制御方式 本研究では、ネットワークの帯域幅や利用状況に応じた管理トラヒックを提案した。提案方式は管理用帯域の割り当てと環境に応じた管理トラヒックの制御を行うものであり、帯域不足による輻輳やユーザートラヒックに対する悪影響を軽減することができる。衛星ネットワークやATMネットワークなどにおいて実験により、提案方式が優れていることを示した。2.時間的同期を有する瞬時管理情報データベース方式 本研究では、一括して情報取得ができ、かつ信頼性も付与できる方式を提案した。具体的には分散している管理情報に対し時間的同期を確保できる瞬時管理情報データベース方式を考案した。運用ネットワークにおいて、評価実験を行った結果、管理情報の入手に要する時間の大幅削減および管理情報の信頼性の確保が可能になった。3.分類・切り分けによる障害検出方式 本研究では、分類切り分け方式を提案した。提案方式は、ダイナミックフィルタリングを用い、障害を的確に検出するものである。これによって、大きな障害の背後に埋もれていた小さな障害も検出できるようになった。運用ネットワークを用い、実装試作システムの性能評価を行った結果、障害検出能力において従来法の2倍以上の性能を有することが判明した。 以上の提案方式は次世代ネットワーク管理システムを構築するための有用な技術であり、このような研究成果により、本研究の目的は達成できたと言える。

  23. 脳の下側頭皮質をモデル化した高精度な手書き文字認識用ニューラルネットワーク

    加藤 寧

    1996年 ~ 1996年

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    人間の視覚パターン認識においては、視覚野の後部に位置する下側頭皮質中に個々のパターンに反応する神経細胞が物の形を識別する際に決定的な役割を果たしていることは近年の脳神経科学の研究によって明らかになっている。本研究は、このような人間のパターン認識機構をモデル化し計算機上で実現することにより、知的な手書き文字認識アルゴリズムを確立することを目的としている。 当初の研究計画に沿って研究を進めた結果、以下の研究成果が得られた。 ・下側頭皮質中に神経細胞が存在し個々のパターンに反応する認識機構をモデル化し、排他的学習によるニューラルネットワークのアーキテクチャを提案した。具体的には、ネットワーク中の個々のノードが神経細胞に対応し、排他学習により、1つのノードが1字種に対応するモデルを構築した。 上記の排他学習モデルを日本最大の手書き漢字データベースに適用し、認識実験を行った結果、95%以上の認識率がえられ、その有用性を実証できた。 上記の研究成果をまとめ、雑誌論文欄で記載した通り電子情報通信学会論文誌などを通じ公表を行った。

  24. 知識駆動型アルゴリズムを用いた高精度な手書き文字認識システムに関する研究

    根元 義章, 加藤 寧, 安倍 正人

    1996年 ~ 1996年

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    手書き文字認識システムは、音声認識システムと共に、ひとにやさしいマルチメディア情報化社会の実現に重要な役割を担うものであることは周知であり、その基礎となる手書き文字認識手法に関わる研究は国内外で盛んに行われている。本研究は、漢字の構造に着目した知識駆動型アルゴリズムおよびそれを用いた高精度な認識システムの構築を目的とする。 当初の研究計画に沿って研究を進めた結果、以下の研究成果が得られた。 ・文字の構造情報に関する知識を計算機に覚え込ませ、知識駆動型アルゴリズムを実現するための文字構造情報抽出を行った。具体的には、仮名およびJIS第1水準全漢字に対し、互いによく間違う字種のグル-ピングを行い、構造的に最も違う部分を抽出し、知識ベース化を行った。 ・構造情報に関する知識ベースを用い手書き文字認識システムを構築した。また、データベースETL9Bを用いて評価実験を行った。その結果、従来の手法より認識精度が大幅に向上することが確認した。 上記の研究成果をまとめ、雑誌論文欄で記載した通り電子情報通信学会論文誌などを通じ公表を行った。

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メディア報道 21

  1. 避難者情報スマホリレー

    高知新聞

    2018年1月21日

    メディア報道種別: 新聞・雑誌

  2. 複数スマホ接続 東北大、災害時の通信に

    日経産業新聞

    2014年2月6日

    メディア報道種別: 新聞・雑誌

  3. 孤立地域からの情報発信を容易にする通信技術を実証

    螢雪時代

    2013年12月14日

    メディア報道種別: 新聞・雑誌

  4. 圏外でもメール可能 東北大で開発進む スマホ間を転送

    茨城新聞

    2013年9月12日

    メディア報道種別: 新聞・雑誌

  5. 「圏外」でもメール可能 東北大開発進める 災害に備え海外も注目

    中国新聞

    2013年9月6日

    メディア報道種別: 新聞・雑誌

  6. 東北大 「圏外」でもメール可能 災害備え研究、海外注目

    宮崎日日新聞

    2013年9月6日

    メディア報道種別: 新聞・雑誌

  7. 通信圏外でもメール可能に 災害時備え東北大研究 スマホ機能活用 端末リレーで転送

    山陽新聞

    2013年9月6日

    メディア報道種別: 新聞・雑誌

  8. 東北大 「圏外」でメール送受信防災用研究に途上国注目

    東京新聞

    2013年9月5日

    メディア報道種別: 新聞・雑誌

  9. 数珠つなぎの通信ネットワーク 東北大、NICT スマホ・衛星・無人機でつくる接続に成功

    電波タイムズ

    2013年9月4日

    メディア報道種別: 新聞・雑誌

  10. 無人飛行機と複数スマホ通信東北大など実験成功

    日経産業新聞

    2013年8月29日

    メディア報道種別: 新聞・雑誌

  11. 東北大、スマホのWiFi 数珠つなぎ、さらに無人飛行機も経由してメールリレー

    インターネットウォッチ

    2013年7月29日

    メディア報道種別: その他

  12. 圏外でもスマホで通信できる仕組みを開発。災害時などの活用にも期待ー東北大学

    タブロイド

    2013年7月29日

    メディア報道種別: その他

  13. スマホの無線 メールリレー

    読売新聞

    2013年2月22日

    メディア報道種別: 新聞・雑誌

  14. Androidスマホ30台をWiFiで数珠つなぎ、2.5kmの距離でデータ伝達に成功

    インターネットウォッチ

    2013年2月22日

    メディア報道種別: その他

  15. 圏外でも携帯でメッセージ可能に 東北大が実験成功

    ハザードラボ

    2013年2月21日

    メディア報道種別: その他

  16. 災害時圏外でも通信可

    河北新報

    2013年2月19日

    メディア報道種別: 新聞・雑誌

  17. LTE-Aやスマホ間Wi-Fi伝送など新技術、広告や地下鉄で新サービスが続々

    Wireless Wire News

    2013年2月18日

    メディア報道種別: その他

  18. 携帯電話が圏外でもメッセージ送信が可能に

    財形新聞

    2013年2月15日

    メディア報道種別: 新聞・雑誌

  19. 東北大学、キャリアの回線を使わずスマホのWi-Fiだけでメッセージリレーに成功

    Wireless Wire News

    2013年2月15日

    メディア報道種別: その他

  20. 東北大、通信事業者回線を使わずにスマホ同士でメッセージをリレーする実証実験に成功-災害時での利用にも期待

    インターネットコム

    2013年2月15日

    メディア報道種別: その他

  21. 携帯回線使わず無線LANだけでメッセージをリレー 東北大、スマホ27台で成功

    ITmediaニュース

    2013年2月14日

    メディア報道種別: その他

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その他 28

  1. 無人航空機システムの周波数効率利用のための通信ネットワーク技術の研究開発

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    無人航空機システムの周波数効率利用のための通信ネットワーク技術の研究開発

  2. ニーズに合わせて通信容量や利用地域を柔軟に変更可能なハイスループット衛星通信システム技術の研究開発

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    ニーズに合わせて通信容量や利用地域を柔軟に変更可能なハイスループット衛星通信システム技術の研究開発

  3. 未来を創る新たなネットワーク基盤技術に関する研究開発

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  4. 災害時に展開する地球局及び地上メッシュネットワークの最適配置と自然エネルギー運用最適化に関する研究

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  5. 将来ネットワークの実現に向けた超大規模情報ネットワーク基盤技術に関する研究

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    将来ネットワークの実現に向けた超大規模情報ネットワーク基盤技術に関する研究

  6. 複数UASを用いた対地上の高速かつ安定した中継技術の研究開発

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    複数UASを用いた対地上の高速かつ安定した中継技術の研究開発

  7. 超大規模モバイルアプリケーションのための 次世代コグニティブセキュリティ技術

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    超大規模モバイルアプリケーションのための次世代コグニティブセキュリティ技術

  8. 大規模IoTのための効率的かつセキュアな革新的ID管理技術

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    大規模IoTのための効率的かつセキュアな革新的ID管理技術

  9. モバイル端末で構成される自律ネットワークの周波数チャネル

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    モバイル端末で構成される自律ネットワークの周波数チャネル

  10. 大規模災害時における通信ネットワークに適用可能なリソースユニット構築・再構成技術の研究開発

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    大規模災害時における通信ネットワークに適用可能なリソースユニット構築・再構成技術の研究開発

  11. 災害に強いネットワークを実現するための技術の研究開発

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    災害に強いネットワークを実現するための技術の研究開発

  12. 次世代ALLIPネットワークにおける知的通信と管理に関する研究

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    次世代ALLIPネットワークにおける知的通信と管理に関する研究

  13. 次世代衛星センサネットワークの回線制御に関する研究

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    次世代衛星センサネットワークの回線制御に関する研究

  14. 次世代のインターネットとネットワークセキュリティに関する研究

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    次世代のインターネットとネットワークセキュリティに関する研究

  15. 次世代衛星ネットワークの高度化に関する研究

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    次世代衛星ネットワークの高度化に関する研究

  16. トラフィック集中時における衛星ネットワークのトラフィック制御技術の研究開発

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    トラフィック集中時における衛星ネットワークのトラフィック制御技術の研究開発

  17. 次世代ネットワークにおけるトラヒックエンジニアリングの研究

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    次世代ネットワークにおけるトラヒックエンジニアリングの研究

  18. 次世代ネットワークにおけるトラヒックエンジニアリングの研究

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    次世代ネットワークにおけるトラヒックエンジニアリングの研究

  19. 次世代ALL IPネットワークにおける知的通信と管理に関する研究

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    次世代ALL IPネットワークにおける知的通信と管理に関する研究

  20. ネットワーク自律運用管理技術の研究

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    ネットワーク自律運用管理技術の研究

  21. 次世代ユビキタスネットワークにおける先端セキュリティ技術に関する研究

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    次世代ユビキタスネットワークにおける先端セキュリティ技術に関する研究

  22. 医療環境格差を克服するための超時空的医療情報転送・診断支援技術の開発

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    医療環境格差を克服するための超時空的医療情報転送・診断支援技術の開発

  23. 次世代ユビキタスネットワークにおける先端セキュリティに関する研究

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    次世代ユビキタスネットワークにおける先端セキュリティに関する研究

  24. 図形・文字混合の自由レイアウト手書き文章における文字認識技術の開発

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    手書き文章文字認識

  25. ヒューマンインタフェースアプリケーションに関する研究

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    有・無線統合環境下における広域大容量リアルタイムコンテンツ配信技術のヒューマンインタフェースアプリケーションへの適用を想定した研究を実施する。

  26. 次世代ネットワーク対応高度情報通信に関する研究

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    次世代ネットワークアプリケーション技術の確立を目的として、モバイル情報システムの構築と管理技術に関する研究を実施する。

  27. スケーラビリティと公平性を有するリアルタイムコンテンツ配信アーキテクチャ

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    コンテンツ配信アーキテクチャ

  28. ネットワーク自律運用・管理技術の研究

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    高可用かつ自己進歩的なネットワーク制御基盤の確立を目的とし、様々なサービスアプリケーションが動作する広域IPネットワークの効率的な監視・計測手法と自律的運用管理手法の提案並びに評価を行う。

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