[論文レビュー] Future Trends and Challenges for Mobile and Convergent Networks

José Moura, Christopher Edwards|arXiv (Cornell University)|Jan 22, 2016

Caching and Content Delivery参考文献 64被引用数 6

ひとこと要約

本論文は、マルチモード端末における多様なトラフィックタイプのサービス品質（QoS）を確保するための異種無線アクセスの知能的制御を焦点として、モバイルおよび統合ネットワークの今後のトレンドと課題を検討する。自己組織的でエネルギー効率的かつ知能的なインfra構造を通じて、モビリティ、オフロード、負荷分散を実現する、技術、サービス、端末、市場、環境要因を統合したコンバージェンス駆動型フレームワークを提案する。

ABSTRACT

Some traffic characteristics like real-time, location-based, and community-inspired, as well as the exponential increase on the data traffic in mobile networks, are challenging the academia and standardization communities to manage these networks in completely novel and intelligent ways, otherwise, current network infrastructures can not offer a connection service with an acceptable quality for both emergent traffic demand and application requisites. In this way, a very relevant research problem that needs to be addressed is how a heterogeneous wireless access infrastructure should be controlled to offer a network access with a proper level of quality for diverse flows ending at multi-mode devices in mobile scenarios. The current chapter reviews recent research and standardization work developed under the most used wireless access technologies and mobile access proposals. It comprehensively outlines the impact on the deployment of those technologies in future networking environments, not only on the network performance but also in how the most important requirements of several relevant players, such as, content providers, network operators, and users/terminals can be addressed. Finally, the chapter concludes referring the most notable aspects in how the environment of future networks are expected to evolve like technology convergence, service convergence, terminal convergence, market convergence, environmental awareness, energy-efficiency, self-organized and intelligent infrastructure, as well as the most important functional requisites to be addressed through that infrastructure such as flow mobility, data offloading, load balancing and vertical multihoming.

研究の動機と目的

• 多様なサービス品質要件を有する急増するモバイルデータトラフィックを管理するという増大する課題に対応する。
• 現在のネットワークインfraがリアルタイム、位置ベース、コミュニティ駆動型トラフィックを支援する能力に制限を受けるのを克服する。
• モバイル環境下のマルチモードデバイスに対して、異種無線技術間でシームレスかつ高品質なネットワークアクセスを実現する。
• コンテンツプロバイダー、ネットワークオペレータ、エンドユーザーを含む主要ステークホルダーのニーズにネットワーク設計を一致させる。
• 技術的、サービス的、端末的、市場的、環境的コンバージェンスを統合した将来のネットワークの統一フレームワークを開発する。

提案手法

• 主な無線アクセス技術（例：LTE、Wi-Fi、5G）における最近の研究および標準化動向のレビュー。
• 新興技術がネットワーク性能およびステークホルダー要件に与える影響の分析。
• 自己組織的、知能的、エネルギー効率的を強調する包括的インfraモデルの提唱。
• フローのモビリティ、データオフロード、負荷分散といった機能的要件を統一制御アーキテクチャに統合する。
• 技術、サービス、端末、市場、環境的次元におけるコンバージェンストレンドの評価。
• ネットワークの適応性およびパフォーマンスを向上させるために、垂直マルチホームおよび動的リソース割り当てを活用する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 多様なトラフィックフローに対して一貫したQoSを確保するため、異種無線アクセスネットワークをどのように知的に制御できるか？
• RQ2 モバイルネットワークにおけるリアルタイムおよび位置ベースサービスを支援するうえで、主な技術的およびアーキテクチャ的課題は何か？
• RQ3 ネットワークインフラは、マルチモードデバイスおよび多様なユーザー要件の要求にどのように対応して進化する必要があるか？
• RQ4 エネルギー効率性は、将来のモバイルおよび統合ネットワーク設計においてどのような役割を果たすか？
• RQ5 自己組織的かつ知的なネットワークインフラは、スケーラブルかつ適応的モバイル接続をどのように実現できるか？

主な発見

• 将来のネットワークは、技術的、サービス的、端末的、市場的、環境的次元における完全なコンバージェンスへの進化が、変化する要請に応えるために不可欠である。
• 複雑さの管理とスケーラビリティの確保の観点から、自己組織的かつ知的なネットワークインフラが不可欠である。
• エネルギー効率性は、特に密度が高く異種性の高いアクセスネットワークにおいて、重要な設計要件である。
• 垂直マルチホームおよびデータオフロードは、モバイル環境下での負荷分散およびQoS向上の鍵となる。
• フローのモビリティおよび動的リソース割り当ては、シームレスな接続を実現するための基本的機能的要件である。
• 標準化および研究活動は、実用的導入および採用を確保するため、ステークホルダーのニーズと一致させる必要がある。