アプリごとのトラヒックとユーザの利用状況を考慮したスマートフォンの通信制御手法

本稿では，スマートフォンにインストールされている様々なアプリについて，アプリごとに異なるトラヒックの性質とユーザの利用状況を考慮し，アプリ単位での通信制御を行うことで，携帯電話網を流れるデータトラヒックと制御信号，端末の消費電力を効果的に削減する手法を提案する．我々の調査によると，1台のスマートフォンには平均で58個のアプリがインストールされており，アプリによってトラヒックの性質やユーザの利用頻度は大きく異なる．なかには，ユーザがまったく利用しなくても定期的に通信を行うアプリが存在し，データトラヒックと制御信号を合わせたトラヒック量や消費電力に影響を与えている．我々の手法は，アプリ起動やウィジェット利用の有無などの情報に基づいて不要アプリを判別し，それらの通信を選択的に遮断することで，データトラヒック自体を効果的に削減する．また，必要アプリについては，各アプリのトラヒックの統計的な性質に基づいてアイドルタイマを動的に設定することで，制御信号量と消費電力を削減する．さらに，タッチパネル操作やボタン操作と通信の発生タイミングには強い関連があるため，ユーザ操作からの経過時間も考慮して，アイドルタイマを調整する．Android SDKには，本手法で必須となるアプリ単位での通信制御のAPIが存在しない．そこで我々は，AndroidがLinuxカーネル上で動作するミドルウェアであることに着目し，iptables コマンドを用いて制御機構部分を実装した．さらに，評価実験において，制御信号を最大86.1%，消費電力を最大37.6%，同時に削減できることを確認した．

In this paper, we propose a traffic control that individually deals each app installed on the smartphone not only to efficiently reduce data traffic and signaling on the mobile network, but also to save power of the device, considering the traffic characteristic and the usage of each app. According to our research result, there is an average of 58 apps installed on a single smartphone and their traffic characteristic and usage differ substantially with each other. Some apps go so far as to generate periodical traffic without any user operation. In our proposal, we reduce the data traffic efficiently by selectively intercepting the traffic from/to specific apps, which have never been launched by user. In addition, we save the signaling and power consumption by adjusting the idle timer value of mobile network interface. Moreover, we take account of the relationship between the user operation on the touch panel and the traffic occurrence. Although the function to control the traffic of each app is important in our method, Android SDK does not provide such functions. Hence we realized the traffic control function using the iptables command included in the Linux kernel on which Android platform runs. Our method can reduce up to 86.1% of signaling and up to 37.6% of power consumption at a time.