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A Routing Method Using Deterministic Chaos for Large-scale Communication Network Models

Research Project

Project/Area Number 16K21327
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeMulti-year Fund
Research Field Communication/Network engineering
Intelligent informatics
Research InstitutionNippon Institute of Technology

Principal Investigator

Kimura Takayuki  日本工業大学, 基幹工学部, 准教授 (80579607)

Research Collaborator MORITA yuuki  
SAWADE hiroki  
Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2018: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2017: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2016: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Keywords決定論的カオス / 複雑ネットワーク / パケットルーティング問題 / 経路制御手法 / 負荷分散 / 経路制御 / カオスダイナミクス / 複雑系システム / 組合せ最適化 / ルーティング問題
Outline of Final Research Achievements

Spreading the IoT Technologies need much number of exchanging packets to realize effectively communicated systems, and this will cause congestion of the packet in our packet communication networks. From these background, we proposed in this research project a routing method using deterministic chaos which effectively avoids the packet congestion. We employ deterministic chaos as a way for decentralizing the packet transmission in the communication network model. Numerical experiments then showed that usage rates of paths by the transmitting packets was effectively regulated using the deterministic chaos, and our proposed method then showed the higher packet completion rate as compared to conventional routing methods.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究課題は,IoTの普及により,パケットの爆発的な増加に応じる最適な経路制御手法を提案するといった社会的意義を持つ.また,これを実現するために,通信網における経路制御をパケットルーティング最適化問題として定義し,この最適化問題に対する効率的な解法を実現している.巡回セールスマン問題などの組合せ最適化問題とは異なり,パケットが時事刻々と移動するため,パケットルーティング最適化問題は,時間依存な目的関数を求める動的な組合せ最適化問題として捉えることができる.すなわち,動的な組合せ最適化問題における効率的な手法の提案といった学術的意義をもつ.

Report

(4 results)
  • 2018 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2017 Research-status Report
  • 2016 Research-status Report
  • Research Products

    (59 results)

All 2019 2018 2017 2016

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 4 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (55 results) (of which Int'l Joint Research: 19 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] An improved routing algorithm using chaotic neurodynamics for packet routing problems2018

    • Author(s)
      Morita Yuuki、Kimura Takayuki
    • Journal Title

      Nonlinear Theory and Its Applications, IEICE

      Volume: 9 Issue: 1 Pages: 95-106

    • DOI

      10.1587/nolta.9.95

    • NAID

      130006301346

    • ISSN
      2185-4106
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    • Journal Title

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      Volume: 07 Issue: 04 Pages: 249-262

    • DOI

      10.4236/ajor.2017.74017

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      Volume: 21 Issue: 4 Pages: 159-162

    • DOI

      10.2299/jsp.21.159

    • NAID

      130005815304

    • ISSN
      1342-6230, 1880-1013
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      Takayuki KIMURA, Tohru TAKAMIZAWA, and Takafumi MATSUURA,
    • Journal Title

      American Journal of Operations Research,

      Volume: 6 Issue: 04 Pages: 343-354

    • DOI

      10.4236/ajor.2016.64032

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Published: 2016-04-21   Modified: 2020-03-30  

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