カオス理論と待ち行列理論を融合した超長距離伝送の低遅延を実現する動的資源割当方式
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19K11947
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 60060:Information network-related
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| Research Institution | Shibaura Institute of Technology |
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Principal Investigator |
宮田 純子 芝浦工業大学, 工学部, 准教授 (90633909)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2020: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
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| Keywords | ストリーミング / ビットレート / ゲーム理論 / 待ち行列理論 / カオス理論 / エッジコンピューティング / LRPON / 遊休区間 / 資源割当 / 低遅延 / 光アクセスネットワーク |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では，(1) カオス理論を用いて規則性を発見し，その規則性により短期的なトラヒック予測を行いながら，(2) パケットの遅延時間が最小となるネットワーク資源割当の最適値を待ち行列理論を用いて導出する．(1)におけるトラヒック推定は，近年盛んに研究が進められている分野である機械学習とは異なり，超短期的な予測が可能となる．さらに，LR-PON特有の問題である，伝搬遅延が大きくなることが原因で生じる遊休区間に着目することで，待ち行列理論のポーリングモデルにうまく適用することができることを用いて解析を進める予定であり，LR-PONの大枠を大きく変えずに実現可能である．
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は，カオス理論を用いてLR-PONにおけるトラヒックの負荷の推定し，待ち行列理論を用いて，推定されたトラヒックに対して使用効率をあげつつ， 平均遅延時間を減少させる新たなパケット新たな帯域割当方式を期間内に実現することである． 本研究では，このような大規模かつ複雑なシステムに対して，(1) カオス理論を用いて規則性を発見し，その規則性により短期的 なトラヒック予測を行いながら，(2) パケットの遅延時間が最小となるネットワーク資源割当の最適値を待ち行列理論を用いて導出する． (1)におけるトラヒッ ク推定は，近年盛んに研究が進められている分野である機械学習とは異なり，超短期的な予測が可能となる．このような新たな観点からの LR-PON資源割当方式 を設計するアプローチは，他に類を見ず極めて独創的な研究である．さらに，LR-PON特有の問題である，伝搬遅延が大きくなることが原因で生じる遊休区間に着 目することで，待ち行列理論のポーリングモデルにうまく適用することができることを用いて解析を進める予定であり，LR-PONの大枠を大きく変えずに実現可能 である． 本年度は，カオス理論を用いるための基礎検討として，トラヒックが変動する 一因となる，ストリーミング通信のビットレートの解析について行った。さらに、LRPONを用いたエッジコンピューティングにおけるトラヒック解析を行うことで、遅延が起きる影響を調査した。また、短期的な予測を用いた手法として、エントロピーを用いて行うことで、DDoS検知精度向上を示した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
短期的なトラヒック予測の基礎検討として、エントロピーを用いたトラヒック予測法を解析し、その有効性示したため。またLRPONも用いられているエッジコンピューティングにおけるトラヒック負荷解析を行うことで、遅延時間の減少を示すことができたため。
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| Strategy for Future Research Activity |
エントロピーを用いた短期的なトラヒック予測の知見を、LRPONを用いたエッジコンピューティングにおける資源割り当て法に応用させることを考える。
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Report
(4 results)
Research Products
(78 results)
