Research on New Content Centric Networking based on Content Semantics
| Project/Area Number |
23K21662
|
|---|
| Project/Area Number (Other) |
21H03434 (2021-2023)
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
|
| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2021-2023) |
|---|
| Section | 一般 |
|---|
| Review Section |
Basic Section 60060:Information network-related
|
|---|
| Research Institution | Kansai University |
|---|
Principal Investigator |
山本 幹 関西大学, システム理工学部, 教授 (30210561)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
萬代 雅希 上智大学, 理工学部, 教授 (90377713)
速水 祐作 国立研究開発法人情報通信研究機構, ネットワーク研究所, 研究員 (00868820)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2025-03-31
|
| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
|
| Budget Amount *help |
¥17,290,000 (Direct Cost: ¥13,300,000、Indirect Cost: ¥3,990,000)
Fiscal Year 2024: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2023: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Fiscal Year 2022: ¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000)
Fiscal Year 2021: ¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000)
|
|---|
| Keywords | コンテンツ指向ネットワーク / トラヒック制御 / アダプティブ画像レート制御 / 輻輳制御 / キャッシュ制御 / 超解像 / ライブ配信 / マルチキャスト通信 |
|---|
| Outline of Research at the Start |
ネットワーク（以下NW）内トラヒックの80%以上を占めるビデオトラヒックには，サッカーにおけるゴールシーンなどユーザの関心を大きく引く部分が時間軸，空間軸において存在する．本研究では，このような動画像の時間軸，空間軸セマンティックスに着目し，NW制御の全く新しいアプローチを検討する．これまでの研究がビット系列におけるスループットなどの無機質な性能向上を目的としているのに対し，本研究は動画像配信サービスにおける真のユーザ品質向上のためにコンテンツ指向NWにおける画像レート制御，輻輳制御，キャッシュ制御，経路制御などを，セマンティックスという意味論に一歩踏み込んだ新しい視点で検討することを目指す．
|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、動画像において時間軸、空間軸上にユーザの関心を大きく引く部分が存在することに着目し、セマンティックスに着目したネットワーク(NW)制御の全く新しいアプローチを検討する。これまでの研究がビット系列におけるスループットなどの無機質な性能向上を目的としているのに対し、本研究は動画像配信サービスにおける真のユーザ品質向上のためにコンテンツ指向NWにおける画像レート制御、輻輳制御、キャッシュ制御、経路制御などを、セマンティックスという意味論に一歩踏み込んだ新しい視点で検討することを目指す。 今年度(2022)は、本研究におけるセマンティックスの扱いに関し、研究組織3名で昨年度から継続して著名国際会議論文など多くの文献を読みつつ検討した。その結果、動画像レート制御（ABR: Adaptive Bit Rate）においてセマンティックスを扱ったものとして、重要なシーン転送に向けてあえて事前にレートを下げるなどのアプリケーション(AP)レベルでの検討が多いことが判明した。本研究で着目するNW制御では、NWが主体的にセマンティックスを考慮した資源配分を制御できることから、この観点で検討を進めることを今後の方針として確定した。なお、動画像のABR制御ではAP層のレート制御と、トランスポート層の輻輳制御の相互影響が、ユーザの享受する性能を決定する。このため、今年度は特に輻輳制御に関して研究を推進し、多くの知見を得たうえで、これらについて精力的に学会発表を行った。また、広く用いられている評価ツールには実装されていない輻輳制御機能がAPレベルでのユーザ性能に多大な影響を及ぼすという知見を得たうえで、現在学会発表に向けた評価ツールの改良とこれを用いた評価を進めている。さらに、今後の方針に沿って、特にライブ配信を対象にNW制御方式の基本的設計を整え、次年度以降の解析や評価への準備を整えた。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
今年度(2022)は主に以下の内容に取り組み、計画以上に進展させた。i) セマンティックスを考慮したABR制御に関しては、以下の内容を遂行した。セマンティックスを考慮し、重要なシーンにおいてABRで高ビットレートを選択させたい場合、輻輳制御との相互影響を考慮しNW側から資源配分を行う可能性を検討した。この観点で、輻輳制御への深い洞察が必要となることから、今年度は輻輳制御に関する研究を特に集中的に推進した。コンテンツ指向NWの特徴を考慮し、複数ソースからコンテンツを取得する状況が一般的にみられるであろうことから、このような状況でのNW資源配分の観点での検討を行い、学会発表を行った。また、輻輳制御方式として様々な方式を扱い、それらの特徴に応じた新しい方式を提案し、電子情報通信学会論文誌2編を始め、研究会、総合大会において積極的に発表を行った。 ii) セマンティックスを考慮した経路制御に関しては、上記輻輳制御へのNW側からの資源配分制御と組み合わせることで間接的にABRレート制御への関与を行う手法を検討した。現在、評価ツールへの実装を進めている段階であり、評価結果を学会で発表するよう準備を進めている。i)とii)の成果により、セマンティックスを考慮した形でNW側から積極的にユーザ性能を制御することが実現でき、これまでになかった新しいアプローチが実現できるものと考えている。iii) セマンティックスを考慮したキャッシュ制御に関して、今年度はセマンティックスをどう扱うかについて深く検討を行い、今後のキャッシュ制御への応用の準備を行った。iv) セマンティックスCON評価ツールに関しては、今年度のコンテンツ指向NW輻輳制御の評価に用いるツールを新しく開発するとともに、次年度以降の評価に用いる統合評価ツールの基本部分を完成した。今後NW制御と輻輳制御、ABR制御を連動させる評価へと拡張する予定である。
|
| Strategy for Future Research Activity |
今年度(2022)の取り組みを継続するとともに、以下の5つの課題に取り組む。
i)セマンティックスを考慮したABR制御に関しては、エンド側で動作するABR制御とNW内ルータが、輻輳制御を介して連携する手法を開発する。統合評価ツールの開発を進め、これを用いた提案手法の詳細評価を行う予定である。具体的には、NW内のルータが同一コンテンツに対する異なるビットレートフローを発見した場合に、これを集約する方向にABR制御へ間接的に働きかけるNW制御方式を詳細検討し発展させる。 ii)セマンティックスを考慮した経路制御に関しては、i)で開発するABR制御とNWルータが連携する手法により、本来同一コンテンツを転送しているにも関わらずABR制御により異なるレートを選択することで別フローとして転送されているものを、フロー集約によりマルチキャスト経路へ集約させる新しい経路制御手法を開発する。iii) セマンティックスを考慮したキャッシュ制御に関しては、サーバ側で用意するコンテンツセマンティックスの情報をもとに、NW内キャッシュの蓄積コンテンツを制御する新しい手法を検討する。iv) セマンティックスを考慮したトラヒック制御に関しては、i)およびii)で開発するABR制御と経路制御と連携したトラヒック集約が輻輳制御に及ぼす影響を詳細検討し、セマンティックスを考慮した新しいトラヒック制御の検討を進める。さらに、複数ソースからのコンテンツ取得が一般的であるコンテンツ指向NWにおける資源配分問題に対し、マクロな公平性であるresource poolingの概念に基づく検討を進める。v) セマンティックスCON評価ツールに関しては、上記の各課題で提案する手法を基本評価ツールに実装し、評価ツールの開発を進める。上記各課題については、評価ツールを用いた性能評価を通して、得られた知見をもとに提案方式のさらなる改良も行う予定である。
|
Report
(2 results)
Research Products
(12 results)
