ゲーム理論を用いて通信品質の均質化を行うルータに関する研究

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10750266
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 山岡 克式 東京工業大学, 工学部, 助手 (90262279)
• Keywords: ネットワーク / ゲーム理論 / ミニマックス / QoS / シェーピング / ARQ / 優先制御 / スループット

Research Abstract

メディアによって異なる要求遅延品質を各通信ごとに満たす制御を実現する、ルーチングおよび網制御アルゴリズムを実現することを目標に、本年度は理論解析の継続及び実装実験を行った。
アルゴリズムとしては、次の2つの方式を主に検討した。
1.ゲーム理論を用いたコネクション型ネットワーク制御方式
ネットワークプレイヤー(ノード)とコネクションプレイヤー(パケット)の相対するプレイヤーを設定し、互いにmini-max原理にしたがって行動する方式である。本方式によりネットワーク全体の通信品質を均質化でき、パケットの廃棄率を大幅に低減できる。本方式は国際会議にて発表、及び論文誌に投稿し、論文として採録された。
2.ARQプロトコルに着目した優先制御
タイムアウト発生により再送が生じるARQを対象にして、優先制御によりそのタイムアウトを減少させることにより、再送減少により有効となった帯域を他のトラヒックに割り当てることで、優先・被優先クラス同時に通信品質を向上させる方式である。2通信が1リンクを共有するモデルを用いて、昨年度よりもより厳密に理論解析を行い、両優先度クラスの通信ともにノードにおける待ち行列遅延が減少する条件式を導出した。さらに、実装実験により(鹿児島大学、東工大大岡山キャンパス、東工大長津田キャンパスの3点)両通信のスループットが同時向上する動作を実際に確認した。

Research Products

• [Publications] 山岡克式、菅原真司、坂井義則: "ゲーム理論を用いたコネクション型パケット通信制御法"電子情報通信学会論文誌B. Vol382-13・4. 530-539 (1999)
• [Publications] Katsunori Yamaoka,Shinji Sugawara,Yoshinori Sakai: "Connection Oriented Packet Communication Control Method based on Game Theory"Proceeding of IEEE ICC '99. 1346-1351 (1999)