2021 Fiscal Year Research-status Report
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 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 – 2023-03-31
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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 |
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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． このEPONを用いた大規模システムであるLR-PONは，海外の住宅があまり密集していない地域でも使用できるため，国際的 に今後活用が注目されている．しかし，システムが大規模になればなるほど，システム構築を最適化するパラメータを決定するのは複雑な問題となる．近年盛ん に研究されている機械学習の利用では，一般に，長期的な予測しかできないため，実システムにそのまま応用するのは難しい． 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，トラヒック密度がユーザの行動によってどう変化するのか解析を行った．さらに，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も行った．
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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
前年度に明らかになったポーリングの配送順番の遅延時間の影響をもとに，本年はこれらのユーザの行動やストリーミングの選択ビットレート選択によってどうトラヒックが変化するのかについて解析を行うことができたため．これらの知見は，前年度までに行ったカオス理論のトラヒック推定方式の精度向上に寄与する可能性があるため．
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| Strategy for Future Research Activity |
ユーザの行動やストリーミングの選択ビットレート選択によって変化するトラヒックが特性を，前年度までに行ったカオス理論のトラヒック推定方式に融合させることを考える．
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| Causes of Carryover |
2019年度に育児休暇を取得していたため，その遅れにより論文投稿まで行うことが出来なかった．また，コロナウイルス感染症にともない，国内国外出張が全てオンラインに移行となったため．
今年度は，論文投稿まで行う予定である．
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Research Products
(19 results)
