2021 Fiscal Year Research-status Report
5GとHTTP/3の次世代通信環境における深層学習による通信速度制御
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21K11854
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| Research Institution | Kogakuin University |
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Principal Investigator |
山口 実靖 工学院大学, 情報学部(情報工学部), 教授 (50439262)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | HTTP/3 / 5G / 深層学習 / 輻輳制御 / TCP |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は，５Ｇ（第５世代移動通信システム）とＨＴＴＰ／３（hypertext transfer protocol version 3）からなる次世代通信環境における通信性能の向上である．また，目的を達成する手法として，近年 大きな技術革新を遂げている深層学習(Deep Learning)を用いる．
当該年度は，次世代通信手法であるＨＴＴＰ／３の実験環境の構築に成功している．そして，初期段階ではあるが重要な性能の評価と，性能向上に関する考察を行い，その成果をまとめた論文を国際会議に投稿し，採録されている．また，当該手法の性能を評価するには，既存の手法との性能の比較や，既存の手法と競合したときの性能の評価が重要となる．既存の手法としては，主としてTCP(Transmission Control Protocol)が考えられ，これはカーネル空間で動作する．一方で，深層学習システムの実装はユーザ空間で動作する．よって，既存手法を含めた性能評価を行うためには，カーネル空間で動作する実装をユーザ空間で動作する深層学習実装から性能することが必要となる．当該年度は，カーネル空間で動作する既存手法実装をユーザ空間より制御するシステムの開発に着手し，試作実装を完成させ，当該試作実装を用いた初期段階の性能評価と考察を行っている．具体的には，当該試作を用いてユーザ空間ツールから通信速度を制御させる手法を構築し，その成果を示している．そして，その成果をまとめた論文を国際会議に投稿し，採録されている．
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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
本研究の目的は，５Ｇ（第５世代移動通信システム）とＨＴＴＰ／３（hypertext transfer protocol version 3）からなる次世代通信環境における通信性能の向上である．また，目的を達成する手法として，近年 大きな技術革新を遂げている深層学習(Deep Learning)を用いる．よって，本研究の目的を達成するためには，次世代通信環境の構築が必須となる．当該年度は，ＨＴＴＰ／３を用いる環境の構築に成功させている．そして，その基礎的な性能の評価や性能向上に関する考察を行っており，国際会議に論文が採択される程度の実績を出すことに成功している．また，本研究の重要な取り組みの一つとして，深層学習を用いることがあるが，複雑な深層学習システムは必ずオペレーティングシステムのユーザ空間で動作する．よって，カーネル空間で動作する輻輳制御手法(TCP (Transmission Control Protocol)など)を含めて性能の考察を行うには，これら実装をユーザ空間で動作する深層学習実装から制御することを実現しなくてはならない．当該年度は，このカーネル空間で動作する実装を，ユーザ空間より制御できる様にするシステムの開発に成功している．そして，その実装を用いた基礎的な性能に関する考察で，国際会議に論文が採択される程度の実績を出すことに成功している．
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究の目的は，５Ｇ（第５世代移動通信システム）とＨＴＴＰ／３（hypertext transfer protocol version 3）からなる次世代通信環境における通信性能の向上である．よって，今後は当該年度に構築を成功させた次世代通信(HTTP/3)環境における性能の考察（性能評価や性能向上手法の提案など）を行っていく予定である．また，深層学習を用いた制御について開発を進めていく予定である．加えて，当該年度に構築した次世代通信システムや深層学習による制御システムの改善についても進めていく予定である．
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| Causes of Carryover |
covid-19の感染拡大により，学会（特に国際会議）の開催がオンライン形式となり，成果発表と情報収集に用いる旅費が大幅に減少し，少ない予算で研究を進めることができた．今年度は，多くの成果発表を行う．
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