メタヒューリスティックスの網再構成への適用ならびにその評価
| Project/Area Number |
12750358
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Field |
情報通信工学
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| Research Institution | Ariake National College of Technology |
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Principal Investigator |
嘉藤 学 有明工業高等専門学校, 電子情報工学科, 講師 (40270376)
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| Project Period (FY) |
2000 – 2001
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2001)
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| Budget Amount *help |
¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Fiscal Year 2001: ¥300,000 (Direct Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2000: ¥1,600,000 (Direct Cost: ¥1,600,000)
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| Keywords | 波長分割多重(WDM) / WDM網 / 再構成 / メタヒューリスティックス / 再構成アルゴリズム / 性能評価 / タブー探索法 / 再構成手順 / 光波ネットワーク |
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| Research Abstract |
波長分割多重(WDM : Wavelength Division Multiplexing)技術を基磐とする網は、広帯域アプリケーションをサポートすることのできる高速・大容量通信網として期待されている。本研究では、送信ノードからのパケットが受信ノードに到着するまでに少なくとも1回の伝送(ホップ)が行われ、各ノードが格子状に規則的に配置されているマルチホップ網に着目する。本研究では、大きく分けて2つのことを行った。
1.再構成アルゴリズム:各ノードの送信器と受信器の波長を再割り当てすることにより、網の論理構成を変えることができる。したがって、中継トラヒック量を最小にするような最適ノード配置で網を運用することにより高い最大スループットを得ることが可能となる。しかしながら、最適ノード配置を求める問題はNP困難であり、ノード数の増加に伴ってとり得るノード配置の組合せ数は指数関数的に増加する。そのため本研究では、ノード配置を求めるためのアルゴリズムとしてメタヒューリスティクス(メタ戦略)を適用した。メタ戦略とは、組合せ最適化問題を解くための枠組みであり、初期解を求めるための基本戦術と、得られた初期解を改良するための戦略を組み合わせた枠組みである。特にメタ戦略のひとつであるタブー探索法に着目し、初期解を複数個生成し並列的に解空間を探索させるようにアルゴリズムを改良した。入力サイズとしてノード数を36および64と設定し特性を明らかにした。結果として以下の2つのことが明らかとなった。(1)求めたい解の精度が高い場合ほど初期解を複数個生成する効果が高い、(2)所望の精度の解が求まるまでの平均プロセス時間を最小にするような最適な初期解数が存在する。
2.再構成手順:初期ノード配置から最適ノード配置へ各ノードを再配置するための手順(これを再構成手順とよぶ)について検討した、再構成手順は、全てのノードを一斉に最適な位置に再配置する手順(シングルステップ手順)と、初期ノードから最適ノード配置へノード組の交換(スワップ)を複数回おこなうことによって少しずつ網を再構成するような手順(マルチプルステップ手順)に大別することができる。このような再構成手順について以下の2つのことを検討した。第一に、マルチプルステップ手順においてスワップ回数を減少させるためのアルゴリズムを複数個考案し評価した。結果として、平均スワップ回数を減少させることのできるアルゴリズムを明らかにした。第二に、各ノード間の伝播遅延時間および受信器のチューニング(調整)時間を考慮した場合の再構成手順について検討した。パケット廃棄が生じない工夫を考案しその効果を示した。また、伝播遅延時間およびチューニング時間が再構成過程における最大伝送遅延時間へ及ぼす影響を明らかにした。
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Report
(2 results)
Research Products
(3 results)
