成長する情報通信ネットワークのグラフ的構造と信頼性に関する研究

• 研究課題/領域番号: 08680454
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 社会システム工学
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 高橋 幸雄 東京工業大学, 大学院・情報理工学研究科, 教授 (70016153)
• 研究分担者: 山田 孝子 山形大学, 人文学部, 助教授 (80272053) ; 藤本 衡 東京工業大学, 大学院・情報理工学研究科, 助手 (30282875) ; 牧本 直樹 東京工業大学, 大学院・情報理工学研究科, 講師 (90242263)
• 研究期間 (年度): 1996
• 研究課題ステータス: 完了 (1996年度)
• 配分額: 2,400千円 (直接経費: 2,400千円); 1996年度: 2,400千円 (直接経費: 2,400千円)
• キーワード: 情報通信ネットワーク / ネットワークの信頼性 / ホ-トンの法則 / Steiner tree

研究概要

情報通信ネットワークは社会のインフラストラクチャーとして高い信頼性を要求されている。しかも需要は急速に伸び、技術革新も速いため、ネットワークは日々更新されて完成したネットワークという概念はもはや成立し得ない。そこで、ここではネットワークの成長を前提として、その信頼性や構成法を考えるというアプローチをとる。
これまでの研究で、情報通信ネットワークに河川のフラクタル性を示す手法のひとつであるホ-トンの法則を適用すると、ネットワークのタイプを数個に分類することができることなどがわかってきた。これらは、ネットワークを逐次構築していく際の経路選択が客の生起ごとに行われる、つまり小さな意思決定の積み重ねによってネットワークが成長する場合の結果である。しかし現実には、客の将来の生起予測はある程度利用可能であり、それを反映させた方がよい。
これには将来予測と時点時点での小さな意思決定の組み合わせの中で高信頼性なネットワークを構築するための方法論を研究しなければならないが、この問題設定はかなり複雑である。そこで本研究では、その準備として、ほとんど確実な予測ができる場合における信頼性最大なネットワークがminimal Steiner treeとなることを用いて、そのようなSteiner treeの性質を調べた。
このようなminimal Steiner treeは、ネットワークがごく小さいときはある規則性をもっていることが理論とシミュレーションによって確かめられた。ネットワークが大きいときは複雑で、規則性を見つけるのは難しいが、中心の局の周りが小さいネットワークのときのminimal Steiner tree構造をし、局から離れたところでは単純な構成にしたときに、信頼性がかなり向上することが確かめられた。