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2018 年度 実績報告書

フラクタル特性を有する仮想ネットワーク構成に基づくIoT情報流通基盤構築手法

研究課題

研究課題/領域番号 17H01734
研究機関大阪大学

研究代表者

荒川 伸一  大阪大学, 情報科学研究科, 准教授 (20324741)

研究分担者 滝根 哲哉  大阪大学, 工学研究科, 教授 (00216821)
小南 大智  大阪大学, 経済学研究科, 助教 (00709678)
村田 正幸  大阪大学, 情報科学研究科, 教授 (80200301)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワード情報ネットワーク / 仮想ネットワーク / Internet of Things / Network of Networks / フラクタル
研究実績の概要

昨年度に考案したフラクタル仮想IoT-NW構成手法を発展させ、IoT-NWで扱う実世界の変動に対応しつつリソース制約も考慮してリソースを配置する動的リソース制御手法を考案し、計算機シミュレーションを用いて有効性を評価した。評価では、交通実データを用いてポテンシャル場を形成および更新し、複数のサービス展開によるリソース競合に対する空間的リソース増強が行われることを明らかにした。また、管理型自己組織化による調停により、リソース不足となるエッジルーターの割合が32%低減されることを示した。
また、人の脳における機能モジュール同士の接続構造と似た構造を生成するモデルである、EDR(exponential distance rule)モデルを、広範な領域に展開された無線センサーネットワークにおける仮想化シナリオに応用した。Morone らによるmessage passing approachを拡張し、仮想ネットワークにおいて複数の仮想ノードが物理ノードの資源を共有する状態を解析するモデルを構築した。これにより機能的モジュール同士の相互接続構造において、機能の発現がロバストであること示した。
さらに、複数のサービスネットワークが多重化されるNetwork of Networks (NoN)環境において、サービスネットワークの相互接続ノードの選定手法を提案した。提案したノード選定手法はDempster-Shaferの証拠理論にもとづく重要ノード選定手法を発展させ、複数のサービスネットワークの複数の異なる指標を統合して相互接続に用いる最重要ノードを選定する。3種類のサービスネットワークが多重化された NoNにおいて、2つのノード重要性指標を統合して最重要ノードを選定する数値例を提示した。これにより、フラクタル仮想IoT-NW が相互接続されたNoN環境において、高効率の連携が可能となる。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

仮想IoT-NWの相互接続手法が構築できており、フラクタル特性を有するIoT情報流通基盤の構築に向けて着実に進捗している。

今後の研究の推進方策

昨年度までの成果を統合しつつ、さらに統合によって多重連携する仮想IoT-NWの数に対するスケーラビリティについても確保できることを確認する。
計算リソース共有制約に加え、ネットワークリソース共有制約を考慮した仮想IoT-NWの相互接続モデルの検討を進める。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] 証拠理論にもとづく相互接続ネットワークの構築手法の提案2019

    • 著者名/発表者名
      荒川伸一, 荻野長生, 北原 武, 長谷川 剛, 村田正幸
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術報告

      巻: 118 ページ: 367-372

  • [雑誌論文] 実世界のポテンシャル場表現に基づく管理型自己組織化リソース制御手法2019

    • 著者名/発表者名
      神田幸, 荒川伸一, 村田正幸
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術報告

      巻: 119 ページ: 563-568

  • [雑誌論文] Drawing Inspiration from Human Brain Networks: Construction of Interconnected Virtual Networks2018

    • 著者名/発表者名
      Masaya Murakami, Daichi Kominami, Kenji Leibnitz, and Masayuki Murata
    • 雑誌名

      Sensors

      巻: 18 ページ: 1-24

    • DOI

      10.3390/s18041133

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 交通システムの高度化を支えるネットワークリソース制御技術2018

    • 著者名/発表者名
      荒川伸一
    • 学会等名
      第34回OACISシンポジウム「ICTが拓く未来の交通/自動運転が拓く未来」

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公開日: 2019-12-27  

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