【研究分野】情報ネットワーク

【研究領域課題番号】16K00139 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

ネットワーク機能仮想化 / ネットワーキング / 機能分割 / モジュラールータ / ボトルネック解析 / 情報通信工学 / ネットワーク / 情報ネットワーク

【研究成果の概要】

情報通信基盤の堅牢化においては、仮想ネットワークを提供するための“機能”を提供する仮想マシン(VM)を自由に移動させるVMマイグレーションが必要となるが、ネットワーク機能提供のためには多数のインタフェイスをVMに具備させることが要求されるため、現在の技術では多数のインタフェイスの接続関係を保持したままサービス断無くマイグレーションを実行することは困難であった。
本研究では、分散仮想ネットワークデバイスであるAtomic NFV (Network Functions Virtualization)を適用し、Atomic NFVを利用することでサービス断を200 ms以下に抑えることに成功した。

【研究の社会的意義】

ネットワーク仮想化の技術は、情報通信インフラストラクチャーの堅牢化や、多様なサービス提供に欠かせないものとなっています。本研究では、Atomic NFV（超分散ネットワーク機能仮想化）というこれまで提唱されていたNFVが提供していた"機能"の単位を細粒度化することで、機能を提供するマシンを移動させた際の通信断の最小化を目指しました。
その結果として、Atomic NFVを適用することでサービス断の時間を200 ms未満に抑制することが可能となる見通しを得ることができました。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2016-04-01 - 2019-03-31

【配分額】4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)

【研究分野】情報ネットワーク

【研究領域課題番号】15H01681 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

SDN / Network Slicing / NFV / MVNO / 仮想ネットワーク / MEC / ネットワークセキュリティ / アプリケーション同定 / プログラマブルネットワーク / トラヒック制御 / SDN NFV / エッジコンピューティング / ソフトウェア化 / 機械学習 / ネットワーク仮想化 / ネットワーク / 先進的通信 / 移動体通信 / インターネット高度化 / 情報通信工学 / Mobile Edge Computing / モバイルネットワーク / Quality of Service / Quality of Service (QoS) / トラフィック制御

【研究成果の概要】

アプリケーション・デバイス毎のスライス構築とSDN/NFV技術により、きめの細かいQoS制御と網内機能を導入する「アプリケーション・デバイス特化型次世代MVNO基盤の提案とその有効性を実ネットワークにおける実証実験を遂行した。(1) トラフィックから確実にアプリケーション・デバイスを特定しQoS制御を行う基盤技術、(2)網内ネットワーク機能により資源の少ないモバイル端末の利用を高度化するエッジコンピューティング応用技術、(3)オペレータと利用者の両方が限られた帯域を最適に利用可能とする帯域制御を実現した。学術論文、実証実験を計画通り遂行し、最終年度で商用化の技術移転など十分な成果が得られた。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2015-04-01 - 2018-03-31

【配分額】39,000千円 (直接経費: 30,000千円、間接経費: 9,000千円)

【研究分野】通信・ネットワーク工学

【研究領域課題番号】26709028 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

先端的通信 / 符号技術 / 変復調 / MIMO / 協調通信 / インデックス変調 / 空間変調 / 移動体通信 / 非同期検出 / 大規模アレイ / 差動空間変調 / ネットワーク / 情報通信工学 / アルゴリズム / 大規模MIMO / 分散ネットワーク / 差動符号化変調 / EXITチャート / ミリ波通信 / 周波数領域等化

【研究成果の概要】

空間変調マルチアンテナ伝送方式をベースとした巨大な空間（送信アンテナ）の自由度を利用可能な高速・高信頼な大規模アレイシステムの符号設計手法を開発する。ここで、伝播路推定誤差、受信機での復号演算量、パイロットオーバヘッドの問題を解決し、信頼性と送信レートのトレードオフを柔軟にとることができる高い通信品質を実現するシステムを開発する。特に、周波数利用効率の高い非同期検出方式を組み込んだシステムを提案する。さらに、単一基地局に多数のアンテナを備えた集中基地局シナリオだけでなく、複数基地局を協調的に制御する分散シナリオも対象としたシステムを提案する。

【研究種目】若手研究(A)

【研究期間】2014-04-01 - 2018-03-31

【配分額】22,360千円 (直接経費: 17,200千円、間接経費: 5,160千円)

【研究分野】情報ネットワーク

【研究領域課題番号】26280032 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

スペクトルグラフ理論 / ラプラシアン行列 / 有向グラフ / ネット炎上 / フラッシュクラウド / ネットワーク / 共鳴 / ノード中心性 / 情報通信工学 / 情報ネットワーク / 結合振動子 / 運動エネルギー / 相互作用 / ユーザ行動

【研究成果の概要】

ユーザとネットワークの共鳴現象の特性を理解し，システムの安定運用技術に結びつけることを目的として研究を進め，以下の成果を得た．
まず，ユーザ間の相互作用の強さの非対称を考慮し，特定のクラスの有向グラフに対して振動モデルを導入した．その際に，ノード毎の振動エネルギーがノード中心性の概念の拡張を与えることを明らかにした．更に，振動モデルを一般の有向グラフに拡張し，振動エネルギーが発散する現象としてネット炎上をモデル化し，その対策方法を明らかにした．
次に，ユーザとサーバ間で生じるフラッシュクラウドのような負荷集中について，被験者を用いた実験による特性評価と振動モデルによるモデル化を行った．

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2014-04-01 - 2017-03-31

【配分額】17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円)

【研究分野】通信・ネットワーク工学

【研究領域課題番号】19560395 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

コンテンツ配信 / P2P / マルチキャスト / 負荷分散 / ネットワーク / 情報通信工学 / ピア・ツー・ピア / 階層化

【研究成果の概要】

近年、インターネットを介した映像配信が普及しつつある。インターネットを用いることにより、チャンネル数に縛られることなく、多くのコンテンツを配信できる。しかしながら、放送と異なり、今後利用者が増加するにつれ、ネットワーク帯域不足や輻輳やサーバへの負荷増大など種々の問題が出てくる。それに対して、P2Pやマルチキャストといった技術を組み合わせ、サーバへの負荷を軽減した新しい通信プロトコルを提案した。また、計算機シミュレーションにより性能評価を行い、提案の有効性を示した。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2007 - 2008

【配分額】4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)

【研究分野】通信・ネットワーク工学

【研究領域課題番号】17656122 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

ネットワーク / インターネット高度化 / 情報通信工学 / サービス指向ネットワーキング / ネットワークアーキテクチャ / ユーザ主導ネットワーク / 閉域ネットワーク / アクセス制御

【研究成果の概要】

本年度は,平成17年度の検討を推し進めるとともに,各種機構の展開・改善,テストベッド上への実装,および評価を行った.また,SIP(Session Initiation Protocol)がユーザの場所・端末・サービスなどの様々な要求に基づいて自由に構築したネットワーク上で主たるシグナリングプロトコルとなることから,それに伴うセキュリティーに関する問題点を検討し,解決法の提案,実装および評価を行った.
1.モバイル環境への拡張機構の開発
将来のコンピューティング環境は,複数のモバイル端末から構成されることになる.ここでは,携帯電話やPDAといったモバイル端末が複数のユーザ定義ネットワークに所属されることになる.このような観点から,動的環境においてスケーラビリティを実現可能な拡張機構を開発することで,平成17年度の検討結果を発展させた.具体的には,多様なプラットフォームやOS,さらには端末の移動や通信環境の変化に対応できる通信アーキテクチャを実装した.なお,計算資源や通信資源に制約のある端末が存在する環境をも考慮し,ユーザ定義ネットワーク内グループの分散的な管理・維持機構の開発を行った.
2.着信時プライバシー保護のための条件付き別名SIPアドレス生成機構および評価
汎用的なシグナリングプロトコルであるSIPを用いて,ユーザの場所・端末・サービスなどの様々な要求に基づいて自由に構築したネットワークへの参加機構をあわせて実装した.なお,SIPの導入に伴うセキュリティーの問題点を予防的見地から検討し,プライバシー情報としてのSIPアドレス保護の重要性を示し,別名アドレスを導入することで,柔軟な選択的着呼制御を実現する別名SIPアドレス生成機構を実装および評価を行った.

【研究種目】萌芽研究

【研究期間】2005 - 2007

【配分額】3,400千円 (直接経費: 3,400千円)

【研究分野】制御工学

【研究領域課題番号】17760344 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

制御工学 / 情報通信工学 / 大規模制御系 / ハイブリッド系 / ネットワーク

【研究成果の概要】

本研究では,「制御システムにおいて,所望する制御仕様を満たすには,通信にどの程度帯域が必要であるか?」という問題を出発点とし,研究対象を大規模制御システムに広げ,帯域制限を考慮した制御系の解析・設計手法の確立を目指す.
今年度も引き続き,大規模制御系の安定化問題を考え,特に回線共有のための通信方式に関して,より現実的なネットワーク化制御系のモデル化を行った.特に制御対象と制御器間の通信路において,パケットは確率的に損失すると仮定した.系の安定化に必要な通信性能に関する基礎的な結果を, (1)複数の回線を用いた場合および(2)量子化・符号化が伴う場合について求めた.また,昨年度導出した最適制御法を拡張し,複数の性能指標下での制御器設計が可能となった.
主に理論的研究を進めたが,有効性の検証はシミュレーション実験および実験用制御装置を用いて行なった.特にテレオペレーション系の制御への提案手法の適用を考え,この系における特性を考慮した設計法を含めて検討した.これまで研究を行ってきた量子化信号を用いた制御系の性能解析や適応制御についても,新たに発展させた.他方,本研究のベースとなるハイブリッド系についても安定化手法に関する基礎的な課題や,分散型マルチェージェント系の同意問題における通信に関連する課題にも取り組んだ.
以上の結果の一部をAmerican Control Conf. (6月, New York, USA), IEEE Conf. Control Applications(10月, Singapore), IEEE Conf.Decision & Control(12月, New Orleans, USA)等の国際学会,計測自動制御学会等が主催する国内学会で発表した.

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2005 - 2007

【配分額】3,400千円 (直接経費: 3,400千円)