研究業績リスト
その他
通信量削減とQoS向上のための通信負荷に適応するD2D分散協調キャッシュの開発
作成日時 04/2024–03/2027
Offer Organization: 日本学術振興会, System Name: 科学研究費, Category: 基盤研究(C)（一般）, Fund Type: -, Overall Grant Amount: - (direct: -, indirect: -)
その他
作成日時 04/2021–03/2024
Offer Organization: Japan Society for the Promotion of Science, System Name: Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (C), Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C), Fund Type: -, Overall Grant Amount: - (direct: 3200000, indirect: 960000)
2021年度は，ネットワークの動画配信サービスを対象として，以下の研究を実施した．
１．高負荷時にも配信サービスが停止しにくいキャッシュサーバの設計
ユーザからのリクエスト量の時間変化分を予測し，高負荷時には配信する動画の画質を自動的に低下させる方式を採用する．動画のキャッシュサーバは，通信負荷に合わせてより重要なデータのヒット率が向上するように，画質毎の優先度付きキャッシュ制御を行う．提案方式を組み込んだコンテンツ配信ネットワーク（CDN)シミュレータを作成し，優先度付きキャッシュ制御方式の有効性を考察した．実験の結果，優先度付きキャッシュは従来方式のユーザQoEを改善できることを確認した．また，モバイルデバイスで構成する分散協調キャッシュとの併用についても検討した．
２．FPGA搭載型キャッシュサーバの設計
動画配信ネットワーク用のキャッシュサーバにFPGAボードを搭載し，FPGAに実装する専用ハードウェアによってネットワークの通信プロトコル処理，コンテンツ検索，メモリ（DRAM）やストレージ・アクセスを実行する．FPGA実装の目的は，キャッシュ制御処理の低遅延化，低消費電力化である．2021年度は，FPGAに実装するキャッシュ制御ハードウェアを試作し，まず単発のユーザリクエストを処理する実験を行った．予備実験の結果，FPGAを用いたキャッシュ制御のハードウェア化によって，ユーザリクエスト処理の低遅延化が実現できる見通しを得た．
その他
作成日時 04/2020–03/2024
Offer Organization: Japan Society for the Promotion of Science, System Name: Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (A), Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A), Fund Type: -, Overall Grant Amount: - (direct: 32500000, indirect: 9750000)
2020年度では、以下の項目に関する研究を実施した。
１）数理モデルと機械学習の統合手法による無線資源割当については、数理モデルの助けを借りて、効果的に学習する方法について検討した。通信と計算資源の割当問題を非線形計画問題として数理モデル化し、モデルのパラメータ化と非制約化転換で、目的と制約の双対関係を利用して、Deep Dual Learningの手法を使った学習を行った。数理モデルによる近似よりも高いシステム性能が得られたことを確認した。また、深層畳込みニューラルネットワークに基づく転移学習を利用して、異なる無線環境にも適用できる周波数検知方法を提案した。
２）コンテクストアウェアな通信とオフローティングについては、自動運転・協調ロボットなどの迅速な判断を行うべき場合において、近隣の最新状況を素早く把握し、端末間で協調分散処理の実現方法について検討を行った。周囲の状況が動的に変化する環境において、強化学習を利用して、車両間の通信経路を先制的に確保する方法を検討した。状況の変化によって、経路を機動的に変えられるようにした結果、既存の手法よりも優れた性能が得られた。また、動的に干渉が存在する環境下におけるミッションクリティカルな車載通信のための品質制御方法について提案した。
３）FPGAを用いた通信処理、AI処理、キャッシングの高速化については、低遅延、高信頼の実時間処理を行うための加速処理をFPGAによって実現する方法として、分散協調キャッシュサーバ処理のFPGAオフロードについて検討を行った。ビックデータ解析のためにストレージとネットワークを密に結合させたFPGAを複数組み合わせたInterconnected-FPGAsと呼ばれるシステムが処理の加速化に有効であり、それを用いて分散協調キャッシュサーバの処理の一部をオフロードすることで、レスポンス時間が短縮されることを確認した。
その他
Reducing communication volume of contents delivery network using distributed collaborative caches
作成日時 04/2018–03/2021
Offer Organization: Japan Society for the Promotion of Science, System Name: Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (C), Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C), Fund Type: -, Overall Grant Amount: - (direct: 3400000, indirect: 1020000)
We propose a color-based distributed and cooperative cache control scheme. The proposed scheme assigns color-based tags to each cache server as well as each content.
We also propose a template-based sub-optimal content distribution, which is called templatized elastic assignment (TEA) scheme, for device to device (D2D) content sharing networks. The proposed TEA scheme minimizes communication traffic volume via base stations using parameters such as the number of mobile devices and content access popularity.
We developed a prototype of content delivery network (CDN) to examine effectiveness of our proposals. Based on our evaluation, up to 92% of traffic volume on CDN is reduced compared to a case without using the proposed cache system.
その他
作成日時 01/02/2017–31/01/2018
Offer Organization: 株式会社アバールデータ, System Name: 研究助成, Category: -, Fund Type: competitive_research_funding, Overall Grant Amount: - (direct: 450000, indirect: 45000)
その他
分散配置キャッシュ利用によるインターネット通信データ量削減の検証
作成日時 01/07/2016–31/03/2019
Offer Organization: TIS株式会社, System Name: 研究助成, Category: -, Fund Type: competitive_research_funding, Overall Grant Amount: - (direct: 4636362, indirect: 463638)
その他
作成日時 01/04/2015–31/03/2016
Offer Organization: The Telecommunications Advancement Foundation, System Name: 研究助成, Category: -, Fund Type: competitive_research_funding, Overall Grant Amount: - (direct: 1050000, indirect: 450000)
本研究調査では，動画コンテンツ配信ネットワークの高速化について考察すると共に，動画を分割したコンテンツピース単位でWebキャッシュを制御する手法，及び効率的な配信経路選択手法について提案，評価する．
その他
作成日時 04/2014–03/2017
Offer Organization: STARC, System Name: アイデア・スカウト（IS) プログラム, Category: -, Fund Type: competitive_research_funding, Overall Grant Amount: - (direct: 3700000, indirect: 1110000)
高速・低電力なストリームデータ処理用ハードウェアを開発し，グリーンコンピューティング技術に貢献する．
その他
作成日時 2010–2012
Offer Organization: Japan Society for the Promotion of Science, System Name: Grants-in-Aid for Scientific Research, Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C), Fund Type: -, Overall Grant Amount: - (direct: 3400000, indirect: 1020000)
We proposed a photonic network-on-chip (NoC) which utilizes both static and dynamic wavelength allocation mechanisms. Proposed NoC communicates fine-grained and coarse-grained messages by the static and dynamic wavelength allocations, respectively. Our experiments show that the proposed NoC improves communication performance per energy consumption compared to previously proposed electronic-photonic hybrid NoCs.
その他
A study on high-performance and reliable networks with dynamic communication prediction
作成日時 2007–2009
Offer Organization: Japan Society for the Promotion of Science, System Name: Grants-in-Aid for Scientific Research, Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C), Fund Type: -, Overall Grant Amount: - (direct: 3500000, indirect: 1050000)
ネットワークを流れる通信パケットの経路をルータで予測することで高性能通信を実現する方式を提案し,ルータのハードウェア設計とシミュレーションによる評価を行った.また,ネットワークトポロジーとアプリケーションの持つ通信パターンに対する予測アルゴリズムの関係を明らかにした.予測精度は通信環境に影響を受けるが,適切な予測アルゴリズムを用いることで予測ルータが種々のネットワーク環境において低遅延通信に有効であることを実験的に確認した.