TVWSを利用したコグニティブ無線メッシュネットワークにおけるチャネル割当て及び経路の最適化

摘要

Cognitive Radio Technology has been developed to solve serious issue in wireless communications, shortage of radio frequency for mobile communications. It utilizes unused spectrum band called white space and improve radio resource usage. In a previous research using TV white space band for cognitive wireless mesh networks, a centralized management scheme using database to avoid interference to the primary system has been proposed, and its feasibility study has been also done using real TV spectrum bands. In such cognitive wireless networks, efficiency of radio resource usage can be optimized by minimizing concentration of traffic and interference among the secondary systems. In this paper, we formulate an optimization problem to optimize the cognitive wireless mesh network, and develop a heuristic algorithm to obtain near optimum solution in short time. Our experimental results show that the proposed scheme has better network throughput than conventional scheme using shortest hop route.%無線周波数資源の枯渴問題を解決する技術として，時間的•空間的に空いている帯域（ホワイトスぺース）を利用するコグニティブ無線技術が注目を集めている.TVホワイトスペースを利用するメッシュネットヮークに関する従来研究においては，一次利用者に対する干渉が発生しないようにデータベースを用いた集中管理型システムが提案されており，実証実験も進められている.このようなメッシュネットワークにおいて，特定リンクへのトラフィックの集中や二次利用者同士の干渉を最小化することで，TVホワイトスペースを最大限有効利用することが可能となる.本稿では，実証実験において用いられたシステムを基に，経路及び無線リソース割り当てを組合せ最適化問題として定式化し，これを短時間で最適化するための近似解法を構築する.経路長のみを最適化する従来法と比較した結果，提案手法によってネットワーク全体のスループットが向上することを示す.