通信距離の最適化による無線ネットワーク容量の向上

摘要

無線アドホックネットワークでは，領域内におけるノード数の増加にともない，電波の衝突による通信容量の低下が問題となる．特に，送受信ノードが互いの送信電力範囲内に存在しない場合には，他のノードを中継するマルチホップ通信により情報を交換する必要があり，その場合にはホップ数の増加に伴いスループットが低下してしまう．限られた電波資源を有効に活用するための方法として，ノードが送信電力を調整することにより，領域をノード間で空間的に分割することが考えられる．各ノードが次ホップのノードまでの距離を通信距離とすることができれば，通信容量の大幅な改善が期待できるが，他ノードとの距離を得ることは困難であると考えられる．そこで本稿では，すべてのノードが均一な通信距離を用いた場合に，領域全体の通信容量を最大化するような最適な通信距離を解析とシミュレーション評価により明らかにした．その結果，通信容量を最大にする通信距離はノード密度に依存し，通信容量の最大値はノード密度に依らない値をとることが明らかになった．さらに，従来方式と比べて2.1倍の通信容量を実現できることを示した．