物理層ネットワークコーディングのためのMACプロトコルに関する一検討

摘要

物理層ネットワークコーディングは，無線マルチホップネットワークのスループットを飛躍的に向上させる技術として注目を集めている．物理層ネットワークコーディングを実現するためには，無線ノード間でシンボルレベルの同期が必要となる．このため，物理層ネットワークコーディングに関するこれまでの多くの検討では，理想的な時間同期を仮定した集中制御的なスケジューリングと組み合わせ，比較的小規模なネットワークに適用することが想定されてきた．また，合成信号から所望の信号を取り出す際に必要なチャネル状態情報（Channel State Information: CSI）についても，理想的なCSIの利用可能性を仮定する検討が多い．しかし，より大規模かつ分散的なネットワークに物理層ネットワークコーディングを適用する際には，これらの仮定は非現実的なものとなる．そこで，本稿では，物理層ネットワークコーディングを用いた無線マルチホップネットワークのための分散型MACプロトコルを提案する．提案MACプロトコルはランダムアクセス型プロトコルであり，上記の同期やCSIといった物理層における問題点をMAC層における分散的な送信スケジューリングと組み合わせて解決する．計算機シミュレーションにより，提案MACプロトコルを用いた物理層ネットワークコーディングのスループット特性を評価し，その特性をネットワークコーディングを適用しない場合の特性と比較することで，物理層ネットワークコーディングの有効性について検討する．