2013 Fiscal Year Research-status Report
コグニティブ無線ネットワークに適した2階層型共通制御チャネル確立維持手法
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25330107
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Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | Kyushu Institute of Technology |
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Principal Investigator |
塚本 和也 九州工業大学, 大学院情報工学研究院, 准教授 (20452823)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | コグニティブ無線 / 自律制御 |
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| Research Abstract |
本研究では、多様なマルチホップ通信をコグニティブ無線ネットワークで効率的に提供するために，隣接ノード，及び利用可能な周波数（ホワイトスペース）等の制御情報の共有が必要な点に着目し、通信特性の異なる周波数から(1)隣接ノード把握用の制御チャネルと(2)通信ノード群内のホワイトスペース情報共有のための制御チャネルを自律的に確立，維持する手法を提案する.
本年度はまず，空間的に近接する車両間での共通制御チャネルを確立することを目指した．具体的には，各周波数の電波通信範囲と空間エリアの関係からエリア間与干渉と，同一エリア内の隠れ端末問題の双方を回避可能な周波数を「エリア共通チャネル」として選択する手法を考案し，基礎評価のためのシミュレーション実験を通じて有効性を確認した．同一エリア内の全ノードが互いの位置情報をエリア共通チャネル上で定期的に交換することで，自身の隣接ノードを把握し，データ通信ノード群を選択する事ができる．
次に，上記で選択した通信ノード群内で共通の制御チャネルである「ノード群共通チャネル」を選択する手法を検討した．ここで，アプリケーション通信を継続するためにPU通信に伴うチャネル切替が発生しにくいチャネルを選択する．そのため，アプリケーション通信に用いるデータチャネルを推定した上で，アプリケーション通信時間を推定する．その後，各チャネルのPU通信の統計情報からアプリケーション通信時間以上に継続可能なチャネルを「ノード群共通チャネル」として選択する．この「ノード群共通チャネル」を用いて「ホワイトスペース」，「経路」及び「データチャネル」情報を共有することで，効率的なアプリケーション通信を提供できる．
最後に、これらの検討結果を踏まえた制御チャネルの確立方針をまとめて、IEEE communications magazineに投稿中である．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
平成25年度に予定していた全項目に関して，すべて予定通りに研究が進捗している．具体的には，まず空間的に隣接する車両間での共通制御チャネルの選択手法を考案し，提案手法の基礎評価をシミュレーション実験で行い，手法の有効性を確認した．加えて，このエリア共通チャネルを用いて通信ノード群を選択した上で、そのノード群で共通の制御チャネル（ノード群共通チャネル）を選択する手法を考案した．その後，その手法の有効性に関する基礎評価をシミュレーション評価により検証し，確認した．以上に示す通り，当初の予定通り研究が進捗していると考える．
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| Strategy for Future Research Activity |
平成26年度は平成25年度に提案した「空間エリア」，及び「ノード群」で共通の制御チャネルを互いに連携させるための手法を考案する．具体的には，この2種類の制御チャネル確立時の連携に加えて，PU通信検知に伴う通信切断，及び制御チャネル再確立に際して，この2つの制御チャネルを連携して対処するための手法の考案を行い，手法の有効性を単純なシミュレーション実験によって明らかにする．
一方で，この連携手法の有効性を，多数のコグニティブ無線ノードによって形成されるコグニティブ無線ネットワーク上で調査するために必要となる大規模シミュレータの開発を並行して行う．無線通信環境を正確に模擬可能で，多数のノードが存在する環境で評価可能なScenargieシミュレータの利用を予定している．
最後に，この2層の制御チャネルの連携手法の実用性を評価するために，実機実装のための開発を行う．プロトタイプの開発に当たっては，ソフトウェアによる動的な周波数切り替えを実現可能なプラットフォームであるUSRPを用いる予定である．
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