コグニティブ無線からコグニティブ無線ネットワークへ: コグニティブ無線ネットワークにおける上位レイヤの課題

摘要

Recently, cognitive radio technology that enables to detect spatial and temporal "holes" in spectrum and then to allocate those unused portions to communicating entities dynamically on a secondary usage basis has attracted much attention as a way of increasing spectrum utilization ratio. In the near future, multiple nodes with cognitive radio capability will be connected to each other, and they will construct a cognitive radio network. In this paper, we first focus on multi-hop communication over the cognitive radio network, and then discuss how the spatial and temporal changes in communication channel at each hop affect the upper layers such as network layer and transport layer of TCP/IP protocol stack. After that, with these considerations, we clarify the research challenges of each layer and finally discuss the cross-layer approach that introduces collaborative operation between the upper layers and appropriate information obtained from the lower layers.%現在，時間的・空間的に利用可能な周波数を動的に切替つつ通信を継続することで，周波数の利用率向上を実現する技術としてコグニティブ無線技術が注目されている．今後は，このコグニティブ無線機能を保持する複数の端末（ノード）が接続されることで「コグニティブ無線ネットワーク」が形成されると予想される．そこで本論文ではまず，コグニティブ無線ネットワーク上のマルチホップ通信に着目し，各ホップにおいて発生する時間的・空間的な通信チャネルの切替が上位レイヤ，特にネットワークレイヤ及びトランスポートレイヤに与える影響を考察する．その後，これらの考察を踏まえた上で各レイヤにおいて解決すべき課題を明らかにした上で，課題解決に必要な情報について整理し，その情報との連携，つまりクロスレイヤ制御について考察する．