CN102577167B - 无线通信系统、无线中继站装置、无线终端站装置以及无线通信方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种使用了能按照每个分组的目的地设定传输品质并改善吞吐量的网络编码的无线通信系统。无线通信系统具备无线中继站装置和无线终端站装置。无线中继站装置根据对第一分组和第二分组分别要求的通信品质来选择分别用于第一分组和第二分组的编码率,使用选择出的编码率,从第一分组和第二分组中分别生成相同数据长度的纠错编码后的分组,对纠错编码后的第一分组和第二分组进行网络编码,生成网络编码分组,发送生成的网络编码分组。而且,无线终端站装置对与第一或第二分组的任意一方相同的第三分组进行纠错编码,利用纠错编码后的第三分组对接收到的网络编码分组进行网络译码,生成译码分组,进行纠错译码。
Description
技术领域
本发明涉及应用网络编码的无线通信系统、无线中继站装置、无线终端站装置以及无线通信方法。
本申请基于2009年10月7日向日本申请的特愿2009-233740号要求优先权,并在此引用其内容。
背景技术
在使用Adhoc网络等的多跳通信的无线通信系统中,在能使用的信道只有一个并且多个通信流共享一个无线中继站装置的情况下,由于无线中继站装置交替地中继各个通信流的分组,所以存在无线中继站装置成为系统吞吐量的瓶颈的问题。
作为解决该问题的方法,提出了如下技术:无线中继站装置暂时将各通信流的分组解调为比特信号,对解调后的比特信号的序列实施网络编码(Network Coding;NC),将进行网络编码后的比特信号的序列一并发送至目的地站的无线通信装置(非专利文献1以及2)。网络编码是基于预先确定的生成式来进行线形编码,由此使各通信流的分组叠加的编码技术。
目的地站的无线通信装置基于生成式对从无线中继站装置接收到的中继信号的分组进行线形译码,由此得到希望的分组。像这样,无线中继站装置使多个通信流的分组叠加,对叠加后的分组一并进行发送并中继,由此,能减少无线中继站装置的发送次数,并能使在无线通信系统的通信结束之前的时间变短。其结果,能使无线通信系统的吞吐量提高。
以下,将对某个分组实施网络编码称为NC编码,将NC编码后的分组进行译码称为NC译码。
针对如下情况进行说明:将NC技术应用于作为最简单的多跳通信的拓扑的Alice&Bob拓扑中,在线形编码中作为一个例子而使用比特单位的“异或”(XOR)。此外,将网络编码后的分组定义为NC分组,将网络编码之前的分组、以及未进行网络编码的分组定义为原生(native)分组。
以下,使用图9A和图9B,说明Alice&Bob拓扑的无线通信系统900进行的分组通信。图9A是表示无线通信系统900的结构的图。图9B是表示无线通信系统900具有的无线中继站装置93的处理的流程图。
再有,在图9A中,“A”是在时刻T1从无线终端站装置91(节点1)发送的信号,“B”是在时刻T2从无线终端站装置92(节点3)发送的信号,“A+B”是在时刻T3从无线中继站装置93(节点2)发送的信号。
更具体地说,图9A是表示Alice&Bob拓扑的无线通信系统900中的通信的概要的图。在该拓扑中,两端的无线终端站装置91、92(节点1和3)彼此经由无线中继站装置93(节点2)进行双向通信。针对以各节点的发送在预先确定的时隙中进行、各节点发送的信号彼此不干扰为前提的情况进行说明。图9B是表示无线中继站装置93的中继处理的流程图。从无线终端站装置91发送的分组A的尺寸是1000字节(byte),从无线终端站装置92发送的分组B的尺寸是700字节。此外,针对为了满足规定的通信品质而要求的分组A的编码率RA为2/3、分组B的编码率RB为1/2的情况进行说明。
再有,所谓分组是应发送的信息,所谓调制符号是在基带对分组等中包含的比特信号进行调制(映射)后的信号,所谓RF(Radio Frequency;射频)信号是在RF带对调制符号进行上变频后的信号。
首先,在时刻T1,无线终端站装置91将分组A的RF信号A发送至无线中继站装置93,并且存储分组A。无线中继站装置93接收无线终端站装置91发送来的RF信号A,存储对接收到的RF信号A进行译码而得到的分组A。
接着,在时刻T2,无线终端站装置92将分组B的RF信号B发送至无线中继站装置93,并且存储分组B。无线中继站装置93接收无线终端站装置92发送来的RF信号B,存储对接收到的RF信号B进行译码而得到的分组B(步骤S901)。
接着,在时刻T3,无线中继站装置93比较各个分组长度LA(1000字节)和LB(700字节),在分组长度短的分组B的信息比特序列的末尾附加数据长度为|LA-LB|(300字节)的零填充(zero padding),使分组A和分组B的分组长度一致(步骤S902)。接着,无线中继站装置93通过“异或”对分组A和分组B进行NC编码,生成一个NC分组C(步骤S903),对生成的NC分组C进行编码率为1/2的纠错编码(步骤S904)。进而,无线中继站装置93向无线终端站装置91、92多播发送对纠错编码后的NC分组C进行调制和上变频而得到的RF信号C(步骤S905、S906)。
该多播发送是通过将多个无线终端站装置指定为报头信息(header information)的目的地站,从而利用无线通信的多播性将相同的信息同时发送至多个目的地站的技术。此外,将分组A和分组B的各自的分组长度与表示目的地站的信息一起包含在报头信息中。无线终端站装置91、92从接收到的RF信号C的报头信息中取得分组长度。
无线终端站装置91当接收到从无线中继站装置93发送来的RF信号C时,使用接收到的RF信号C,利用AGC(Auto Gain Control;自动增益调整)进行输出电平的调整,并且,对接收到的RF信号C进行下变频并解调,取得NC分组C。无线终端站装置91在NC分组C的分组长度比存储的分组A的分组长度长的情况下,通过对分组A进行2个分组长度的差分的零填充,从而使进行零填充后的分组A的分组长度与NC分组C的分组长度相同,利用零填充后的分组A和NC分组C的“异或”运算来进行NC译码,得到分组B。
另一方面,无线终端站装置91在NC分组C的分组长度和存储的分组A的分组长度是相同的长度的情况下,通过进行NC分组C和分组A的“异或”运算,从而进行NC译码。而且,无线终端站装置91基于在报头信息中包含的分组B的分组长度,从由NC译码得到的分组中取得分组B。
无线终端站装置92也和无线终端站装置91同样地,从RF信号C解调NC分组C。无线终端站装置92在NC分组C的分组长度比存储的分组B的分组长度长的情况下,通过对分组B进行2个分组长度的差分的零填充,从而使进行零填充后的分组B的分组长度与NC分组C的分组长度一致,利用“异或”运算进行NC译码,取得分组A。另一方面,在NC分组C的分组长度和存储的分组B的分组长度是相同的长度的情况下,无线终端站装置92利用NC分组C和分组B的“异或”运算来进行NC译码。无线终端站装置92基于在报头信息中包含的分组A的分组长度,从由NC译码得到的分组中删除由零填充附加的部分,取得分组A。
如上述那样,无线中继站装置93通过对从无线终端站装置91、92接收到的分组一并进行多播发送,从而与将分组单独中继的情况相比,利用减少了1个时隙的3个时隙,能向无线终端站装置91发送分组B,向无线终端站装置92发送分组A。
现有技术文献
非专利文献
非专利文献1 : “XORs in The Air: Practical Wireless Network Coding,” Sachin Katti, Hariharan Rahul, et al.,Proc. ACM SIGCOMM 2006, Pisa, Italy, Sep. 2006, pp. 243-254。
非专利文献2 : “Network information flow,” R. Ahlswede, N. Cai, S. Li, and R. Yeung, IEEE Trans. Inf. Theory, vol. 46, no. 4, pp. 1204-1216, Jul. 2000。
可是,由于NC编码以比特单位来进行,所以需要使进行NC编码的原生分组的比特长度(信息量)相同。因此,在网络编码中,通过对各个原生分组的信息比特序列进行零填充,从而进行使各个原生分组的分组长度相同的处理。
具体地说,以与进行NC编码的原生分组中的具有最长的分组长度(以下记为max_L)的分组成为相同的长度的方式,对其它具有相对短的分组长度的原生分组利用零填充附加比特,使分组长度变为相同。如上述那样,对使分组长度变为相同的长度的原生分组的信息比特序列,实施NC编码,对NC分组的信息比特序列进行纠错(FEC)编码。因此,用于使分组长度一致的零填充是对NC编码前的信息比特序列进行的。
可是,对信息比特序列的零填充引起的冗余比特的附加并未增加信息的冗余性,因此不能使传输品质提高。进而,由于对NC编码后的信息比特序列一并进行纠错编码,所以对NC编码为NC分组的全部的分组的纠错编码带来的传输品质的改善效果也相同。因此,存在不能按每个该分组的目的地调整传输品质的改善程度的问题。
此外,在利用多个中继,传输分组的系统中,存在由于各个分组的第2跳中的传送路径环境不同等导致用于满足需要的传输品质的编码率不同的情况。第2跳指将无线中继站装置从某个无线终端站装置接收到的分组发送(中继)至其它无线终端站装置。
此时,在无线中继站装置中,根据要求的编码率中的最低的编码率来对NC分组C进行纠错编码。具体地说,NC分组C的数据长度Lc使用接收到的分组的分组长度中的最长的数据长度max_L和要求的编码率中的最低的编码率(以下标记为min_R)来表示为数据长度Lc=max_L/min_R。由于NC分组C的纠错编码后的数据长度Lc由最长的分组长度和最低的编码率来决定,所以存在传输的数据长度变长使系统吞吐量恶化的问题。
发明内容
本发明是为了解决上述问题而提出的,其目的在于提供一种使用能按照每个分组的目的地设定传输品质并能改善吞吐量的网络编码的无线通信系统、无线中继站装置、无线终端站装置以及无线通信方法。
用于解决课题的手段
(1)为了解决上述问题,本发明提供一种无线中继站装置,将分别不同的第一分组和第二分组发送至多个无线终端站装置,其中,具备:纠错编码部,根据对所述第一分组和所述第二分组分别要求的通信品质来选择分别用于所述第一分组和所述第二分组的编码率,使用选择出的编码率,从所述第一分组和所述第二分组中分别生成相同数据长度的纠错编码后的分组;网络编码电路,对纠错编码后的所述第一分组和所述第二分组进行网络编码,生成网络编码分组;以及发送电路,将所述网络编码分组发送至所述多个无线终端站装置。
(2)此外,在所述无线中继站装置中,所述纠错编码部计算出在利用对所述第一分组和所述第二分组分别要求的编码率进行了纠错编码的情况下的分组长度,降低与计算出的分组长度短的分组对应的编码率,进行使纠错编码后的所述第一分组和纠错编码后的所述第二分组成为相同的分组长度的纠错编码也可。
(3)此外,在所述无线中继站装置中,所述纠错编码部在对所述第一分组和所述第二分组分别进行纠错编码时在数据长度中产生差的情况下,生成对数据长度短的纠错编码后的分组中包含的比特进行复制后的链接比特,将该链接比特附加于所述数据长度短的纠错编码后的分组,使所述第一分组和所述第二分组的纠错编码后的数据长度相同也可。
(4)此外,在所述无线中继站装置中,在从所述无线中继站装置向所述多个无线终端站装置的无线传输中使用正交多值调制的情况下,所述纠错编码部优先选择在构成由所述正交多值调制生成的调制符号的比特中的最下位比特来作为所述链接比特的复制源的比特也可。
(5)此外,在所述无线中继站装置中,所述纠错编码部将所述链接比特集中配置在所述数据长度短的纠错编码后的分组中的预先决定的位置也可。
(6)此外,在所述无线中继站装置中,所述纠错编码部在构成所述链接比特的各比特的复制源比特的邻接的位置,配置构成从该复制源比特复制后的所述链接比特的各比特也可。
(7)此外,在所述无线中继站装置中,所述纠错编码部在从构成所述链接比特的各比特的复制源比特起隔开固定的比特间隔的位置,配置构成所述链接比特的各比特也可。
(8)此外,本发明提供一种无线通信系统,具备将分别不同的第一分组和第二分组发送至多个无线终端站装置的无线中继站装置,其中,所述无线中继站装置,具备:纠错编码部,根据对所述第一分组和所述第二分组分别要求的通信品质来选择分别用于所述第一分组和所述第二分组的编码率,使用选择出的编码率,从所述第一分组和所述第二分组中分别生成相同数据长度的纠错编码后的分组;网络编码电路,对纠错编码后的所述第一分组和所述第二分组进行网络编码,生成网络编码分组;以及发送电路,将所述网络编码分组发送至所述多个无线终端站装置,所述多个无线终端站装置中的将与所述第一分组相同的第三分组存储在存储电路中的无线终端站装置和所述多个无线终端站装置中的将与所述第二分组相同的第三分组存储在存储电路中的无线终端站装置分别具备:纠错编码电路,对所述第三分组进行纠错编码;网络译码电路,利用纠错编码后的所述第三分组对接收到的所述网络编码分组进行网络译码,生成译码分组;以及纠错译码部,对所述译码分组进行纠错译码。
(9)此外,在所述无线通信系统中,所述纠错编码部计算出在利用对所述第一分组和所述第二分组分别要求的编码率进行了纠错编码的情况下的分组长度,降低与计算出的分组长度短的分组对应的编码率,进行使纠错编码后的所述第一分组和纠错编码后的所述第二分组成为相同的分组长度的纠错编码也可。
(10)此外,在所述无线通信系统中,所述纠错编码部在对所述第一分组和所述第二分组分别进行纠错编码时在数据长度中产生差的情况下,生成对数据长度短的纠错编码后的分组中包含的比特进行复制后的链接比特,将该链接比特附加于所述数据长度短的纠错编码后的分组,使所述第一分组和所述第二分组的纠错编码后的数据长度相同,所述纠错译码部从所述译码分组抽出所述数据长度短的纠错编码后的分组和所述链接比特,对所述数据长度短的纠错编码后的分组和所述链接比特进行软判决值合成并进行纠错译码也可。
(11)此外,在所述无线通信系统中,在从所述无线中继站装置向所述多个无线终端站装置的无线传输中使用正交多值调制的情况下,所述纠错编码部优先选择在构成由所述正交多值调制生成的调制符号的比特中的最下位比特来作为所述链接比特的复制源的比特也可。
(12)此外,在所述无线通信系统中,所述纠错编码部将所述链接比特集中配置在所述数据长度短的纠错编码后的分组中的预先决定的位置也可。
(13)此外,在所述无线通信系统中,所述纠错编码部在构成所述链接比特的各比特的复制源比特的邻接的位置,配置构成从该复制源比特复制后的所述链接比特的各比特也可。
(14)此外,在所述无线通信系统中,所述纠错编码部在从构成所述链接比特的各比特的复制源比特起隔开固定的比特间隔的位置,配置构成所述链接比特的各比特也可。
(15)此外,本发明提供一种无线通信系统中的无线终端站装置,所述无线通信系统具备将分别不同的第一分组和第二分组发送至多个无线终端站装置的无线中继站装置,
其中,所述无线终端站装置,具备:接收电路,接收网络编码分组,所述网络编码分组以如下方式生成:所述无线中继站装置根据对所述第一分组和所述第二分组分别要求的通信品质来选择分别用于所述第一分组和所述第二分组的编码率,使用选择出的编码率,从所述第一分组和所述第二分组中分别生成相同数据长度的纠错编码后的分组,对纠错编码后的所述第一分组和所述第二分组进行网络编码;存储电路,对与所述第一分组或所述第二分组的任意一方相同的第三分组进行存储;纠错编码电路,对所述第三分组进行纠错编码;网络译码电路,利用纠错编码后的所述第三分组对接收到的所述网络编码分组进行网络译码,生成译码分组;以及纠错译码部,对所述译码分组进行纠错译码。
(16)此外,本发明提供一种无线通信系统中的无线通信方法,所述无线通信系统具备将分别不同的第一分组和第二分组发送至多个无线终端站装置的无线中继站装置,其中,所述无线通信方法,具备:所述无线中继站装置的纠错编码部根据对所述第一分组和所述第二分组分别要求的通信品质来选择分别用于所述第一分组和所述第二分组的编码率,使用选择出的编码率,从所述第一分组和所述第二分组中分别生成相同数据长度的纠错编码后的分组的步骤;所述无线中继站装置的网络编码电路对纠错编码后的所述第一分组和所述第二分组进行网络编码,生成网络编码分组的步骤;所述无线中继站装置的发送电路将所述网络编码分组发送至所述多个无线终端站装置的步骤;所述多个无线终端站装置中的将与所述第一分组相同的第三分组存储在存储电路中的无线终端站装置的纠错编码电路对存储的所述第三分组进行纠错编码的步骤;所述多个无线终端站装置中的将与所述第二分组相同的第三分组存储在存储电路中的无线终端站装置的纠错编码电路对存储的所述第三分组进行纠错编码的步骤;所述多个无线终端站装置的网络译码电路利用纠错编码后的所述第三分组对接收到的所述网络编码分组进行网络译码并生成译码分组的步骤;以及所述多个无线终端站装置的纠错译码部对所述译码分组进行纠错译码的步骤。
发明效果
根据本发明,在使用了网络编码的无线通信系统中,能按照每个分组的目的地设定传输品质,并能改善无线通信系统的吞吐量。
附图说明
图1是表示本发明的第一实施方式中的无线通信系统100和本发明的第二实施方式中的无线通信系统200的结构的概略图;
图2是表示第一实施方式中的无线终端站装置10的结构的概略框图;
图3是表示同实施方式中的无线中继站装置20的结构的概略框图;
图4是表示同实施方式中的无线中继站装置20的工作的流程图;
图5是表示第二实施方式中的无线中继站装置40的结构的概略框图;
图6A是表示同实施方式中的链接比特(concatenated bits)的配置位置的例子的图;
图6B是表示同实施方式中的链接比特的配置位置的例子的图;
图6C是表示同实施方式中的链接比特的配置位置的例子的图;
图7是表示同实施方式中的无线终端站装置30的结构的概略框图;
图8是表示同实施方式中的无线中继站装置40的工作的流程图;
图9A是表示无线通信系统900的结构的图;
图9B是表示无线通信系统900具有的无线中继站装置93的处理的流程图。
具体实施方式
以下,参照附图,详细地说明用于实施本发明的方式。
[第一实施方式]
图1是表示第一实施方式中的无线通信系统100的结构的概略图。在此,作为网络结构的一个例子,使用Alice&Bob拓扑来进行说明。如图示那样,本实施方式中的无线通信系统100包括:在两端配置的无线终端站装置10a、10b;和在无线终端站装置10a、10b之间配置的无线中继站装置20。此外,无线终端站装置10a、10b具有相同的结构,在表示任一方、或双方的情况下,称为无线终端站装置10。
再有,在图1中,“A”是在时刻T1从无线终端站装置10a(后面叙述的第二实施方式中的无线终端站装置30a)(节点1)发送的信号,“B”是在时刻T2从无线终端站装置10b(第二实施方中的无线终端站装置30b)(节点3)发送的信号,“A+B”是在时刻T3从无线中继站装置20(第二实施方式中的无线中继站装置40)(节点2)发送的信号。
图2是表示同实施方式中的无线终端站装置10的结构的概略框图。如图示那样,无线终端站装置10具备:纠错编码电路11、发送分组存储电路12、调制电路13、无线部14、解调电路15、比特软判决电路16、复本分组(replica packet)生成部17、NC(网络编码)译码电路18、以及纠错译码部19。纠错译码部19具有纠错译码电路191。
向纠错编码电路11和发送分组存储电路12输入应发送的分组。纠错编码电路11对输入的分组进行纠错编码,将纠错编码后的分组输出至调制电路13。发送分组存储电路12对输入的分组进行存储。
调制电路13在基带对纠错编码后的分组中包含的比特信息分别进行调制(映射),生成调制符号,将生成的调制符号输出至无线部14。
无线部14对调制电路13输出的调制符号进行上变频,变换为RF信号,将变换后的RF信号经由天线进行发送。此外,无线部14使用经由天线接收的RF信号利用AGC(Auto Gain Control:自动增益调整)进行输出电平的调整,并且对接收到的RF信号进行下变频,变换为调制符号,将变换后的调制符号输出至解调电路15。解调电路15将在基带对无线部14输出的调制符号进行解调(去映射)后的信号输出至比特软判决电路16,并且将与分组一起接收到的报头信息输出至复本分组生成部17和纠错译码部19。
比特软判决电路16对从解调电路15输入的信号进行软判决,将包含对各个分组的信息比特的软判决值的软判决信号输出至NC译码电路18。复本分组生成部17读出在发送分组存储电路12中存储的分组,利用在从解调电路15输入的报头信息中包含的编码率来对读出的分组进行纠错编码,生成作为纠错编码后的分组的复本分组并输出至NC译码电路18。
NC译码电路18将利用从复本分组生成部17输入的复本分组来对从比特软判决电路16输入的分组的软判决信号进行NC译码而得到的分组输出至纠错译码电路191。纠错译码电路191通过对NC译码电路18进行NC译码后的分组进行纠错译码从而对分组进行译码,并输出译码后的分组。
图3是表示同实施方式中的无线中继站装置20的结构的概略框图。如图示那样,无线中继站装置20具备:无线部21、解调电路22、比特软判决电路23、纠错译码电路24、分组存储电路25、纠错编码部26、NC编码电路27、以及调制电路28。纠错编码部26具有:编码率设定电路261、以及纠错编码电路262、263。
无线部21使用经由天线接收的RF信号利用AGC(Auto Gain Control:自动增益调整)进行输出电平的调整,并且对接收到的RF信号进行下变频,变换为调制符号,将变换后的调制符号输出至解调电路22。解调电路22将在基带对无线部21输出的调制符号进行解调(去映射)后的信号输出至比特软判决电路23。此外,解调电路22将分组的报头信息输出至纠错译码电路24和纠错编码部26。
比特软判决电路23对从解调电路22输入的信号进行软判决,将包含对各个分组的信息比特的软判决值的软判决信号输出至纠错译码电路24。纠错译码电路24基于从解调电路22输入的报头信息中包含的译码对象的分组的编码率,对从比特软判决电路23输入的分组的软判决信号进行纠错译码,从而对分组进行译码,并将译码后的分组输出至分组存储电路25。分组存储电路25存储从纠错译码电路24输入的分组。
编码率设定电路261从分组存储电路25读出应发送的2个分组A和分组B,计算出根据对2个分组分别要求的编码率(RA和RB)来进行纠错编码时的数据长度(DA=LA/RA、以及DB=LB/RB,其中,LA是分组A的数据长度,LB是分组B的数据长度。)。此外,编码率设定电路261将计算出的2个数据长度中的长的一方决定为NC编码分组的数据长度,使对应于2个数据长度中的短的一方的分组的编码率减少,使该分组的纠错编码后的数据长度与另一方的分组的纠错编码后的数据长度相同。
具体地说,在纠错编码后的数据长度DA<DB的情况下,编码率设定电路261将对分组A的编码率从RA变更为RA′=LA/(LB/RB),将编码率RA′输出至纠错编码电路262,将编码率RB输出至纠错编码电路263。另一方面,在纠错编码后的数据长度DA>DB的情况下,编码率设定电路261将对分组B的编码率从RB变更为RB′=LB/(LA/RA),将编码率RA输出至纠错编码电路262,将编码率RB′输出至纠错编码电路263。
在此,在编码率设定电路261中使用的编码率RA和RB是基于在与无线终端站装置10进行通信时估计的传输路特性和要求的通信品质而确定的、或从无线终端站装置10预先通知对各个分组的编码率等预先确定的值。
纠错编码电路262、263从分组存储电路25读出分组,利用从编码率设定电路261输入的编码率对读出的分组进行纠错编码,将纠错编码后的分组输出至NC编码电路27。此外,纠错编码电路262、263具备用于实现从编码率设定电路261输入的编码率的编码器,并且,预先存储将比特打孔的图形确定得较细地码本,根据从编码率设定电路261输入的码本的索引进行处理。此外,将码本的索引与进行NC编码后的分组一起包含在报头信息中并发送至无线终端站装置10。
NC编码电路27对从纠错编码电路262、263输入的纠错编码后的分组,利用线性编码进行NC编码,将NC编码后的分组输出至调制电路28。在该NC编码中例如使用具有XOR(“异或”)运算等的线形性的函数。
调制电路28在基带对由NC编码电路27进行NC编码后的分组进行调制,并将变换后的调制符号输出至无线部21。
接着,使用图1和图4对同实施方式中的无线通信系统100的工作进行说明。图4是表示同实施方式中的无线中继站装置20的工作的流程图。在此,针对分组长度LA和LB、以及编码率RA和RB为以下的情况进行说明。将从无线终端站装置10a发送至无线终端站装置10b的分组A的分组长度LA设为1000字节,将为了满足在从无线中继站装置20向无线终端站装置10b的第二跳的传送路径中要求的通信品质所需要的编码率RA设为2/3。此外,将从无线终端站装置10b发送至无线终端站装置10a的分组B的分组长度LB设为700字节,将为了满足从无线中继站装置20向无线终端站装置10a的这一跳的传送路径中要求的通信品质所需要的编码率RB设为1/2。
在时刻T1,无线终端站装置10a(节点1)向纠错编码电路11以及发送分组存储电路12输入应发送的分组A。纠错编码电路11对输入的分组A进行纠错编码,将纠错编码后的分组A输出至调制电路13。发送分组存储电路12对输入的分组A进行存储。
调制电路13对纠错编码后的分组A进行调制,变换为调制符号A,将变换后的调制符号A输出至无线部14。无线部14对输入的调制符号A进行上变频,生成RF信号A,将生成的RF信号A经由天线发送至无线中继站装置20。
在无线中继站装置20(节点2)中,无线部21经由天线接收RF信号A,对接收到的RF信号A进行下变频,变换为调制符号A,将变换后的调制符号A输出至解调电路22。解调电路22将对输入的调制符号A进行解调(去映射)后的分组A的信号输出至比特软判决电路23。比特软判决电路23对输入的分组A的信号进行软判决,将分组A的软判决信号输出至纠错译码电路24。纠错译码电路24将对输入的分组A的软判决信号进行纠错译码而得到的分组A存储在分组存储电路25中。
在时刻T2,无线终端站装置10b(节点3)向纠错编码电路11以及发送分组存储电路12输入应发送的分组B,无线终端站装置10b以与无线终端站装置10a同样的步骤将分组B变换为RF信号B并发送至无线中继站装置20。
在无线中继站装置20中,无线部21经由天线接收RF信号B,与RF信号A同样地,将由解调以及纠错译码而得到的分组B存储在分组存储电路25中。根据时刻T1以及T2的工作,无线中继站装置20对分组A以及分组B进行接收、解调,成为将每个分组存储在分组存储电路25中的状态(步骤S101)。
在时刻T3,在无线中继站装置20中,编码率设定电路261从分组存储电路25读出分组A和B,计算出根据对分组A要求的编码率RA来对读出的分组A进行纠错编码后的数据长度DA(=LA/RA=1500字节),并且,计算出根据对分组B要求的编码率RB来对读出的分组B进行纠错编码后的数据长度DB(=LB/RB=1400字节)。而且,编码率设定电路261比较数据长度DA和DB,将数据长度长的一方(DB<DA=1500字节)决定为NC编码分组的纠错编码后的数据长度DC。此外,编码率设定电路261将与数据长度DA和DB的短的一方(DA>DB=1400字节)对应的分组B的编码率变更为RB′=700/(1000/(2/3))=7/15。其结果是编码率设定电路261向纠错编码电路262输出编码率RA(=2/3),向纠错编码电路263输出RB′(=7/15)(步骤S102)。
纠错编码电路262从分组存储电路25读出分组A,利用从编码率设定电路261输入的编码率RA(=2/3)对分组A进行纠错编码,将纠错编码后的分组A输出至NC编码电路27。纠错编码电路263从分组存储电路25读出分组B,利用从编码率设定电路261输入的编码率RB′(=7/15)对分组B进行纠错编码,将纠错编码后的分组B输出至NC编码电路27(步骤S103)。
NC编码电路27对从纠错编码电路262、263输入的纠错编码后的分组A以及分组B进行NC编码,生成NC分组C(步骤S104)。调制电路28对由NC编码电路27生成的NC分组C进行调制并变换为调制分组C。无线部21对调制电路28变换后的调制分组C进行上变频,变换为RF信号C,将变换后的RF信号C经由天线发送至无线终端站装置10a、10b(步骤S105、S106)。
在无线终端站装置10a中,无线部14对接收到的RF信号C进行下变频,变换为调制分组C。解调电路15将对无线部14变换后的调制分组C进行解调后的信号输出至比特软判决电路16,并且将包含分组A的编码率RA(=2/3)的报头信息输出至复本分组生成部17,将包含分组B的编码率RB′(=7/15)的报头信息输出至纠错译码电路191。比特软判决电路16对由解调电路15解调后的NC分组C的信号进行软判决,生成NC分组C的软判决信号并输出至NC译码电路18。
复本分组生成部17从发送分组存储电路12读出分组A,利用从解调电路15输入的编码率RA,对读出的分组A进行纠错编码,将纠错编码后的分组A输出至NC译码电路18。NC译码电路18通过对从比特软判决电路16输入的NC分组C和从复本分组生成部17输入的纠错编码后的分组A进行XOR运算并进行NC译码,从而计算出纠错编码后的分组B。纠错译码电路191通过使用从解调电路15输入的分组B的编码率RB′(=7/15)对NC译码电路18计算出的纠错编码后的分组B进行纠错译码,从而计算出分组B,将计算出的分组B输出至上位层等。
在无线终端站装置10b中,与无线终端站装置10a同样地,从存储在发送分组存储电路12中的分组B生成复本分组,使用生成的复本分组来进行NC译码,由此,从无线部14接收到的RF信号C,计算并取得分组A。
如上述那样,无线通信系统100进行分组A和分组B的传输。在无线中继站装置20中,在NC编码电路27对分组A和分组B进行NC编码之前,在纠错编码部26中对分组A和分组B分别进行纠错编码。由此,能对分组A和分组B应用不同的编码率,能如图9B所示那样抑制发送的分组的数据长度增加,克服低效率。
此时,编码率设定电路261计算出根据分组A和分组B分别要求的编码率进行了纠错编码的情况下的数据长度,使数据长度短的分组的编码率减少,使两者的纠错编码后的数据长度一致成相同,因此,分别应用于分组A和分组B的编码率能满足对谋求的通信品质所要求的编码率。此外,零填充附加对纠错无贡献的冗余的数据,相对于此,变更对分组A和分组B的编码率,由此,使纠错编码后的数据长度一致,因此能改善传输品质。
[第二实施方式]
第二实施方式中的无线通信系统200与图1所示的第一实施方式的无线通信系统100同样地,具备2个无线终端站装置30a、30b和无线中继站装置40。此外,无线终端站装置30a、30b具有相同的结构,在表示任一方、或双方的情况下,称为无线终端站装置30。
图5是表示第二实施方式中的无线中继站装置40的结构的概略框图。如图示那样,无线中继站装置40具备:无线部21、解调电路22、比特软判决电路23、纠错译码电路24、分组存储电路25、纠错编码部46、NC编码电路27以及调制电路28。纠错编码部46具有数据长度比较电路461、纠错编码电路462、463以及比特链接电路(bit concatenation circuit)464、465。
再有,在无线中继站装置40中,针对与第一实施方式的无线中继站装置20相同的结构,在相当的位置标注相同标记(21~25、27~28),并省略其说明。
数据长度比较电路461从分组存储电路25读出应发送的2个分组A和分组B,计算出通过2个分组所分别要求的编码率(RA和RB)进行了纠错编码时的数据长度(DA=LA/RA、以及DB=LB/RB)。此外,数据长度比较电路461计算出进行了纠错编码时的数据长度之差|DA-DB|,将分组长度调整信息输出至比特链接电路464、465的任一方。该分组长度调整信息是包含对纠错编码后的分组附加数据长度为|DA-DB|的链接比特的指示的信息。此外,链接比特是对附加对象的纠错编码后的分组中包含的比特进行复制后的比特。
此外,数据长度比较电路461将附加了链接比特的分组、以及表示附加的链接比特的数据长度的链接比特信息输出至调制电路28。将链接比特信息与分组A以及分组B的编码率一起包含在该分组的报头信息中,并发送至无线终端站装置30。
纠错编码电路462、463与第一实施方式的纠错编码电路262、263同样地,从分组存储电路25读出分组,通过与各个分组所要求的通信品质对应的编码率进行纠错编码,将纠错编码后的分组输出至比特链接电路464、465。在此,与所要求的通信品质对应的编码率是通过本站和分组的目的地的无线终端站装置30之间的传送路径状况等计算出的值、或者是从分组的目的地的无线终端站装置30被指定等,并在纠错编码电路462、463进行纠错编码之前被预先决定的值。
比特链接电路464在从数据长度比较电路461输入分组长度调整信息的情况下,基于输入的分组长度调整信息,生成数据长度为|DA-DB|的链接比特,对从纠错编码电路462输入的纠错编码分组附加生成的链接比特并向NC编码电路27输出。此外,比特链接电路464在未从数据长度比较电路461输入分组长度调整信息的情况下,将从纠错编码电路462输入的纠错编码分组输出至NC编码电路27。
比特链接电路465和比特链接电路464具有同样的结构,根据是否从数据长度比较电路461输入分组长度调整信息来对从纠错编码电路463输入的纠错编码分组附加链接比特,并输出至NC编码电路27。
在此,链接比特的复制源,如以下那样进行选择。针对将进行网络编码的对象的2个分组的各自纠错编码后的数据长度设为D1、D2(D1<D2),将链接比特的比特长度设为DC的情况进行说明。
在D1≥DC的情况下,按照以下式(1)表示的比特编号bn来选择复制源的比特。即,在数据长度短的纠错编码后的分组中,以复制源比特彼此的距离最大并且为均等间隔的方式,选择复制源比特来进行复制。
[数式1]
在此,a能在上述的范围内任意地设定。
图6A~图6C是表示同实施方式中的链接比特的配置位置(分组长度调整后的比特序列)的例子的图。
图6A是集中复制比特序列并将其配置在源的比特序列中的任意位置的情况的例子。图6B是以复制源比特和复制比特的位置尽量近的方式配置复制比特的情况的例子。图6C是以复制源比特和复制比特的位置尽量离开的方式配置复制比特的情况的例子。
例如,如图6A所示那样,在D1=3200比特、D2=4000比特、以及DC=800比特的情况下,设a=1,选择第1比特、第5比特、第9比特、…、第3197比特,来作为复制源。
另一方面,在D1<DC的情况下,在DC为D1的整数倍时,选择纠错编码后的分组整体作为复制源比特,将选择出的比特复制(DC/D1)次。此外,在DC不是D1的整数倍时,选择纠错编码后的分组整体作为复制源比特,将选择出的比特复制floor(DC/D1)的量,对不足的部分(尾数部分),与D1≥DC的情况同样地选择复制源比特,对选择出的比特进行复制。在此,floor(X)是下取整函数(floor function),对实数X表示X以下的最大的整数。
如图6A所示那样,对选择并复制了复制源比特的比特进行配置的位置是纠错编码后的分组的最末尾,在分组的最末尾附加全部的链接比特(链接的复制比特)。虽然在此示出了在纠错编码后的分组的最末尾附加复制比特的例子,但附加复制比特的位置可以是纠错编码后的分组的任何位置,例如,在前端附加复制比特也可。
如上述那样,比特链接电路464、465从纠错编码后的数据长度短的分组中选择复制源比特,将对复制源比特的信息进行了复制的复制比特(链接比特)配置在该分组中的预先决定的位置。由此,使2个纠错编码后的分组的数据长度一致,并且对纠错编码后的数据长度短的分组成为实际上降低编码率。
再有,上述的复制源比特的选择方法和附加复制比特的位置是预先确定的,并在无线中继站装置40和无线终端站装置30之间预先共享。
此外,如图6B所示那样,使复制比特的配置位置成为与复制源比特邻接的位置也可。由此,在无线终端站装置30的后面叙述的软判决值合成电路393中,输入复制比特的定时比图6A早。其结果,能使到开始软判决值合成之前的等待时间缩短,可使涉及纠错译码的处理延迟变短。再有,与图6A同样地,在图6B中设D1=3200比特、D2=4000比特、DC=800比特、a=1。
此外,如图6C所示那样,使复制比特的配置位置成为在复制源比特和复制比特之间设置有固定的比特间隔的位置也可。即,将复制比特按1比特1比特等间隔地配置也可。例如,固定的比特间隔根据数据长度短的纠错编码后的分组的数据长度D1和链接比特的数据长度DC的关系,例如,从floor(D1/DC)计算出。由此,当与图6B所示的配置相比,能降低复制源比特和复制比特的相关,能提高无线终端站装置30中软判决值合成带来的分集效应(diversity effect)。再有,与图6A同样地,在图6C中,设D1=3200比特、D2=4000比特、DC=800比特、a=1。此外,在D1>D2的情况下,通过考虑置换上面记述的D1和D2,从而能应对。
此外,使用复制比特序列专用的交织器来配置对复制比特进行交织而得到的比特序列也可。
图7是表示同实施方式中的无线终端站装置30的结构的概略框图。如图示那样,无线终端站装置30具备:纠错编码电路11、发送分组存储电路12、调制电路13、无线部14、解调电路15、比特软判决电路16、复本分组生成部37、NC译码电路18、以及纠错译码部39。纠错译码部39具有:分组抽出电路391、链接比特抽出电路392、软判决值合成电路393以及纠错译码电路394。
再有,在无线终端站装置30中,针对与第一实施方式的无线终端站装置10(图2)相同的结构,标注相同的标记(11~16、18),并省略其说明。
复本分组生成部37读出在发送分组存储电路12中存储的分组,基于从解调电路15输入的报头信息中包含的编码率,对读出的分组进行纠错编码。进而,复本分组生成部37基于报头信息中包含的链接比特信息,生成链接比特,生成对纠错编码后的分组附加了生成的链接比特的复本分组,将生成的复本分组输出至NC译码电路18。
分组抽出电路391基于从解调电路15输入的报头信息中包含的链接比特信息,从NC译码电路18进行NC译码后的分组中删除链接比特,将删除了链接比特的分组输出至软判决值合成电路393。
链接比特抽出电路392基于从解调电路15输入的报头信息中包含的链接比特信息,从NC译码电路18进行NC译码后的分组中抽出链接比特,将抽出的链接比特输出至软判决值合成电路393。
软判决值合成电路393对从分组抽出电路391输入的分组和从链接比特抽出电路392输入的链接比特进行软判决值合成(Soft Combining),将软判决值合成结果输出至纠错译码电路394。在此,软判决值合成是使用软判决值来表示的、将链接比特和成为链接比特的复制源的比特进行相加的过程。
纠错译码电路394对从软判决值合成电路393输入的分组,基于从解调电路15输入的报头信息中包含的编码率进行纠错译码,输出译码后的分组。
接着,使用图1和图8来说明同实施方式中的无线通信系统200的工作。图8是表示同实施方式中的无线中继站装置40的工作的流程图。在此,针对分组长度LA和LB、以及编码率RA和RB为以下的情况进行说明。将从无线终端站装置30a发送至无线终端站装置30b的分组A的分组长度LA设为1000字节,将为了满足从无线中继站装置40向无线终端站装置30b的这一跳(传输)的传送路径中要求的通信品质所需要的编码率RA设为2/3。此外,将从无线终端站装置30b发送至无线终端站装置30a的分组B的分组长度LB设为700字节,将为了满足从无线中继站装置40向无线终端站装置30a的这一跳的传送路径中要求的通信品质所需要的编码率RB设为1/2。
在时刻T1,无线终端站装置30a(节点1)向纠错编码电路11以及发送分组存储电路12输入应发送的分组A。纠错编码电路11对输入的分组A进行纠错编码,将纠错编码后的分组A输出至调制电路13。发送分组存储电路12对输入的分组A进行存储。
调制电路13对纠错编码后的分组A进行调制,变换为调制符号A。无线部14对调制电路13变换后的调制符号A进行上变频,生成RF信号A,将生成的RF信号A经由天线发送至无线中继站装置40。
在无线中继站装置40(节点2)中,无线部21经由天线接收RF信号A,对接收到的RF信号A进行下变频,变换为调制符号A。解调电路22将对无线部21变换后的调制符号A进行解调后的信号输出至比特软判决电路23。比特软判决电路23对输入的分组A的信号进行软判决,生成分组A的软判决信号。纠错译码电路24把将比特软判决电路23生成的分组A的软判决信号进行纠错译码而得到的分组A存储在分组存储电路25中。
在时刻T2,无线终端站装置30b(节点3)向纠错编码电路11以及发送分组存储电路12输入应发送的分组B,无线终端站装置30b以与无线终端站装置30a同样的步骤将分组B变换为RF信号B,将变换后的RF信号B发送至无线中继站装置40。
在无线中继站装置40中,无线部21经由天线接收RF信号B,与RF信号A同样地,将由解调以及纠错译码而得到的分组B存储在分组存储电路25中(步骤S201)。
在时刻T3,在无线中继站装置40中,数据长度比较电路461从分组存储电路25读出分组A和分组B,计算出根据对分组A要求的编码率RA(=2/3)来对读出的分组A进行纠错编码后的数据长度DA(=LA/RA=1500字节),并且计算出根据对分组B要求的编码率RB(=1/2)来对读出的分组B进行纠错编码后的数据长度DB(=LB/RB=1400字节)。
而且,数据长度比较电路461算出计算出的数据长度DA和数据长度DB之差,向比特链接电路465输出分组长度调整信息。此时,分组长度调整信息中包含有:表示纠错编码后的分组A和分组B的数据长度的差分(100字节)的信息和将该差分的数据长度的链接比特附加于纠错编码后的分组B的指示。
纠错编码电路462利用对分组A要求的编码率RA来对从分组存储电路25读出的分组A进行纠错编码,将纠错编码后的分组A输出至比特链接电路464。纠错编码电路463利用对分组B要求的编码率RB来对从分组存储电路25读出的分组B进行纠错编码,将纠错编码后的分组B输出至比特链接电路465。
比特链接电路464将从纠错编码电路462输入的纠错编码后的分组A输出至NC编码电路27。比特链接电路465按照从数据长度比较电路461输入的比特链接指示信号,从纠错编码后的分组B(数据长度DB=1400字节)生成100字节长度的链接比特。进而比特链接电路465生成对纠错编码后的分组B附加了生成的链接比特的纠错编码后的分组B′(数据长度DB′=1500字节),将生成的分组B′输出至NC编码电路27(步骤S203)。
NC编码电路27对纠错编码后的分组A和分组B′进行NC编码,生成NC分组C(步骤S204)。调制电路28对NC编码电路27生成的NC分组C进行调制,变换为调制分组C(步骤S205)。无线部21对调制电路28变换后的调制分组C进行上变频,变换为RF信号C,将变换后的RF信号C经由天线发送至无线终端站装置30a、30b(步骤S206)。
在无线终端站装置30a中,无线部14对接收到的RF信号C进行下变频,变换为调制分组C。解调电路15对无线部14变换后的调制分组C进行解调,生成NC分组C的信号并输出至比特软判决电路16,并且将调制分组C的报头信息和NC分组C的数据长度输出至复本分组生成部37,也将该报头信息输出至纠错译码部39。
比特软判决电路16对输入的NC分组C的信号进行软判决,将NC分组C的软判决信号输出至NC译码电路18。
复本分组生成部37从发送分组存储电路12读出分组A(数据长度LA=1000字节),利用输入的报头信息中包含的分组A的编码率RA(=2/3)来对读出的分组A进行纠错编码。此外,复本分组生成部37计算出纠错编码后的分组A的数据长度DA(=1000/(2/3)=1500字节)。
而且,复本分组生成部37对纠错编码后的分组A的数据长度DA和输入的NC分组C的数据长度DC(=1500字节)进行比较,判定为数据长度DA和数据长度DC相等,将纠错编码后的分组A输出至NC译码电路18。
NC译码电路18对从比特软判决电路16输入的NC分组C的软判决信号,使用从复本分组生成部37输入的纠错编码后的分组A进行NC译码,计算出纠错编码后的分组B′,将纠错编码后的分组B′输出至分组抽出电路391和链接比特抽出电路392。
分组抽出电路391删除纠错编码后的分组B′中包含的链接比特,将纠错编码后的分组B输出至软判决值合成电路393。链接比特抽出电路392抽出纠错编码后的分组B′中包含的链接比特,将抽出后的链接比特输出至软判决值合成电路393。
软判决值合成电路393按照链接比特选择规则,将对输入的链接比特分别与纠错编码后的分组B中包含的复制源的比特进行合成而得到的纠错编码分组B输出至纠错译码电路394。纠错译码电路394对从软判决值合成电路393输入的纠错编码分组B进行纠错译码,计算出分组B,将计算出的分组B输出至上位层等。
在无线终端站装置30b中,无线部14对接收到的RF信号C进行下变频,变换为调制符号C。解调电路15对输入的调制符号C进行解调,将解调后的调制符号C输出至比特软判决电路16。此外,解调电路15将调制分组C的报头信息、以及NC分组C的数据长度(DC=1500字节)输出至复本分组生成部37,也将该报头信息输出至纠错译码部39。
复本分组生成部37利用输入的报头信息中包含的纠错编码分组B的编码率RB(=1/2)来对从发送分组存储电路12读出的分组B进行纠错编码,并且计算出纠错编码后的分组B的数据长度DB(=700/(1/2)=1400字节)。而且,复本分组生成部37对输入的NC分组C的数据长度DC(=1500字节)和计算出的纠错编码后的分组B的数据长度DB(=1400字节)进行比较。当判定为纠错编码后的分组B的数据长度DB比NC分组C的数据长度DC短时,复本分组生成部37将|DC-DB|×8个的链接比特附加于纠错编码后的分组B,将数据长度为1500字节的纠错编码分组B′输出至NC译码电路18。
NC译码电路18对输入的NC分组C,利用输入的纠错编码分组B′进行NC译码,计算出纠错编码分组A,将计算出的纠错编码分组A输出至分组抽出电路391和链接比特抽出电路392。分组抽出电路391根据从解调电路15输入的链接比特长度(零),将输入的纠错编码分组A输出至软判决值合成电路393。链接比特抽出电路392根据从解调电路15输入的报头信息中包含的分组A的链接比特长度(零),将表示不存在附加的链接比特的信息输出至软判决值合成电路393。
软判决值合成电路393对输入的纠错编码分组A不进行任何合成而输出至纠错译码电路394,即,软判决值合成电路393将输入的纠错编码分组A输出至纠错译码电路394。纠错译码电路394对从软判决值合成电路393输入的纠错编码分组A进行纠错译码,计算出分组A,将计算出的分组A输出至上位层等。
如上述那样,无线通信系统200进行分组A和分组B的传输。在无线中继站装置40中,在NC编码电路27对分组A和分组B进行NC编码之前,在纠错编码部46中对分组A和分组B分别进行纠错编码。由此,能对分组A和分组B应用不同的编码率,能如图9B所示那样抑制发送的分组的数据长度增加,克服低效率。
此外,在无线中继站装置40中,比特链接电路464、465在用分别要求的编码率对分组A和分组B进行纠错编码时产生数据长度之差的情况下,将对纠错编码后的分组中包含的比特进行复制后的链接比特附加于该纠错编码后的分组,使数据长度相同。而且,在无线终端站装置30a、30b中,纠错译码部39使用附加的链接比特进行软判决值合成,得到分集效应,由此,能使附加有链接比特的纠错编码分组的可靠性提高。
此外,本实施方式的无线通信系统200在无线终端站装置30、无线中继站装置40中能选择的编码率受限的情况下,能以在纠错编码后附加链接比特的简单的处理使进行NC编码的分组的数据长度一致。因此,在如第一实施方式的无线通信系统100那样,编码率不能自由地选择的情况下也是有效的。
再有,在本实施方式中,比特链接电路464、465使用上述的复制源比特的选择方法以外的选择方法也可。例如,在从无线中继站装置20(40)向无线终端站装置10(30)的无线传输中使用的调制方式是使用格雷(Gray)配置的16QAM(Quadrature Amplitude Modulation;16值正交振幅调制)以上的正交多值调制的情况下,在各个调制符号中最下位比特的错误容忍性降低,因此,优先选择各调制符号的最下位比特来作为复制源比特。具体地说,在使用16QAM的情况下,由于表示调制符号的2比特的最下位比特的错误容忍性低,所以按照每2比特地选择复制源比特来生成链接比特。进而,在DC>D1/2时,不仅选择最下位比特来作为复制源比特,还可以选择最上位比特来作为复制源比特,也可以将最下位比特复制多次。
此外,在使用64QAM的情况下,由于表示调制符号的3比特的最下位比特的错误容忍性低,所以按照每3比特地选择复制源比特来生成链接比特。进而,在DC>D1/3时,不仅选择最下位比特来作为复制源比特,还可以选择最上位比特以及中间位比特来作为复制源比特,也可以将最下位比特复制多次。
由此,通过使错误容忍性低的比特优先具有冗余性,并利用分集效应来提高可靠性,从而能使纠错译码电路394中的纠错能力提高。
再有,在上述的第一实施方式和第二实施方式中,作为网络结构而使用了Alice&Bob拓扑来进行说明,但不仅限于此,也可以使用X拓扑、链拓扑等的网络结构。在该情况下,在无线终端站装置10(30)中,代替发送的分组而使用接收到的原生分组(未进行NC编码的分组),进行网络编码后的NC分组的译码。
此外,组合上述的第一实施方式和第二实施方式来使用也可。在该情况下,在第一实施方式中,编码率设定电路261根据纠错编码后的分组长度来变更编码率,但是在能选择的编码率受限的情况下,选择在能选择的编码率中接近于希望编码率的编码率,利用链接比特使纠错编码后产生的数据长度的差一致。由此,能使纠错编码和纠错译码中所需要的电路变小。
再有,作为使分组A和分组B的数据长度一致的方法,通过在分组A、分组B中分别链接多个分组,从而使链接后的最终的数据长度相同也可。由于在网络上流动各种数据长度的分组,所以通过使多个分组链接,从而链接的分组的数据长度在统计上接近于同一数据长度。由此,得到能一次发送更多的分组并且进行网络编码的分组的数据长度接近于相同的效果,因此能使系统吞吐量提高。
此外,作为链接多个上述分组的方法,将基于第一实施方式、第二实施方式的数据长度的调整进行组合,使对链接的分组进行纠错编码后的结果的数据长度一致也可。
再有,在考虑了服务质量(Quality of Service: QoS)的情况下,QoS等级相同的分组的数据长度几乎相同。因此,无线中继站装置控制分组存储电路以使在QoS等级相同的分组彼此中进行网络编码也可。由此,能使进行网络编码的分组彼此的数据长度一致,系统吞吐量提高。
此外,作为根据上述QoS的分组存储电路的控制方法,将基于第一实施方式、第二实施方式的数据长度的调整进行组合,使最终的数据长度一致也可。
以上,参照附图详细叙述了本发明的实施方式,具体的结构并不仅限于这些实施方式,也包含在不脱离本发明的主旨的范围内的设计等(结构的附加、省略、置换、以及其它的变更)。本发明并不被上述的说明所限定,仅由所附的权利要求限定。
产业上的利用可能性
本发明例如在应用网络编码的无线通信系统中利用。根据本发明,能按照每个分组的目的地设定传输品质,并能改善无线通信系统的吞吐量。
标记的说明
10、10a、10b、30、30a、30b 无线终端站装置;
11 纠错编码电路;
12 发送分组存储电路;
13 调制电路;
14 无线部;
15 解调电路;
16 比特软判决电路;
17、37 复本分组生成部;
18 NC译码电路;
19、39 纠错译码部;
20、40 无线中继站装置;
21 无线部;
22 解调电路;
23 比特软判决电路;
24 纠错译码电路;
25 分组存储电路;
26、46 纠错编码部;
27 NC编码电路;
28 调制电路;
91、92 无线终端站装置;
93 无线中继站装置;
100、200、900 无线通信系统;
191 纠错译码电路;
261 编码率设定电路;
262、263 纠错编码电路;
391 分组抽出电路;
392 链接比特抽出电路;
393 软判决值合成电路;
394 纠错译码电路;
461 数据长度比较电路;
462、463 纠错编码电路;
464、465 比特链接电路。
Claims (7)
1.一种无线中继站装置,将分别不同的第一分组和第二分组发送至多个无线终端站装置,其中,具备:
纠错编码部,根据对所述第一分组和所述第二分组分别要求的通信品质来选择分别用于所述第一分组和所述第二分组的编码率,使用选择出的编码率,从所述第一分组和所述第二分组分别生成相同数据长度的纠错编码后的分组;
网络编码电路,对纠错编码后的所述第一分组和所述第二分组进行网络编码,生成网络编码分组;以及
发送电路,将所述网络编码分组发送至所述多个无线终端站装置,
所述纠错编码部在对所述第一分组和所述第二分组分别进行了纠错编码时在数据长度中产生差的情况下,生成对数据长度短的纠错编码后的分组中包含的比特进行复制后的链接比特,将该链接比特附加于所述数据长度短的纠错编码后的分组,使所述第一分组和所述第二分组的纠错编码后的数据长度相同,
所述纠错编码部在从构成所述链接比特的各比特的复制源比特起隔开固定的比特间隔的位置,配置构成所述链接比特的各比特。
2.根据权利要求1所述的无线中继站装置,其中,
所述纠错编码部计算出在利用对所述第一分组和所述第二分组分别要求的编码率进行了纠错编码的情况下的分组长度,降低与计算出的分组长度短的分组对应的编码率,进行使纠错编码后的所述第一分组和纠错编码后的所述第二分组成为相同的分组长度的纠错编码。
3.根据权利要求1所述的无线中继站装置,其中,
在从所述无线中继站装置向所述多个无线终端站装置的无线传输中使用正交多值调制的情况下,所述纠错编码部优先选择在构成由所述正交多值调制生成的调制符号的比特中的最下位比特来作为所述链接比特的复制源的比特。
4.一种无线通信系统,具备将分别不同的第一分组和第二分组发送至多个无线终端站装置的无线中继站装置,
其中,所述无线中继站装置,具备:
纠错编码部,根据对所述第一分组和所述第二分组分别要求的通信品质来选择分别用于所述第一分组和所述第二分组的编码率,使用选择出的编码率,从所述第一分组和所述第二分组分别生成相同数据长度的纠错编码后的分组;
网络编码电路,对纠错编码后的所述第一分组和所述第二分组进行网络编码,生成网络编码分组;以及
发送电路,将所述网络编码分组发送至所述多个无线终端站装置,
所述多个无线终端站装置中的将与所述第一分组相同的第三分组存储在存储电路中的无线终端站装置和所述多个无线终端站装置中的将与所述第二分组相同的第三分组存储在存储电路中的无线终端站装置分别具备:
纠错编码电路,对所述第三分组进行纠错编码;
网络译码电路,利用纠错编码后的所述第三分组对接收到的所述网络编码分组进行网络译码,生成译码分组;以及
纠错译码部,对所述译码分组进行纠错译码,
所述纠错编码部在对所述第一分组和所述第二分组分别进行了纠错编码时在数据长度中产生差的情况下,生成对数据长度短的纠错编码后的分组中包含的比特进行复制后的链接比特,将该链接比特附加于所述数据长度短的纠错编码后的分组,使所述第一分组和所述第二分组的纠错编码后的数据长度相同,
所述纠错译码部从所述译码分组抽出所述数据长度短的纠错编码后的分组和所述链接比特,对所述数据长度短的纠错编码后的分组和所述链接比特进行软判决值合成并进行纠错译码,
所述纠错编码部在从构成所述链接比特的各比特的复制源比特起隔开固定的比特间隔的位置,配置构成所述链接比特的各比特。
5.根据权利要求4所述的无线通信系统,其中,
所述纠错编码部计算出在利用对所述第一分组和所述第二分组分别要求的编码率进行了纠错编码的情况下的分组长度,降低与计算出的分组长度短的分组对应的编码率,进行使纠错编码后的所述第一分组和纠错编码后的所述第二分组成为相同的分组长度的纠错编码。
6.根据权利要求4所述的无线通信系统,其中,
在从所述无线中继站装置向所述多个无线终端站装置的无线传输中使用正交多值调制的情况下,所述纠错编码部优先选择在构成由所述正交多值调制生成的调制符号的比特中的最下位比特来作为所述链接比特的复制源的比特。
7.一种无线通信系统中的无线通信方法,所述无线通信系统具备将分别不同的第一分组和第二分组发送至多个无线终端站装置的无线中继站装置,
其中,所述无线通信方法,具备:
所述无线中继站装置的纠错编码部根据对所述第一分组和所述第二分组分别要求的通信品质来选择分别用于所述第一分组和所述第二分组的编码率,使用选择出的编码率,从所述第一分组和所述第二分组分别生成相同数据长度的纠错编码后的分组的步骤;
所述无线中继站装置的网络编码电路对纠错编码后的所述第一分组和所述第二分组进行网络编码,生成网络编码分组的步骤;
所述无线中继站装置的发送电路将所述网络编码分组发送至所述多个无线终端站装置的步骤;
所述多个无线终端站装置中的将与所述第一分组相同的第三分组存储在存储电路中的无线终端站装置的纠错编码电路对存储的所述第三分组进行纠错编码的步骤;
所述多个无线终端站装置中的将与所述第二分组相同的第三分组存储在存储电路中的无线终端站装置的纠错编码电路对存储的所述第三分组进行纠错编码的步骤;
所述多个无线终端站装置的网络译码电路利用纠错编码后的所述第三分组对接收到的所述网络编码分组进行网络译码并生成译码分组的步骤;以及
所述多个无线终端站装置的纠错译码部对所述译码分组进行纠错译码的步骤,
所述纠错编码部在对所述第一分组和所述第二分组分别进行纠错编码时在数据长度中产生差的情况下,生成对数据长度短的纠错编码后的分组中包含的比特进行复制后的链接比特,将该链接比特附加于所述数据长度短的纠错编码后的分组,使所述第一分组和所述第二分组的纠错编码后的数据长度相同,
所述纠错译码部从所述译码分组抽出所述数据长度短的纠错编码后的分组和所述链接比特,对所述数据长度短的纠错编码后的分组和所述链接比特进行软判决值合成并进行纠错译码,
所述纠错编码部在从构成所述链接比特的各比特的复制源比特起隔开固定的比特间隔的位置,配置构成所述链接比特的各比特。
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---|---|---|---|---|
US8503346B2 (en) * | 2008-09-25 | 2013-08-06 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Wireless network using network coding scheme based on overhearing channel |
CN102237967B (zh) * | 2011-07-29 | 2018-08-14 | 中兴通讯股份有限公司 | 一种网络编码的数据块处理方法及其装置 |
JP5822719B2 (ja) * | 2011-12-28 | 2015-11-24 | 三菱電機株式会社 | 衛星中継装置および衛星通信システム |
WO2014077533A1 (en) | 2012-11-14 | 2014-05-22 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Base station and a plurality of member nodes for transmitting and receiving network coding based multicast traffic |
JP6218305B2 (ja) * | 2013-03-26 | 2017-10-25 | 日本電信電話株式会社 | 無線通信方法及び無線通信装置 |
KR102095493B1 (ko) * | 2014-01-16 | 2020-04-16 | 삼성전자주식회사 | 무선 멀티홉 통신을 위한 신호 전달 방법 및 장치 |
CN105471545B (zh) * | 2014-09-10 | 2020-07-21 | 中兴通讯股份有限公司 | 一种数据包处理方法及装置 |
CN106332287B (zh) * | 2015-07-01 | 2022-03-18 | 西安中兴新软件有限责任公司 | 一种数据传输方法及通信节点 |
US10517092B1 (en) | 2018-06-04 | 2019-12-24 | SparkMeter, Inc. | Wireless mesh data network with increased transmission capacity |
WO2023238205A1 (ja) * | 2022-06-06 | 2023-12-14 | 日本電信電話株式会社 | 通信装置、通信方法、及びプログラム |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101248604A (zh) * | 2005-08-19 | 2008-08-20 | 松下电器产业株式会社 | 无线通信装置以及无线通信方法 |
WO2009066451A1 (ja) * | 2007-11-21 | 2009-05-28 | Panasonic Corporation | 無線通信装置、無線通信方法および無線通信システム |
WO2009069262A1 (ja) * | 2007-11-29 | 2009-06-04 | Panasonic Corporation | 無線送信装置および無線送信方法 |
CN101453800A (zh) * | 2007-11-30 | 2009-06-10 | 株式会社Ntt都科摩 | 多跳接力系统中的双向数据传输处理方法及通信中间装置 |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7570645B2 (en) * | 2000-01-18 | 2009-08-04 | Viasat, Inc. | Frame format and frame assembling/disassembling method for the frame format |
SE0403218D0 (sv) * | 2004-12-30 | 2004-12-30 | Ericsson Telefon Ab L M | Method and apparatus relating to communication- |
US7177804B2 (en) * | 2005-05-31 | 2007-02-13 | Microsoft Corporation | Sub-band voice codec with multi-stage codebooks and redundant coding |
WO2007020996A1 (ja) * | 2005-08-19 | 2007-02-22 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | 無線通信装置および無線通信方法 |
KR20070074256A (ko) * | 2006-01-09 | 2007-07-12 | 삼성전자주식회사 | 셀룰러 망에서 릴레이를 통한 데이터 중계방법 및 이를지원하는 셀룰러 이동통신시스템 |
WO2007102363A1 (ja) * | 2006-03-01 | 2007-09-13 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | 無線送信装置および無線送信方法 |
JP2008028656A (ja) * | 2006-07-20 | 2008-02-07 | Shinshu Univ | 適応制御型ダイバーシチ通信システム |
EP2207274B1 (en) * | 2007-11-02 | 2014-11-19 | Fujitsu Limited | Network encoding method and network encoding apparatus |
US8255753B2 (en) * | 2007-12-04 | 2012-08-28 | Intel Corporation | Encoding/decoding technique for rebroadcasting lost packets |
JP5035045B2 (ja) | 2008-03-14 | 2012-09-26 | 富士通株式会社 | データ中継装置、通信装置およびデータ中継方法 |
JP2009233740A (ja) | 2008-03-28 | 2009-10-15 | Nippon Carbide Ind Co Inc | 可締め冶具 |
US8306095B2 (en) * | 2008-04-29 | 2012-11-06 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Methods and apparatus for network coding in a communication system |
-
2010
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101248604A (zh) * | 2005-08-19 | 2008-08-20 | 松下电器产业株式会社 | 无线通信装置以及无线通信方法 |
WO2009066451A1 (ja) * | 2007-11-21 | 2009-05-28 | Panasonic Corporation | 無線通信装置、無線通信方法および無線通信システム |
WO2009069262A1 (ja) * | 2007-11-29 | 2009-06-04 | Panasonic Corporation | 無線送信装置および無線送信方法 |
CN101453800A (zh) * | 2007-11-30 | 2009-06-10 | 株式会社Ntt都科摩 | 多跳接力系统中的双向数据传输处理方法及通信中间装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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EP2487808B1 (en) | 2018-11-14 |
US8914714B2 (en) | 2014-12-16 |
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