JP2010233209A - 送信元ノードから宛先ノードへメッセージを伝送する方法およびシステム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】一組のリレーノードは、無線リンクによって接続されたノード及び次のノードを含む。次のノードは、メッセージの1つ又は複数の前の伝送からの累積ナットを受信することを保証される。ノードから次のノードへのメッセージの伝送は、次のノードによって受信されることを保証された累積ナットを求めること、ノードから次のノードへ伝送されるメッセージの最小ナットと累積ナットとの合計が送信元エントロピーよりも小さくならないような最小ナットを計算すること、及び最小ナットを有するメッセージをノードから次のノードへの伝送することを含む。
【選択図】図1
Description
ファウンテン符号(レートレス消去符号(rateless erasure code)としても知られている)は、ソースシンボル数と等しいサイズ又はソースシンボル数よりも僅かにだけ大きいサイズの符号化シンボルの任意の部分集合から元のソースシンボルを回復できるような所与のソースシンボルの集合から、符号化シンボルの潜在的に無限のシーケンスを生成できるという特性を有する消去符号のクラスである。
本発明の実施の形態は、時間制約を条件として全体のエネルギーを最小にする。エネルギーei、伝送時間ti、伝送電力pi、及び伝送される最小ナットxi→j(ビット=ナット×log2)の間の関係は、式(1)に開示される。式(1)において、min関数は最小値を返す。
図2は、本発明の実施の形態によるメッセージのマルチホップファウンテン符号化伝送のための資源を割り当てる方法200を示す。方法200のステップは、プロセッサ295を使用して実行される。
三角行列A 330がカスケードしている場合、LPを算術的に解くことによって、すなわち、i番目の制約を満たすように最小のxiを順次選ぶことによって、ナット数xi 225を求める(220)。三角行列A 330がカスケードしていない場合、従来の線形計画法ソルバを使用してLPを解くことにより、ナット数xi 225を求める(220)。
一定の電力では、各リンクによる伝送時間は、伝送されたナット数に比例する。すなわち、以下で求める或る係数kiについてti=kixiである。さらに、xiナットを時間ti=kixiで伝送するのに必要な最小エネルギーは、ei=xi・ki/γi(exp1/ki−1)である。したがって、エネルギーeiは、ナットxiにおいて線形であり、ナット割り当て線形計画法(式(7))は、ci=ki/γi(exp1/ki−1)を設定することによってエネルギーを考慮する。
各ノードが伝送する(240)最小ナットxi 225を使用して、伝送240に必要な資源を割り当てる(230)。割り当てステップ230中、次式で表されるエネルギー曲線について閉形式の解を有する双曲線上限を見つけることによって、伝送時間ti内でナットxiのメッセージ245を伝送する(240)のに必要とされるエネルギーeiが求められる。
Claims (19)
- 送信元ノードから一組のリレーノードを介して宛先ノードへメッセージを伝送する方法であって、前記メッセージの送信元エントロピーはXナットであり、前記一組のリレーノードは、ノードi及び前記ノードiに後続するノードjを含み、前記一組のリレーノードは無線リンクによって接続され、各リンクはチャネル電力利得γijを有し、前記伝送は時間制約Tを有し、前記方法は、
前記ノードiから前記次のノードjへ伝送される前記メッセージにおけるナット数xiを最小にするステップであって、前記次のノードjは、前記ナット数xiと1つ又は複数の前の伝送からの累積ナット数xacとの合計が、送信元エントロピーXよりも小さくならないような前記累積ナット数xacを受信することを保証される、最小にするステップと、
前記ノードiから前記次のノードjへ前記メッセージを伝送するための一組の資源を割り当てるステップと、
前記一組の資源を使用して前記ノードiから前記次のノードjへ前記メッセージを伝送するステップと、
を含む送信元ノードから一組のリレーノードを介して宛先ノードへメッセージを伝送する方法。 - 前記一組の資源は、前記ナット数xiを伝送するのに必要とされる伝送時間ti、前記伝送時間ti内で前記ナット数xiを伝送するのに必要とされるエネルギーei、前記伝送時間ti内で前記ナット数xiを伝送するのに必要とされる伝送電力pi、及びそれらの組み合わせを含む群から選択される請求項1に記載の送信元ノードから一組のリレーノードを介して宛先ノードへメッセージを伝送する方法。
- 前記最小にするステップは、
ナット割り当て線形計画法(LP)
前記三角行列Aがカスケードしている場合には、前記LPを算術的に解くことによって前記ナット数xiを求めるステップと、
そうでない場合には、汎用線形計画法ソルバを使用して前記LPを解くことにより、前記ナット数xiを求めるステップと、
をさらに含む請求項1に記載の送信元ノードから一組のリレーノードを介して宛先ノードへメッセージを伝送する方法。 - 前記割り当てるステップは、
前記エネルギーei及び前記伝送時間tiに基づいて前記双曲線上限をタイト化するステップと、
前記割り当てるステップを繰り返すステップと、
をさらに含む請求項4に記載の送信元ノードから一組のリレーノードを介して宛先ノードへメッセージを伝送する方法。 - 前記割り当てるステップは、
前記エネルギーei及び前記伝送時間tiに基づいてpi=ei/tiに従い前記伝送電力piを求めるステップをさらに含む請求項4に記載の送信元ノードから一組のリレーノードを介して宛先ノードへメッセージを伝送する方法。 - 前記後続のノードjは、前記宛先ノードである請求項1に記載の送信元ノードから一組のリレーノードを介して宛先ノードへメッセージを伝送する方法。
- 送信元ノードから一組のリレーノードを介して宛先ノードへ送信元エントロピーのメッセージを伝送する方法であって、前記一組のリレーノードは、無線リンクによって接続されたノード及び次のノードを含み、前記次のノードは、前記メッセージの1つ又は複数の前の伝送からの累積ナットを受信することを保証され、前記ノードから前記次のノードへの前記メッセージの伝送は、
前記次のノードによって受信されることを保証された前記累積ナットを求めるステップと、
前記ノードから前記次のノードへ伝送される前記メッセージの最小ナットと前記累積ナットとの合計が前記送信元エントロピーよりも小さくならないような前記最小ナットを計算するステップと、
前記最小ナットを有する前記メッセージを前記ノードから前記次のノードへ伝送するステップと、
を含む送信元ノードから一組のリレーノードを介して宛先ノードへ送信元エントロピーのメッセージを伝送する方法。 - 前記メッセージの前記伝送のための一組の資源を割り当てるステップをさらに含む請求項8に記載の送信元ノードから一組のリレーノードを介して宛先ノードへ送信元エントロピーのメッセージを伝送する方法。
- 前記求めるステップ及び前記計算するステップは、
ナット割り当て線形計画法(LP)を構成するステップと、
前記最小ナットを求めるようにLPを解くステップと、
をさらに含む請求項8に記載の送信元ノードから一組のリレーノードを介して宛先ノードへ送信元エントロピーのメッセージを伝送する方法。 - 前記解くステップは、三角行列を使用し、
前記三角行列がカスケードしている場合に、前記LPを算術的に解くステップをさらに含む請求項10に記載の送信元ノードから一組のリレーノードを介して宛先ノードへ送信元エントロピーのメッセージを伝送する方法。 - 前記解くステップは、三角行列を使用し、
前記三角行列がカスケードしていない場合に、汎用線形計画法ソルバを使用して前記LPを解くステップをさらに含む請求項10に記載の送信元ノードから一組のリレーノードを介して宛先ノードへ送信元エントロピーのメッセージを伝送する方法。 - 前記一組の資源は、伝送時間、エネルギー、伝送電力、及びそれらの組み合わせを含む群から選択される請求項9に記載の送信元ノードから一組のリレーノードを介して宛先ノードへ送信元エントロピーのメッセージを伝送する方法。
- 前記最小ナット、前記ノードと前記次のノードとの間のチャネルの電力利得、及び前記送信元ノードから前記ノードのリレーを介して前記宛先ノードへの前記伝送の時間制約に基づいて前記エネルギー及び前記伝送時間を求めるステップをさらに含む請求項13に記載の送信元ノードから一組のリレーノードを介して宛先ノードへ送信元エントロピーのメッセージを伝送する方法。
- 前記エネルギー及び前記伝送時間に基づいて前記伝送電力を求めるステップをさらに含む請求項14に記載の送信元ノードから一組のリレーノードを介して宛先ノードへ送信元エントロピーのメッセージを伝送する方法。
- 前記伝送は、レートレス消去符号伝送である請求項8に記載の送信元ノードから一組のリレーノードを介して宛先ノードへ送信元エントロピーのメッセージを伝送する方法。
- 前記伝送は、ファウンテン符号化伝送である請求項8に記載の送信元ノードから一組のリレーノードを介して宛先ノードへ送信元エントロピーのメッセージを伝送する方法。
- 送信元ノードから一組のリレーノードを介して宛先ノードへ送信元エントロピーのメッセージを伝送するシステムであって、前記一組のリレーノードは、無線リンクによって接続されたノード及び次のノードを含み、前記次のノードは、前記メッセージの1つ又は複数の前の伝送からの累積ナットを受信することを保証され、前記システムは、
前記次のノードによって受信されることを保証された前記累積ナットを求める手段と、
前記ノードから前記次のノードへ伝送される前記メッセージの最小ナットと前記累積ナットとの合計が前記送信元エントロピーよりも小さくならないような前記最小ナットを計算する手段と、
前記最小ナットを有する前記メッセージを前記ノードから前記次のノードへ伝送する手段と、
を含む送信元ノードから一組のリレーノードを介して宛先ノードへ送信元エントロピーのメッセージを伝送するシステム。 - 前記メッセージの前記伝送のための一組の資源を割り当てる手段をさらに含む請求項18に記載の送信元ノードから一組のリレーノードを介して宛先ノードへ送信元エントロピーのメッセージを伝送する方法。
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