JP2012070350A - Radio communication method - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To realize high confidentiality to an external eavesdropper while efficient transmission of network coding is realized by performing a coding operation on an input signal to obtain an output signal and effectively changing a frequency of the output signal in accordance with a prescribed rule in a relay node.SOLUTION: In each relay node, a frequency change pattern in which a use frequency is set at every time is stored as a pattern-time table, and a link-pattern corresponding table where the frequency change pattern to be used is set at every link is stored. When the input signal originated from an origination source node is inputted, the coding operation for multiplying a coding matrix is performed and the output signal is obtained (ST31). The use frequency of the output signal is obtained by referring to the link-pattern corresponding table and the pattern-time table (ST33, 34), and the use frequency is changed in accordance with an output link and the present time.

Description

本発明は無線通信方法に関し、特に、ネットワークコーディングと周波数ホッピングとを組み合わせて用いることにより、伝送情報の秘匿性を高め、伝送効率を向上させるための無線通信方法に関する。   The present invention relates to a wireless communication method, and more particularly, to a wireless communication method for improving the confidentiality of transmission information and improving transmission efficiency by using a combination of network coding and frequency hopping.

通信装置(ノード)を通信路(リンク)で接続したネットワークで、発信元から宛先に向けて情報を伝送するネットワーク通信において、従来の一般のパケット通信では、各中継ノードにおいて、入力情報を所望の宛先に向けて出力する交換処理のみが行われていた。交換処理では、パケットを宛先に向けて振り分けるだけで、パケット内のユーザ情報に処理を施すことはなかった。これに対し、ネットワークコーディング技術では、各ノードで交換処理だけでなく、コーディング(符号化)も行い、ネットワーク全体として効率的な伝送ができるように工夫している(例えば、非特許文献1および特許文献1参照)。   In network communication in which information is transmitted from a source to a destination in a network in which communication devices (nodes) are connected by a communication path (link), in conventional general packet communication, input information is desired at each relay node. Only the exchange process to output to the destination was performed. In the exchange processing, the user information in the packet is not processed only by distributing the packet toward the destination. On the other hand, in the network coding technique, not only exchange processing but also coding (encoding) is performed at each node, and it is devised so that efficient transmission can be performed as a whole network (for example, Non-Patent Document 1 and Patents). Reference 1).

また、別の従来の通信方法として、通信装置(ノード)を通信路(リンク)で接続したネットワークで、発信元から宛先に向けて情報を伝送するネットワーク通信において、周波数を一定の規則に従って変化させることにより、雑音、干渉、妨害等に対する耐性を増す方式として、周波数ホッピングが提案されている(例えば、非特許文献2および特許文献2参照)。   As another conventional communication method, in a network communication in which information is transmitted from a source to a destination in a network in which communication devices (nodes) are connected by a communication path (link), the frequency is changed according to a certain rule. Thus, frequency hopping has been proposed as a method for increasing resistance to noise, interference, interference, and the like (see, for example, Non-Patent Document 2 and Patent Document 2).

特開2006−31693号公報JP 2006-31693 A 特表2001−520474号公報Special table 2001-520474 gazette

S-Y. R. Li et. al., “Linear Network Coding,” IEEE, IEEE Transactions on Information Theory, vol. 49, no. 2, Feb. 2003, pp. 371-381S-Y. R. Li et. Al., “Linear Network Coding,” IEEE, IEEE Transactions on Information Theory, vol. 49, no. 2, Feb. 2003, pp. 371-381 A. Goldsmith著、小林岳彦監訳、「ワイヤレス通信工学」、丸善株式会社、平成19年8月10日発行A. Goldsmith, translated by Takehiko Kobayashi, "Wireless Communication Engineering", Maruzen Co., Ltd., issued on August 10, 2007

しかしながら、非特許文献1および特許文献1に記載されているような上記の従来のネットワークコーディングの技術によれば、中継ノードで入力信号に符号化演算を施して出力信号を得る方法のみが提案されており、出力信号の周波数を効果的に変化する方法については考慮されていなかった。そのため、ネットワークコーディングの副次的な特性として、伝送情報にコーディング(符号化)処理が施されていて、外部の盗聴者に対してある程度の秘匿性はあるものの、各ノードの符号化関数によっては伝送情報が見える場合もあるという問題点があった。   However, according to the conventional network coding technique described in Non-Patent Document 1 and Patent Document 1, only a method for obtaining an output signal by performing an encoding operation on an input signal at a relay node is proposed. Therefore, a method for effectively changing the frequency of the output signal has not been considered. Therefore, as a secondary characteristic of network coding, transmission information is subjected to coding (encoding) processing, and although there is a certain degree of confidentiality to external eavesdroppers, depending on the encoding function of each node There was a problem that transmission information could be seen.

また、非特許文献2および特許文献2に記載されているような上記の従来の周波数ホッピング方式によれば、周波数変化の規則は発信元から宛先まで共有されていて、ある時点でのあるセッションの周波数は同一であり、中継ノードで変更するものではなかった。そのため、ある周波数で長い時間伝送情報を観察していれば、その周波数使用時には伝送情報が見える場合もあるという問題点があった。   Further, according to the above-described conventional frequency hopping method as described in Non-Patent Document 2 and Patent Document 2, the frequency change rule is shared from the source to the destination, The frequency was the same and was not changed at the relay node. Therefore, if transmission information is observed for a long time at a certain frequency, there is a problem that the transmission information may be visible when the frequency is used.

この発明はかかる問題点を解決するためになされたものであり、中継ノードで入力信号に符号化演算を施して出力信号を得ると同時に、出力信号の周波数を一定の規則に従って効果的に変化させることにより、ネットワークコーディングの効率的伝送を達成しながら、外部の盗聴者に対して高い秘匿性のある無線通信方法を得ることを目的とする。   The present invention has been made to solve such a problem, and at the same time, an encoding operation is performed on an input signal at a relay node to obtain an output signal, and at the same time, the frequency of the output signal is effectively changed according to a certain rule. Accordingly, an object of the present invention is to obtain a wireless communication method having high secrecy against an external eavesdropper while achieving efficient transmission of network coding.

この発明は、複数のノードがリンクによって接続されたネットワークで発信元ノードから宛先ノードに向けて1以上の中継ノードを介して情報を伝送する無線通信方法であって、使用周波数を時刻毎に設定した周波数変化パタンをパタン−時間テーブルとして記憶するステップと、前記パタン−時間テーブルとして記憶された前記周波数変化パタンの中から使用する周波数変化パタンをリンク毎に設定したリンク−パタン対応テーブルを記憶するステップと、前記発信元ノードから発信された入力信号が入力されたときに、前記入力信号と各ノード毎に予め設定された符号化行列とを乗算する符号化演算を行って出力信号を生成するステップと、前記リンク−パタン対応テーブルを参照して、前記リンクのうち、前記出力信号を出力する出力リンクに対応する周波数変化パタンを求めるステップと、前記パタン−時間テーブルを参照して、当該求めた周波数変化パタンにおいて、現在の時刻に対応する使用周波数を求めるステップと、当該求めた使用周波数を用いて、生成した前記出力信号を前記出力リンクに対して出力するステップとを各前記中継ノードで行うことにより、前記発信元ノードから前記宛先ノードまで情報を伝送する際に、途中の各中継ノードにおいて、符号化演算を施すネットワークコーディングの処理を行うとともに、出力リンクと現在の時刻とに対応させて使用周波数を変更する周波数ホッピングの処理を行うことを特徴とする無線通信方法である。   The present invention is a wireless communication method for transmitting information from a source node to a destination node via one or more relay nodes in a network in which a plurality of nodes are connected by a link, and sets a use frequency for each time Storing a frequency change pattern as a pattern-time table, and storing a link-pattern correspondence table in which a frequency change pattern to be used is set for each link from among the frequency change patterns stored as the pattern-time table. When an input signal transmitted from the transmission source node is input, an output signal is generated by performing an encoding operation that multiplies the input signal and a predetermined encoding matrix for each node. And outputting the output signal of the link with reference to the link-pattern correspondence table. A step of obtaining a frequency change pattern corresponding to a link, a step of obtaining a use frequency corresponding to the current time in the obtained frequency change pattern with reference to the pattern-time table, and using the obtained use frequency And outputting the generated output signal to the output link at each relay node, so that when transmitting information from the source node to the destination node, A wireless communication method characterized by performing a network coding process for performing an encoding operation and performing a frequency hopping process for changing a use frequency in accordance with an output link and a current time.

この発明は、複数のノードがリンクによって接続されたネットワークで発信元ノードから宛先ノードに向けて1以上の中継ノードを介して情報を伝送する無線通信方法であって、使用周波数を時刻毎に設定した周波数変化パタンをパタン−時間テーブルとして記憶するステップと、前記パタン−時間テーブルとして記憶された前記周波数変化パタンの中から使用する周波数変化パタンをリンク毎に設定したリンク−パタン対応テーブルを記憶するステップと、前記発信元ノードから発信された入力信号が入力されたときに、前記入力信号と各ノード毎に予め設定された符号化行列とを乗算する符号化演算を行って出力信号を生成するステップと、前記リンク−パタン対応テーブルを参照して、前記リンクのうち、前記出力信号を出力する出力リンクに対応する周波数変化パタンを求めるステップと、前記パタン−時間テーブルを参照して、当該求めた周波数変化パタンにおいて、現在の時刻に対応する使用周波数を求めるステップと、当該求めた使用周波数を用いて、生成した前記出力信号を前記出力リンクに対して出力するステップとを各前記中継ノードで行うことにより、前記発信元ノードから前記宛先ノードまで情報を伝送する際に、途中の各中継ノードにおいて、符号化演算を施すネットワークコーディングの処理を行うとともに、出力リンクと現在の時刻とに対応させて使用周波数を変更する周波数ホッピングの処理を行うことを特徴とする無線通信方法であるので、中継ノードで入力信号に符号化演算を施して出力信号を得ると同時に、出力信号の周波数を一定の規則に従って効果的に変化させることにより、ネットワークコーディングの効率的伝送を達成しながら、外部の盗聴者に対する高い秘匿性を実現する。   The present invention is a wireless communication method for transmitting information from a source node to a destination node via one or more relay nodes in a network in which a plurality of nodes are connected by a link, and sets a use frequency for each time Storing a frequency change pattern as a pattern-time table, and storing a link-pattern correspondence table in which a frequency change pattern to be used is set for each link from among the frequency change patterns stored as the pattern-time table. When an input signal transmitted from the transmission source node is input, an output signal is generated by performing an encoding operation that multiplies the input signal and a predetermined encoding matrix for each node. And outputting the output signal of the link with reference to the link-pattern correspondence table. A step of obtaining a frequency change pattern corresponding to a link, a step of obtaining a use frequency corresponding to the current time in the obtained frequency change pattern with reference to the pattern-time table, and using the obtained use frequency And outputting the generated output signal to the output link at each relay node, so that when transmitting information from the source node to the destination node, Since the wireless communication method is characterized by performing a network coding process for performing an encoding operation, and performing a frequency hopping process for changing a use frequency in accordance with an output link and a current time. To encode the input signal to obtain the output signal and at the same time set the frequency of the output signal to a certain rule. Accordingly By effectively changed, while achieving efficient transmission of network coding, to achieve high confidentiality against external eavesdroppers.

この発明の実施の形態1に係る無線通信方法が対象とするネットワークモデルの例を示した図である。It is the figure which showed the example of the network model which the radio | wireless communication method which concerns on Embodiment 1 of this invention makes object. 通常のネットワークコーディングの符号化演算の手順を示すフロー図である。It is a flowchart which shows the procedure of the encoding calculation of normal network coding. 通常のネットワークコーディングの符号化演算を示す図である。It is a figure which shows the encoding operation of normal network coding. 通常の周波数ホッピングの周波数と時間の関係を示すテーブルを示す図である。It is a figure which shows the table which shows the relationship between the frequency of normal frequency hopping, and time. 通常の周波数ホッピングの手順を示すフロー図である。It is a flowchart which shows the procedure of normal frequency hopping. この発明の実施の形態1に係る無線通信方法における、リンクに周波数変化パタンを付記したネットワーク図である。It is the network diagram which added the frequency change pattern to the link in the radio | wireless communication method which concerns on Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1に係る無線通信方法における、リンク番号と周波数変化パタンの対応を示すテーブルを示す図である。It is a figure which shows the table which shows a response | compatibility with a link number and a frequency change pattern in the radio | wireless communication method which concerns on Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1に係る無線通信方法における、周波数変化パタンと時間の関係を示すテーブルを示す図である。It is a figure which shows the table which shows the relationship between a frequency change pattern and time in the radio | wireless communication method which concerns on Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1に係る無線通信方法における、本発明のノードでのネットワークコーディングおよび出力周波数決定の手順を示すフロー図である。It is a flowchart which shows the procedure of the network coding and the output frequency determination in the node of this invention in the radio | wireless communication method which concerns on Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1に係る無線通信方法における、周波数と時間の関係を示すテーブルを示す図である。It is a figure which shows the table which shows the relationship between a frequency and time in the radio | wireless communication method which concerns on Embodiment 1 of this invention. 図10の周波数−時間テーブルのパタンep1を示す図である。It is a figure which shows pattern ep1 of the frequency-time table of FIG. 図10の周波数−時間テーブルのパタンep2を示す図である。It is a figure which shows pattern ep2 of the frequency-time table of FIG. 図10の周波数−時間テーブルのパタンep3を示す図である。It is a figure which shows pattern ep3 of the frequency-time table of FIG. 図10の周波数−時間テーブルのパタンdp1を示す図である。It is a figure which shows pattern dp1 of the frequency-time table of FIG. 図10の周波数−時間テーブルのパタンdp2を示す図である。It is a figure which shows pattern dp2 of the frequency-time table of FIG. 図10の周波数−時間テーブルのパタンdp3を示す図である。It is a figure which shows pattern dp3 of the frequency-time table of FIG. 図10の周波数−時間テーブルのパタンdp4を示す図である。It is a figure which shows pattern dp4 of the frequency-time table of FIG. 図10の周波数−時間テーブルのパタンdp5を示す図である。It is a figure which shows pattern dp5 of the frequency-time table of FIG. 通常の周波数ホッピング、通常のネットワークコーディングと、本発明の周波数ホッピングネットワークコーディングの比較を示すテーブルを示す図である。It is a figure which shows the table which shows the comparison of normal frequency hopping, normal network coding, and the frequency hopping network coding of this invention. この発明の実施の形態1に係る無線通信方法における、ネットワークコーディングの伝送効率向上の様子を示すネットワーク図である。It is a network diagram which shows the mode of the transmission efficiency improvement of network coding in the radio | wireless communication method which concerns on Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態2に係る無線通信方法が対象とするネットワークモデルの例を示した図である。It is the figure which showed the example of the network model which the radio | wireless communication method which concerns on Embodiment 2 of this invention makes object. この発明の実施の形態2に係る無線通信方法における、ノードに周波数変化パタンを記したネットワーク図である。In the radio | wireless communication method which concerns on Embodiment 2 of this invention, it is the network diagram which described the frequency change pattern in the node. この発明の実施の形態2に係る無線通信方法における、ノード番号と周波数変化パタンの対応を示すテーブルを示す図である。It is a figure which shows the table which shows a response | compatibility with a node number and a frequency change pattern in the radio | wireless communication method which concerns on Embodiment 2 of this invention. この発明の実施の形態2に係る無線通信方法における、周波数変化パタンと時間の関係を示すテーブルを示す図である。It is a figure which shows the table which shows the relationship between a frequency change pattern and time in the radio | wireless communication method which concerns on Embodiment 2 of this invention. この発明の実施の形態2に係る無線通信方法における、本発明のノードでのネットワークコーディングおよび出力周波数決定の手順を示すフロー図である。It is a flowchart which shows the procedure of the network coding and the output frequency determination in the node of this invention in the radio | wireless communication method which concerns on Embodiment 2 of this invention. この発明の実施の形態2に係る無線通信方法における、周波数と時間の関係を示すテーブルを示す図である。It is a figure which shows the table which shows the relationship between a frequency and time in the radio | wireless communication method which concerns on Embodiment 2 of this invention. 図26の周波数−時間テーブルのパタンep1を示す図である。It is a figure which shows pattern ep1 of the frequency-time table of FIG. 図26の周波数−時間テーブルのパタンep2を示す図である。It is a figure which shows pattern ep2 of the frequency-time table of FIG. 図26の周波数−時間テーブルのパタンep3を示す図である。It is a figure which shows pattern ep3 of the frequency-time table of FIG. 図26の周波数−時間テーブルのパタンep4を示す図である。It is a figure which shows pattern ep4 of the frequency-time table of FIG. 図26の周波数−時間テーブルのパタンep5を示す図である。It is a figure which shows pattern ep5 of the frequency-time table of FIG. 図26の周波数−時間テーブルのパタンep6を示す図である。It is a figure which shows pattern ep6 of the frequency-time table of FIG. 図26の周波数−時間テーブルのパタンep7を示す図である。It is a figure which shows pattern ep7 of the frequency-time table of FIG. 図26の周波数−時間テーブルのパタンep8を示す図である。It is a figure which shows pattern ep8 of the frequency-time table of FIG. 図24の周波数変化パタン−時間テーブルと図26の周波数−時間テーブルを合わせた図である。FIG. 27 is a diagram in which the frequency change pattern-time table of FIG. 24 and the frequency-time table of FIG. 26 are combined. 通常の周波数ホッピング、通常のネットワークコーディングと、本発明の周波数ホッピングネットワークコーディングの比較を示すテーブルを示す図である。It is a figure which shows the table which shows the comparison of normal frequency hopping, normal network coding, and the frequency hopping network coding of this invention. この発明の実施の形態2に係る無線通信方法における、ネットワークコーディングの伝送効率向上の様子を示すネットワーク図である。It is a network diagram which shows the mode of the transmission efficiency improvement of network coding in the radio | wireless communication method which concerns on Embodiment 2 of this invention. この発明の実施の形態3に係る無線通信方法における、周波数変化パタンと時間の関係を示すテーブルを示す図である。It is a figure which shows the table which shows the relationship between a frequency change pattern and time in the radio | wireless communication method which concerns on Embodiment 3 of this invention. この発明の実施の形態3に係る無線通信方法における、本発明のノードでのネットワークコーディングおよび出力周波数決定の手順を示すフロー図である。It is a flowchart which shows the procedure of the network coding and the output frequency determination in the node of this invention in the radio | wireless communication method which concerns on Embodiment 3 of this invention. この発明の実施の形態3に係る無線通信方法における、周波数と時間の関係を示すテーブルを示す図である。It is a figure which shows the table which shows the relationship between a frequency and time in the radio | wireless communication method which concerns on Embodiment 3 of this invention. この発明の実施の形態4に係る無線通信方法における、周波数と時間の関係を示すテーブルを示す図である。It is a figure which shows the table which shows the relationship between a frequency and time in the radio | wireless communication method which concerns on Embodiment 4 of this invention. この発明の実施の形態5に係る無線通信方法における、周波数変化パタンと時間の関係を示すテーブルを示す図である。It is a figure which shows the table which shows the relationship between a frequency change pattern and time in the radio | wireless communication method which concerns on Embodiment 5 of this invention. この発明の実施の形態5に係る無線通信方法における、本発明のノードでのネットワークコーディングおよび出力周波数決定の手順を示すフロー図である。It is a flowchart which shows the procedure of the network coding and the output frequency determination in the node of this invention in the radio | wireless communication method which concerns on Embodiment 5 of this invention. この発明の実施の形態5に係る無線通信方法における、周波数と時間の関係を示すテーブルを示す図である。It is a figure which shows the table which shows the relationship between a frequency and time in the radio | wireless communication method which concerns on Embodiment 5 of this invention. この発明の実施の形態6に係る無線通信方法における、本発明のノードでのネットワークコーディングおよび出力周波数決定の手順を示すフロー図である。It is a flowchart which shows the procedure of the network coding and the output frequency determination in the node of this invention in the radio | wireless communication method which concerns on Embodiment 6 of this invention. この発明の実施の形態6に係る無線通信方法における、周波数と時間の関係を示すテーブルを示す図である。It is a figure which shows the table which shows the relationship between a frequency and time in the radio | wireless communication method which concerns on Embodiment 6 of this invention. この発明の実施の形態7に係る無線通信方法における、周波数変化パタンと時間の関係を示すテーブルを示す図である。It is a figure which shows the table which shows the relationship between a frequency change pattern and time in the radio | wireless communication method which concerns on Embodiment 7 of this invention. この発明の実施の形態7に係る無線通信方法における、本発明のノードでのネットワークコーディングおよび出力周波数決定の手順を示すフロー図である。It is a flowchart which shows the procedure of the network coding and the output frequency determination in the node of this invention in the radio | wireless communication method which concerns on Embodiment 7 of this invention.

実施の形態1.
本発明は、無線通信の通信装置(ノード)を通信路(リンク)で接続したネットワークにおいて、発信元ノードから宛先ノードに向けて情報を伝送する通信を行う場合に、情報を効率的に伝送するために使用する技術であるネットワークコーディングと時間毎に通信周波数を変化させる周波数ホッピングとを組み合わせて用いることにより、伝送効率を向上させるとともに伝送情報の秘匿性を高めることが可能な技術である。以下、本発明の実施の形態について図を用いて説明する。
Embodiment 1 FIG.
The present invention efficiently transmits information when performing communication for transmitting information from a source node to a destination node in a network in which communication devices (nodes) for wireless communication are connected by a communication path (link). For this reason, it is possible to improve the transmission efficiency and improve the confidentiality of transmission information by using a combination of network coding, which is a technology used for this purpose, and frequency hopping that changes the communication frequency every time. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、この発明が対象とするネットワークモデルの例を示した図である。図1(a)において、10はネットワークモデル、Nは通信装置であるノード、Lは通信路であるリンクである。図において、個々のノードNやリンクLを特定する必要があるときは、N1、L1のように添え字を添えて示す。この発明では、図1(a)のように、各ノードNが、向き付けられたリンクLで互いに結ばれているネットワークを考える。本発明では、複数のノードNの中に一つの発信元ノードNS1(S: Source)と呼ばれる特別なノードがあるものとし、また、複数のノードNの中に一つまたは複数個の宛先ノードNT(T: Target)と呼ばれる特別なノードがあるものとする。   FIG. 1 is a diagram showing an example of a network model targeted by the present invention. In FIG. 1A, 10 is a network model, N is a node that is a communication device, and L is a link that is a communication path. In the figure, when it is necessary to specify individual nodes N and links L, subscripts such as N1 and L1 are added. In the present invention, as shown in FIG. 1A, consider a network in which each node N is connected to each other by a directed link L. In the present invention, it is assumed that there is a special node called a source node NS1 (S: Source) among a plurality of nodes N, and one or a plurality of destination nodes NT among the plurality of nodes N. Suppose there is a special node called (T: Target).

いま、図1(b)に示すように、図1(a)に示すネットワークモデル10に相当する複数のネットワークモデルが集まって、1つのネットワークモデルを形成しているとする。図1(b)に示す、ネットワークモデル10_1,10_2,…,10_nは、それぞれが、図1(a)に示すネットワークモデル10に相当するものである。このように、複数のネットワークモデルを合わせたものをマルチ周波数ネットワークモデル10MF(MF: Multi−Frequency)と呼ぶ。なお、通常は、マルチ周波数ネットワークモデル10MF内においては、ネットワークモデル10_1,10_2,…,10_nの各々で、互いに異なる周波数f1,f2,…,fnを用いる。   Now, as shown in FIG. 1B, it is assumed that a plurality of network models corresponding to the network model 10 shown in FIG. 1A are gathered to form one network model. Network models 10_1, 10_2,..., 10_n shown in FIG. 1B correspond to the network model 10 shown in FIG. A combination of a plurality of network models is referred to as a multi-frequency network model 10MF (MF: Multi-Frequency). Normally, in the multi-frequency network model 10MF, different frequencies f1, f2,..., Fn are used in each of the network models 10_1, 10_2,.

従来においては、このように、各ネットワークモデル10_1,10_2,…,10_n毎に異なる周波数f1,f2,…,fnが用いられていたが、この発明の本実施の形態1においては、各ネットワークモデル10_1,10_2,…,10_nにおける各リンクL毎に、互いに異なる周波数を用いることとする。また、その周波数は、各リンクL毎に、互いに異なる周波数変化パタンに基づいて、時刻ごとに順次異なる周波数に変化するものとする。詳細については後述する。   Conventionally, different frequencies f1, f2,..., Fn are used for each of the network models 10_1, 10_2,..., 10_n as described above, but in the first embodiment of the present invention, each network model is used. A different frequency is used for each link L in 10_1, 10_2, ..., 10_n. In addition, the frequency is assumed to change sequentially to different frequencies for each link L based on different frequency change patterns for each link L. Details will be described later.

次に、ノードNでの従来の通常のネットワークコーディングの符号化演算手順を、図2および図3について説明する。なお、ここでのノードNとは、発信元ノードNS1から宛先ノードNT1まで情報を伝送する際に、途中の中継ノードとして、符号化演算を施すノードのことである。   Next, a conventional normal network coding encoding operation procedure at the node N will be described with reference to FIGS. Here, the node N is a node that performs an encoding operation as an intermediate relay node when transmitting information from the source node NS1 to the destination node NT1.

図2は、そのような中継ノードとしてのノードNでの符号化演算の手順を示すフロー図である。図2に示すように、発信元ノードNS1から送信された信号が、直接または他の中継ノードNを介して、ノードNに入力されると、当該ノードNは、まず、ステップST11で、入力信号にノードNの符号化行列を乗算し、出力信号を算出する。次に、ステップST12で、算出された出力信号を、各出力リンクLに送信する。この図2の手順について、図3の例を挙げて、さらに詳細に説明する。   FIG. 2 is a flowchart showing the procedure of the encoding operation at the node N as such a relay node. As shown in FIG. 2, when the signal transmitted from the source node NS1 is input to the node N directly or via another relay node N, the node N first receives the input signal in step ST11. Is multiplied by the encoding matrix of node N to calculate the output signal. Next, in step ST12, the calculated output signal is transmitted to each output link L. The procedure of FIG. 2 will be described in more detail with reference to the example of FIG.

図3は、ノードNでの符号化演算を示す図である。図3(a)に示すように、ノードNにおいて、ノードNに入ってくるリンクLの数をh1本、ノードNから出て行くリンクLの数をh2本とする。このとき、h1本のリンクLをそれぞれデータが流れてきて、ノードNに入る。このとき、図3(b)に示すように、ノードNに入ってくるリンクLを流れるデータ(入力信号)をh1次元ベクトルVT2で表し、式(1)の通り、当該h1次元ベクトルVT2(入力信号)に、h2行h1列の行列MT2(符号化行列)を乗算して、h2次元ベクトルVTD2を得る。この処理が、図2のステップST11である。こうして得られたh2次元ベクトルVTD2の成分が、それぞれ、ノードNから出ていくリンクLを流れるデータ(出力信号)になるので、当該h2次元ベクトルVTD2の成分をh2本のリンクLに対し送信する。この処理が、図2のステップST12である。また、従来においては、このときの周波数は、各ネットワークモデル10_1、10_2、…、10_nに対して予め設定されている周波数であり、各リンクにおいては共通であるので、入力信号と同一の周波数で出力を行い、各ノードNにおいて変更するものではない。なお、図3の例では、h1=4(本)、h2=2(本)として、符号化行列MT2を適当な例にとったものを示している。なお、各ノードNの符号化行列は、各ノードN毎に予め設定されているものとする。   FIG. 3 is a diagram illustrating an encoding operation at the node N. As shown in FIG. 3A, in the node N, the number of links L entering the node N is h1, and the number of links L leaving the node N is h2. At this time, data flows through the h1 links L and enters the node N. At this time, as shown in FIG. 3B, the data (input signal) flowing through the link L entering the node N is represented by an h1 dimensional vector VT2, and the h1 dimensional vector VT2 (input) is expressed as in equation (1). Signal) is multiplied by a matrix MT2 (encoding matrix) of h2 rows and h1 columns to obtain an h2D vector VTD2. This process is step ST11 in FIG. The components of the h2D vector VTD2 obtained in this way are data (output signals) flowing through the link L exiting from the node N, so the components of the h2D vector VTD2 are transmitted to the h2 links L. . This process is step ST12 in FIG. Conventionally, the frequency at this time is a frequency set in advance for each of the network models 10_1, 10_2,..., 10_n, and is common to each link. Output is not performed at each node N. In the example of FIG. 3, h1 = 4 (book) and h2 = 2 (book) are used, and the coding matrix MT2 is taken as an appropriate example. Note that the encoding matrix of each node N is set in advance for each node N.

今、巡回する経路がネットワークモデル10内にないと仮定すると、図2および図3に示した処理を各ノードNで順々に繰り返し行うことによって、各リンクLを流れるデータが順次決まっていく。   Assuming that the route to be visited is not present in the network model 10, the data shown in FIGS. 2 and 3 are sequentially repeated at each node N, whereby the data flowing through each link L is sequentially determined.

このようにして、発信元ノードNS1から発信されたデータ(受信情報)が、1以上の中継ノードNを介して送信され、発信時に決められた宛先ノードNT1に到達する。宛先ノードNT1では、受信情報を復号化して、発信元ノードNS1からの送信情報を復元する。   In this way, data (reception information) transmitted from the transmission source node NS1 is transmitted via one or more relay nodes N and reaches the destination node NT1 determined at the time of transmission. The destination node NT1 decrypts the received information and restores the transmission information from the source node NS1.

次に、従来の通常の周波数ホッピングの手順を図4および図5について説明する。図4は、従来の通常の周波数ホッピングの周波数と時間との関係を示すパタン−時間テーブルFTtab0(F: Frequency, T: Time)を示す図であり、図5は、従来の通常の周波数ホッピングの手順を示すフロー図である。   Next, a conventional normal frequency hopping procedure will be described with reference to FIGS. FIG. 4 is a diagram showing a pattern-time table FTtab0 (F: Frequency, T: Time) showing the relationship between the frequency and time of conventional normal frequency hopping, and FIG. 5 is a diagram showing conventional normal frequency hopping. It is a flowchart which shows a procedure.

図4において、横軸ATは時刻、縦軸AFは周波数であり、t1,t2,…,t8はそれぞれ時刻1,2,…,8を表わし、f1,f2,…,f8はそれぞれ周波数1,2,…,8を表わす。図4に示す、テーブルFTtab0において、特定の周波数が使用される時刻がマークされている。例えば、パタン−時間テーブルFTtab0のf8t5がマークされているので、例えば、時刻t5では周波数f8が使用される。同様に、時刻t1では周波数f2、時刻t2では周波数f4、時刻t3では周波数f3、時刻t4では周波数f6、時刻t6では周波数f5、時刻t7では周波数f7、時刻t8では周波数f1が使用される。   4, the horizontal axis AT represents time, the vertical axis AF represents frequency, t1, t2,..., T8 represent times 1, 2,..., 8 respectively, and f1, f2,. 2,... In the table FTtab0 shown in FIG. 4, the time at which a specific frequency is used is marked. For example, since f8t5 of the pattern-time table FTtab0 is marked, for example, the frequency f8 is used at time t5. Similarly, frequency f2 is used at time t1, frequency f4 at time t2, frequency f3 at time t3, frequency f6 at time t4, frequency f5 at time t6, frequency f7 at time t7, and frequency f1 at time t8.

従来の通常の周波数ホッピングにおいては、図4に示すように、周波数ホッピングの周波数と時間との関係を示すテーブルFTtab0を予め用意しておき、図5に示すように、まず、ステップST21で、図4のパタン−時間テーブルFTtab0を参照して、現在の時刻に対応する使用周波数を求め、次に、ステップST21で、求めた使用周波数での通信を行う。   In the conventional normal frequency hopping, as shown in FIG. 4, a table FTtab0 indicating the relationship between the frequency hopping frequency and time is prepared in advance, and as shown in FIG. The pattern-time table FTtab0 in FIG. 4 is referred to, and the use frequency corresponding to the current time is obtained. Next, in step ST21, communication is performed at the obtained use frequency.

従来の通常の周波数ホッピングにおいては、図4に示すように、周波数変化の規則は、発信元ノードから宛先ノードまでのすべてのリンクで共通であり、ある時点でのあるセッションの周波数は同一であるため、ある周波数で長い時間伝送情報を観察していれば、その周波数使用時には伝送情報が見える場合もあるという問題点があった。これに対し、この発明の実施の形態1においては、以下のようにして通信を行う。   In the conventional normal frequency hopping, as shown in FIG. 4, the rule of frequency change is common to all links from the source node to the destination node, and the frequency of a session at a certain time is the same. Therefore, if transmission information is observed for a long time at a certain frequency, there is a problem that the transmission information may be visible when the frequency is used. In contrast, in the first embodiment of the present invention, communication is performed as follows.

この発明の実施の形態1に係る、ノードNでの周波数ホッピングネットワークコーディングの符号化演算および周波数ホッピング手順を、図6、図7、図8、図9について説明する。図6はリンクに周波数変化パタンを付記したネットワーク図、図7は各リンクLのリンク番号と周波数変化パタンとの対応を示すテーブル、図8は周波数変化パタンにおける周波数と時間との関係を示すテーブル、図9は、この発明の実施の形態1における、ノードNでのネットワークコーディングによる符号化演算および周波数ホッピングによる出力周波数決定の手順を示すフロー図である。   The coding operation and frequency hopping procedure of frequency hopping network coding at node N according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIGS. 6, 7, 8, and 9. FIG. 6 is a network diagram in which a frequency change pattern is added to a link, FIG. 7 is a table showing the correspondence between the link number of each link L and the frequency change pattern, and FIG. 8 is a table showing the relationship between frequency and time in the frequency change pattern. FIG. 9 is a flowchart showing a procedure of encoding operation by network coding at node N and output frequency determination by frequency hopping in Embodiment 1 of the present invention.

図6(a),(b)においては、図1のネットワーク図に示したネットワークモデルにおいて、リンクL1,L2,L3,L4,L5,L6,L7に、それぞれ、周波数変化パタンep1,ep2,ep3,ep1,ep2,ep3,ep1を付記しており、各リンクL1,L2,L3,L4,L5,L6,L7で、それぞれ、これらの周波数変化パタンep1,ep2,ep3,ep1,ep2,ep3,ep1が用いられることを示している。   6A and 6B, in the network model shown in the network diagram of FIG. 1, the frequency change patterns ep1, ep2, and ep3 are assigned to the links L1, L2, L3, L4, L5, L6, and L7, respectively. , Ep1, ep2, ep3, ep1 are appended, and in each of the links L1, L2, L3, L4, L5, L6, L7, these frequency change patterns ep1, ep2, ep3, ep1, ep2, ep3, respectively. It shows that ep1 is used.

各リンクL1〜L7と周波数変化パタンep1〜ep3との対応は、図7のリンク−パタン対応表であるリンク−パタン対応テーブルLPtab(L: Link, P: Pattern)に示されている。図7に示すように、対応テーブルLPtabにおいては、各リンクL1〜L7のリンク番号LNoとそれに対して設定された周波数変化パタンのパタン番号PNoとが対応付けられて記憶されている。この対応テーブルLPtabは、ノードNに設けられた記憶装置(図示)等に予め記憶されている。   The correspondence between the links L1 to L7 and the frequency change patterns ep1 to ep3 is shown in a link-pattern correspondence table LPtab (L: Link, P: Pattern) which is a link-pattern correspondence table of FIG. As shown in FIG. 7, in the correspondence table LPtab, the link numbers LNo of the links L1 to L7 and the pattern numbers PNo of the frequency change patterns set for the links are stored in association with each other. The correspondence table LPtab is stored in advance in a storage device (illustrated) provided in the node N.

また、各周波数変化パタンにおいて、各時刻でどの周波数を用いるかは、図8のパタン−時間テーブルPTtab(P: Pattern, T: Time)に、各周波数変化パタン毎に記憶されている。図8において、横軸ATは時刻、縦軸APは周波数変化パタンのパタン番号であり、t1,t2,…,t8はそれぞれ時刻1,2,…,8を表わし、ep1〜ep3,dp1〜dp5は、それぞれ、周波数変化パタンを表わしている。各周波数変化パタンにおける各時刻でどの周波数を用いるかについて、テーブルPTtabの周波数変化パタンep1を例にして、具体的に説明する。テーブルPTtabの周波数変化パタンep1の行をみると、ep1t1がf2になっており、従って、時刻t1では周波数f2が使用されることがわかる。また、同様に、同行のep1t2がf4となっているので、時刻t2では周波数f4が使用されることがわかる。このテーブルPTtabは、ノードNに設けられた記憶装置(図示)等に予め記憶されている。   Further, which frequency is used at each time in each frequency change pattern is stored for each frequency change pattern in the pattern-time table PTtab (P: Pattern, T: Time) in FIG. 8, the horizontal axis AT represents time, the vertical axis AP represents the pattern number of the frequency change pattern, t1, t2,..., T8 represent times 1, 2,..., 8, respectively, ep1 to ep3, dp1 to dp5. Each represents a frequency change pattern. Which frequency is used at each time in each frequency change pattern will be described in detail using the frequency change pattern ep1 of the table PTtab as an example. Looking at the row of the frequency change pattern ep1 of the table PTtab, it can be seen that ep1t1 is f2, and therefore the frequency f2 is used at time t1. Similarly, since ep1t2 of the bank is f4, it can be seen that the frequency f4 is used at time t2. This table PTtab is stored in advance in a storage device (illustrated) or the like provided in the node N.

このように、本実施の形態1においては、図7に示す対応テーブルLPtabと図8に示すテーブルPTtabとを予め用意して、中継ノードであるノードNの記憶装置(図示)等に記憶しておく。そうして、ノードNが入力信号を受信すると、図9に示すように、まず、ノードNは、ステップST31で、入力信号に当該ノードNの符号化行列を乗算して、出力信号を算出する。このときの算出方法は、図3に示した通りでよく、各ノードNの符号化行列は、各ノード毎に予め設定されているものとする。次に、ステップST32で、全出力リンクLの出力信号と周波数とが決定済か否かを判断する。決定済でない場合はステップST33に進み、決定済の場合はステップST36に進む。ステップST33では、図7の対応テーブルLPtabを参照して、当該出力リンクLの周波数変化パタンを求める。ステップST34では、図8のテーブルPTtabを参照して、現在の時刻に対応する当該出力リンクLの周波数を求める。ステップST35では、当該ノードNの次の出力リンクLを考慮してステップST32に戻る。このようにして、ステップST32〜ST35までの処理を繰り返し、全出力リンクLの出力信号と周波数とが決定されたときに、ステップST36で、各出力リンクLに対し、リンク毎にステップST34で求めた周波数を用いてステップST31で求めた出力信号を送信する。   As described above, in the first embodiment, the correspondence table LPtab shown in FIG. 7 and the table PTtab shown in FIG. 8 are prepared in advance and stored in the storage device (illustrated) of the node N that is a relay node. deep. Then, when the node N receives the input signal, as shown in FIG. 9, the node N first calculates the output signal by multiplying the input signal by the encoding matrix of the node N in step ST31. . The calculation method at this time may be as shown in FIG. 3, and the encoding matrix of each node N is set in advance for each node. Next, in step ST32, it is determined whether or not the output signals and frequencies of all the output links L have been determined. If not determined, the process proceeds to step ST33, and if determined, the process proceeds to step ST36. In step ST33, the frequency change pattern of the output link L is obtained with reference to the correspondence table LPtab of FIG. In step ST34, the frequency of the output link L corresponding to the current time is obtained with reference to the table PTtab of FIG. In step ST35, the next output link L of the node N is considered and the process returns to step ST32. In this way, when the processing from steps ST32 to ST35 is repeated and the output signals and frequencies of all the output links L are determined, in step ST36, each output link L is obtained for each link in step ST34. The output signal obtained in step ST31 is transmitted using the determined frequency.

次に、この発明の本実施の形態1における、周波数と時間との関係を、図10および図11〜図18を用いて説明する。図10は、この発明の実施の形態1における周波数と時間との関係を示すテーブルFmTtab(F: Frequency, m: multi, T: Time)を示す。図10(a)において、横軸ATは時刻、縦軸AFは周波数であり、t1,t2,…,t8は、それぞれ、時刻1,2,…,8を表わし、f1,f2,…,f8は、それぞれ、周波数1,2,…,8を表わす。図10に示すテーブルFmTtabにおいては、各周波数パタンep1,ep2,ep3,dp1,dp2,dp3,dp4,dp5が使用される時刻が、各々の周波数パタンep1,ep2,ep3,dp1,dp2,dp3,dp4,dp5に付された記号によりマークされている。当該記号については、図10(b)を参照されたい。図10(a)において、例えば、テーブルFmTtabの周波数f8の行では、時刻t1がep2(f8t1)、時刻t2が周波数パタンdp4(f8t2)、時刻t3が周波数パタンdp5(f8t3)、時刻t4が周波数パタンdp3(f8t4)、時刻t5が周波数パタンep1(f8t5)、時刻t6が周波数パタンdp2(f8t6)、時刻t7が周波数パタンep3(f8t7)、時刻t8が周波数パタンdp1(f8t8)であることがわかる。   Next, the relationship between frequency and time in the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 10 and 11 to 18. FIG. 10 shows a table FmTtab (F: Frequency, m: multi, T: Time) showing the relationship between frequency and time in the first embodiment of the present invention. 10A, the horizontal axis AT is time, the vertical axis AF is frequency, t1, t2,..., T8 represent times 1, 2,..., 8, respectively, f1, f2,. Represent frequencies 1, 2,..., 8, respectively. In the table FmTtab shown in FIG. 10, the time at which each frequency pattern ep1, ep2, ep3, dp1, dp2, dp3, dp4, dp5 is used is the frequency pattern ep1, ep2, ep3, dp1, dp2, dp3. Marked by the symbols attached to dp4 and dp5. See FIG. 10B for the symbols. 10A, for example, in the row of the frequency f8 of the table FmTtab, the time t1 is ep2 (f8t1), the time t2 is the frequency pattern dp4 (f8t2), the time t3 is the frequency pattern dp5 (f8t3), and the time t4 is the frequency. It can be seen that the pattern dp3 (f8t4), the time t5 is the frequency pattern ep1 (f8t5), the time t6 is the frequency pattern dp2 (f8t6), the time t7 is the frequency pattern ep3 (f8t7), and the time t8 is the frequency pattern dp1 (f8t8). .

図10(b)で示されているように、周波数変化パタンep1,ep2,ep3は、図6の各リンクL1〜L7のいずれかで使用されている実効情報EIF用の周波数変化パタンであり、一方、周波数パタンdp1,dp2,dp3,dp4,dp5は、図6で使用されていないダミー情報DIF用の周波数変化パタンである。ダミー情報DIFは、盗聴者を混乱するために挿入する。例えば、盗聴者が、図10の周波数f8を盗聴したとすると、時刻t1,t2,…,t8で、それぞれ、周波数パタンep2,dp4,dp5,dp3,ep1,dp2,ep3,dp1を得る。このうち有効なのは、時刻t1のep2、時刻t5のep1、時刻t7のep3であるが、これらの信号はダミー信号と混在しているため、実効信号を抽出することは困難である。ここで、ダミー情報DIFが実効情報EIFに比べて多ければ、実効信号EIFの抽出は困難になるが、通信資源の利用効率は低くなる。逆に、実効情報EIFがダミー情報DIFに比べて多ければ、通信資源の利用効率は高くなるが、実効信号EIFの抽出は容易になる。従って、この発明の実施の形態1においては、実効情報EIFとダミー情報DIFとの割合を設定する割合設定手段(割合設定ステップ)を各ノードNに備えて、当該割合を変えることにより、伝送効率と秘匿性のトレードオフを選択する。すなわち、使用時の可使用帯域や使用者の秘匿性の要求に基づき、適切な割合を適宜選択する。また、極端な場合として、ダミー情報DIFは全く挿入しなくても、時刻によって周波数パタンを変更するようにしたので、実効情報EIFのみでも盗聴者を混乱する効果は得られる。なお、ダミー情報DIFは、図6のリンクL1〜L7以外の別のリンクを構築して送信する。   As shown in FIG. 10B, the frequency change patterns ep1, ep2, and ep3 are frequency change patterns for effective information EIF used in any of the links L1 to L7 in FIG. On the other hand, the frequency patterns dp1, dp2, dp3, dp4, dp5 are frequency change patterns for dummy information DIF which are not used in FIG. The dummy information DIF is inserted to confuse the eavesdropper. For example, if the eavesdropper eavesdrops on the frequency f8 in FIG. 10, the frequency patterns ep2, dp4, dp5, dp3, ep1, dp2, ep3, dp1 are obtained at times t1, t2,. Of these, ep2 at time t1, ep1 at time t5, and ep3 at time t7 are effective. However, since these signals are mixed with dummy signals, it is difficult to extract an effective signal. Here, if the dummy information DIF is larger than the effective information EIF, it is difficult to extract the effective signal EIF, but the utilization efficiency of communication resources is lowered. Conversely, if the effective information EIF is larger than the dummy information DIF, the utilization efficiency of communication resources is increased, but the effective signal EIF can be easily extracted. Therefore, in Embodiment 1 of the present invention, each node N is provided with a ratio setting means (ratio setting step) for setting the ratio between the effective information EIF and the dummy information DIF, and the transmission efficiency is changed by changing the ratio. And trade-off trade-offs. That is, an appropriate ratio is appropriately selected based on the available bandwidth at the time of use and the confidentiality requirement of the user. Further, as an extreme case, since the frequency pattern is changed according to the time even if no dummy information DIF is inserted, the effect of confusing an eavesdropper can be obtained only by the effective information EIF. The dummy information DIF is transmitted by constructing another link other than the links L1 to L7 in FIG.

図11〜図18は、図10のなかの各周波数変化パタンを抜き出したものである。図11は、図10の内の周波数変化パタンep1を示す図、図12は、図10の内の周波数変化パタンep2を示す図、図13は、図10の内の周波数変化パタンep3を示す図、図14は、図10の内の周波数変化パタンdp1を示す図、図15は、図10の内の周波数変化パタンdp2を示す図、図16は、図10の内の周波数変化パタンdp3を示す図、図17は、図10の内の周波数変化パタンdp4を示す図、図18は、図10の内の周波数変化パタンdp5を示す図である。   11 to 18 show the frequency change patterns extracted from FIG. 11 is a diagram showing the frequency change pattern ep1 in FIG. 10, FIG. 12 is a diagram showing the frequency change pattern ep2 in FIG. 10, and FIG. 13 is a diagram showing the frequency change pattern ep3 in FIG. 14 shows the frequency change pattern dp1 in FIG. 10, FIG. 15 shows the frequency change pattern dp2 in FIG. 10, and FIG. 16 shows the frequency change pattern dp3 in FIG. 17 is a diagram showing the frequency change pattern dp4 in FIG. 10, and FIG. 18 is a diagram showing the frequency change pattern dp5 in FIG.

図7の対応テーブルLPtabと図11〜図18を併せてみると、リンクL1とL7においては図11の周波数変化パタンで送信を行い、リンクL2とL5においては図12の周波数変化パタンで送信を行い、リンクL3とL6においては図13の周波数変化パタンで送信を行うことがわかる。また、必要に応じて、別のリンクを構築して、図14〜図18の周波数変化パタンの一部または全部を用いて、ダミー情報DIFを送信する。   When the correspondence table LPtab of FIG. 7 and FIGS. 11 to 18 are combined, the links L1 and L7 transmit with the frequency change pattern of FIG. 11, and the links L2 and L5 transmit with the frequency change pattern of FIG. It can be seen that transmission is performed on the links L3 and L6 with the frequency change pattern of FIG. Further, if necessary, another link is constructed, and the dummy information DIF is transmitted using a part or all of the frequency change patterns of FIGS.

図19は、従来の通常の周波数ホッピング、従来の通常のネットワークコーディング、この発明の実施の形態1に係る周波数ホッピングネットワークコーディングの比較をまとめたテーブルFHNCtab(FH: Frequency Hopping, NC: Network Coding)を示す図である。図に示すように、通常の周波数ホッピングでは、時間毎に周波数の変更を行うが、中継ノード毎に出力周波数の変更はしない。また、中継ノードでの符号化演算も行わない。また、通常のネットワークコーディングでは、中継ノードでの符号化演算を行うが、時間毎に周波数を変更することはしない。一方、この発明の実施の形態1に係る周波数ホッピングネットワークコーディングでは、中継ノードで符号化演算を行うとともに、各中継ノードで出力リンクおよび現在時刻に対応させて出力周波数を順次変更していく。これにより、ネットワークコーディングの効果による伝送効率向上を実現しながらリンク毎の周波数ホッピングによる盗聴者に対する伝送情報の秘匿性が向上する。なお、中継ノードでの符号化演算の一例として、入力信号がそのまま出力信号として出力する場合もあり得る。   FIG. 19 shows a table FHNCtab (FH: Frequency Hopping, NC: Network Coding) that summarizes comparison of conventional normal frequency hopping, conventional normal network coding, and frequency hopping network coding according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. As shown in the figure, in normal frequency hopping, the frequency is changed every time, but the output frequency is not changed for each relay node. Also, the encoding operation at the relay node is not performed. In normal network coding, encoding operation is performed at the relay node, but the frequency is not changed every time. On the other hand, in the frequency hopping network coding according to Embodiment 1 of the present invention, encoding operations are performed at the relay nodes, and the output frequency is sequentially changed at each relay node in accordance with the output link and the current time. Thereby, the confidentiality of the transmission information with respect to an eavesdropper by the frequency hopping for every link improves, improving the transmission efficiency by the effect of network coding. As an example of the encoding operation at the relay node, the input signal may be output as it is as the output signal.

次に、図20について、この発明の実施の形態1による周波数ホッピングネットワークコーディング方式により、盗聴者に対する秘匿性の向上だけでなく、ネットワークコーディングの伝送効率も向上する可能性が大きいことを示す。   Next, FIG. 20 shows that the frequency hopping network coding scheme according to the first embodiment of the present invention is highly likely to improve not only the secrecy of an eavesdropper but also the transmission efficiency of network coding.

図20は、この発明の実施の形態1による、周波数ホッピングネットワークコーディングの伝送効率向上の様子を示すネットワーク図である。ネットワークコーディングでは、ネットワークトポロジーの構成が複雑になるほどその伝送効率が向上すると一般に言われている。この発明の実施の形態1による、周波数ホッピングネットワークコーディング方式では、図20の10MFbに示すように、複数の周波数の使用により、ネットワークトポロジーの構成が複雑になるので、ネットワークコーディングの効果により、伝送効率も向上する可能性が大きい。   FIG. 20 is a network diagram showing a state of improving the transmission efficiency of frequency hopping network coding according to Embodiment 1 of the present invention. In network coding, it is generally said that the transmission efficiency improves as the configuration of the network topology becomes more complicated. In the frequency hopping network coding system according to the first embodiment of the present invention, as shown by 10 MFb in FIG. 20, the configuration of the network topology becomes complicated due to the use of a plurality of frequencies. There is a great potential for improvement.

以上のように、この発明の実施の形態1によれば、ネットワークコーディングと周波数ホッピングとを組み合わせて、中継ノードにおいて符号化演算とともに出力リンク毎の周波数変換を行い、さらに、ダミー情報も混合することにより、外部からの盗聴者に対する伝送情報の秘匿性が向上するとともに、複数周波数使用によるネットワークトポロジーの複雑化により、ネットワークコーディングの効果による伝送効率向上も実現できる。   As described above, according to the first embodiment of the present invention, the network coding and the frequency hopping are combined, the frequency conversion for each output link is performed together with the encoding operation in the relay node, and the dummy information is also mixed. As a result, the confidentiality of transmission information with respect to an eavesdropper from outside can be improved, and the transmission efficiency can be improved due to the effect of network coding by making the network topology complicated by using multiple frequencies.

なお、上記の説明においては、図6に示すように、各ネットワークモデル10_1,10_2,…,10_8間で対応するリンクにおいて共通の周波数変化パタンep1〜ep3を使用する例について説明した。すなわち、ネットワークモデル10_1のリンクL1と、ネットワークモデル10_2のリンクL1と、…、ネットワークモデル10_8のリンクL1とが同じ周波数を用いる例について説明した。しかしながら、その場合に限らず、各ネットワークモデル10_1,10_2,…,10_8毎に図7に示す対応テーブルLPtabを別個に作り、ネットワークモデル10_1,10_2,…,10_8間において、対応するリンクどうしが互いに異なる周波数変化パタンを使用するようにすれば、さらに盗聴が困難となり、盗聴者に対する秘匿性が向上する。また、周波数変化パタンの個数(バリエーション)をさらに増やすようにすれば、さらに、盗聴者に対する秘匿性が向上する。   In the above description, as shown in FIG. 6, the example in which the common frequency change patterns ep1 to ep3 are used in the corresponding links between the network models 10_1, 10_2,. That is, the example in which the link L1 of the network model 10_1, the link L1 of the network model 10_2,..., And the link L1 of the network model 10_8 use the same frequency has been described. However, the present invention is not limited to this, and a correspondence table LPtab shown in FIG. 7 is created separately for each network model 10_1, 10_2,..., 10_8, and corresponding links between the network models 10_1, 10_2,. If different frequency change patterns are used, eavesdropping becomes more difficult, and the secrecy of the eavesdropper is improved. Further, if the number of frequency change patterns (variations) is further increased, the confidentiality of the eavesdropper is further improved.

実施の形態2.
図21は、この発明が対象とするネットワークモデルの他の例を示した図である。図21(a)において、10はネットワークモデル、Nは通信装置であるノード、Lは通信路であるリンクである。図において、個々のノードNやリンクLを特定する必要があるときは、N1、L1のように添え字を添えて示す。本実施の形態においても、実施の形態1と同様に、図21(a)のように、各ノードNが、向き付けられたリンクLで互いに結ばれているネットワークを考える。また、本実施の形態においても、実施の形態1と同様に、複数のノードNの中に一つの発信元ノードNS1(S: Source)と呼ばれる特別なノードがあるものとし、また、複数のノードNの中に一つまたは複数個の宛先ノードNT1,NT2(T: Target)と呼ばれる特別なノードがあるものとする。
Embodiment 2. FIG.
FIG. 21 is a diagram showing another example of the network model targeted by the present invention. In FIG. 21A, 10 is a network model, N is a node that is a communication device, and L is a link that is a communication path. In the figure, when it is necessary to specify individual nodes N and links L, subscripts such as N1 and L1 are added. Also in the present embodiment, as in the first embodiment, consider a network in which each node N is connected to each other by a directed link L as shown in FIG. Also in the present embodiment, as in the first embodiment, it is assumed that there is a special node called a source node NS1 (S: Source) among a plurality of nodes N, and a plurality of nodes It is assumed that there is a special node called one or a plurality of destination nodes NT1, NT2 (T: Target) in N.

いま、図21(b)に示すように、図21(a)に示すネットワークモデル10に相当する複数のネットワークモデルが集まって、1つのマルチ周波数ネットワークモデル10MFを形成しているとする。図21(b)において、ネットワークモデル10_1,10_2,…,10_nは、それぞれが、図21(a)に示すネットワークモデル10に相当するものである。   Now, as shown in FIG. 21B, it is assumed that a plurality of network models corresponding to the network model 10 shown in FIG. 21A are gathered to form one multi-frequency network model 10MF. In FIG. 21B, network models 10_1, 10_2,..., 10_n respectively correspond to the network model 10 shown in FIG.

上記の実施の形態1においては、各ネットワークモデル10_1,10_2,…,10_nにおける各リンクL毎に互いに異なる周波数を用いていたが、本実施の形態2においては、各ネットワークモデル10_1,10_2,…,10_nにおける各ノードN毎に、互いに異なる周波数を用いることとする。また、その周波数は、各ノードN毎に、互いに異なる周波数変化パタンに基づいて、時刻ごとに順次異なる周波数に変化するものとする。詳細については後述する。   In the first embodiment, different frequencies are used for the respective links L in the network models 10_1, 10_2,..., 10_n, but in the second embodiment, the network models 10_1, 10_2,. , 10_n, a different frequency is used for each node N. In addition, the frequency changes to a different frequency sequentially for each node N based on different frequency change patterns for each node N. Details will be described later.

なお、従来のノードNでの通常のネットワークコーディングの符号化演算手順については、図2および図3について上述した通りであり、従来の通常の周波数ホッピングの手順については、図4および図5について上述した通りであるので、ここでは説明しないが、従来の通常の周波数ホッピングにおいては、図4に示すように、周波数変化の規則は、発信元ノードから宛先ノードまでのすべてのリンクで共通であり、ある時点でのあるセッションの周波数は同一であるため、ある周波数で長い時間伝送情報を観察していれば、その周波数使用時には伝送情報が見える場合もあるという問題点があった。これに対し、この発明の実施の形態2においては、以下のようにして通信を行う。   Note that the conventional network coding encoding operation procedure at the node N is as described above with reference to FIGS. 2 and 3, and the conventional normal frequency hopping procedure is as described above with reference to FIGS. 4 and 5. Therefore, although not described here, in the conventional normal frequency hopping, as shown in FIG. 4, the frequency change rule is common to all links from the source node to the destination node, Since the frequency of a session at a certain point in time is the same, if transmission information is observed for a long time at a certain frequency, the transmission information may be visible when the frequency is used. In contrast, in the second embodiment of the present invention, communication is performed as follows.

この発明の実施の形態2に係る、ノードNでの周波数ホッピングネットワークコーディングの符号化演算および周波数ホッピング手順を、図22、図23、図24、図25について説明する。図22はノードにより異なる周波数変化パタンを使用することを示したネットワーク図、図23は各ノードNのノード番号と周波数変化パタンとの対応を示すテーブル、図24は周波数変化パタンにおける周波数と時間との関係を示すテーブル、図25は、この発明の実施の形態2における、ノードNでのネットワークコーディングによる符号化演算および周波数ホッピングによる出力周波数決定の手順を示すフロー図である。   The coding operation and frequency hopping procedure of frequency hopping network coding at node N according to Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to FIG. 22, FIG. 23, FIG. 24, and FIG. FIG. 22 is a network diagram showing that different frequency change patterns are used depending on the node, FIG. 23 is a table showing the correspondence between the node number of each node N and the frequency change pattern, and FIG. 24 is the frequency and time in the frequency change pattern. FIG. 25 is a flowchart showing the procedure of coding operation by network coding at node N and output frequency determination by frequency hopping in Embodiment 2 of the present invention.

図22(a),(b)においては、図21のネットワーク図に示したネットワークモデルにおいて、ノードNS1,N2,N7(NT2)で、それぞれ、周波数変化パタンep1,ep2,ep7が用いられることを示している。   22A and 22B, in the network model shown in the network diagram of FIG. 21, the frequency change patterns ep1, ep2, and ep7 are used in the nodes NS1, N2, and N7 (NT2), respectively. Show.

各ノードNS1,N2,N3,N4,N5,N6(NT1),N7(NT2)と周波数変化パタンep1〜ep7との対応は、図23のノード−パタン対応表であるノード−パタン対応テーブルNPtab(N: Node, P: Pattern)に示されている。図23に示すように、対応テーブルNPtabにおいては、各ノードN1〜N7のリンク番号NNoとそれに対して設定された周波数変化パタンのパタン番号PNoとが対応付けられて記憶されている。この対応テーブルNPtabは、ノードNに設けられた記憶装置(図示)等に予め記憶されているか、あるいはヘッダ等に記載して各ノードに通知される。   The correspondence between the nodes NS1, N2, N3, N4, N5, N6 (NT1), N7 (NT2) and the frequency change patterns ep1 to ep7 is the node-pattern correspondence table NPtab (node-pattern correspondence table in FIG. 23). N: Node, P: Pattern). As shown in FIG. 23, in the correspondence table NPtab, the link numbers NNo of the nodes N1 to N7 and the pattern numbers PNo of the frequency change patterns set for the nodes are stored in association with each other. This correspondence table NPtab is stored in advance in a storage device (illustrated) or the like provided in the node N, or is described in a header or the like and notified to each node.

また、各周波数変化パタンにおいて、各時刻でどの周波数を用いるかは、図24のパタン−時間テーブルPTtab(P: Pattern, T: Time)に、各周波数変化パタン毎に記憶されている。図24において、横軸ATは時刻、縦軸APは周波数変化パタンのパタン番号であり、t1,t2,…,t8はそれぞれ時刻1,2,…,8を表わし、ep1〜ep8は、それぞれ、周波数変化パタンを表わしている。各周波数変化パタンにおける各時刻でどの周波数を用いるかについて、テーブルPTtabの周波数変化パタンep1を例にして、具体的に説明する。テーブルPTtabの周波数変化パタンep1の行をみると、ep1t1がf2になっており、従って、時刻t1では周波数f2が使用されることがわかる。また、同様に、同行のep1t2がf4となっているので、時刻t2では周波数f4が使用されることがわかる。このテーブルPTtabは、ノードNに設けられた記憶装置(図示していない)等に予め記憶されている。   Also, which frequency is used at each time in each frequency change pattern is stored for each frequency change pattern in the pattern-time table PTtab (P: Pattern, T: Time) in FIG. 24, the horizontal axis AT is the time, the vertical axis AP is the pattern number of the frequency change pattern, t1, t2,..., T8 represent times 1, 2,..., 8, respectively, and ep1 to ep8 are respectively This represents a frequency change pattern. Which frequency is used at each time in each frequency change pattern will be described in detail using the frequency change pattern ep1 of the table PTtab as an example. Looking at the row of the frequency change pattern ep1 of the table PTtab, it can be seen that ep1t1 is f2, and therefore the frequency f2 is used at time t1. Similarly, since ep1t2 of the bank is f4, it can be seen that the frequency f4 is used at time t2. This table PTtab is stored in advance in a storage device (not shown) or the like provided in the node N.

このように、本実施の形態2においては、図23に示す対応テーブルNPtabと図24に示すテーブルPTtabとを予め用意して、中継ノードであるノードNの記憶装置(図示していない)等に記憶しておく。そうして、ノードNが入力信号を受信すると、図25に示すように、まず、ノードNは、ステップST41で、入力信号に当該ノードNの符号化行列を乗算して、出力信号を算出する。このときの算出方法は、図3に示した通りでよく、各ノードNの符号化行列は、各ノード毎に予め設定されているものとする。次に、ステップST42で、図23の対応テーブルNPtabを参照して、当該ノードNの周波数変化パタンを求める。ステップST43では、図24のテーブルPTtabを参照して、現在の時刻に対応する当該ノードNの出力周波数を求める。ステップST44で、求めた出力周波数を用いて出力信号を送信する。   As described above, in the second embodiment, the correspondence table NPtab shown in FIG. 23 and the table PTtab shown in FIG. 24 are prepared in advance and stored in a storage device (not shown) of the node N that is a relay node. Remember. Then, when the node N receives the input signal, as shown in FIG. 25, the node N first calculates the output signal by multiplying the input signal by the encoding matrix of the node N in step ST41. . The calculation method at this time may be as shown in FIG. 3, and the encoding matrix of each node N is set in advance for each node. Next, in step ST42, the frequency change pattern of the node N is obtained with reference to the correspondence table NPtab of FIG. In step ST43, the output frequency of the node N corresponding to the current time is obtained with reference to the table PTtab of FIG. In step ST44, an output signal is transmitted using the obtained output frequency.

次に、この発明の本実施の形態2における、周波数と時間との関係を、図26および図27〜図34を用いて説明する。図26は、この発明の実施の形態2における周波数と時間との関係を示すテーブルFmTtab(F: Frequency, m: multi, T: Time)を示す。図26(a)において、横軸ATは時刻、縦軸AFは周波数であり、t1,t2,…,t8は、それぞれ、時刻1,2,…,8を表わし、f1,f2,…,f8は、それぞれ、周波数1,2,…,8を表わす。図26に示すテーブルFmTtabにおいては、各周波数パタンep1,ep2,ep3,ep4,ep5,ep6,ep7,ep8が使用される時刻が、各々の周波数パタンep1,ep2,ep3,ep4,ep5,ep6,ep7,ep8に付された記号によりマークされている。当該記号については、図26(b)を参照されたい。図26(a)において、例えば、テーブルFmTtabの周波数f8の行では、時刻t1がep2(f8t1)、時刻t2が周波数パタンep7(f8t2)、時刻t3が周波数パタンep8(f8t3)、時刻t4が周波数パタンep6(f8t4)、時刻t5が周波数パタンep1(f8t5)、時刻t6が周波数パタンep5(f8t6)、時刻t7が周波数パタンep3(f8t7)、時刻t8が周波数パタンep4(f8t8)であることがわかる。   Next, the relationship between frequency and time in the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 26 and FIGS. FIG. 26 shows a table FmTtab (F: Frequency, m: multi, T: Time) showing the relationship between frequency and time in Embodiment 2 of the present invention. In FIG. 26 (a), the horizontal axis AT represents time, the vertical axis AF represents frequency, t1, t2,..., T8 represent times 1, 2,. Represent frequencies 1, 2,..., 8, respectively. In the table FmTtab shown in FIG. 26, the time at which each frequency pattern ep1, ep2, ep3, ep4, ep5, ep6, ep7, ep8 is used is the frequency pattern ep1, ep2, ep3, ep4, ep5, ep6. Marked by symbols attached to ep7 and ep8. For the symbols, refer to FIG. In FIG. 26A, for example, in the row of the frequency f8 of the table FmTtab, the time t1 is ep2 (f8t1), the time t2 is the frequency pattern ep7 (f8t2), the time t3 is the frequency pattern ep8 (f8t3), and the time t4 is the frequency. It can be seen that the pattern ep6 (f8t4), the time t5 is the frequency pattern ep1 (f8t5), the time t6 is the frequency pattern ep5 (f8t6), the time t7 is the frequency pattern ep3 (f8t7), and the time t8 is the frequency pattern ep4 (f8t8). .

図27〜図34は、図26のなかの各周波数変化パタンを抜き出したものである。図27は、図26の内の周波数変化パタンep1を示す図、図28は、図26の内の周波数変化パタンep2を示す図、図29は、図26の内の周波数変化パタンep3を示す図、図30は、図26の内の周波数変化パタンep4を示す図、図31は、図26の内の周波数変化パタンep5を示す図、図32は、図26の内の周波数変化パタンep6を示す図、図33は、図26の内の周波数変化パタンep7を示す図、図34は、図26の内の周波数変化パタンep8を示す図である。   27 to 34 show the frequency change patterns extracted from FIG. 27 is a diagram showing the frequency change pattern ep1 in FIG. 26, FIG. 28 is a diagram showing the frequency change pattern ep2 in FIG. 26, and FIG. 29 is a diagram showing the frequency change pattern ep3 in FIG. 30 shows the frequency change pattern ep4 in FIG. 26, FIG. 31 shows the frequency change pattern ep5 in FIG. 26, and FIG. 32 shows the frequency change pattern ep6 in FIG. FIG. 33 is a diagram showing the frequency change pattern ep7 in FIG. 26, and FIG. 34 is a diagram showing the frequency change pattern ep8 in FIG.

図35は、図24と図26に対応する図を並べて記したものであり、図24から図34と同様のことを示している。   FIG. 35 shows diagrams corresponding to FIG. 24 and FIG. 26 side by side, and shows the same thing as FIG. 24 to FIG.

図23の対応テーブルNPtabと図27〜図34および図35を併せてみると、この実施の形態2においては、全てのノードにおいて異なる周波数パタンで送信を行っている。しかし、ノード間が十分に離れており、干渉を起こさない場合は、同じ周波数パタンを使用してもよい。   When the correspondence table NPtab of FIG. 23 is combined with FIGS. 27 to 34 and FIG. 35, in the second embodiment, transmission is performed with different frequency patterns in all nodes. However, the same frequency pattern may be used when the nodes are sufficiently separated and do not cause interference.

図36は、従来の通常の周波数ホッピング、従来の通常のネットワークコーディング、この発明の実施の形態2に係る周波数ホッピングネットワークコーディングの比較をまとめたテーブルFHNCtab(FH: Frequency Hopping, NC: Network Coding)を示す図である。図に示すように、通常の周波数ホッピングでは、時間毎に周波数の変更を行うが、中継ノード毎に出力周波数の変更はしない。また、中継ノードでの符号化演算も行わない。また、通常のネットワークコーディングでは、中継ノードでの符号化演算を行うが、時間毎に周波数を変更することはしない。一方、この発明の実施の形態2に係る周波数ホッピングネットワークコーディングでは、中継ノードで符号化演算を行うとともに、各中継ノードで現在時刻に対応させて出力周波数を順次変更していく。これにより、ネットワークコーディングの効果による伝送効率向上を実現しながらリンク毎の周波数ホッピングによる盗聴者に対する伝送情報の秘匿性が向上する。なお、中継ノードでの符号化演算の一例として、入力信号がそのまま出力信号として出力する場合もあり得る。   FIG. 36 shows a table FHNCtab (FH: Frequency Hopping, NC: Network Coding) that summarizes comparison of conventional normal frequency hopping, conventional normal network coding, and frequency hopping network coding according to Embodiment 2 of the present invention. FIG. As shown in the figure, in normal frequency hopping, the frequency is changed every time, but the output frequency is not changed for each relay node. Also, the encoding operation at the relay node is not performed. In normal network coding, encoding operation is performed at the relay node, but the frequency is not changed every time. On the other hand, in frequency hopping network coding according to Embodiment 2 of the present invention, encoding operations are performed at relay nodes, and output frequencies are sequentially changed at each relay node in accordance with the current time. Thereby, the confidentiality of the transmission information with respect to an eavesdropper by the frequency hopping for every link improves, improving the transmission efficiency by the effect of network coding. As an example of the encoding operation at the relay node, the input signal may be output as it is as the output signal.

次に、図37について、この発明の実施の形態1による周波数ホッピングネットワークコーディング方式により、盗聴者に対する秘匿性の向上だけでなく、ネットワークコーディングの伝送効率も向上する可能性が大きいことを示す。   Next, FIG. 37 shows that the frequency hopping network coding scheme according to the first embodiment of the present invention has a high possibility of improving not only the confidentiality of an eavesdropper but also the transmission efficiency of network coding.

図37は、この発明の実施の形態2による、周波数ホッピングネットワークコーディングにおいて、ネットワークモデル10_1のNS1、ネットワークモデル10_2のN3、ネットワークモデル10_nのそれぞれの周辺で、無線の同報性により複数の隣接ノードに送信信号が同時に到達する様子を示すネットワーク図である。ネットワークコーディングでは、無線の同報性を考慮することにより、その伝送効率は一段と向上すると一般に言われている。この発明の実施の形態1による、周波数ホッピングネットワークコーディング方式では、図37の10MFCに示すように、無線の同報性を利用した上に、複数の周波数を使用するので、伝送効率が向上する可能性が大きい。   FIG. 37 shows a plurality of adjacent nodes in the frequency hopping network coding according to the second embodiment of the present invention due to radio broadcast performance around each of NS1 of network model 10_1, N3 of network model 10_2, and network model 10_n. It is a network diagram which shows a mode that a transmission signal reaches | attains simultaneously. In network coding, it is generally said that the transmission efficiency is further improved by considering wireless broadcast performance. In the frequency hopping network coding system according to the first embodiment of the present invention, as shown in 10MFC in FIG. 37, since a plurality of frequencies are used in addition to the use of wireless broadcasting, transmission efficiency can be improved. The nature is great.

以上のように、この発明の実施の形態2によれば、ネットワークコーディングと周波数ホッピングとを組み合わせて、中継ノードにおいて符号化演算とともに周波数変換を行うことにより、外部からの盗聴者に対する伝送情報の秘匿性が向上するとともに、無線の同報性の利用により、ネットワークコーディングの効果による伝送効率向上も実現できる。   As described above, according to the second embodiment of the present invention, transmission information is concealed from an eavesdropper from the outside by combining network coding and frequency hopping and performing frequency conversion together with encoding operation at a relay node. In addition, the transmission efficiency can be improved due to the effect of network coding.

実施の形態3.
本実施の形態においては、対象とするネットワークモデルの例として、上述の実施の形態2と同様に、図21に示したものを挙げて説明する。図21における符号の説明は上述した通りであるので、ここでは説明を省略する。本実施の形態においては、実施の形態2と同様に、図21(a)のように、各ノードNが、向き付けられたリンクLで互いに結ばれているネットワークを考える。また、実施の形態2と同様に、複数のノードNの中に一つの発信元ノードNS1(S: Source)と呼ばれる特別なノードがあるものとし、また、複数のノードNの中に一つまたは複数個の宛先ノードNT1,NT2(T: Target)と呼ばれる特別なノードがあるものとする。
Embodiment 3 FIG.
In the present embodiment, as an example of a target network model, the one illustrated in FIG. 21 will be described as in the second embodiment. Since the reference numerals in FIG. 21 are as described above, the description thereof is omitted here. In the present embodiment, as in the second embodiment, consider a network in which each node N is connected to each other by a directed link L as shown in FIG. Similarly to the second embodiment, it is assumed that there is a special node called a source node NS1 (S: Source) in the plurality of nodes N, and one or more in the plurality of nodes N It is assumed that there are special nodes called a plurality of destination nodes NT1, NT2 (T: Target).

本実施の形態においては、実施の形態2と同様に、図21(b)に示すように、図21(a)に示すネットワークモデル10に相当する複数のネットワークモデルが集まって、1つのマルチ周波数ネットワークモデル10MFを形成しているとする。   In the present embodiment, as in the second embodiment, as shown in FIG. 21B, a plurality of network models corresponding to the network model 10 shown in FIG. Assume that a network model 10MF is formed.

また、各ネットワークモデル10_1,10_2,…,10_nにおける各ノードN毎に、互いに異なる周波数を用いることとする。また、その周波数は、各ノードN毎に、互いに異なる周波数変化パタンに基づいて、時刻ごとに順次異なる周波数に変化するものとする。詳細については後述する。   Further, a different frequency is used for each node N in each network model 10_1, 10_2,. In addition, the frequency changes to a different frequency sequentially for each node N based on different frequency change patterns for each node N. Details will be described later.

なお、従来のノードNでの通常のネットワークコーディングの符号化演算手順については、図2および図3について述べた通りであり、従来の通常の周波数ホッピングの手順については、図4および図5について述べた通りであるので、ここでは説明しないが、従来の通常の周波数ホッピングにおいては、図4に示すように、周波数変化の規則は、発信元ノードから宛先ノードまでのすべてのリンクで共通であり、ある時点でのあるセッションの周波数は同一であるため、ある周波数で長い時間伝送情報を観察していれば、その周波数使用時には伝送情報が見える場合もあるという問題点があった。   The conventional network coding encoding operation procedure at the node N is as described with reference to FIGS. 2 and 3, and the conventional normal frequency hopping procedure is described with reference to FIGS. However, in the conventional normal frequency hopping, as shown in FIG. 4, the frequency change rule is common to all links from the source node to the destination node. Since the frequency of a session at a certain point in time is the same, if transmission information is observed for a long time at a certain frequency, the transmission information may be visible when the frequency is used.

これに対し、上記の実施の形態2においては、上述した通り、ネットワークコーディングと周波数ホッピングとを組み合わせて、中継ノードにおいて符号化演算とともに周波数変換を行うことにより、外部からの盗聴者に対する伝送情報の秘匿性を向上させている。   On the other hand, in the second embodiment, as described above, by combining network coding and frequency hopping and performing frequency conversion together with encoding operation at the relay node, transmission information for an eavesdropper from the outside can be obtained. Improves confidentiality.

上記の実施の形態2では、各時刻において滞留する時間、すなわち、ある1つの周波数を継続して用いる時間(以下、滞留時間と呼ぶ。)が一定であったが、本実施の形態ではその滞留時間を可変とする。以下、本実施の形態について説明する。   In the second embodiment, the time for staying at each time, that is, the time for which a certain frequency is continuously used (hereinafter referred to as the stay time) is constant. The time is variable. Hereinafter, this embodiment will be described.

まず、本実施の形態においては、各時刻で、どのくらいの時間の間、1つの周波数を継続して用いるかを滞留時間DTと呼び、図38に示す時刻−滞留時間テーブルTDTtab(T: Time, DT: Dwell Time)に予め記憶しておく。時刻−滞留時間テーブルTDTtabにおいては、各時刻t1〜t7毎に滞留時間dt1〜dt7がそれぞれ対応付けられて記憶されている。この時刻−滞留時間テーブルTDTtabは、ノードNに設けられた記憶装置(図示していない)等に予め記憶されているか、あるいは、ヘッダ等に記載されて各ノードに通知される。   First, in the present embodiment, how long a single frequency is continuously used at each time is called a residence time DT, and a time-residence time table TDTtab (T: Time, shown in FIG. 38). (DT: Dwell Time) is stored in advance. In the time-dwell time table TDTtab, the dwell times dt1 to dt7 are stored in association with each other at each time t1 to t7. This time-staying time table TDTtab is stored in advance in a storage device (not shown) or the like provided in the node N, or is described in a header or the like and notified to each node.

時刻−滞留時間テーブルTDTtabに記憶する滞留時間DTは、50μ秒、10秒、5分等の時間そのものの値でもよいが、滞留時間を一意に特定できるキーの値(1個または複数個)でもよい。これは、例えば、滞留時間を予め定められた擬似乱数系列による乱数値(秒)としたとき、乱数のシードと何番目の乱数を示すことである。   The dwell time DT stored in the time-dwell time table TDTtab may be the value of the time itself such as 50 μsec, 10 seconds, 5 minutes, etc., but may also be a key value (one or more) that can uniquely identify the dwell time. Good. For example, when the dwell time is a random value (seconds) based on a predetermined pseudo-random number sequence, the random number seed and the random number are indicated.

本実施の形態では、まず実施の形態2と同様に、図23に示す対応テーブルNPtabと図24に示すテーブルPTtabとを予め用意して、中継ノードであるノードNの記憶装置(図示していない)等に記憶しておく。そうして、ノードNが入力信号を受信すると、図39に示すように、まず、ノードNは、ステップST41で、入力信号に当該ノードNの符号化行列を乗算して、出力信号を算出する。このときの算出方法は、上記の図3に示した通りでよく、各ノードNの符号化行列は、各ノード毎に予め設定されているものとする。次に、ステップST42で、図23の対応テーブルNPtabを参照して、当該ノードNの周波数変化パタンを求める。次に、ステップST43では、図24のテーブルPTtabを参照して、現在の時刻に対応する当該ノードNの周波数を求める。ここまでの処理は実施の形態2と同様であるが、本実施の形態では、さらに、ステップST45Aで、時刻−滞留時間テーブルTDTtabを参照して、現在の時刻での滞留時間を求める。次にステップST44Aで、現在時刻からの経過時間を計測し、ステップST45Aで求めた滞留時間が経過したら、その時点で、ステップST43で求めた周波数を用いて出力信号を送信する。   In this embodiment, first, as in the second embodiment, the correspondence table NPtab shown in FIG. 23 and the table PTtab shown in FIG. 24 are prepared in advance, and a storage device (not shown) of the node N that is a relay node ) Etc. Then, when the node N receives the input signal, as shown in FIG. 39, the node N first multiplies the input signal by the encoding matrix of the node N in step ST41 to calculate the output signal. . The calculation method at this time may be as shown in FIG. 3, and the encoding matrix of each node N is set in advance for each node. Next, in step ST42, the frequency change pattern of the node N is obtained with reference to the correspondence table NPtab of FIG. Next, in step ST43, the frequency of the node N corresponding to the current time is obtained with reference to the table PTtab of FIG. The processing so far is the same as that in the second embodiment, but in this embodiment, the dwell time at the current time is obtained with reference to the time-dwell time table TDTtab in step ST45A. Next, in step ST44A, the elapsed time from the current time is measured, and when the residence time determined in step ST45A has elapsed, an output signal is transmitted using the frequency determined in step ST43.

次に、本実施の形態における、周波数と時間との関係を、図40を用いて説明する。図40は、本実施の形態における周波数と時間との関係を示すテーブルFmTtab_A1(F: Frequency, m: multi, T: Time)を示す。図40(a)において、横軸ATは時刻、縦軸AFは周波数であり、t1,t2,…,t8は、それぞれ、時刻1,2,…,8を表わし、f1,f2,…,f8は、それぞれ、周波数1,2,…,8を表わす。図40に示すテーブルFmTtab_A1においては、各周波数パタンep1,ep2,ep3,ep4,ep5,ep6,ep7,ep8が使用される時刻が、各々の周波数パタンep1,ep2,ep3,ep4,ep5,ep6,ep7,ep8に付された記号によりマークされている。当該記号については、図40(b)を参照されたい。図40(a)において、例えば、テーブルFmTtab_A1の周波数f8の行では、時刻t1がep2(f8t1)、時刻t2が周波数パタンep7(f8t2)、時刻t3が周波数パタンep8(f8t3)、時刻t4が周波数パタンep6(f8t4)、時刻t5が周波数パタンep1(f8t5)、時刻t6が周波数パタンep5(f8t6)、時刻t7が周波数パタンep3(f8t7)、時刻t8が周波数パタンep4(f8t8)であることがわかる。   Next, the relationship between frequency and time in the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 40 shows a table FmTtab_A1 (F: Frequency, m: multi, T: Time) indicating the relationship between frequency and time in the present embodiment. 40 (a), the horizontal axis AT is time, the vertical axis AF is frequency, t1, t2,..., T8 represent times 1, 2,..., 8, respectively, f1, f2,. Represent frequencies 1, 2,..., 8, respectively. In the table FmTtab_A1 shown in FIG. 40, the time at which each frequency pattern ep1, ep2, ep3, ep4, ep5, ep6, ep7, ep8 is used is the frequency pattern ep1, ep2, ep3, ep4, ep5, ep6. Marked by symbols attached to ep7 and ep8. See FIG. 40B for the symbols. 40A, for example, in the row of the frequency f8 of the table FmTtab_A1, the time t1 is ep2 (f8t1), the time t2 is the frequency pattern ep7 (f8t2), the time t3 is the frequency pattern ep8 (f8t3), and the time t4 is the frequency. It can be seen that pattern ep6 (f8t4), time t5 is frequency pattern ep1 (f8t5), time t6 is frequency pattern ep5 (f8t6), time t7 is frequency pattern ep3 (f8t7), and time t8 is frequency pattern ep4 (f8t8). .

本実施の形態の図40では、上述の実施の形態2の図26と異なり、各時刻t1,t2,…,t8の間隔(すなわち、滞留時間)が一定でない。これらの間隔は、図38の時刻−滞留時間テーブルTDTtabに記す滞留時間dt1,dt2,…,dt8で指定されている。これにより、滞留時間を知らない第三者に対する秘匿性が増す。   In FIG. 40 of the present embodiment, unlike FIG. 26 of the above-described second embodiment, the intervals (that is, the residence time) between the times t1, t2,..., T8 are not constant. These intervals are designated by residence times dt1, dt2,..., Dt8 described in the time-staying time table TDTtab of FIG. Thereby, the confidentiality with respect to the third party who does not know residence time increases.

ここで、指定された滞留時間が経過した時点でネットワーク内の全ノードで一斉に周波数を変換するためには、全ノードの時刻が、滞留時間の間隔を鑑みた精度で同期している必要がある。一般の周波数ホッピングでは周波数を一秒以下の短い周期で変化させることが多いが、滞留時間をマイクロ秒オーダーの精度で管理するためには、全ノードがそれに見合う精度で時刻同期している必要がある。しかし、本実施の形態の方式では、一つの周波数への滞留時間はこのように短い間隔でなくても、数秒、数十分、あるいはそれ以上の間隔でも秘匿性向上の効果があり、時刻同期の精度もそれに見合うもので構わない。   Here, in order to simultaneously convert the frequency at all nodes in the network at the time when the specified residence time has elapsed, it is necessary that the times of all the nodes be synchronized with accuracy in consideration of the residence time interval. is there. In general frequency hopping, the frequency is often changed in a short cycle of 1 second or less, but in order to manage the dwell time with microsecond order accuracy, it is necessary for all nodes to be synchronized in time with accuracy commensurate with it. is there. However, in the method of the present embodiment, even if the residence time at one frequency is not such a short interval, there is an effect of improving secrecy even at intervals of several seconds, several tens of minutes, or more, and time synchronization The accuracy of can be appropriate.

なお、図23の対応テーブルNPtabと図24および図26を併せてみると、実施の形態2においては、全てのノードにおいて異なる周波数パタンで送信を行っている。しかし、ノード間が十分に離れており、干渉を起こさない場合は、同じ周波数パタンを使用してもよい。   Note that when the correspondence table NPtab of FIG. 23 is combined with FIGS. 24 and 26, in the second embodiment, transmission is performed with different frequency patterns in all nodes. However, the same frequency pattern may be used when the nodes are sufficiently separated and do not cause interference.

図36は、従来の通常の周波数ホッピング、従来の通常のネットワークコーディング、この発明の本実施の形態3に係る周波数ホッピングネットワークコーディングの比較をまとめたテーブルFHNCtab(FH: Frequency Hopping, NC: Network Coding)を示す図である。図に示すように、通常の周波数ホッピングでは、時間毎に周波数の変更を行うが、中継ノード毎に出力周波数の変更はしない。また、中継ノードでの符号化演算も行わない。また、通常のネットワークコーディングでは、中継ノードでの符号化演算を行うが、時間毎に周波数を変更することはしない。一方、本実施の形態3に係る周波数ホッピングネットワークコーディングでは、中継ノードで符号化演算を行うとともに、各中継ノードで現在時刻に対応させて出力周波数を順次変更していく。これにより、ネットワークコーディングの効果による伝送効率向上を実現しながらリンク毎の周波数ホッピングによる盗聴者に対する伝送情報の秘匿性が向上する。なお、中継ノードでの符号化演算の一例として、入力信号がそのまま出力信号として出力する場合もあり得る。   FIG. 36 is a table FHNCtab (FH: Frequency Hopping, NC: Network Coding) that summarizes comparison of conventional normal frequency hopping, conventional normal network coding, and frequency hopping network coding according to the third embodiment of the present invention. FIG. As shown in the figure, in normal frequency hopping, the frequency is changed every time, but the output frequency is not changed for each relay node. Also, the encoding operation at the relay node is not performed. In normal network coding, encoding operation is performed at the relay node, but the frequency is not changed every time. On the other hand, in the frequency hopping network coding according to the third embodiment, the encoding operation is performed at the relay node, and the output frequency is sequentially changed corresponding to the current time at each relay node. Thereby, the confidentiality of the transmission information with respect to an eavesdropper by the frequency hopping for every link improves, improving the transmission efficiency by the effect of network coding. As an example of the encoding operation at the relay node, the input signal may be output as it is as the output signal.

以上のように、この発明の実施の形態3によれば、ネットワークコーディングと周波数ホッピングとを組み合わせて、中継ノードにおいて符号化演算とともに周波数変換を行い、さらに一つの周波数を用いる滞留時間を可変にすることにより、外部からの盗聴者に対する伝送情報の秘匿性が一層向上する。   As described above, according to the third embodiment of the present invention, the network coding and the frequency hopping are combined, the frequency conversion is performed together with the encoding operation at the relay node, and the residence time using one frequency is made variable. Thereby, the confidentiality of the transmission information with respect to an eavesdropper from the outside is further improved.

実施の形態4.
本実施の形態では、上述の実施の形態3の図40で示した可変滞留時間の管理を、TDMA(Time Division Multiple Access)の時間スロットを利用して行う方法を示す。本実施の形態4における、周波数と時間との関係を、図41を用いて説明する。図41は、本実施の形態における、周波数と時間との関係を示すテーブルFmTtab_A1a(F: Frequency, m: multi, T: Time)を示す。図41において、横軸ATは時刻、縦軸AFは周波数であり、ts1,ts2,…,ts7は、それぞれ、TDMAのタイムスロットを表わし、tt1,…,tt6は各タイムスロットを構成するサブタイムスロットを表わす。このように、本実施の形態においては、各タイムスロットts1,ts2,…,ts7は、それぞれ、複数のサブタイムスロットtt1,…,tt6から構成されている。また、f1,f2,…,f7は、それぞれ、周波数1,2,…,7を表わす。また、周波数f7のタイムスロットts1の部分はf7ts1,周波数f7のタイムスロットts2の部分はf7ts2,…と呼ぶこととする。
Embodiment 4 FIG.
In the present embodiment, a method of managing the variable residence time shown in FIG. 40 of the above-described third embodiment using a time division multiple access (TDMA) time slot will be described. The relationship between frequency and time in the fourth embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 41 shows a table FmTtab_A1a (F: Frequency, m: multi, T: Time) indicating the relationship between frequency and time in the present embodiment. 41, the horizontal axis AT represents time, the vertical axis AF represents frequency, ts1, ts2,..., Ts7 represent TDMA time slots, and tt1,..., Tt6 represent sub-times constituting each time slot. Represents a slot. Thus, in this embodiment, each time slot ts1, ts2,..., Ts7 is composed of a plurality of sub time slots tt1,. In addition, f1, f2,..., F7 represent frequencies 1, 2,. In addition, the time slot ts1 portion of the frequency f7 is referred to as f7ts1, and the time slot ts2 portion of the frequency f7 is referred to as f7ts2,.

図41に示すテーブルFmTtab_A1aにおいては、使用するサブタイムスロットが灰色で示されている。タイムスロットts1では周波数f3のf3t1、タイムスロットts1では周波数f1のf1t2が用いられる。タイムスロットts1およびts2では、1タイムスロットに1周波数が割り当てられている。これを1ホップ割当と呼ぶ。   In the table FmTtab_A1a shown in FIG. 41, the sub time slot to be used is shown in gray. In time slot ts1, f3t1 of frequency f3 is used, and in time slot ts1, f1t2 of frequency f1 is used. In time slots ts1 and ts2, one frequency is assigned to one time slot. This is called 1-hop allocation.

次に、タイムスロットts3およびts4では、1タイムスロットに2周波数が割り当てられている。これを2ホップ割当と呼ぶ。タイムスロットts3では前半が周波数f2のf2t3、後半が周波数f6のf6t3が用いられる。タイムスロットts4では前半が周波数f4のf4t4、後半が周波数f7のf7t4が用いられる。   Next, in the time slots ts3 and ts4, two frequencies are assigned to one time slot. This is called 2-hop allocation. In the time slot ts3, the first half uses f2t3 having the frequency f2, and the second half uses f6t3 having the frequency f6. In the time slot ts4, the first half uses f4t4 with the frequency f4, and the second half uses f7t4 with the frequency f7.

次に、タイムスロットts5およびts6では、1タイムスロットに3周波数が割り当てられている。これを3ホップ割当と呼ぶ。タイムスロットts5では最初の2サブタイムスロットが周波数f5のf2t5、次の2サブタイムスロットが周波数f3のf3t5、最後の2サブタイムスロットが周波数f1のf1t5が用いられる。タイムスロットts6では最初の2サブタイムスロットが周波数f2のf2t6、次の2サブタイムスロットが周波数f6のf6t6、最後の2サブタイムスロットが周波数f7のf7t6が用いられる。   Next, in the time slots ts5 and ts6, three frequencies are assigned to one time slot. This is called 3-hop allocation. In time slot ts5, f2t5 of frequency f5 is used for the first two sub time slots, f3t5 of frequency f3 is used for the next two sub time slots, and f1t5 of frequency f1 is used for the last two sub time slots. In time slot ts6, f2t6 of frequency f2 is used for the first two sub time slots, f6t6 of frequency f6 is used for the next two sub time slots, and f7t6 of frequency f7 is used for the last two sub time slots.

次に、タイムスロットts7では、1タイムスロットに6周波数が割り当てられている。これを6ホップ割当と呼ぶ。タイムスロットts7では最初のサブタイムスロットtt1が周波数f6のf6t7、次のサブタイムスロットtt2が周波数f5のf5t7、次のサブタイムスロットtt3が周波数f1のf1t7、次のサブタイムスロットtt4が周波数f3のf3t7、次のサブタイムスロットtt5が周波数f7のf7t7、最後のサブタイムスロットtt6が周波数f4のf4t7が用いられる。   Next, in the time slot ts7, 6 frequencies are assigned to one time slot. This is called 6-hop allocation. In time slot ts7, the first sub time slot tt1 is f6t7 of frequency f6, the next sub time slot tt2 is f5t7 of frequency f5, the next sub time slot tt3 is f1t7 of frequency f1, and the next sub time slot tt4 is frequency f3. f3t7, f7t7 of frequency f7 is used as the next sub time slot tt5, and f4t7 of frequency f4 is used as the last sub time slot tt6.

TDMAのタイムスロットts1,ts2,…,ts7毎に全ノードで同期をとる方法は、既に確立しており一般的に用いられているため、これらのタイムスロットをサブタイムスロットに分割して、それを用いて滞留時間を変更するという、TDMAの時間スロットを用いた本実施の形態の方式によれば、マイクロ秒オーダーの周波数変化の場合にも、滞留時間の変更が可能となる。   A method of synchronizing all the nodes for each TDMA time slot ts1, ts2,..., Ts7 has already been established and is generally used. According to the method of the present embodiment using the TDMA time slot, in which the dwell time is changed using the, the dwell time can be changed even in the case of a frequency change on the order of microseconds.

以上のように、この発明の実施の形態4によれば、ネットワークコーディングと周波数ホッピングとを組み合わせて、中継ノードにおいて符号化演算とともに周波数変換を行い、さらに、タイムスロットをサブタイムスロットに分割して、それを用いて、一つの周波数を用いる滞留時間を可変にすることにより、外部からの盗聴者に対する伝送情報の秘匿性が一層向上する。   As described above, according to the fourth embodiment of the present invention, the network coding and the frequency hopping are combined, the frequency conversion is performed together with the encoding operation in the relay node, and the time slot is further divided into sub time slots. By using this to make the residence time using one frequency variable, the confidentiality of the transmission information to an eavesdropper from the outside is further improved.

実施の形態5.
上述の実施の形態2では、各時刻に滞留する時間、すなわち、ある周波数を継続して用いる時間(滞留時間)が一定であり、各周波数の帯域幅も一定であった。また、上述の実施の形態3,4では、滞留時間を可変にした。本実施の形態では、滞留時間は一定として、各周波数の帯域を可変とする。各周波数でどのくらいの幅の周波数を用いるかを帯域幅FWと呼び、図42に示す、周波数−帯域幅テーブルFFWtab(F: Frequency, FW: Frequency Band Width)に周波数毎に記憶しておく。図42に示すように、周波数−帯域幅テーブルFFWtabにおいては、各周波数f1〜f7に対応付けられて帯域幅fw1〜fw7がそれぞれ記憶されている。この周波数−帯域幅テーブルFFWtabは、ノードNに設けられた記憶装置(図示していない)等に予め記憶されているか、あるいは、ヘッダ等に記載して各ノードに通知される。
Embodiment 5 FIG.
In the above-described second embodiment, the time spent at each time, that is, the time during which a certain frequency is continuously used (stay time) is constant, and the bandwidth of each frequency is also constant. In the third and fourth embodiments, the residence time is variable. In this embodiment, the residence time is constant and the frequency band is variable. How much frequency is used for each frequency is called a bandwidth FW, and is stored for each frequency in a frequency-bandwidth table FFWtab (F: Frequency, FW: Frequency Band Width) shown in FIG. As shown in FIG. 42, in the frequency-bandwidth table FFWtab, the bandwidths fw1 to fw7 are stored in association with the respective frequencies f1 to f7. The frequency-bandwidth table FFWtab is stored in advance in a storage device (not shown) or the like provided in the node N, or is described in a header or the like and notified to each node.

図42の周波数−帯域幅テーブルFFWtabに記憶される帯域幅FWは、2kHz、10MHz等の帯域幅そのものの値でもよいが、帯域幅を一意に特定できるキーの値(1個または複数個)でもよい。これは、例えば、滞留時間を予め定められた擬似乱数系列による乱数値(秒)としたとき、乱数のシードと何番目の乱数を示すことである。   The bandwidth FW stored in the frequency-bandwidth table FFWtab of FIG. 42 may be a bandwidth value such as 2 kHz or 10 MHz, but may be a key value (one or a plurality) that can uniquely identify the bandwidth. Good. For example, when the dwell time is a random value (seconds) based on a predetermined pseudo-random number sequence, the random number seed and the random number are indicated.

本実施の形態では、まず、上述の実施の形態2と同様に、図23に示す対応テーブルNPtabと図24に示すテーブルPTtabとを予め用意して、中継ノードであるノードNの記憶装置(図示していない)等に記憶しておく。そうして、ノードNが入力信号を受信すると、図43に示すように、まず、ノードNは、ステップST41で、入力信号に当該ノードNの符号化行列を乗算して、出力信号を算出する。このときの算出方法は、上述の図3に示した通りでよく、各ノードNの符号化行列は、各ノード毎に予め設定されているものとする。次に、ステップST42で、図23の対応テーブルNPtabを参照して、当該ノードNの周波数変化パタンを求める。ステップST43では、図24のテーブルPTtabを参照して、現在の時刻に対応する当該ノードNの周波数を求める。ここまでの処理は実施の形態2と同じであるが、本実施の形態では、さらに、ステップST47Aで、周波数−帯域幅テーブルFFWtabを参照して、現在の周波数での帯域幅を求める。次に、ステップST44Bで、求めた周波数帯域幅の出力信号を送信する。   In the present embodiment, first, similarly to the second embodiment described above, the correspondence table NPtab shown in FIG. 23 and the table PTtab shown in FIG. 24 are prepared in advance, and a storage device (see FIG. (Not shown). Then, when the node N receives the input signal, as shown in FIG. 43, the node N first calculates the output signal by multiplying the input signal by the encoding matrix of the node N in step ST41. . The calculation method at this time may be as shown in FIG. 3 described above, and the encoding matrix of each node N is set in advance for each node. Next, in step ST42, the frequency change pattern of the node N is obtained with reference to the correspondence table NPtab of FIG. In step ST43, the frequency of the node N corresponding to the current time is obtained with reference to the table PTtab of FIG. The processing so far is the same as that of the second embodiment, but in the present embodiment, the bandwidth at the current frequency is obtained by referring to the frequency-bandwidth table FFWtab in step ST47A. Next, in step ST44B, an output signal having the obtained frequency bandwidth is transmitted.

次に、本実施の形態における、周波数と時間との関係を、図44を用いて説明する。図44(a)は、本実施の形態における周波数と時間との関係を示すテーブルFmTtab_A2(F: Frequency, m: multi, T: Time)を示す。図44(a)において、横軸ATは時刻、縦軸AFは周波数であり、t1,t2,…,t8は、それぞれ、時刻1,2,…,8を表わし、f1,f2,…,f8は、それぞれ、周波数1,2,…,8を表わす。図44に示す、テーブルFmTtab_A2においては、各周波数パタンep1,ep2,ep3,ep4,ep5,ep6,ep7,ep8が使用される時刻が、各々の周波数パタンep1,ep2,ep3,ep4,ep5,ep6,ep7,ep8に付された記号によりマークされている。当該記号については、図44(b)を参照されたい。図44(a)において、例えば、テーブルFmTtab_A1の周波数f8の行では、時刻t1がep2(f8t1)、時刻t2が周波数パタンep7(f8t2)、時刻t3が周波数パタンep8(f8t3)、時刻t4が周波数パタンep6(f8t4)、時刻t5が周波数パタンep1(f8t5)、時刻t6が周波数パタンep5(f8t6)、時刻t7が周波数パタンep3(f8t7)、時刻t8が周波数パタンep4(f8t8)であることがわかる。   Next, the relationship between frequency and time in the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 44A shows a table FmTtab_A2 (F: Frequency, m: multi, T: Time) indicating the relationship between frequency and time in the present embodiment. 44A, the horizontal axis AT is time, the vertical axis AF is frequency, t1, t2,..., T8 represent times 1, 2,. Represent frequencies 1, 2,..., 8, respectively. In the table FmTtab_A2 shown in FIG. 44, the time at which each frequency pattern ep1, ep2, ep3, ep4, ep5, ep6, ep7, ep8 is used is the frequency pattern ep1, ep2, ep3, ep4, ep5, ep6. , Ep7, ep8 are marked by symbols. Refer to FIG. 44B for the symbols. In FIG. 44A, for example, in the row of the frequency f8 of the table FmTtab_A1, the time t1 is ep2 (f8t1), the time t2 is the frequency pattern ep7 (f8t2), the time t3 is the frequency pattern ep8 (f8t3), and the time t4 is the frequency. It can be seen that the pattern ep6 (f8t4), the time t5 is the frequency pattern ep1 (f8t5), the time t6 is the frequency pattern ep5 (f8t6), the time t7 is the frequency pattern ep3 (f8t7), and the time t8 is the frequency pattern ep4 (f8t8). .

本実施の形態の図44では、上述の実施の形態2の図26と異なり、各周波数f1,f2,…,f8の帯域幅が一定でない。これらの帯域幅は、図42の周波数−帯域幅テーブルFFWtabに記す帯域幅fw1,fw2,…,fw8で指定されている。これにより、帯域幅を知らない第三者に対する秘匿性が増す。   44 of the present embodiment, unlike FIG. 26 of the second embodiment, the bandwidths of the frequencies f1, f2,..., F8 are not constant. These bandwidths are specified by bandwidths fw1, fw2,... Fw8 described in the frequency-bandwidth table FFWtab of FIG. This increases confidentiality for third parties who do not know the bandwidth.

以上のように、この発明の実施の形態5によれば、ネットワークコーディングと周波数ホッピングとを組み合わせて、中継ノードにおいて符号化演算とともに周波数変換を行い、さらに、各周波数における帯域幅を可変にすることにより、外部からの盗聴者に対する伝送情報の秘匿性が一層向上する。   As described above, according to the fifth embodiment of the present invention, the network coding and the frequency hopping are combined, the frequency conversion is performed together with the encoding operation at the relay node, and the bandwidth at each frequency is made variable. Thereby, the confidentiality of the transmission information with respect to the eavesdropper from the outside improves further.

実施の形態6.
上述の実施の形態2では、各時刻に滞留する時間すなわちある周波数を用いる時間が一定であり、各周波数の帯域幅も一定であった。また、上述の実施の形態3,4では、各時刻に滞留する時間、すなわち、1つの周波数を継続して使用する滞留時間を可変にした。さらに、上述の実施の形態5では、滞留時間は一定として、各周波数の帯域を可変とした。本実施の形態6では、各周波数での滞留時間DTも、帯域幅FWも可変とする。滞留時間DTは、図38の時刻−滞留時間テーブルTDTtab(T: Time, DT: Dwell Time)に予め記憶しておく。帯域幅FWは、図42の周波数−帯域幅テーブルFFWtab(F: Frequency, FW: Frequency Band Width)に予め記憶しておく。図38の時刻−滞留時間テーブルTDTtab、および、図42のテーブルFFWtabの構造は、上記の実施の形態3および5とそれぞれ同様である。これらの対応テーブルTDTtabおよびFFWtabは、ノードNに設けられた記憶装置(図示していない)等に予め記憶されているか、あるいは、ヘッダ等に記載されて各ノードに通知される。
Embodiment 6 FIG.
In Embodiment 2 described above, the time spent at each time, that is, the time using a certain frequency is constant, and the bandwidth of each frequency is also constant. In the third and fourth embodiments described above, the residence time at each time, that is, the residence time in which one frequency is continuously used is made variable. Furthermore, in the above-described fifth embodiment, the residence time is constant and the frequency band is variable. In the sixth embodiment, the residence time DT and the bandwidth FW at each frequency are variable. The dwell time DT is stored in advance in the time-dwell time table TDTtab (T: Time, DT: Dwell Time) of FIG. The bandwidth FW is stored in advance in the frequency-bandwidth table FFWtab (F: Frequency Band Width) of FIG. The structures of the time-staying time table TDTtab in FIG. 38 and the table FFWtab in FIG. 42 are the same as those in the third and fifth embodiments, respectively. These correspondence tables TDTtab and FFWtab are stored in advance in a storage device (not shown) or the like provided in the node N, or are described in a header or the like and notified to each node.

本実施の形態では、まず上述の実施の形態2と同様に、図23に示す対応テーブルNPtabと図24に示すテーブルPTtabとを予め用意して、中継ノードであるノードNの記憶装置(図示していない)等に予め記憶しておく。そうして、ノードNが入力信号を受信すると、図45に示すように、まず、ノードNは、ステップST41で、入力信号に当該ノードNの符号化行列を乗算して、出力信号を算出する。このときの算出方法は、上記の図3に示した通りでよく、各ノードNの符号化行列は、各ノード毎に予め設定されているものとする。次に、ステップST42で、図23の対応テーブルNPtabを参照して、当該ノードNの周波数変化パタンを求める。ステップST43では、図24のテーブルPTtabを参照して、現在の時刻に対応する当該ノードNの周波数を求める。本実施の形態では、さらに、ステップST45Aで、時刻−滞留時間テーブルTDTtabを参照して、現在の時刻での滞留時間を求めるとともに、ステップST47Bで、周波数−帯域幅テーブルFFWtabを参照して、現在の周波数での帯域幅を求める。次に、ステップST44Cで、ステップST45Aで求めた滞留時間が経過したら、ステップST47Bで求めた周波数帯域幅の出力信号を送信する。   In this embodiment, first, similarly to the above-described second embodiment, the correspondence table NPtab shown in FIG. 23 and the table PTtab shown in FIG. 24 are prepared in advance, and a storage device (not shown) of the node N as a relay node is shown. Etc.) in advance. Then, when the node N receives the input signal, as shown in FIG. 45, the node N first calculates the output signal by multiplying the input signal by the encoding matrix of the node N in step ST41. . The calculation method at this time may be as shown in FIG. 3, and the encoding matrix of each node N is set in advance for each node. Next, in step ST42, the frequency change pattern of the node N is obtained with reference to the correspondence table NPtab of FIG. In step ST43, the frequency of the node N corresponding to the current time is obtained with reference to the table PTtab of FIG. In the present embodiment, in step ST45A, the time-dwell time table TDTtab is referred to determine the dwell time at the current time, and in step ST47B, the frequency-bandwidth table FFWtab is referred to The bandwidth at the frequency of Next, when the residence time obtained in step ST45A has elapsed in step ST44C, an output signal having the frequency bandwidth obtained in step ST47B is transmitted.

次に、本実施の形態における、周波数と時間との関係を、図46を用いて説明する。図46(a)は、本実施の形態における周波数と時間との関係を示すテーブルFmTtab_A3(F: Frequency, m: multi, T: Time)を示す。図46(a)において、横軸ATは時刻、縦軸AFは周波数であり、t1,t2,…,t8は、それぞれ、時刻1,2,…,8を表わし、f1,f2,…,f8は、それぞれ、周波数1,2,…,8を表わす。図46に示す、テーブルFmTtab_A3においては、各周波数パタンep1,ep2,ep3,ep4,ep5,ep6,ep7,ep8が使用される時刻が、各々の周波数パタンep1,ep2,ep3,ep4,ep5,ep6,ep7,ep8に付された記号によりマークされている。当該記号については、図46(b)を参照されたい。図46(a)において、例えば、テーブルFmTtab_A1の周波数f8の行では、時刻t1がep2(f8t1)、時刻t2が周波数パタンep7(f8t2)、時刻t3が周波数パタンep8(f8t3)、時刻t4が周波数パタンep6(f8t4)、時刻t5が周波数パタンep1(f8t5)、時刻t6が周波数パタンep5(f8t6)、時刻t7が周波数パタンep3(f8t7)、時刻t8が周波数パタンep4(f8t8)であることがわかる。   Next, the relationship between frequency and time in this embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 46A shows a table FmTtab_A3 (F: Frequency, m: multi, T: Time) indicating the relationship between frequency and time in the present embodiment. In FIG. 46 (a), the horizontal axis AT represents time, the vertical axis AF represents frequency, t1, t2,..., T8 represent times 1, 2,. Represent frequencies 1, 2,..., 8, respectively. In the table FmTtab_A3 shown in FIG. 46, the time when each frequency pattern ep1, ep2, ep3, ep4, ep5, ep6, ep7, ep8 is used is the frequency pattern ep1, ep2, ep3, ep4, ep5, ep6. , Ep7, ep8 are marked by symbols. For the symbols, refer to FIG. 46A, for example, in the row of the frequency f8 of the table FmTtab_A1, the time t1 is ep2 (f8t1), the time t2 is the frequency pattern ep7 (f8t2), the time t3 is the frequency pattern ep8 (f8t3), and the time t4 is the frequency. It can be seen that the pattern ep6 (f8t4), the time t5 is the frequency pattern ep1 (f8t5), the time t6 is the frequency pattern ep5 (f8t6), the time t7 is the frequency pattern ep3 (f8t7), and the time t8 is the frequency pattern ep4 (f8t8). .

本実施の形態の図46では、上述の実施の形態2の図26と異なり、各時刻t1,t2,…,t8の間隔が一定でないと同時に、各周波数f1,f2,…,f8の帯域幅が一定でない。各時刻t1,t2,…,t8の間隔は、図38の時刻−滞留時間テーブルTDTtabに記す滞留時間dt1,dt2,…,dt8で指定されている。各周波数f1,f2,…,f8の間隔は、図42の周波数−帯域幅テーブルFFWtabに記す帯域幅fw1,fw2,…,fw8で指定されている。滞留時間と帯域幅の両方を可変とすることにより、滞留時間あるいは帯域幅を知らない第三者に対する秘匿性が増す。   In FIG. 46 of the present embodiment, unlike FIG. 26 of the second embodiment, the intervals of the times t1, t2,..., T8 are not constant, and at the same time, the bandwidths of the frequencies f1, f2,. Is not constant. The intervals between the times t1, t2,..., T8 are designated by the residence times dt1, dt2,... Dt8 described in the time-stay time table TDTtab of FIG. The intervals between the frequencies f1, f2,..., F8 are designated by the bandwidths fw1, fw2,... Fw8 described in the frequency-bandwidth table FFWtab of FIG. By making both the residence time and the bandwidth variable, the confidentiality for a third party who does not know the residence time or bandwidth is increased.

ここで、指定された滞留時間が経過した時点でネットワーク内の全ノードで一斉に周波数を変換するためには、全ノードの時刻が、滞留時間の間隔を鑑みた精度で同期している必要がある。一般の周波数ホッピングでは周波数を一秒以下の短い周期で変化させることが多いが、滞留時間をマイクロ秒オーダーの精度で管理するためには、全ノードがそれに見合う精度で時刻同期している必要がある。しかし、本発明の方式では、一つの周波数への滞留時間はこのように短い間隔でなくても、数秒、数十分、あるいはそれ以上の間隔でも効果があり、時刻同期の精度もそれに見合うもので構わない。   Here, in order to simultaneously convert the frequency at all nodes in the network at the time when the specified residence time has elapsed, it is necessary that the times of all the nodes be synchronized with accuracy in consideration of the residence time interval. is there. In general frequency hopping, the frequency is often changed in a short cycle of 1 second or less, but in order to manage the dwell time with microsecond order accuracy, it is necessary for all nodes to be synchronized in time with accuracy commensurate with it. is there. However, in the method of the present invention, the dwell time at one frequency is not limited to such a short interval, but is effective even at intervals of several seconds, several tens of minutes, or more, and the accuracy of time synchronization is commensurate with it. It doesn't matter.

また、滞留時間の管理を、上記実施の形態4に示したTDMAの時間スロットを利用する方法を用いて行ってもよい。   The residence time may be managed by using the method using the TDMA time slot shown in the fourth embodiment.

以上のように、この発明の実施の形態6によれば、ネットワークコーディングと周波数ホッピングとを組み合わせて、中継ノードにおいて符号化演算とともに周波数変換を行い、さらに、一つの周波数を用いる滞留時間を可変にし、かつ、各周波数における帯域幅を可変にすることにより、外部からの盗聴者に対する伝送情報の秘匿性がより一層向上する。   As described above, according to the sixth embodiment of the present invention, the network coding and the frequency hopping are combined, the frequency conversion is performed together with the encoding operation in the relay node, and the residence time using one frequency is made variable. In addition, by changing the bandwidth at each frequency, the confidentiality of the transmission information with respect to an eavesdropper from the outside is further improved.

実施の形態7.
上述の実施の形態6で滞留時間と帯域幅をそれぞれ、図38の時刻−滞留時間テーブルTDTtabと、図42の周波数−帯域幅テーブルFFWtabの二つのテーブルを参照して可変とした。本実施の形態では、滞留時間と帯域幅の両方を図47に示す時刻−滞留時間・帯域幅テーブルTDTFWtab一つに記憶しておく。図47に示すように、テーブルTDTFWtabにおいては、各時刻t1〜t7毎に、滞留時間dt1〜dt7および帯域幅fw1〜fw7が対応付けられて記憶されている。この対応テーブルTDTFWtabは、ノードNに設けられた記憶装置(図示していない)等に予め記憶されているか、あるいはヘッダ等に記載して各ノードに通知される。
Embodiment 7 FIG.
In the above-described sixth embodiment, the residence time and the bandwidth are variable with reference to the two tables of the time-retention time table TDTtab in FIG. 38 and the frequency-bandwidth table FFWtab in FIG. In the present embodiment, both the residence time and the bandwidth are stored in one time-residence time / bandwidth table TDTFWtab shown in FIG. As shown in FIG. 47, in the table TDTWFWtab, the residence times dt1 to dt7 and the bandwidths fw1 to fw7 are stored in association with each other at each time t1 to t7. The correspondence table TDTFFWtab is stored in advance in a storage device (not shown) or the like provided in the node N, or is described in a header or the like and notified to each node.

本実施の形態では、まず、上述の実施の形態2と同様に、図23に示す対応テーブルNPtabと図24に示すテーブルPTtabとを予め用意して、中継ノードであるノードNの記憶装置(図示していない)等に予め記憶しておく。そうして、ノードNが入力信号を受信すると、図48に示すように、まず、ノードNは、ステップST41で、入力信号に当該ノードNの符号化行列を乗算して、出力信号を算出する。このときの算出方法は、図3に示した通りでよく、各ノードNの符号化行列は、各ノード毎に予め設定されているものとする。次に、ステップST42で、図23の対応テーブルNPtabを参照して、当該ノードNの周波数変化パタンを求める。ステップST43では、図24のテーブルPTtabを参照して、現在の時刻に対応する当該ノードNの周波数を求める。本実施の形態ではさらに、ステップST48Aで、時刻−滞留時間・帯域幅テーブルTDTFWtabを参照して、現在の時刻に対応する滞留時間と帯域幅の両方を求める。次にステップST44Dで、求めた滞留時間が経過したら、求めた周波数帯域幅を用いて出力信号を送信する。   In the present embodiment, first, similarly to the second embodiment described above, the correspondence table NPtab shown in FIG. 23 and the table PTtab shown in FIG. 24 are prepared in advance, and a storage device (see FIG. (Not shown) or the like. Then, when the node N receives the input signal, as shown in FIG. 48, first, in step ST41, the node N multiplies the input signal by the encoding matrix of the node N to calculate the output signal. . The calculation method at this time may be as shown in FIG. 3, and the encoding matrix of each node N is set in advance for each node. Next, in step ST42, the frequency change pattern of the node N is obtained with reference to the correspondence table NPtab of FIG. In step ST43, the frequency of the node N corresponding to the current time is obtained with reference to the table PTtab of FIG. Further, in the present embodiment, in step ST48A, the time-dwell time / bandwidth table TDTFFWtab is referred to determine both the dwell time and the bandwidth corresponding to the current time. Next, when the obtained residence time has elapsed in step ST44D, an output signal is transmitted using the obtained frequency bandwidth.

この発明の実施の形態7における、周波数と時間との関係は、上記実施の形態6で図46を用いて説明したものと同様である。   The relationship between frequency and time in the seventh embodiment of the present invention is the same as that described in the sixth embodiment with reference to FIG.

以上のように、この発明の実施の形態7によれば、ネットワークコーディングと周波数ホッピングとを組み合わせて、中継ノードにおいて符号化演算とともに周波数変換を行い、さらに、一つの周波数を用いる滞留時間を可変にし、かつ、各周波数における帯域幅を可変にすることにより、外部からの盗聴者に対する伝送情報の秘匿性がより一層向上する。   As described above, according to the seventh embodiment of the present invention, the network coding and the frequency hopping are combined, the frequency conversion is performed together with the encoding operation at the relay node, and the residence time using one frequency is made variable. In addition, by changing the bandwidth at each frequency, the confidentiality of the transmission information with respect to an eavesdropper from the outside is further improved.

この発明は、無線アドホックネットワーク等の種々のネットワークで広く応用可能である。   The present invention can be widely applied to various networks such as a wireless ad hoc network.

10,10_1,10_2,10_n ネットワークモデル、10MF,10MFb マルチ周波数ネットワークモデル、AF 縦軸、AT 横軸、ep1,ep2,ep3,ep4,ep5,ep6,ep7,ep8 周波数変化パタン、f1,f2,fn 周波数、L,L1,L2,L3,L4,L5,L6,L7 リンク、LPtab リンク−パタン対応テーブル、N ノード、NS,NS1 発信元ノード、NPtab ノード−パタン対応テーブル、NT,NT1,NT2 宛先ノード、PTtab パタン−時間テーブル。   10, 10_1, 10_2, 10_n network model, 10MF, 10MFb multi-frequency network model, AF vertical axis, AT horizontal axis, ep1, ep2, ep3, ep4, ep5, ep6, ep7, ep8 frequency change pattern, f1, f2, fn Frequency, L, L1, L2, L3, L4, L5, L6, L7 link, LPtab link-pattern correspondence table, N node, NS, NS1 Source node, NPtab node-pattern correspondence table, NT, NT1, NT2 Destination node PTtab pattern-time table.

Claims (8)

複数のノードがリンクによって接続されたネットワークで発信元ノードから宛先ノードに向けて1以上の中継ノードを介して情報を伝送する無線通信方法であって、
使用周波数を時刻毎に設定した周波数変化パタンをパタン−時間テーブルとして記憶するステップと、
前記パタン−時間テーブルとして記憶された前記周波数変化パタンの中から使用する周波数変化パタンをリンク毎に設定したリンク−パタン対応テーブルを記憶するステップと、
前記発信元ノードから発信された入力信号が入力されたときに、前記入力信号と各ノード毎に予め設定された符号化行列とを乗算する符号化演算を行って出力信号を生成するステップと、
前記リンク−パタン対応テーブルを参照して、前記リンクのうち、前記出力信号を出力する出力リンクに対応する周波数変化パタンを求めるステップと、
前記パタン−時間テーブルを参照して、当該求めた周波数変化パタンにおいて、現在の時刻に対応する使用周波数を求めるステップと、
当該求めた使用周波数を用いて、生成した前記出力信号を前記出力リンクに対して出力するステップと
を各前記中継ノードで行うことにより、
前記発信元ノードから前記宛先ノードまで情報を伝送する際に、途中の各中継ノードにおいて、符号化演算を施すネットワークコーディングの処理を行うとともに、出力リンクと現在の時刻とに対応させて使用周波数を変更する周波数ホッピングの処理を行う
ことを特徴とする無線通信方法。
A wireless communication method for transmitting information via one or more relay nodes from a source node to a destination node in a network in which a plurality of nodes are connected by links,
Storing a frequency change pattern in which a use frequency is set for each time as a pattern-time table;
Storing a link-pattern correspondence table in which a frequency change pattern to be used is set for each link from the frequency change patterns stored as the pattern-time table;
When an input signal transmitted from the source node is input, performing an encoding operation of multiplying the input signal and a predetermined encoding matrix for each node to generate an output signal;
Obtaining a frequency change pattern corresponding to an output link that outputs the output signal out of the links with reference to the link-pattern correspondence table;
With reference to the pattern-time table, obtaining a use frequency corresponding to the current time in the obtained frequency change pattern;
Performing the step of outputting the generated output signal to the output link using the determined use frequency at each of the relay nodes,
When transmitting information from the source node to the destination node, each relay node in the middle performs a network coding process that performs an encoding operation, and also uses a frequency corresponding to the output link and the current time. A radio communication method characterized by performing frequency hopping processing to be changed.
前記無線通信方法は、実際の通信を行う実効情報の他にダミー情報も伝送するものであって、
前記ダミー情報の伝送に使用する使用周波数を時刻毎に設定したダミー情報用周波数変化パタンを前記パタン−時間テーブルに記憶するステップと、
前記パタン−時間テーブルに記憶された前記ダミー情報用周波数変化パタンの中から、使用する周波数変化パタンをリンク毎に設定し、前記リンク−パタン対応テーブルに記憶するステップと
をさらに備え、
ダミー情報に対しても実効情報と同様に、各中継ノードにおいて、符号化演算を施すネットワークコーディングの処理を行うとともに、出力リンクと現在の時刻とに対応させて使用周波数を変更する周波数ホッピングの処理を行う
ことを特徴とする請求項1に記載の無線通信方法。
The wireless communication method transmits dummy information in addition to effective information for actual communication,
Storing in the pattern-time table a frequency change pattern for dummy information in which a use frequency used for transmission of the dummy information is set for each time;
A frequency change pattern to be used is set for each link from the dummy information frequency change patterns stored in the pattern-time table, and stored in the link-pattern correspondence table;
Similarly to the effective information, the dummy information is subjected to network coding processing for performing coding operation at each relay node, and frequency hopping processing for changing the use frequency in accordance with the output link and the current time. The wireless communication method according to claim 1, wherein:
伝送する実効情報とダミー情報との割合を設定するステップをさらに備えたことを特徴とする請求項2に記載の無線通信方法。   The wireless communication method according to claim 2, further comprising a step of setting a ratio between effective information to be transmitted and dummy information. 複数のノードがリンクによって接続されたネットワークで発信元ノードから宛先ノードに向けて1以上の中継ノードを介して情報を伝送する無線通信方法であって、
使用周波数を時刻毎に設定した周波数変化パタンをパタン−時間テーブルとして記憶するステップと、
前記パタン−時間テーブルとして記憶された前記周波数変化パタンの中から使用する周波数変化パタンをノード毎に設定したノード−パタン対応テーブルを記憶するステップと、
前記発信元ノードから発信された入力信号が入力されたときに、前記入力信号と各ノード毎に予め設定された符号化行列とを乗算する符号化演算を行って出力信号を生成するステップと、
前記ノード−パタン対応テーブルを参照して、前記ノードに対応する周波数変化パタンを求めるステップと、
前記パタン−時間テーブルを参照して、当該求めた周波数変化パタンにおいて、現在の時刻に対応する使用周波数を求めるステップと、
当該求めた使用周波数を用いて、生成した前記出力信号を出力するステップと
を各前記中継ノードで行うことにより、
前記発信元ノードから前記宛先ノードまで情報を伝送する際に、途中の各中継ノードにおいて、符号化演算を施すネットワークコーディングの処理を行うとともに、現在の時刻に対応させて使用周波数を変更する周波数ホッピングの処理を行う
ことを特徴とする無線通信方法。
A wireless communication method for transmitting information via one or more relay nodes from a source node to a destination node in a network in which a plurality of nodes are connected by links,
Storing a frequency change pattern in which a use frequency is set for each time as a pattern-time table;
Storing a node-pattern correspondence table in which a frequency change pattern to be used is set for each node from among the frequency change patterns stored as the pattern-time table;
When an input signal transmitted from the source node is input, performing an encoding operation of multiplying the input signal and a predetermined encoding matrix for each node to generate an output signal;
Obtaining a frequency change pattern corresponding to the node with reference to the node-pattern correspondence table;
With reference to the pattern-time table, obtaining a use frequency corresponding to the current time in the obtained frequency change pattern;
By using each of the relay nodes to output the generated output signal using the determined use frequency,
When transmitting information from the source node to the destination node, each intermediate relay node performs a network coding process that performs an encoding operation, and changes the frequency used according to the current time. The wireless communication method characterized by performing the process.
各前記中継ノードは、
各時刻でどのくらいの時間1つの周波数を用いるかを示す滞留時間を、時刻毎に、時刻−滞留時間テーブルに記憶するステップと、
前記時刻−滞留時間テーブルを参照して、現在の時刻に対応する滞留時間を求めるステップと
をさらに行い、
各前記中継ノードは、前記出力信号を出力するステップを、当該求めた滞留時間の経過後に実行する
ことを特徴とする請求項4に記載の無線通信方法。
Each said relay node
Storing a residence time indicating how long one frequency is used at each time in a time-residence time table for each time;
A step of obtaining a dwell time corresponding to the current time with reference to the time-dwell time table;
5. The wireless communication method according to claim 4, wherein each of the relay nodes executes the step of outputting the output signal after the determined residence time has elapsed.
前記滞留時間はTDMA(Time Division Multiple Access)の時間スロットを用いて管理される
ことを特徴とする請求項5に記載の無線通信方法。
The wireless communication method according to claim 5, wherein the residence time is managed using a time division multiple access (TDMA) time slot.
各前記中継ノードは、
各周波数でどのくらいの幅の周波数帯域を用いるかを示す帯域幅を、使用周波数毎に、周波数−帯域幅テーブルに記憶するステップと、
前記使用周波数を求めるステップにおいて求められた前記使用周波数に対応する帯域幅を、前記周波数−帯域幅テーブルを参照して求めるステップと
をさらに行い、
各前記中継ノードは、前記出力信号を出力するステップにおいて、当該求めた帯域幅の出力信号を出力する
ことを特徴とする請求項4ないし6のいずれか1項に記載の無線通信方法。
Each said relay node
Storing a bandwidth indicating how much frequency band to use at each frequency in a frequency-bandwidth table for each used frequency;
A step of obtaining a bandwidth corresponding to the use frequency obtained in the step of obtaining the use frequency with reference to the frequency-bandwidth table;
The wireless communication method according to any one of claims 4 to 6, wherein each relay node outputs an output signal having the obtained bandwidth in the step of outputting the output signal.
各前記中継ノードは、
各時刻でどのくらいの時間1つの周波数を用いるかを滞留時間として時刻毎に設定し、かつ、各周波数でどのくらいの幅の周波数帯域を用いるかを当該時刻毎に設定して、当該設定された滞留時間および帯域幅を、時刻毎に、時刻−滞留時間・帯域幅テーブルとして、記憶するステップと、
前記時刻−滞留時間・帯域幅テーブルを参照して、現在の時刻に対応する滞留時間および帯域幅を求めるステップと
をさらに行い、
各前記中継ノードは、前記出力信号を出力するステップを、当該求めた滞留時間の経過後に、当該求めた帯域幅の出力信号で実行する
ことを特徴とする請求項4に記載の無線通信方法。
Each said relay node
Set how long one frequency is used at each time as a dwell time for each time and how much frequency band is used for each frequency for each time, and set dwell Storing time and bandwidth for each time as a time-dwell time / bandwidth table;
A step of obtaining a dwell time and a bandwidth corresponding to the current time with reference to the time-dwell time / bandwidth table;
5. The wireless communication method according to claim 4, wherein each of the relay nodes executes the step of outputting the output signal with the output signal having the determined bandwidth after the determined residence time has elapsed.
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