JP4943389B2 - 無線通信システム、受信端末、無線通信方法及び受信方法 - Google Patents
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Description
本発明は、主にネットワーク符号を用いた通信を行う無線通信システム及び受信端末に関する。
近年、ネットワークのスループットの向上を目的としたネットワーク符号を用いた無線メッシュネットワークや、マルチホップ無線通信が注目されている。ネットワーク上の中継ノードにおいて符号化を行うネットワーク符号は、マルチキャスト通信やユニキャスト通信において、符号化処理を行わないネットワークに比べ、中継ノードにおいて符号化によりデータを多重化することで、スループットの向上を図ることが可能となる。ネットワーク符号化を用いた無線メッシュネットワークやマルチホップ無線通信は、無線通信の同報性を有効に活用できると期待されており、盛んに研究がなされている。無線通信の同報性を活用して、通信端末であるノードが他のノード宛の信号を受信して記憶することは、適時聴取（opportunistic listening）という。この適時聴取を利用した様々なネットワークトポロジが考案されている。
ネットワーク符号を活用した無線メッシュネットワークにおいて、中継局の役割を果たすノードは、複数の発呼局から受信したビット信号を線形符号化によって符号化し、符号化したビット信号を宛先局に送信して、ビット信号の中継を行う。宛先局は、中継局及び発呼局から受信したビット信号、もしくは、自局にて記憶しているビット信号を用いて復号を行い、元のビット信号を取得する（非特許文献１及び非特許文献２）。
以下、具体例を挙げて、ネットワーク符号化を適用した無線通信システムについて説明する。ここでは、簡単化のために線形符号化に排他的論理和演算を用いて説明する。なお、以下、排他的論理和演算を＾を用いて表す。例えば、ビット信号ａとビット信号ｂとの排他的論理和演算の結果をａ＾ｂと表す。
また、以下、中継局に用いられる通信端末を中継端末といい、発呼局に用いられる通信端末を送信端末といい、宛先局に用いられる通信端末を受信端末という。
以下、具体例を挙げて、ネットワーク符号化を適用した無線通信システムについて説明する。ここでは、簡単化のために線形符号化に排他的論理和演算を用いて説明する。なお、以下、排他的論理和演算を＾を用いて表す。例えば、ビット信号ａとビット信号ｂとの排他的論理和演算の結果をａ＾ｂと表す。
また、以下、中継局に用いられる通信端末を中継端末といい、発呼局に用いられる通信端末を送信端末といい、宛先局に用いられる通信端末を受信端末という。
まず、図１１は、従来のネットワーク符号化を用いた無線通信システム９の宛先局として用いる受信端末９１の構成を示した概略ブロック図である。図示するように、受信端末９１は、無線部９１１、シンボル・ビット変換回路９１２、軟判定回路９１３、乗算回路９１４、誤り訂正復号回路９１５、線形復号回路９１６、出力切替回路９１７、重み係数抽出回路９１８、信号記憶回路９１９、出力切替回路９２０、誤り訂正符号回路９２１及び変調回路９２２を備えている。
無線部９１１は、受信した信号から所望の信号を抽出し、抽出した信号をシンボル・ビット変換回路９１２及び重み係数抽出回路９１８に出力する。また、無線部９１１は、入力された信号を送信する。シンボル・ビット変換回路９１２は、入力された信号をＱＰＳＫや１６ＱＡＭなどを用いられて変調された信号を復調する。軟判定回路９１３は、入力されたビット信号に対して、軟判定を行い受信したビット信号の信頼性を含む信号として出力する。乗算回路９１４は、入力される２つの信号を乗算する。誤り訂正復号回路９１５は、入力される軟判定信号に対して、誤り訂正復号を行う。線形復号回路９１６は、鍵信号を用いて、入力される信号を復号しビット信号を得る。出力切替回路９１７、９２０は、入力される信号がネットワーク符号を復号に用いる信号である場合と、入力される信号が復号された信号である場合とに応じて、入力された信号の出力先を切り替える。信号記憶回路９１９は、入力された信号を記憶する。重み係数抽出回路９１８は、受信した信号を用いて、伝送経路の伝達係数、又は受信電力に基づく係数を抽出する。誤り訂正符号回路９２１は、入力された信号を予め定めた方式を用いて、誤り訂正符号化を行う。変調回路９２２は、例えば、ＱＰＳＫなどの方式を用いて、入力された信号を変調する。
次に、図１２は、従来のＸトポロジにおける無線通信システム９の構成を示す概略図である。無線通信システム９は、発呼局である送信端末９３ａ、９３ｂ、中継局である中継端末９２、受信端末９１ａ、９１ｂを有している。
送信端末９３ａは、記憶しているビット信号ａを変調信号ａに変調し、変調信号ａを送信する。送信端末９３ｂは、記憶しているビット信号ｂを変調信号ｂに変調し、変調信号ｂを変調して送信する。中継端末９２は、受信する変調信号をビット信号に復調し、復調したビット信号を記憶する。また、中継端末９２は、記憶する複数のビット信号に対してネットワーク符号化を行い、ネットワーク符号化したビット信号を変調して送信する。受信端末９１ａ、９１ｂは、同じ構成を有しており、図１１で示した受信端末９１と同じ構成である。
送信端末９３ａは、記憶しているビット信号ａを変調信号ａに変調し、変調信号ａを送信する。送信端末９３ｂは、記憶しているビット信号ｂを変調信号ｂに変調し、変調信号ｂを変調して送信する。中継端末９２は、受信する変調信号をビット信号に復調し、復調したビット信号を記憶する。また、中継端末９２は、記憶する複数のビット信号に対してネットワーク符号化を行い、ネットワーク符号化したビット信号を変調して送信する。受信端末９１ａ、９１ｂは、同じ構成を有しており、図１１で示した受信端末９１と同じ構成である。
この図を用いて、Ｘトポロジにおける無線通信システム９の動作を説明する。
まず、時刻Ｔ１において、送信端末９３ａは、記憶されているビット信号ａを変調して、変調信号ａを送信する（ステップＳ９１）。
中継端末９２は、受信した変調信号ａを復調し、復調したビット信号ａを記憶する。
受信端末９１ａは、中継端末９２宛に送信された変調信号ａを適時聴取する。無線部９１１は、変調信号ａを検出し、検出した変調信号ａをシンボル・ビット変換回路９１２に出力する。シンボル・ビット変換回路９１２は、無線部９１１から出力された変調信号ａを変換し、変換により得られた信号を軟判定回路９１３に出力する。軟判定回路９１３は、シンボル・ビット変換回路９１２から出力された信号に対して軟判定して得られた軟判定信号を乗算回路９１４に出力する。
重み係数抽出回路９１８は、無線部９１１から出力された変調信号ａから重み係数を算出し、算出した係数を乗算回路９１４へ出力する。乗算回路９１４は、重み係数抽出回路９１８から出力された重み係数と、軟判定回路９１３から入力された信号とを乗算し、乗算結果を誤り訂正復号回路９１５へ出力する。誤り訂正復号回路９１５は、入力された信号を誤り訂正復号し、出力切替回路９１７を介して、信号記憶回路９１９にビット信号ａを出力し記憶させる。
まず、時刻Ｔ１において、送信端末９３ａは、記憶されているビット信号ａを変調して、変調信号ａを送信する（ステップＳ９１）。
中継端末９２は、受信した変調信号ａを復調し、復調したビット信号ａを記憶する。
受信端末９１ａは、中継端末９２宛に送信された変調信号ａを適時聴取する。無線部９１１は、変調信号ａを検出し、検出した変調信号ａをシンボル・ビット変換回路９１２に出力する。シンボル・ビット変換回路９１２は、無線部９１１から出力された変調信号ａを変換し、変換により得られた信号を軟判定回路９１３に出力する。軟判定回路９１３は、シンボル・ビット変換回路９１２から出力された信号に対して軟判定して得られた軟判定信号を乗算回路９１４に出力する。
重み係数抽出回路９１８は、無線部９１１から出力された変調信号ａから重み係数を算出し、算出した係数を乗算回路９１４へ出力する。乗算回路９１４は、重み係数抽出回路９１８から出力された重み係数と、軟判定回路９１３から入力された信号とを乗算し、乗算結果を誤り訂正復号回路９１５へ出力する。誤り訂正復号回路９１５は、入力された信号を誤り訂正復号し、出力切替回路９１７を介して、信号記憶回路９１９にビット信号ａを出力し記憶させる。
次に、時間Ｔ２において、送信端末９３ｂは、記憶されているビット信号ｂを変調して、変調信号ｂを送信する（ステップＳ９２）。
中継端末９２は、受信した変調信号ｂを復調し、復調したビット信号ｂを記憶する。
受信端末９１ｂでは、受信端末９１ａが変調信号ａを受信した際の上述の動作と同様に、送信端末９３ｂが中継端末９２に向けて送信した変調信号ｂを適時聴取する。受信端末９１ｂは、適時聴取により、変調信号ｂからビット信号ｂを復調し記憶する。
中継端末９２は、受信した変調信号ｂを復調し、復調したビット信号ｂを記憶する。
受信端末９１ｂでは、受信端末９１ａが変調信号ａを受信した際の上述の動作と同様に、送信端末９３ｂが中継端末９２に向けて送信した変調信号ｂを適時聴取する。受信端末９１ｂは、適時聴取により、変調信号ｂからビット信号ｂを復調し記憶する。
時間Ｔ３において、中継端末９２は、記憶するビット信号ａ及びビット信号ｂを排他的論理和演算、すなわち、ネットワーク符号化を行いビット信号ａ＾ｂを算出する。また、中継端末９２は、算出したビット信号ａ＾ｂを変調した変調信号ａ＾ｂを受信端末９１ａ及び受信端末９１ｂに送信する（ステップＳ９３）。
受信端末９１ｂにおいて、無線部９１１は、受信信号から変調信号ａ＾ｂを検出すると、検出した変調信号ａ＾ｂをシンボル・ビット変換回路９１２と重み係数抽出回路９１８とに出力する。シンボル・ビット変換回路９１２は、無線部９１１から出力された変調信号ａ＾ｂを変換し、変換した信号を軟判定回路９１３に出力する。軟判定回路９１３は、シンボル・ビット変換回路９１２から出力された信号に対して軟判定を行い、判定により得られた信号を乗算回路９１４に出力する。重み係数抽出回路９１８は、無線部９１１から出力された変調信号ａ＾ｂから重み係数を算出し、算出した重み係数を乗算回路９１４に出力する。
受信端末９１ｂにおいて、無線部９１１は、受信信号から変調信号ａ＾ｂを検出すると、検出した変調信号ａ＾ｂをシンボル・ビット変換回路９１２と重み係数抽出回路９１８とに出力する。シンボル・ビット変換回路９１２は、無線部９１１から出力された変調信号ａ＾ｂを変換し、変換した信号を軟判定回路９１３に出力する。軟判定回路９１３は、シンボル・ビット変換回路９１２から出力された信号に対して軟判定を行い、判定により得られた信号を乗算回路９１４に出力する。重み係数抽出回路９１８は、無線部９１１から出力された変調信号ａ＾ｂから重み係数を算出し、算出した重み係数を乗算回路９１４に出力する。
乗算回路９１４は、軟判定回路９１３から出力された信号と、重み係数抽出回路９１８から出力された重み係数を乗算し、乗算結果を誤り訂正復号回路９１５に出力する。誤り訂正復号回路９１５は、乗算回路９１４から出力された信号を誤り訂正復号し、ビット信号ａ＾ｂを得る。また、誤り訂正復号回路９１５は、復号により得たビット信号ａ＾ｂを線形復号回路９１６に出力する。
線形復号回路９１６は、信号記憶回路９１９から出力切替回路９２０を介して入力されるビット信号ａを鍵信号として用いて、誤り訂正復号回路９１５から入力されるビット信号ａ＾ｂを復号し、ビット信号ｂを得る。また、線形復号回路９１６は、出力切替回路９１７を介して、復号により得たビット信号ｂを出力信号として出力する。
線形復号回路９１６は、信号記憶回路９１９から出力切替回路９２０を介して入力されるビット信号ａを鍵信号として用いて、誤り訂正復号回路９１５から入力されるビット信号ａ＾ｂを復号し、ビット信号ｂを得る。また、線形復号回路９１６は、出力切替回路９１７を介して、復号により得たビット信号ｂを出力信号として出力する。
また、受信端末９１ｂにおいては、受信端末９１ａと同様にネットワーク復号を行い、信号記憶回路９１９に記憶されているビット信号ｂを鍵信号として用いて、受信した変調信号ａ＾ｂからビット信号ａを得る。
上述の動作により、ネットワーク符号を適用した無線通信システム９において、送信端末９３ａに記憶されたビット信号ａと、送信端末９３ｂに記憶されたビット信号ｂとが、受信端末９１ａ、９１ｂそれぞれに伝送される。
Sachin Katti, Hariharan Rahul, et al, "XORs in The Air:Practical Wireless Network Coding", Proc.ACM SIGCOMM 2006, Pisa Italy, Sep.2006, p.243−254 R.Ahlswede, S.Li, and R.Yeung, "Network information flow", IEEE Trans. Inf. Theory, vol.46, July 2000, no.4, p.1204−1216
上述の動作により、ネットワーク符号を適用した無線通信システム９において、送信端末９３ａに記憶されたビット信号ａと、送信端末９３ｂに記憶されたビット信号ｂとが、受信端末９１ａ、９１ｂそれぞれに伝送される。
Sachin Katti, Hariharan Rahul, et al, "XORs in The Air:Practical Wireless Network Coding", Proc.ACM SIGCOMM 2006, Pisa Italy, Sep.2006, p.243−254 R.Ahlswede, S.Li, and R.Yeung, "Network information flow", IEEE Trans. Inf. Theory, vol.46, July 2000, no.4, p.1204−1216
上述したようなネットワーク符号化を適用した無線通信システム９では、無線の同報性という特徴を有効に利用しておらず、各端末間における物理リンクの通信品質の向上を図れていない。例えば、図１２に示した無線通信システム９では、時間Ｔ１に送信端末９３ａが送信する信号を受信端末９１ｂが受信していたとしても、安定した伝送が行えないとして利用していない。また、無線通信システムの通信品質は、一般的に、中継端末を利用した協調伝送を行うことにより向上させることができる。しかし、ネットワーク符号化された信号を復号するために用いる鍵信号が通過する無線通信の品質が安定せず劣悪な場合、受信する信号全体の誤り率特性が劣化してしまう。
このように、従来のネットワーク符号化を適用した無線通信システムでは、無線通信の同報性を利用した通信品質向上の恩恵を十分に受けていないという問題がある
このように、従来のネットワーク符号化を適用した無線通信システムでは、無線通信の同報性を利用した通信品質向上の恩恵を十分に受けていないという問題がある
本発明は、上記問題を解決すべくなされたもので、その目的は、無線通信の同報性を資料して通信品実を向上するネットワーク符号化を適用した無線通信システムを提供することにある。
（１）上記問題を解決するために、本発明は、送信端末、中継端末及び受信端末を有し、鍵信号により情報信号をネットワーク符号化して通信を行う無線通信システムにおいて、送信端末は、自端末に記憶されている信号を前記中継端末又は前記受信端末に送信し、前記中継端末は、前記送信端末から送信される信号を受信し、受信した信号から自端末宛の信号を検出して出力する第１の受信部と、前記第１の受信部が受信した自端末宛の信号が記憶される第１の信号記憶回路と、前記第１の信号記憶回路に記憶される信号のいずれか１つを前記鍵信号として、前記第１の信号記憶回路に記憶される信号のうち他の信号に対してネットワーク符号化をしてネットワーク符号化信号を出力する第１の線形符号化回路と、前記ネットワーク符号化信号を前記受信端末に送信する第１の送信部とを備え、前記受信端末は、自端末宛の信号及び自端末宛以外の信号を受信して検出し、検出した信号を出力する第２の受信部と、前記第２の受信部が検出した信号に基づく尤度信号が記憶される尤度信号記憶回路と、前記尤度信号記憶回路に記憶されている前記ネットワーク符号化信号を前記鍵信号を用いてネットワーク復号して前記尤度信号を出力するネットワーク復号部と、前記尤度信号記憶回路に記憶される前記尤度信号と、ネットワーク復号により得られる前記尤度信号とを加算して、合成された前記尤度信号を出力する加算回路と、前記合成された尤度信号のうちビット毎の絶対値の合計が最も大きい前記合成された尤度信号を選択する基準値算出回路と、前記尤度信号に対して誤り訂正復号を行う誤り訂正復号回路とを備え、前記受信端末において、前記尤度信号記憶回路に記憶されているネットワーク符号化されていない前記尤度信号のうち誤りを含まない尤度信号がある場合、前記ネットワーク復号部は、該尤度信号を誤り訂正復号して算出された前記情報信号を前記鍵信号として用い、前記尤度信号記憶回路に記憶されているネットワーク符号化されていない前記尤度信号のうち誤りを含まない尤度信号がない場合、前記ネットワーク復号部は、前記尤度信号記憶回路に記憶されているネットワーク符号化されていない前記尤度信号それぞれを鍵信号として用い、前記基準値算出回路により選択された前記合成された尤度信号に対して誤り訂正復号が行われることを特徴とする無線通信システムである。
（２）また、本発明は、送信端末、中継端末及び受信端末を有し、鍵信号により情報信号をネットワーク符号化して通信を行う無線通信システムにおける受信端末であって、自端末宛の信号及び自端末宛以外の信号を受信して検出し、検出した信号を出力する第２の受信部と、前記第２の受信部が検出した信号に基づく尤度信号が記憶される尤度信号記憶回路と、前記第２の受信部が検出した前記ネットワーク符号化信号を前記鍵信号を用いてネットワーク復号して前記尤度信号を出力するネットワーク復号部と、前記尤度信号記憶回路に記憶される前記尤度信号と、ネットワーク復号により得られる前記尤度信号とを加算して、合成された前記尤度信号を出力する加算回路と、前記合成された尤度信号のうちビット毎の絶対値の合計が最も大きい前記合成された尤度信号を選択する基準値算出回路と、前記尤度信号に対して誤り訂正復号を行う誤り訂正復号回路とを備え、前記尤度信号記憶回路に記憶されているネットワーク符号化されていない前記尤度信号のうち誤りを含まない尤度信号がある場合、前記ネットワーク復号部は、前記誤り訂正復号回路により該尤度信号を誤り訂正復号して算出された前記情報信号を前記鍵信号として用い、前記尤度信号記憶回路に記憶されているネットワーク符号化されていない前記尤度信号のうち誤りを含まない尤度信号がない場合、前記ネットワーク復号部は、前記尤度信号記憶回路に記憶されているネットワーク符号化されていない前記尤度信号それぞれを鍵信号として用い、前記誤り訂正復号回路は、前記基準値算出回路により選択された前記合成された尤度信号に対して誤り訂正復号を行うことを特徴とする受信端末である。
（３）また、本発明は、送信端末、中継端末及び受信端末を有し、鍵信号により情報信号をネットワーク符号化して通信を行う無線通信システムにおける無線通信方法であって、送信端末が自端末に記憶されている信号を前記中継端末又は前記受信端末に送信する過程と、第１の受信部が前記送信端末から送信される信号を受信し、受信した信号から自端末宛の信号を検出して出力する過程と、前記第１の受信部が受信した自端末宛の信号が第１の信号記憶回路に記憶される過程と、第１の線形符号化回路が前記第１の信号記憶回路に記憶される信号のいずれか１つを前記鍵信号として、前記第１の信号記憶回路に記憶される信号のうち他の信号に対してネットワーク符号化をしてネットワーク符号化信号を出力する過程と、第１の送信部が前記ネットワーク符号化信号を前記受信端末に送信する過程と第２の受信部が自端末宛の信号及び自端末宛以外の信号を受信して検出し、検出した信号を出力する過程と、前記第２の受信部が検出した信号に基づく尤度信号が尤度信号記憶回路に記憶される過程と、前記尤度信号記憶回路に記憶されているネットワーク符号化されていない前記尤度信号のうち誤りを含まない尤度信号がある場合、前記ネットワーク復号部が、該尤度信号を誤り訂正復号して算出された前記情報信号を前記鍵信号として用いネットワーク復号し、加算回路が、前記尤度信号記憶回路に記憶される前記尤度信号と、ネットワーク復号により得られる前記尤度信号とを加算して合成された前記尤度信号を出力し、誤り訂正復号回路が、前記合成された前記尤度信に対して誤り訂正復号する過程と、前記尤度信号記憶回路に記憶されているネットワーク符号化されていない前記尤度信号のうち誤りを含まない尤度信号がない場合、前記ネットワーク復号部が、前記尤度信号記憶回路に記憶されているネットワーク符号化されていない前記尤度信号それぞれを鍵信号として用いてネットワーク復号し、前記加算回路が、ネットワーク復号された尤度信号それぞれに対して前記合成された前記尤度信号を算出して、前記基準値算出回路が、前記加算回路により複数の前記合成された前記尤度信号から１つの合成された尤度信号を選択し、誤り訂正復号回路が、該合成された尤度信号に対して誤り訂正復号する過程とを有することを特徴とする無線通信方法である。
（４）また、本発明は、送信端末、中継端末及び受信端末を有し、鍵信号により情報信号をネットワーク符号化して通信を行う無線通信システムにおける受信端末の受信方法であって、第２の受信部が自端末宛の信号及び自端末宛以外の信号を受信して検出し、検出した信号を出力する過程と、前記第２の受信部が検出した信号に基づく尤度信号が尤度信号記憶回路に記憶される過程と、前記尤度信号記憶回路に記憶されているネットワーク符号化されていない前記尤度信号のうち誤りを含まない尤度信号がある場合、前記ネットワーク復号部が、該尤度信号を誤り訂正復号して算出された前記情報信号を前記鍵信号として用いネットワーク復号し、加算回路が、前記尤度信号記憶回路に記憶される前記尤度信号と、ネットワーク復号により得られる前記尤度信号とを加算して合成された前記尤度信号を出力し、誤り訂正復号回路が、前記合成された前記尤度信に対して誤り訂正復号する過程と、前記尤度信号記憶回路に記憶されているネットワーク符号化されていない前記尤度信号のうち誤りを含まない尤度信号がない場合、前記ネットワーク復号部が、前記尤度信号記憶回路に記憶されているネットワーク符号化されていない前記尤度信号それぞれを鍵信号として用いてネットワーク復号し、前記加算回路が、ネットワーク復号された尤度信号それぞれに対して前記合成された前記尤度信号を算出して、前記基準値算出回路が、前記加算回路により複数の前記合成された前記尤度信号から１つの合成された尤度信号を選択し、誤り訂正復号回路が、該合成された尤度信号に対して誤り訂正復号する過程とを有することを特徴とする受信方法である。
この発明によれば、受信端末が備える第２の無線部により自端末宛以外の未ネットワーク符号化信号を受信し、受信した自端末宛以外の未ネットワーク符号化信号と、中継端末で符号化されたネットワーク符号化信号をネットワーク復号部で復号し得た信号とを第２の加算回路を用いて合成を行う。第２の加算回路で行う合成によるダイバーシチ効果により通信品質を向上させることが可能となる。
また、この発明によれば、受信端末において、受信した信号に誤りが含まれているとき、尤度信号記憶回路に記憶されている尤度信号から鍵信号に用いる尤度信号を選択してネットワーク復号を行う。これにより、受信端末は、伝送品質がわるく受信した信号に誤りが含まれているときでも、ネットワーク復号を行うことが可能となる。
以下、本発明の一実施形態による無線通信システム、受信端末及び中継端末を図面を参照して説明する。
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態における受信端末１０の構成を示す概略ブロック図である。受信端末１０は、無線部１０１、シンボル・ビット変換回路１０２、軟判定回路１０３、出力切替回路１０４、１０７、１０９、１１５、乗算回路１０５、加算回路１０６、誤り訂正復号回路１０８、重み係数抽出回路１１０、尤度信号記憶回路１１１、基準値算出回路１１２、信号記憶回路１１３、誤り訂正符号回路１１４、変調回路１１６、ネットワーク復号部１２０を備えている。
ネットワーク復号部１２０は、入力されるネットワーク符号化信号を入力される鍵信号を用いて情報信号をネットワーク復号する。また、ネットワーク復号部１２０は、符号・ビット変換回路１２１、絶対値抽出回路１２２、尤度絶対値算出回路１２３、乗算回路１２４、線形復号回路１２５、ビット・符号変換回路１２６を含む構成である。
図１は、第１実施形態における受信端末１０の構成を示す概略ブロック図である。受信端末１０は、無線部１０１、シンボル・ビット変換回路１０２、軟判定回路１０３、出力切替回路１０４、１０７、１０９、１１５、乗算回路１０５、加算回路１０６、誤り訂正復号回路１０８、重み係数抽出回路１１０、尤度信号記憶回路１１１、基準値算出回路１１２、信号記憶回路１１３、誤り訂正符号回路１１４、変調回路１１６、ネットワーク復号部１２０を備えている。
ネットワーク復号部１２０は、入力されるネットワーク符号化信号を入力される鍵信号を用いて情報信号をネットワーク復号する。また、ネットワーク復号部１２０は、符号・ビット変換回路１２１、絶対値抽出回路１２２、尤度絶対値算出回路１２３、乗算回路１２４、線形復号回路１２５、ビット・符号変換回路１２６を含む構成である。
無線部１０１は、入力される信号を送信し、受信信号から所望のシンボル信号を検出し出力する。ここで、シンボル信号とは、ＱＰＳＫ（Quadrature Phase−Shift Keying）や、１６ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）などで変調された信号である。シンボル・ビット変換回路１０２は、入力される受信したシンボル信号をビット系列信号に変換する。
軟判定回路１０３は、入力されるビット系列信号を軟判定し、軟判定信号に変換する。ここで、軟判定とは、入力されるビット系列信号に対して、”０”及び”１”の２値のいずれかを示す信号と、示す値がどの程度確かであるかを予め定めた閾値を用いて段階的に表す信号とを組とした信号を定める判定である。例として、”０”及び”１”の２値を表すのに正負を用い、確からしさを数値で示した信号として扱う。つまり、軟判定信号とは、軟判定信号が示す値が正の場合はビット信号の１を示し、示す値が負の場合はビット信号の０を示し、軟判定信号が示す値の絶対値は正負の符号により示されるビット信号の値の確からしさを示す信号である。
軟判定回路１０３は、入力されるビット系列信号を軟判定し、軟判定信号に変換する。ここで、軟判定とは、入力されるビット系列信号に対して、”０”及び”１”の２値のいずれかを示す信号と、示す値がどの程度確かであるかを予め定めた閾値を用いて段階的に表す信号とを組とした信号を定める判定である。例として、”０”及び”１”の２値を表すのに正負を用い、確からしさを数値で示した信号として扱う。つまり、軟判定信号とは、軟判定信号が示す値が正の場合はビット信号の１を示し、示す値が負の場合はビット信号の０を示し、軟判定信号が示す値の絶対値は正負の符号により示されるビット信号の値の確からしさを示す信号である。
出力切替回路１０４は、ネットワーク符号化された軟判定信号を復号する場合、軟判定回路１０３から出力された軟判定信号をネットワーク復号部１２０に出力し、ネットワーク符号化された軟判定信号を復号しない場合、軟判定回路１０３から出力された軟判定信号を乗算回路１０５に出力する。乗算回路１０５は、重み係数抽出回路１１０及び乗算回路１２４から入力される信号を乗算する。加算回路１０６、入力される２つの尤度信号を加算する。
出力切替回路１０７は、加算回路１０６から入力されるビットごとの尤度信号（以下、ビット毎尤度信号という）を尤度信号記憶回路１１１又は誤り訂正復号回路１０８に出力する。誤り訂正復号回路１０８は、出力切替回路１０７或いは、尤度信号記憶回路１１１から入力される尤度信号に対して、誤り訂正復号を行うと共に、例えば、ＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check；巡回冗長検査）などの誤り検出符号を用いて誤り検出を行う。
出力切替回路１０７は、加算回路１０６から入力されるビットごとの尤度信号（以下、ビット毎尤度信号という）を尤度信号記憶回路１１１又は誤り訂正復号回路１０８に出力する。誤り訂正復号回路１０８は、出力切替回路１０７或いは、尤度信号記憶回路１１１から入力される尤度信号に対して、誤り訂正復号を行うと共に、例えば、ＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check；巡回冗長検査）などの誤り検出符号を用いて誤り検出を行う。
出力切替回路１０９は、誤り鍵信号として記憶する場合、誤り訂正復号回路１０８から入力される信号を信号記憶回路１１３に出力し、自端末の処理で用いる場合、誤り訂正復号回路１０８から入力される信号を出力信号として出力する。重み係数抽出回路１１０は、無線部１０１から入力される受信信号から伝送路の状態を示す情報に基づき、重み係数を算出する。重み係数は、例えば、受信電力に基づいて算出される。
尤度信号記憶回路１１１には、出力切替回路１０７及び尤度信号記憶回路１１１から入力されたビット毎尤度信号が記憶される。
基準値算出回路１１２は、ネットワーク復号に鍵信号として用いるビット毎尤度信号全てに誤り訂正復号により訂正できない誤りが含まれている場合、いずれのビット毎尤度信号を鍵信号とするかを決定する。
尤度信号記憶回路１１１には、出力切替回路１０７及び尤度信号記憶回路１１１から入力されたビット毎尤度信号が記憶される。
基準値算出回路１１２は、ネットワーク復号に鍵信号として用いるビット毎尤度信号全てに誤り訂正復号により訂正できない誤りが含まれている場合、いずれのビット毎尤度信号を鍵信号とするかを決定する。
信号記憶回路１１３には、誤り訂正復号回路１０８及び出力切替回路１０９から入力されたビット信号が記憶される。誤り訂正符号回路１１４は、信号記憶回路１１３に記憶されているビット信号を鍵信号として読み出し、読み出したビット信号を予め定めた誤り訂正符号化する。ここで、用いる誤り訂正符号は、畳み込み符号や、ターボ符号などを用いる。
出力切替回路１１５は、信号記憶回路１１３に記憶されているビット信号を送信する場合、誤り訂正符号回路１１４から入力された信号を変調回路１１６に出力し、ネットワーク符号化された信号を復号する場合、誤り訂正符号回路１１４から入力された信号をネットワーク復号部１２０に出力する。変調回路１１６は、出力切替回路１１５から入力されるビット信号を、例えば、ＱＰＳＫやＱＡＭ１６などを用いて変調して無線部１０１に出力する。
出力切替回路１１５は、信号記憶回路１１３に記憶されているビット信号を送信する場合、誤り訂正符号回路１１４から入力された信号を変調回路１１６に出力し、ネットワーク符号化された信号を復号する場合、誤り訂正符号回路１１４から入力された信号をネットワーク復号部１２０に出力する。変調回路１１６は、出力切替回路１１５から入力されるビット信号を、例えば、ＱＰＳＫやＱＡＭ１６などを用いて変調して無線部１０１に出力する。
符号・ビット変換回路１２１は、軟判定回路１０３から出力切替回路１０４を介して入力される軟判定信号、及び尤度信号記憶回路１１１からビット毎尤度信号として入力される軟判定信号の符号部分からビット信号を抽出し、軟判定信号の示すビット信号を出力する。絶対値抽出回路１２２は、入力される軟判定信号が示すビットごとの確からしさを示す信号を抽出し、尤度絶対値算出回路１２３に出力する。尤度絶対値算出回路１２３は、ビット毎尤度信号を鍵信号としてネットワーク復号を行う際、絶対値抽出回路１２２から入力されたビット毎尤度信号に対する演算処理を行う。
乗算回路１２４は、尤度絶対値算出回路１２３とビット・符号変換回路１２６とから入力される２つの信号を乗算して乗算回路１０５に出力する。
線形復号回路１２５は、符号・ビット変換回路１２１から入力されるネットワーク符号化された信号を、出力切替回路１１５から入力される鍵信号を用いて、ネットワーク復号を行いビット・符号変換回路１２６に出力する。
乗算回路１２４は、尤度絶対値算出回路１２３とビット・符号変換回路１２６とから入力される２つの信号を乗算して乗算回路１０５に出力する。
線形復号回路１２５は、符号・ビット変換回路１２１から入力されるネットワーク符号化された信号を、出力切替回路１１５から入力される鍵信号を用いて、ネットワーク復号を行いビット・符号変換回路１２６に出力する。
図２は、第１実施形態における中継端末２０の構成を示す概略ブロック図である。中継端末２０は、無線部２０１、シンボル・ビット変換回路２０２、軟判定回路２０３、乗算回路２０４、誤り訂正復号回路２０５、出力切替回路２０６、信号記憶回路２０７、線形符号化回路２０８、誤り訂正符号回路２０９、変調回路２１０及び重み係数抽出回路２１１を備えている。
無線部２０１は、変調回路２１０から入力される信号を送信し、受信信号から所望の信号を検出しシンボル・ビット変換回路２０２と重み係数抽出回路２１１とに出力する。シンボル・ビット変換回路２０２は、無線部２０１から入力される受信したシンボル信号をビット系列信号に変換する。軟判定回路２０３は、シンボル・ビット変換回路２０２から入力されるビット系列信号を軟判定し、軟判定信号に変換して乗算回路２０４に出力する。乗算回路２０４は、軟判定回路２０３と重み係数抽出回路２１１とから入力される２つの信号を乗算する。
誤り訂正復号回路２０５は、乗算回路２０４から入力される軟判定信号を誤り訂正復号して出力切替回路２０６に出力する。出力切替回路２０６は、入力された信号をネットワーク符号化し送信する場合、信号記憶回路２０７に出力し、入力された信号を自端末内で処理する場合、出力信号として自端末内に出力する。
誤り訂正復号回路２０５は、乗算回路２０４から入力される軟判定信号を誤り訂正復号して出力切替回路２０６に出力する。出力切替回路２０６は、入力された信号をネットワーク符号化し送信する場合、信号記憶回路２０７に出力し、入力された信号を自端末内で処理する場合、出力信号として自端末内に出力する。
信号記憶回路２０７には、出力切替回路２０６から入力されたビット信号が記憶される。線形符号化回路２０８は、信号記憶回路２０７に記憶されるビット信号を読み出し、読み出したビット信号を予め定めた方式を用いてネットワーク符号化して、誤り訂正符号回路２０９に出力する。
誤り訂正符号回路２０９は、予め定めた方式を用いて、入力されるビット信号を誤り訂正符号化して、変調回路２１０に出力する。変調回路２１０は、誤り訂正符号回路２０９から入力される信号を予め定めた方式を用いて変調して無線部２０１に出力する。重み係数抽出回路２１１は、入力される受信信号から伝送路の状態を示す情報に基づき、係数を算出する。例えば、受信電力などを基に算出する。
なお、誤り訂正符号回路２０９が用いる誤り訂正符号方式、及び、変調回路２１０が用いる変調方式は、無線通信システム１内で同一の方式が用いられる。
誤り訂正符号回路２０９は、予め定めた方式を用いて、入力されるビット信号を誤り訂正符号化して、変調回路２１０に出力する。変調回路２１０は、誤り訂正符号回路２０９から入力される信号を予め定めた方式を用いて変調して無線部２０１に出力する。重み係数抽出回路２１１は、入力される受信信号から伝送路の状態を示す情報に基づき、係数を算出する。例えば、受信電力などを基に算出する。
なお、誤り訂正符号回路２０９が用いる誤り訂正符号方式、及び、変調回路２１０が用いる変調方式は、無線通信システム１内で同一の方式が用いられる。
次に、図３は、第１実施形態のＸトポロジの構成を有する無線通信システム１と、当該無線通信システム１の動作とを示す概略図である。無線通信システム１は、送信端末３０ａ、３０ｂと、中継端末２０と、受信端末１０ａ、１０ｂとを含む構成である。
送信端末３０ａは、情報信号としてのビット信号ａを記憶しており、無線通信システム１で用いられる誤り訂正符号化及び変調をビット信号ａに対して行うことで変調信号ａを送信する機能を有している。送信端末３０ｂは、送信端末３０ａと同様に、情報信号としてのビット信号ｂを記憶しており、無線通信システム１で用いられる誤り訂正符号化及び変調によりビット信号ｂから変調信号ｂを算出して送信する機能を有している。
受信端末１０ａ、１０ｂは、上述の受信端末１０と同じ構成を有しており、以下、受信端末１０ａ、１０ｂのいずれか、もしくは両方を示す場合には、受信端末１０という。
送信端末３０ａは、情報信号としてのビット信号ａを記憶しており、無線通信システム１で用いられる誤り訂正符号化及び変調をビット信号ａに対して行うことで変調信号ａを送信する機能を有している。送信端末３０ｂは、送信端末３０ａと同様に、情報信号としてのビット信号ｂを記憶しており、無線通信システム１で用いられる誤り訂正符号化及び変調によりビット信号ｂから変調信号ｂを算出して送信する機能を有している。
受信端末１０ａ、１０ｂは、上述の受信端末１０と同じ構成を有しており、以下、受信端末１０ａ、１０ｂのいずれか、もしくは両方を示す場合には、受信端末１０という。
第１実施形態のＸトポロジにおけるビット信号ａ及びビット信号ｂ（情報信号）を送信端末３０ａ、３０ｂから中継端末２０を経由して受信端末１０ａ、１０ｂに伝送する動作を例にして、第１実施形態の無線通信システム１の動作を説明する。
送信端末３０ａ、３０ｂは、それぞれ自端末に記憶されているビット信号を中継端末２０に送信する。中継端末２０は、受信したそれぞれのビット信号ａ、ｂに対してネットワーク符号化及び変調を行い、ネットワーク符号化された変調信号ａ＾ｂ（ネットワーク符号化信号）を受信端末１０ａ、１０ｂに送信する。このとき、受信端末１０ａ、１０ｂは、それぞれ適時聴取を行い鍵信号を取得して、変調信号ａ＾ｂに対してネットワーク復号を行いビット信号ａ、ｂを受信する。
なお、以下、ビット信号ａ、ｂをネットワーク符号して得られるビット信号を、ビット信号ａ＾ｂという。また、ビット信号ａ＾ｂに対応するビット毎尤度信号をビット毎尤度信号ａ＾ｂという。
送信端末３０ａ、３０ｂは、それぞれ自端末に記憶されているビット信号を中継端末２０に送信する。中継端末２０は、受信したそれぞれのビット信号ａ、ｂに対してネットワーク符号化及び変調を行い、ネットワーク符号化された変調信号ａ＾ｂ（ネットワーク符号化信号）を受信端末１０ａ、１０ｂに送信する。このとき、受信端末１０ａ、１０ｂは、それぞれ適時聴取を行い鍵信号を取得して、変調信号ａ＾ｂに対してネットワーク復号を行いビット信号ａ、ｂを受信する。
なお、以下、ビット信号ａ、ｂをネットワーク符号して得られるビット信号を、ビット信号ａ＾ｂという。また、ビット信号ａ＾ｂに対応するビット毎尤度信号をビット毎尤度信号ａ＾ｂという。
（受信端末１０ａの受信処理）
図４及び図５は、第１実施形態における受信端末１０ａの受信処理を示すフローチャートである。
まず、受信端末１０ａにおいて、無線部１０１は、送信端末３０ａが中継端末２０に送信した変調信号ａを受信し検出すると、検出した変調信号ａをシンボル・ビット変換回路１０２と重み係数抽出回路１１０に出力する。すなわち、受信端末１０ａは、他端末宛の変調信号ａを受信する適時聴取を行う（ステップＳ１０１）。
図４及び図５は、第１実施形態における受信端末１０ａの受信処理を示すフローチャートである。
まず、受信端末１０ａにおいて、無線部１０１は、送信端末３０ａが中継端末２０に送信した変調信号ａを受信し検出すると、検出した変調信号ａをシンボル・ビット変換回路１０２と重み係数抽出回路１１０に出力する。すなわち、受信端末１０ａは、他端末宛の変調信号ａを受信する適時聴取を行う（ステップＳ１０１）。
シンボル・ビット変換回路１０２は、無線部１０１から出力された変調信号ａに対してシンボル・ビット変換を行いビット系列信号ａに変換して、軟判定回路１０３に出力する。軟判定回路１０３は、シンボル・ビット変換回路１０２から出力されたビット系列信号ａに対して軟判定を行い軟判定信号ａに変換して、軟判定信号ａを出力切替回路１０４を介して乗算回路１０５に出力する。
重み係数抽出回路１１０は、無線部１０１から出力された変調信号ａから重み係数を算出し、算出した重み係数を乗算回路１０５に出力する。乗算回路１０５は、重み係数抽出回路１１０から出力された軟判定信号ａと、重み係数抽出回路１１０から出力された重み係数とを乗算して、算出された尤度信号を加算回路１０６に出力する。加算回路１０６は、尤度信号記憶回路１１１が記憶する変調信号ａに対応する尤度信号を読出し、乗算回路１０５から出力される尤度信号と加算し、ビット毎尤度信号に変換する（ステップＳ１０２）。
このとき、尤度信号記憶回路１１１は、変調信号ａに対応するビット毎尤度信号を記憶していないために、加算回路１０６は、入力された信号に変更を加えず出力することになる。
加算回路１０６は、出力切替回路１０７を介して、算出したビット毎尤度信号を尤度信号記憶回路１１１に変調信号ａに対応するビット毎尤度信号ａとして記憶させる（ステップＳ１０３）。
重み係数抽出回路１１０は、無線部１０１から出力された変調信号ａから重み係数を算出し、算出した重み係数を乗算回路１０５に出力する。乗算回路１０５は、重み係数抽出回路１１０から出力された軟判定信号ａと、重み係数抽出回路１１０から出力された重み係数とを乗算して、算出された尤度信号を加算回路１０６に出力する。加算回路１０６は、尤度信号記憶回路１１１が記憶する変調信号ａに対応する尤度信号を読出し、乗算回路１０５から出力される尤度信号と加算し、ビット毎尤度信号に変換する（ステップＳ１０２）。
このとき、尤度信号記憶回路１１１は、変調信号ａに対応するビット毎尤度信号を記憶していないために、加算回路１０６は、入力された信号に変更を加えず出力することになる。
加算回路１０６は、出力切替回路１０７を介して、算出したビット毎尤度信号を尤度信号記憶回路１１１に変調信号ａに対応するビット毎尤度信号ａとして記憶させる（ステップＳ１０３）。
次に、無線部１０１は、送信端末３０ｂが中継端末２０宛に送信した変調信号ｂを受信し検出すると、検出した変調信号ｂをシンボル・ビット変換回路１０２と重み係数抽出回路１１０とに出力する。すなわち、受信端末１０ａは、他端末宛の変調信号ｂを受信する適時聴取が行う（ステップＳ１０４）。
シンボル・ビット変換回路１０２は、無線部１０１から出力された変調信号ｂに対してシンボル・ビット変換を行いビット系列信号ｂに変換して、軟判定回路１０３に出力する。軟判定回路１０３は、シンボル・ビット変換回路１０２から出力されたビット系列信号ｂに対して軟判定を行い軟判定信号ｂに変換して、軟判定信号ｂを出力切替回路１０４を介して乗算回路１０５に出力する。
シンボル・ビット変換回路１０２は、無線部１０１から出力された変調信号ｂに対してシンボル・ビット変換を行いビット系列信号ｂに変換して、軟判定回路１０３に出力する。軟判定回路１０３は、シンボル・ビット変換回路１０２から出力されたビット系列信号ｂに対して軟判定を行い軟判定信号ｂに変換して、軟判定信号ｂを出力切替回路１０４を介して乗算回路１０５に出力する。
重み係数抽出回路１１０は、無線部１０１から入力された変調信号ｂから重み係数を算出し、算出した重み係数を乗算回路１０５に出力する。乗算回路１０５は、入力された軟判定信号ｂと、入力された重み係数とを乗算して、算出された尤度信号を加算回路１０６に出力する。加算回路１０６は、尤度信号記憶回路１１１が記憶する変調信号ｂに対応する尤度信号を読出し、乗算回路１０５から入力される信号と加算し、ビット毎尤度信号に変換する（ステップＳ１０５）。
このとき、尤度信号記憶回路１１１は、変調信号ｂに対応するビット毎尤度信号を記憶していないために、加算回路１０６は、入力された尤度信号に変更を加えず出力することになる。
このとき、尤度信号記憶回路１１１は、変調信号ｂに対応するビット毎尤度信号を記憶していないために、加算回路１０６は、入力された尤度信号に変更を加えず出力することになる。
加算回路１０６は、出力切替回路１０７を介して、算出したビット毎尤度信号を尤度信号記憶回路１１１に変調信号ｂに対応するビット毎尤度信号ｂとして記憶させる（ステップＳ１０６）。
続いて、無線部１０１は、中継端末２０から自端末宛に送信された変調信号ａ＾ｂを受信し検出すると、検出した変調信号ａ＾ｂをシンボル・ビット変換回路１０２及び重み係数抽出回路１１０に出力する（ステップＳ１０７）。
続いて、無線部１０１は、中継端末２０から自端末宛に送信された変調信号ａ＾ｂを受信し検出すると、検出した変調信号ａ＾ｂをシンボル・ビット変換回路１０２及び重み係数抽出回路１１０に出力する（ステップＳ１０７）。
シンボル・ビット変換回路１０２は、無線部１０１から出力された変調信号ａ＾ｂに対してシンボル・ビット変換を行いビット系列信号ａ＾ｂに変換して、ビット系列信号ａ＾ｂを軟判定回路１０３に出力する。軟判定回路１０３は、シンボル・ビット変換回路１０２から出力されたビット系列信号ａ＾ｂに対して軟判定を行い軟判定信号ａ＾ｂに変換して、軟判定信号ａ＾ｂを出力切替回路１０４を介して乗算回路１０５に出力する。
重み係数抽出回路１１０は、無線部１０１から出力された変調信号ａ＾ｂから重み係数を算出し、算出した重み係数を乗算回路１０５に出力する。乗算回路１０５は、入力された軟判定信号ａ＾ｂと入力された重み係数とを乗算して、算出された尤度信号を加算回路１０６に出力する。加算回路１０６は、尤度信号記憶回路１１１が記憶する変調信号ａ＾ｂに対応する尤度信号を読出し、乗算回路１０５から入力される信号と加算し、ビット毎尤度信号に変換する（ステップＳ１０８）。
このとき、尤度信号記憶回路１１１は、変調信号ａ＾ｂに対応するビット毎尤度信号を記憶していないために、加算回路１０６は、入力された尤度信号に変更を加えず出力することになる。
重み係数抽出回路１１０は、無線部１０１から出力された変調信号ａ＾ｂから重み係数を算出し、算出した重み係数を乗算回路１０５に出力する。乗算回路１０５は、入力された軟判定信号ａ＾ｂと入力された重み係数とを乗算して、算出された尤度信号を加算回路１０６に出力する。加算回路１０６は、尤度信号記憶回路１１１が記憶する変調信号ａ＾ｂに対応する尤度信号を読出し、乗算回路１０５から入力される信号と加算し、ビット毎尤度信号に変換する（ステップＳ１０８）。
このとき、尤度信号記憶回路１１１は、変調信号ａ＾ｂに対応するビット毎尤度信号を記憶していないために、加算回路１０６は、入力された尤度信号に変更を加えず出力することになる。
加算回路１０６は、出力切替回路１０７を介して、算出したビット毎尤度信号を尤度信号記憶回路１１１に変調信号ａ＾ｂに対応するビット毎尤度信号ａ＾ｂとして記憶させる（ステップＳ１０９）。
ここまでの動作により、受信端末１０ａの尤度信号記憶回路１１１は、ビット毎尤度信号ａ、ｂ、ａ＾ｂを記憶している。
誤り訂正復号回路１０８は、尤度信号記憶回路１１１に記憶されているビット毎尤度信号ａを読み出して、読み出したビット毎尤度信号に対して誤り訂正復号処理を行い。また、誤り訂正復号回路１０８は、出力切替回路１０９を介して信号記憶回路１１３にビット信号ａを出力し記憶させる（ステップＳ１１０）。
また、誤り訂正復号回路１０８は、正しくビット信号ａを復号したか否かを尤度信号記憶回路１１１にフィードバックする。
ここまでの動作により、受信端末１０ａの尤度信号記憶回路１１１は、ビット毎尤度信号ａ、ｂ、ａ＾ｂを記憶している。
誤り訂正復号回路１０８は、尤度信号記憶回路１１１に記憶されているビット毎尤度信号ａを読み出して、読み出したビット毎尤度信号に対して誤り訂正復号処理を行い。また、誤り訂正復号回路１０８は、出力切替回路１０９を介して信号記憶回路１１３にビット信号ａを出力し記憶させる（ステップＳ１１０）。
また、誤り訂正復号回路１０８は、正しくビット信号ａを復号したか否かを尤度信号記憶回路１１１にフィードバックする。
誤り訂正復号回路１０８は、尤度信号記憶回路１１１に記憶されているビット毎尤度信号ｂを読み出して、読み出したビット毎尤度信号ｂに対して誤り訂正復号を行う。また、誤り訂正復号回路１０８は、符合して得られたビット信号ｂを出力切替回路１０９を介して信号記憶回路１１３に出力して記憶させる（ステップＳ１１１）。
また、誤り訂正復号回路１０８は、正しくビット信号ｂを復号したか否かを尤度信号記憶回路１１１にフィードバックする。
また、誤り訂正復号回路１０８は、正しくビット信号ｂを復号したか否かを尤度信号記憶回路１１１にフィードバックする。
誤り訂正復号回路１０８は、ビット信号ｂを誤りなく復号できたか否かを判定する（ステップＳ１１２）。
誤り訂正復号回路１０８は、ビット信号ｂを誤りなく復号できた場合（ステップＳ１１２の正）、上述のステップＳ１１０でビット信号ａを誤りなく、正しく復号したか否かを判定する（ステップＳ１１３）。
ビット信号ａを誤りなく復号できた場合（ステップＳ１１３の正）、受信端末１０ａは、ビット信号ａ、ｂの受信処理を完了する。
誤り訂正復号回路１０８は、ビット信号ｂを誤りなく復号できた場合（ステップＳ１１２の正）、上述のステップＳ１１０でビット信号ａを誤りなく、正しく復号したか否かを判定する（ステップＳ１１３）。
ビット信号ａを誤りなく復号できた場合（ステップＳ１１３の正）、受信端末１０ａは、ビット信号ａ、ｂの受信処理を完了する。
ビット信号ｂが誤りなく復号でき、且つ、ビット信号ａが誤りを含む場合（ステップＳ１１３の誤）、信号記憶回路１１３が記憶する復号されたビット信号ｂを鍵信号として、尤度信号記憶回路１１１に記憶されるビット毎尤度信号ａ＾ｂに対してネットワーク復号を行う。
まず、尤度信号記憶回路１１１は、記憶するビット毎尤度信号ａ＾ｂを符号・ビット変換回路１２１及び絶対値抽出回路１２２に出力する。符号・ビット変換回路１２１は、尤度信号記憶回路１１１から入力されたビット毎尤度信号ａ＾ｂの符号部分から０及び１の２値の仮のビット信号ａ＾ｂに変換して線形復号回路１２５に出力する。
また、誤り訂正符号回路１１４は、信号記憶回路１１３に記憶された誤りなく誤り訂正復号されたビット信号ｂを読み出し、読み出したビット信号ｂを誤り訂正符号化して出力切替回路１１５を介して線形復号回路１２５に出力する。線形復号回路１２５は、符号・ビット変換回路１２１から入力された仮のビット信号ａ＾ｂを、出力切替回路１１５から誤り訂正符号化されたビット信号ｂを鍵信号としてネットワーク復号を行い、仮のビット信号ａを復号する。
まず、尤度信号記憶回路１１１は、記憶するビット毎尤度信号ａ＾ｂを符号・ビット変換回路１２１及び絶対値抽出回路１２２に出力する。符号・ビット変換回路１２１は、尤度信号記憶回路１１１から入力されたビット毎尤度信号ａ＾ｂの符号部分から０及び１の２値の仮のビット信号ａ＾ｂに変換して線形復号回路１２５に出力する。
また、誤り訂正符号回路１１４は、信号記憶回路１１３に記憶された誤りなく誤り訂正復号されたビット信号ｂを読み出し、読み出したビット信号ｂを誤り訂正符号化して出力切替回路１１５を介して線形復号回路１２５に出力する。線形復号回路１２５は、符号・ビット変換回路１２１から入力された仮のビット信号ａ＾ｂを、出力切替回路１１５から誤り訂正符号化されたビット信号ｂを鍵信号としてネットワーク復号を行い、仮のビット信号ａを復号する。
更に、線形復号回路１２５は、復号した仮のビット信号ａをビット・符号変換回路１２６に出力する。ビット・符号変換回路１２６は、入力された仮のビット信号ａを、１を正とし０を負とする符号に変換され、変換された符号を示す信号を乗算回路１２４へ出力する。絶対値抽出回路１２２は、入力された軟判定信号ａ＾ｂのビットごとの値の確からしさを示す値を抽出して、尤度絶対値算出回路１２３に出力する。尤度絶対値算出回路１２３は、絶対値抽出回路１２２から入力された値から軟判定信号ａ＾ｂの絶対値を算出して乗算回路１２４に出力する。乗算回路１２４は、ビット・符号変換回路１２６から入力された仮のビット信号ａと、絶対値抽出回路１２２から入力されたビットごとの値の確からしさを示す信号とを乗算して、ネットワーク復号されたビット毎尤度信号ａ’を算出する。また、乗算回路１２４は、算出したビット毎尤度信号ａ’を乗算回路１０５に出力する。なお、ビット毎尤度信号ａ’は、誤りなく誤り訂正復号されたビット信号を鍵信号としてネットワーク復号されたビット信号ａに対応するビット毎尤度信号を示す。
乗算回路１０５は、ビット毎尤度信号ａ’が入力されると、乗算を施さずに入力されたビット毎尤度信号ａ’を加算回路１０６に出力する。加算回路１０６は、ビット毎尤度信号ａ’が入力されると、尤度信号記憶回路１１１に記憶されているビット毎尤度信号ａを読み出し、入力されたビット毎尤度信号ａ’と読み出したビット毎尤度信号ａとを加算して合成されたビット毎尤度信号Ｃ（ａ’）を算出する（ステップＳ１２１）。
なお、ビット毎尤度信号Ｃ（ａ’）は、誤りなく誤り訂正復号されたビット信号を鍵信号としてネットワーク復号されたビット毎尤度信号ａ’と受信信号から得られたビット毎尤度信号ａとを加算により合成したビット毎尤度信号を示す。また、誤りなく誤り訂正復号されたビット信号を鍵信号としてネットワーク復号されたビット毎尤度信号と、受信信号から得られたビット毎尤度信号とを加算により合成することを硬復号ビット毎合成という。
加算回路１０６は、合成されたビット毎尤度信号Ｃ（ａ’）を出力切替回路１０７を介して誤り訂正復号回路１０８に出力する。誤り訂正復号回路１０８は、入力されたビット毎尤度信号Ｃ（ａ’）を誤り訂正復号してビット信号ａを得る（ステップＳ１２２）。
上述の動作により、受信端末１０ａは、送信端末３０ａ、３０ｂからビット信号ａ、ｂを受信する受信処理を完了する。
なお、ビット毎尤度信号Ｃ（ａ’）は、誤りなく誤り訂正復号されたビット信号を鍵信号としてネットワーク復号されたビット毎尤度信号ａ’と受信信号から得られたビット毎尤度信号ａとを加算により合成したビット毎尤度信号を示す。また、誤りなく誤り訂正復号されたビット信号を鍵信号としてネットワーク復号されたビット毎尤度信号と、受信信号から得られたビット毎尤度信号とを加算により合成することを硬復号ビット毎合成という。
加算回路１０６は、合成されたビット毎尤度信号Ｃ（ａ’）を出力切替回路１０７を介して誤り訂正復号回路１０８に出力する。誤り訂正復号回路１０８は、入力されたビット毎尤度信号Ｃ（ａ’）を誤り訂正復号してビット信号ａを得る（ステップＳ１２２）。
上述の動作により、受信端末１０ａは、送信端末３０ａ、３０ｂからビット信号ａ、ｂを受信する受信処理を完了する。
ビット信号ｂが誤りを含む場合（ステップＳ１１２の誤）、誤り訂正復号回路１０８は、ビット信号ａを誤りなく復号できたか否かを判定する（ステップＳ１３１）。
ビット信号ａが誤りなく復号できた場合（ステップＳ１３１の正）、受信端末１０ａは、上述のステップＳ１２１と同様に、ビット信号ａを鍵信号としてビット毎尤度信号ａ＾ｂをネットワーク復号して、ビット毎尤度信号Ｃ（ｂ’）を算出する硬復号ビット毎合成を行う（ステップＳ１３２）。
加算回路１０６は、出力切替回路１０７を介して合成されたビット毎尤度信号Ｃ（ｂ’）を誤り訂正復号回路１０８に出力する。誤り訂正復号回路１０８は、入力されたビット毎尤度信号Ｃ（ｂ’）を誤り訂正復号してビット信号ｂを得る（ステップＳ１３３）。
上述の動作により、受信端末１０ａは、ビット信号ｂに誤りが含まれる場合においても、ビット信号ａを鍵信号として、ネットワーク符号化されたビット毎尤度信号ａ＾ｂを硬復号ビット毎合成することにより、ビット信号ｂを得ることができる。
ビット信号ａが誤りなく復号できた場合（ステップＳ１３１の正）、受信端末１０ａは、上述のステップＳ１２１と同様に、ビット信号ａを鍵信号としてビット毎尤度信号ａ＾ｂをネットワーク復号して、ビット毎尤度信号Ｃ（ｂ’）を算出する硬復号ビット毎合成を行う（ステップＳ１３２）。
加算回路１０６は、出力切替回路１０７を介して合成されたビット毎尤度信号Ｃ（ｂ’）を誤り訂正復号回路１０８に出力する。誤り訂正復号回路１０８は、入力されたビット毎尤度信号Ｃ（ｂ’）を誤り訂正復号してビット信号ｂを得る（ステップＳ１３３）。
上述の動作により、受信端末１０ａは、ビット信号ｂに誤りが含まれる場合においても、ビット信号ａを鍵信号として、ネットワーク符号化されたビット毎尤度信号ａ＾ｂを硬復号ビット毎合成することにより、ビット信号ｂを得ることができる。
ビット信号ａが誤りを含む場合（ステップＳ１３１の誤）、すなわち、ビット信号ａ、ｂ共に誤りを含む場合、受信端末１０ａは、ビット毎尤度信号ａを鍵信号として、ビット毎尤度信号ａ＾ｂに対して次式（１）で表されるネットワーク復号を行う。なお、ビット毎尤度信号を鍵信号として、ネットワーク符号化されたビット毎尤度信号に対してネットワーク復号を行うことを軟復号という。
なお、〜（チルダ）が上に記されたａを〜ａと記し、〜ａは、ビット毎尤度信号ａである。また、ｓｉｇｎ（〜xｂｉｔ）は、ビット毎尤度信号ａ＾ｂの符号であり、ｓｉｇｎ（〜ｂｂｉｔ）は、ビット毎尤度信号ｂの符号である。｜〜ｘｂｉｔ｜は、ビット毎尤度信号ａ＾ｂの絶対値であり、｜〜ｂｂｉｔ｜は、ビット毎尤度信号の絶対値である。〜ａ’’ｂｉｔは、軟復号されたビット信号ａに対応するビット毎尤度信号である。以下、軟復号されたビット毎尤度信号を「’’」を付して表し、例えば、ビット信号ａに対応する軟復号されたビット毎尤度信号をビット毎尤度信号ａ’’という。
まず、尤度信号記憶回路１１１は、ビット毎尤度信号ａとビット毎尤度信号ａ＾ｂを符号・ビット変換回路１２１及び絶対値抽出回路１２２に出力する。
符号・ビット変換回路１２１は、尤度信号記憶回路１１１から入力されたビット毎尤度信号ａ及びビット毎尤度信号ａ＾ｂそれぞれの符号部分から０及び１の２値で表される仮のビット信号ａと仮のビット信号ａ＾ｂとに変換し、変換した２つの仮のビット信号を線形復号回路１２５に出力する。線形復号回路１２５は、符号・ビット変換回路１２１から入力されたネットワーク符号化されていない仮のビット信号ａを鍵信号として、符号・ビット変換回路１２１から入力されたネットワーク符号化された仮のビット信号ａ＾ｂの復号を行い、仮のビット信号ｂを復号する。また、線形復号回路１２５は、復号した仮のビット信号ｂをビット・符号変換回路１２６に出力する。ビット・符号変換回路１２６は、入力された仮のビット信号ｂを、１を正とし、０を負とする符号に変換され、変換された符号を示す信号を乗算回路１２４へ出力する。
符号・ビット変換回路１２１は、尤度信号記憶回路１１１から入力されたビット毎尤度信号ａ及びビット毎尤度信号ａ＾ｂそれぞれの符号部分から０及び１の２値で表される仮のビット信号ａと仮のビット信号ａ＾ｂとに変換し、変換した２つの仮のビット信号を線形復号回路１２５に出力する。線形復号回路１２５は、符号・ビット変換回路１２１から入力されたネットワーク符号化されていない仮のビット信号ａを鍵信号として、符号・ビット変換回路１２１から入力されたネットワーク符号化された仮のビット信号ａ＾ｂの復号を行い、仮のビット信号ｂを復号する。また、線形復号回路１２５は、復号した仮のビット信号ｂをビット・符号変換回路１２６に出力する。ビット・符号変換回路１２６は、入力された仮のビット信号ｂを、１を正とし、０を負とする符号に変換され、変換された符号を示す信号を乗算回路１２４へ出力する。
絶対値抽出回路１２２は、尤度信号記憶回路１１１から入力されたビット毎尤度信号ａ及びビット毎尤度信号ａ＾ｂのビットごとの値の確からしさを示すビットごとの絶対値を抽出し、抽出したビットごとの絶対値を尤度絶対値算出回路１２３に出力する。
尤度絶対値算出回路１２３は、絶対値抽出回路１２２から入力されたビット毎尤度信号ａとビット毎尤度信号ａ＾ｂとそれぞれのビットごとに大小を比較して小さい絶対値信号を乗算回路１２４に出力する。
乗算回路１２４は、ビット・符号変換回路１２６から入力された仮のビット信号ｂと、絶対値抽出回路１２２から入力された絶対値信号とを乗算して、ビット毎尤度信ｂ’’を算出する。また、乗算回路１２４は、算出したビット毎尤度信号ｂ’’を乗算回路１０５に出力する。乗算回路１０５は、ビット毎尤度信号ｂ’’が入力されると、乗算を施さずに入力されたビット毎尤度信号ｂ’’を加算回路１０６に出力する。加算回路１０６は、ビット毎尤度信号ｂ’’が入力されると、尤度信号記憶回路１１１に記憶されているビット毎尤度信号ｂを読み出し、入力されたビット毎尤度信号ｂ’’と読み出したビット毎尤度信号ｂとを加算して合成されたビット毎尤度信号Ｃ（ｂ’’）を算出する。また、加算回路１０６は、出力切替回路１０７を介して尤度信号記憶回路１１１にビット毎尤度信号Ｃ（ｂ’’）を出力して記憶させる（ステップＳ１４１）。
なお、ビット毎尤度信号Ｃ（ｂ’’）は、誤りを含むビット毎尤度信号ａを鍵信号としてネットワーク復号されたビット毎尤度信号ｂ’’と受信信号から得られたビット毎尤度信号ｂとを加算により合成したビット毎尤度信号を示す。また、誤りを含むビット毎尤度信号を鍵信号としてネットワーク復号して算出されたビット毎尤度信号と、受信信号から得られたビット毎尤度信号とを加算により合成することを軟復号ビット毎合成という。
また、上述の式（１）に替えて、次式（２）で表されるネットワーク復号を行う場合、尤度絶対値算出回路１２３は、絶対値抽出回路１２２から入力されたビットごとの絶対値を乗算した信号を乗算回路１２４に出力する。
尤度絶対値算出回路１２３は、絶対値抽出回路１２２から入力されたビット毎尤度信号ａとビット毎尤度信号ａ＾ｂとそれぞれのビットごとに大小を比較して小さい絶対値信号を乗算回路１２４に出力する。
乗算回路１２４は、ビット・符号変換回路１２６から入力された仮のビット信号ｂと、絶対値抽出回路１２２から入力された絶対値信号とを乗算して、ビット毎尤度信ｂ’’を算出する。また、乗算回路１２４は、算出したビット毎尤度信号ｂ’’を乗算回路１０５に出力する。乗算回路１０５は、ビット毎尤度信号ｂ’’が入力されると、乗算を施さずに入力されたビット毎尤度信号ｂ’’を加算回路１０６に出力する。加算回路１０６は、ビット毎尤度信号ｂ’’が入力されると、尤度信号記憶回路１１１に記憶されているビット毎尤度信号ｂを読み出し、入力されたビット毎尤度信号ｂ’’と読み出したビット毎尤度信号ｂとを加算して合成されたビット毎尤度信号Ｃ（ｂ’’）を算出する。また、加算回路１０６は、出力切替回路１０７を介して尤度信号記憶回路１１１にビット毎尤度信号Ｃ（ｂ’’）を出力して記憶させる（ステップＳ１４１）。
なお、ビット毎尤度信号Ｃ（ｂ’’）は、誤りを含むビット毎尤度信号ａを鍵信号としてネットワーク復号されたビット毎尤度信号ｂ’’と受信信号から得られたビット毎尤度信号ｂとを加算により合成したビット毎尤度信号を示す。また、誤りを含むビット毎尤度信号を鍵信号としてネットワーク復号して算出されたビット毎尤度信号と、受信信号から得られたビット毎尤度信号とを加算により合成することを軟復号ビット毎合成という。
また、上述の式（１）に替えて、次式（２）で表されるネットワーク復号を行う場合、尤度絶対値算出回路１２３は、絶対値抽出回路１２２から入力されたビットごとの絶対値を乗算した信号を乗算回路１２４に出力する。
続いて、受信端末１０ａは、ビット毎尤度信号Ｃ（ｂ’’）の軟復号ビット毎合成と同様に、尤度信号記憶回路１１１に記憶されているビット毎尤度信号ｂとビット毎尤度信号ａ＾ｂとを用いて、ビット毎尤度信号ｂを鍵信号としてビット毎尤度信号ａ＾ｂに対して軟復号ビット毎合成を行いビット毎尤度信号Ｃ（ａ’’）を算出し、算出したビット毎尤度信号Ｃ（ａ’’）を尤度信号記憶回路１１１に記憶させる（ステップＳ１４２）。
次に、基準値算出回路１１２は、軟復号ビット合成されたビット毎尤度信号Ｃ（ａ’’）、Ｃ（ｂ’’）それぞれのビット毎の絶対値の合計を算出して、算出した絶対値の合計を比較する（ステップＳ１４３）。
ビット毎尤度信号Ｃ（ａ’’）のビット毎の絶対値の合計がビット毎尤度信号Ｃ（ｂ’’）のビット毎の絶対値の合計より大きい場合（ステップＳ１４３のＡ＞Ｂ）、基準値算出回路１１２は、ビット毎尤度信号Ｃ（ａ’’）を鍵信号として選択することを尤度信号記憶回路１１１に出力する。尤度信号記憶回路１１１は、ビット毎尤度信号Ｃ（ａ’’）が鍵信号として選択されると、ビット毎尤度信号Ｃ（ａ’’）を誤り訂正復号回路１０８に出力する。誤り訂正復号回路１０８は、尤度信号記憶回路１１１から入力されたビット毎尤度信号Ｃ（ａ’’）から誤り訂正復号によりビット信号ａ’’を復号する（ステップＳ１４４）。
なお、ビット信号ａ’’は、ビット毎尤度信号ａに対して軟復号ビット合成の後に誤り訂正復号を行い算出されたビット信号のことである。
次に、基準値算出回路１１２は、軟復号ビット合成されたビット毎尤度信号Ｃ（ａ’’）、Ｃ（ｂ’’）それぞれのビット毎の絶対値の合計を算出して、算出した絶対値の合計を比較する（ステップＳ１４３）。
ビット毎尤度信号Ｃ（ａ’’）のビット毎の絶対値の合計がビット毎尤度信号Ｃ（ｂ’’）のビット毎の絶対値の合計より大きい場合（ステップＳ１４３のＡ＞Ｂ）、基準値算出回路１１２は、ビット毎尤度信号Ｃ（ａ’’）を鍵信号として選択することを尤度信号記憶回路１１１に出力する。尤度信号記憶回路１１１は、ビット毎尤度信号Ｃ（ａ’’）が鍵信号として選択されると、ビット毎尤度信号Ｃ（ａ’’）を誤り訂正復号回路１０８に出力する。誤り訂正復号回路１０８は、尤度信号記憶回路１１１から入力されたビット毎尤度信号Ｃ（ａ’’）から誤り訂正復号によりビット信号ａ’’を復号する（ステップＳ１４４）。
なお、ビット信号ａ’’は、ビット毎尤度信号ａに対して軟復号ビット合成の後に誤り訂正復号を行い算出されたビット信号のことである。
誤り訂正復号回路１０８は、ネットワーク復号したビット信号ａ’’に誤りが含まれているか否かを検出する（ステップＳ１４５）。
ビット信号ａ’’に誤りが含まれている場合（ステップＳ１４５の誤）、受信端末１０ａは、受信処理を終了する。なお、このとき、受信端末１０ａは、誤りが含まれないビット信号ａ、ｂの伝送を行うために、送信端末３０ａ、３０ｂと中継端末２０とに再送の要求をしてもよい。
ビット信号ａ’’に誤りが含まれていない場合（ステップＳ１４５の正）、誤り訂正復号回路１０８は、復号したビット信号ａ’’を信号記憶回路１１３に出力して記憶させる。受信端末１０ａにおいて、ビット信号ａ’’を鍵信号としてビット毎尤度信号ａ＾ｂに対して硬復号ビット毎合成を行いビット毎尤度信号Ｃ（ｂ’）を算出する（ステップＳ１４６）。
加算回路１０６は、算出したビット毎尤度信号Ｃ（ｂ’）を出力切替回路１０７を介して誤り訂正復号回路１０８に出力する。誤り訂正復号回路１０８は、入力されたビット毎尤度信号Ｃ（ｂ’）を誤り訂正復号してビット信号ｂを得る（ステップＳ１４７）。
以上の動作により、受信端末１０ａは、ビット信号ａ、ｂの受信処理を完了する。
なお、受信端末１０ａは、ビット信号ｂに誤りが含まれている場合、送信端末３０ｂと中継端末２０とに再送の要求を行うなどしてもよい。
ビット信号ａ’’に誤りが含まれている場合（ステップＳ１４５の誤）、受信端末１０ａは、受信処理を終了する。なお、このとき、受信端末１０ａは、誤りが含まれないビット信号ａ、ｂの伝送を行うために、送信端末３０ａ、３０ｂと中継端末２０とに再送の要求をしてもよい。
ビット信号ａ’’に誤りが含まれていない場合（ステップＳ１４５の正）、誤り訂正復号回路１０８は、復号したビット信号ａ’’を信号記憶回路１１３に出力して記憶させる。受信端末１０ａにおいて、ビット信号ａ’’を鍵信号としてビット毎尤度信号ａ＾ｂに対して硬復号ビット毎合成を行いビット毎尤度信号Ｃ（ｂ’）を算出する（ステップＳ１４６）。
加算回路１０６は、算出したビット毎尤度信号Ｃ（ｂ’）を出力切替回路１０７を介して誤り訂正復号回路１０８に出力する。誤り訂正復号回路１０８は、入力されたビット毎尤度信号Ｃ（ｂ’）を誤り訂正復号してビット信号ｂを得る（ステップＳ１４７）。
以上の動作により、受信端末１０ａは、ビット信号ａ、ｂの受信処理を完了する。
なお、受信端末１０ａは、ビット信号ｂに誤りが含まれている場合、送信端末３０ｂと中継端末２０とに再送の要求を行うなどしてもよい。
ビット毎尤度信号Ｃ（ａ’’）のビット毎の絶対値の合計がビット毎尤度信号Ｃ（ｂ’’）のビット毎の絶対値の合計より小さい場合（ステップＳ１４３のＡ＜Ｂ）、基準値算出回路１１２は、ビット毎尤度信号Ｃ（ｂ’’）を鍵信号として選択することを尤度信号記憶回路１１１に出力する。尤度信号記憶回路１１１は、ビット毎尤度信号Ｃ（ｂ’’）が後に行う硬復号ビット毎合成における鍵信号として選択されると、ビット毎尤度信号Ｃ（ｂ’’）を誤り訂正復号回路１０８に出力する。誤り訂正復号回路１０８は、尤度信号記憶回路１１１から入力されたビット毎尤度信号Ｃ（ｂ’’）から誤り訂正復号によりビット信号ｂ’’を復号する（ステップＳ１５１）。
誤り訂正復号回路１０８は、復号したビット信号ｂ’’に誤りが含まれているか否かを検出する（ステップＳ１５２）。
復号したビット信号ｂ’’に誤りが含まれている場合（ステップＳ１５２の誤）、受信端末１０ａは、受信処理を終了する。なお、受信端末１０ａは、誤りが含まれないビット信号ａ、ｂの伝送を行うために、送信端末３０ａ、３０ｂと中継端末２０とに再送の要求をしてもよい。
復号したビット信号ｂ’’に誤りが含まれていない場合（ステップＳ１５２の正）、誤り訂正復号回路１０８は、復号したビット信号ｂ’’を信号記憶回路１１３に出力して記憶させる。受信端末１０ａにおいて、ビット信号ｂ’’を鍵信号としてビット毎尤度信号ａ＾ｂに対して硬復号ビット毎合成が行われ、ビット毎尤度信号Ｃ（ａ’）を算出する（ステップＳ１５３）。
加算回路１０６は、算出したビット毎尤度信号Ｃ（ａ’）を出力切替回路１０７を介して誤り訂正復号回路１０８に出力する。誤り訂正復号回路１０８は、入力されたビット毎尤度信号Ｃ（ａ’）を誤り訂正復号してビット信号ａを得る（ステップＳ１５４）。
なお、受信端末１０ａは、ビット信号ａに誤りが含まれている場合、送信端末３０ａと中継端末２０とに再送の要求を行うなどしてもよい。
以上の動作により、受信端末１０ａは、ビット信号ａ、ｂの受信処理を完了する。
また、受信端末１０ｂも、受信端末１０ａと同様に受信処理を行う。
復号したビット信号ｂ’’に誤りが含まれている場合（ステップＳ１５２の誤）、受信端末１０ａは、受信処理を終了する。なお、受信端末１０ａは、誤りが含まれないビット信号ａ、ｂの伝送を行うために、送信端末３０ａ、３０ｂと中継端末２０とに再送の要求をしてもよい。
復号したビット信号ｂ’’に誤りが含まれていない場合（ステップＳ１５２の正）、誤り訂正復号回路１０８は、復号したビット信号ｂ’’を信号記憶回路１１３に出力して記憶させる。受信端末１０ａにおいて、ビット信号ｂ’’を鍵信号としてビット毎尤度信号ａ＾ｂに対して硬復号ビット毎合成が行われ、ビット毎尤度信号Ｃ（ａ’）を算出する（ステップＳ１５３）。
加算回路１０６は、算出したビット毎尤度信号Ｃ（ａ’）を出力切替回路１０７を介して誤り訂正復号回路１０８に出力する。誤り訂正復号回路１０８は、入力されたビット毎尤度信号Ｃ（ａ’）を誤り訂正復号してビット信号ａを得る（ステップＳ１５４）。
なお、受信端末１０ａは、ビット信号ａに誤りが含まれている場合、送信端末３０ａと中継端末２０とに再送の要求を行うなどしてもよい。
以上の動作により、受信端末１０ａは、ビット信号ａ、ｂの受信処理を完了する。
また、受信端末１０ｂも、受信端末１０ａと同様に受信処理を行う。
（第１実施形態のＸトポロジにおける無線通信システム１の伝送処理）
次に、図３を用いて、無線通信システム１において、送信端末３０ａに記憶されたビット信号ａと、送信端末３０ｂに記憶されたビット信号ｂとが中継端末２０を介して受信端末１０ａ、１０ｂそれぞれに伝送される処理を説明する。
次に、図３を用いて、無線通信システム１において、送信端末３０ａに記憶されたビット信号ａと、送信端末３０ｂに記憶されたビット信号ｂとが中継端末２０を介して受信端末１０ａ、１０ｂそれぞれに伝送される処理を説明する。
まず、時刻Ｔ１において、送信端末３０ａは、自端末に記憶されているビット信号ａを変調した変調信号ａを中継端末２０宛に送信する（ステップＳ３１）。
中継端末２０において、無線部２０１は受信した信号から変調信号ａを検出し、検出した変調信号ａをシンボル・ビット変換回路２０２及び重み係数抽出回路２１１に出力する。シンボル・ビット変換回路２０２は、入力された変調信号ａをシンボル・ビット変換し、変換により得られたビット系列信号ａを軟判定回路２０３に出力する。軟判定回路２０３は、入力されたビット系列信号ａに対して軟判定を行い軟判定信号ａに変換し、軟判定信号ａを乗算回路２０４に出力する。重み係数抽出回路２１１は、入力された変調信号ａから重み係数を算出し、乗算回路２０４に算出した重み係数を出力する。乗算回路２０４は、軟判定回路２０３から入力された軟判定信号ａと、重み係数抽出回路２１１から入力された重み係数を乗算し、乗算により算出された信号を誤り訂正復号回路２０５に出力する。誤り訂正復号回路２０５は、入力された信号に対し誤り訂正復号を行い、復号されたビット信号ａを出力切替回路２０６を介して、信号記憶回路２０７に出力し記憶させる。
このとき、受信端末１０ａ、１０ｂは、ステップＳ１０１からステップＳ１０３までの動作を行い、変調信号ａに対して適時聴取を行う。
中継端末２０において、無線部２０１は受信した信号から変調信号ａを検出し、検出した変調信号ａをシンボル・ビット変換回路２０２及び重み係数抽出回路２１１に出力する。シンボル・ビット変換回路２０２は、入力された変調信号ａをシンボル・ビット変換し、変換により得られたビット系列信号ａを軟判定回路２０３に出力する。軟判定回路２０３は、入力されたビット系列信号ａに対して軟判定を行い軟判定信号ａに変換し、軟判定信号ａを乗算回路２０４に出力する。重み係数抽出回路２１１は、入力された変調信号ａから重み係数を算出し、乗算回路２０４に算出した重み係数を出力する。乗算回路２０４は、軟判定回路２０３から入力された軟判定信号ａと、重み係数抽出回路２１１から入力された重み係数を乗算し、乗算により算出された信号を誤り訂正復号回路２０５に出力する。誤り訂正復号回路２０５は、入力された信号に対し誤り訂正復号を行い、復号されたビット信号ａを出力切替回路２０６を介して、信号記憶回路２０７に出力し記憶させる。
このとき、受信端末１０ａ、１０ｂは、ステップＳ１０１からステップＳ１０３までの動作を行い、変調信号ａに対して適時聴取を行う。
次に、時間Ｔ２において、送信端末３０ｂは、自端末が記憶するビット信号ｂを変調し、変調により得られた変調信号ｂを中継端末２０宛に送信する（ステップＳ３２）。
中継端末２０において、無線部２０１は受信した信号から変調信号ｂを検出し、検出した変調信号ａをシンボル・ビット変換回路２０２及び重み係数抽出回路２１１に出力する。シンボル・ビット変換回路２０２は、入力された変調信号ｂをシンボル・ビット変換し、変換により得られたビット系列信号ｂを軟判定回路２０３に出力する。軟判定回路２０３は、入力されたビット系列信号ｂに対して軟判定を行い軟判定信号ｂに変換し、軟判定信号ｂを乗算回路２０４に出力する。重み係数抽出回路２１１は、入力された変調信号ｂから重み係数を算出し、乗算回路２０４に算出した重み係数を出力する。乗算回路２０４は、軟判定回路２０３から入力された軟判定信号ｂと、重み係数抽出回路２１１から入力された重み係数を乗算し、乗算により算出された信号を誤り訂正復号回路２０５に出力する。誤り訂正復号回路２０５は、入力された信号に対し誤り訂正復号を行い、復号されたビット信号ｂを出力切替回路２０６を介して、信号記憶回路２０７に出力し記憶させる。
このとき、受信端末１０ａ、１０ｂは、ステップＳ１０４からステップＳ１０６までの動作を行い、変調信号ｂに対して適時聴取を行う。
中継端末２０において、無線部２０１は受信した信号から変調信号ｂを検出し、検出した変調信号ａをシンボル・ビット変換回路２０２及び重み係数抽出回路２１１に出力する。シンボル・ビット変換回路２０２は、入力された変調信号ｂをシンボル・ビット変換し、変換により得られたビット系列信号ｂを軟判定回路２０３に出力する。軟判定回路２０３は、入力されたビット系列信号ｂに対して軟判定を行い軟判定信号ｂに変換し、軟判定信号ｂを乗算回路２０４に出力する。重み係数抽出回路２１１は、入力された変調信号ｂから重み係数を算出し、乗算回路２０４に算出した重み係数を出力する。乗算回路２０４は、軟判定回路２０３から入力された軟判定信号ｂと、重み係数抽出回路２１１から入力された重み係数を乗算し、乗算により算出された信号を誤り訂正復号回路２０５に出力する。誤り訂正復号回路２０５は、入力された信号に対し誤り訂正復号を行い、復号されたビット信号ｂを出力切替回路２０６を介して、信号記憶回路２０７に出力し記憶させる。
このとき、受信端末１０ａ、１０ｂは、ステップＳ１０４からステップＳ１０６までの動作を行い、変調信号ｂに対して適時聴取を行う。
続いて、時間Ｔ３において、中継端末２０では、線形符号化回路２０８が、信号記憶回路２０７に記憶されているビット信号ａ及びビット信号ｂを読出し、読み出したビット信号ａ、ｂをネットワーク符号化したビット信号ａ＾ｂを誤り訂正符号回路２０９に出力する。誤り訂正符号回路２０９は、線形符号化回路２０８から入力されたビット信号ａ＾ｂに対して、予め定めた方式で誤り訂正符号化を行い、誤り訂正符号化された信号を変調回路２１０に出力する。変調回路２１０は、誤り訂正符号回路２０９から入力された信号に対し予め定められた変調をした変調信号ａ＾ｂを無線部２０１に出力する。無線部２０１は、変調回路２１０から入力された変調信号ａ＾ｂを受信端末１０ａ、１０ｂに送信する（ステップＳ３３）。
また、時間Ｔ３において、受信端末１０ａ、１０ｂは、図４及び図５に示したステップＳ１０７以降の動作を行い、それぞれビット信号ａ及びビット信号ｂを得る。
また、時間Ｔ３において、受信端末１０ａ、１０ｂは、図４及び図５に示したステップＳ１０７以降の動作を行い、それぞれビット信号ａ及びビット信号ｂを得る。
上述のように、無線通信システム１では、受信端末１０ａ、１０ｂは、適時聴取をすると共に、受信する信号に対して合成を行うことによりダイバーシチ効果を得ることができ、信号の伝送品質を向上することが可能となる。また、受信端末１０ａ、１０ｂは、ビット信号への復調の前に、受信信号をビット毎尤度信号として処理して合成を行っている。これにより、ネットワーク符号化をデータ通信システムにおける物理リンク（物理層）に適用することができ、通信品質を向上させることが可能になる。
また、Ｘトポロジのような、ネットワーク符号化されていない変調信号（ネイティブパケット）全てを適時聴取により取得するトポロジにおいては、ネイティブパケットの伝送品質が劣悪であることが多く、受信端末１０がネイティブパケットを誤りなく受信できるとは限らない。そこで、上述のように、受信端末１０は、ＣＲＣなどの誤り検出によりネイティブパケットの正誤判定を行い、その結果に応じて復号及び合成の手法を選択して、受信処理を行うことで、伝送品質を向上させることができる。
更に、通信品質の向上が、誤り訂正復号の訂正能力を向上させ、ネットワーク符号を適用した無線通信ネットワークの伝送能力が向上する。
また、受信端末１０は、重み係数抽出回路１１０が算出する受信電力に基づいた重み係数と、軟判定回路１０３が出力する軟判定信号及びネットワーク復号部１２０の出力する信号とを乗算することにより、加算回路１０６による単純な加算で合成がすることができ、複雑な回路を用いずに信号の伝送品質を向上させることが可能となる。
また、受信端末１０は、基準値算出回路１１２を設けることで、全てのネイティブパケットに誤りが含まれている場合において、全てのネイティブパケットを用いて総当たりでネットワーク復号を行い算出された尤度信号の中から誤り訂正復号を行う尤度信号を効率的に選択することができる。これにより、全てのネイティブパケットを用いて総当たりでネットワーク復号を行い算出された全ての尤度信号に誤り訂正復号を行うときに比べ、大幅に計算量を削減することが可能となる。
また、Ｘトポロジのような、ネットワーク符号化されていない変調信号（ネイティブパケット）全てを適時聴取により取得するトポロジにおいては、ネイティブパケットの伝送品質が劣悪であることが多く、受信端末１０がネイティブパケットを誤りなく受信できるとは限らない。そこで、上述のように、受信端末１０は、ＣＲＣなどの誤り検出によりネイティブパケットの正誤判定を行い、その結果に応じて復号及び合成の手法を選択して、受信処理を行うことで、伝送品質を向上させることができる。
更に、通信品質の向上が、誤り訂正復号の訂正能力を向上させ、ネットワーク符号を適用した無線通信ネットワークの伝送能力が向上する。
また、受信端末１０は、重み係数抽出回路１１０が算出する受信電力に基づいた重み係数と、軟判定回路１０３が出力する軟判定信号及びネットワーク復号部１２０の出力する信号とを乗算することにより、加算回路１０６による単純な加算で合成がすることができ、複雑な回路を用いずに信号の伝送品質を向上させることが可能となる。
また、受信端末１０は、基準値算出回路１１２を設けることで、全てのネイティブパケットに誤りが含まれている場合において、全てのネイティブパケットを用いて総当たりでネットワーク復号を行い算出された尤度信号の中から誤り訂正復号を行う尤度信号を効率的に選択することができる。これにより、全てのネイティブパケットを用いて総当たりでネットワーク復号を行い算出された全ての尤度信号に誤り訂正復号を行うときに比べ、大幅に計算量を削減することが可能となる。
次に、図６は、受信端末１０の受信処理における受信したネイティブパケット（ネットワーク符号化されていない変調信号）の正誤に応じた場合分けを示す図である。
図示するように、（１）変調信号ａが誤りを含まず変調信号ｂが誤りを含む場合と、（２）変調信号ａが誤りを含み変調信号ｂが誤りを含まない場合と、（３）変調信号ａ、ｂ共に誤りを含む場合とについて示されている。
なお、｜Ｌ（Ａ）｜は、軟復号ビット毎合成により算出されたビット毎尤度信号ａ’’のビット毎の絶対値の合計を示す。｜Ｌ（Ｂ）｜は、｜Ｌ（Ａ）｜と同様に、軟復号ビット毎合成により算出されたビット毎尤度信号ｂ’’のビット毎の絶対値の合計を示す。また、Ｘは、ビット信号ａとビット信号ｂとをネットワーク符号化された信号を示す。また、Ｌ（Ａ）、Ｌ（Ｂ）、Ｌ（Ｘ）は、それぞれビット信号ａ、ビット信号ｂ、ビット信号ａ＾ｂのビット毎尤度信号を示す。
図示するように、（１）変調信号ａが誤りを含まず変調信号ｂが誤りを含む場合と、（２）変調信号ａが誤りを含み変調信号ｂが誤りを含まない場合と、（３）変調信号ａ、ｂ共に誤りを含む場合とについて示されている。
なお、｜Ｌ（Ａ）｜は、軟復号ビット毎合成により算出されたビット毎尤度信号ａ’’のビット毎の絶対値の合計を示す。｜Ｌ（Ｂ）｜は、｜Ｌ（Ａ）｜と同様に、軟復号ビット毎合成により算出されたビット毎尤度信号ｂ’’のビット毎の絶対値の合計を示す。また、Ｘは、ビット信号ａとビット信号ｂとをネットワーク符号化された信号を示す。また、Ｌ（Ａ）、Ｌ（Ｂ）、Ｌ（Ｘ）は、それぞれビット信号ａ、ビット信号ｂ、ビット信号ａ＾ｂのビット毎尤度信号を示す。
（１）変調信号ａが誤りを含まず変調信号ｂが誤りを含む場合、受信端末１０は、変調信号ａを復調したビット信号ａを鍵信号として、ネットワーク符号化されたａ＾ｂを硬復号ビット毎合成してビット毎尤度信号ｂ’を算出する。次に、受信端末１０は、算出したビット毎尤度信号ｂ’と誤りを含む変調信号ｂから算出したビット毎尤度信号ｂとを合成する。その後、受信端末１０は、合成により算出されたビット毎尤度信号に対して誤り訂正復号を行う。これにより、合成によるダイバーシチ効果により、誤り訂正機能の向上を得ることができる。
（２）変調信号ａが誤りを含み変調信号ｂが誤りを含まない場合、受信端末１０は、変調信号ｂを復調したビット信号ｂを鍵信号として、（１）と同様に処理を行い、合成によるダイバーシチ効果により、誤り訂正機能の向上を得ることができる。
（３）変調信号ａ、ｂ共に誤りを含む場合、受信端末１０は、軟復号ビット毎合成により算出されるビット毎尤度信号Ｃ（ａ’’）とビット毎尤度信号Ｃ（ｂ’’）とのそれぞれに対応するビット毎の絶対値合計｜Ｌ（Ａ）｜、｜Ｌ（Ｂ）｜を変調信号ａ、ｂそれぞれの信頼性を測る指標として用いる。Ｃ（Ｂ）がＣ（Ａ）より大きい（Ｃ（Ａ）＜Ｃ（Ｂ））とき、ビット毎尤度信号Ｃ（ｂ’’）を鍵信号としてビット毎尤度信号ａ＾ｂを軟復号ビット毎合成してビット信号ａを算出する。一方、Ｃ（Ｂ）がＣ（Ａ）より小さい（Ｃ（Ａ）＞Ｃ（Ｂ））とき、ビット毎尤度信号Ｃ（ａ’’）を鍵信号としてビット毎尤度信号ａ＾ｂを軟復号ビット毎合成してビット信号ｂを算出する。
（２）変調信号ａが誤りを含み変調信号ｂが誤りを含まない場合、受信端末１０は、変調信号ｂを復調したビット信号ｂを鍵信号として、（１）と同様に処理を行い、合成によるダイバーシチ効果により、誤り訂正機能の向上を得ることができる。
（３）変調信号ａ、ｂ共に誤りを含む場合、受信端末１０は、軟復号ビット毎合成により算出されるビット毎尤度信号Ｃ（ａ’’）とビット毎尤度信号Ｃ（ｂ’’）とのそれぞれに対応するビット毎の絶対値合計｜Ｌ（Ａ）｜、｜Ｌ（Ｂ）｜を変調信号ａ、ｂそれぞれの信頼性を測る指標として用いる。Ｃ（Ｂ）がＣ（Ａ）より大きい（Ｃ（Ａ）＜Ｃ（Ｂ））とき、ビット毎尤度信号Ｃ（ｂ’’）を鍵信号としてビット毎尤度信号ａ＾ｂを軟復号ビット毎合成してビット信号ａを算出する。一方、Ｃ（Ｂ）がＣ（Ａ）より小さい（Ｃ（Ａ）＞Ｃ（Ｂ））とき、ビット毎尤度信号Ｃ（ａ’’）を鍵信号としてビット毎尤度信号ａ＾ｂを軟復号ビット毎合成してビット信号ｂを算出する。
（比較形態）
比較形態として、第１実施形態における受信端末１０の受信処理と異なる受信処理を説明する。
図７及び図８は、比較形態における受信端末１０の受信処理を示すフローチャートである。
比較形態の受信処理は、変調信号ａ、ｂを復調したビット信号ａ、ｂに誤りを含んでいる場合の処理が、第１実施形態と異なる。
ステップＳ２０１からステップＳ２３３までの動作は、図４及び図５に示した第１実施形態のステップＳ１０１からステップＳ１３３までの処理と同様であり、説明を省略し、ステップＳ２４１以降の動作について説明する。
比較形態として、第１実施形態における受信端末１０の受信処理と異なる受信処理を説明する。
図７及び図８は、比較形態における受信端末１０の受信処理を示すフローチャートである。
比較形態の受信処理は、変調信号ａ、ｂを復調したビット信号ａ、ｂに誤りを含んでいる場合の処理が、第１実施形態と異なる。
ステップＳ２０１からステップＳ２３３までの動作は、図４及び図５に示した第１実施形態のステップＳ１０１からステップＳ１３３までの処理と同様であり、説明を省略し、ステップＳ２４１以降の動作について説明する。
ビット信号ａが誤りを含む場合（ステップＳ２３１の誤）、すなわち、ビット信号ａ、ｂ共に誤りを含む場合、基準値算出回路１１２は、尤度信号記憶回路１１１に記憶されているビット毎尤度信号ａ、ｂそれぞれのビット毎尤度信号ａ＾ｂとの相互相関値を算出して、算出した相互相関値の大小を比較する（ステップＳ２４１）。
ビット毎尤度信号ｂとビット毎尤度信号ａ＾ｂとの相互相関値が、ビット毎尤度信号ａとビット毎尤度信号ａ＾ｂとの相互相関値より大きい場合（ステップＳ２４１のＡ＜Ｂ）、受信端末１０は、ビット毎尤度信号ｂを鍵信号としてビット毎尤度信号ａ＾ｂに対して軟復号ビット毎合成を行いビット毎尤度信号Ｃ（ａ’’）を算出する（ステップＳ２４２）。
加算回路１０６は、出力切替回路１０７を介して算出したビット毎尤度信号Ｃ（ａ’’）を誤り訂正復号回路１０８に出力する。誤り訂正復号回路１０８は、入力されたビット毎尤度信号Ｃ（ａ’’）を誤り訂正復号する（ステップS２４３）。
誤り訂正復号回路１０８は、ネットワーク復号したビット信号ａ’’に誤りが含まれているか否かを検出する（ステップＳ２４４）。
ビット毎尤度信号ｂとビット毎尤度信号ａ＾ｂとの相互相関値が、ビット毎尤度信号ａとビット毎尤度信号ａ＾ｂとの相互相関値より大きい場合（ステップＳ２４１のＡ＜Ｂ）、受信端末１０は、ビット毎尤度信号ｂを鍵信号としてビット毎尤度信号ａ＾ｂに対して軟復号ビット毎合成を行いビット毎尤度信号Ｃ（ａ’’）を算出する（ステップＳ２４２）。
加算回路１０６は、出力切替回路１０７を介して算出したビット毎尤度信号Ｃ（ａ’’）を誤り訂正復号回路１０８に出力する。誤り訂正復号回路１０８は、入力されたビット毎尤度信号Ｃ（ａ’’）を誤り訂正復号する（ステップS２４３）。
誤り訂正復号回路１０８は、ネットワーク復号したビット信号ａ’’に誤りが含まれているか否かを検出する（ステップＳ２４４）。
ビット信号ａ’’に誤りが含まれている場合（ステップＳ２４４の誤）、受信端末１０は、受信処理を終了する。なお、このとき、受信端末１０ａは、誤りが含まれないビット信号ａ、ｂの伝送を行うために、送信端末３０ａ、３０ｂと中継端末２０とに再送の要求をしてもよい。
ビット信号ａ’’に誤りが含まれていない場合（ステップＳ２４４の正）、誤り訂正復号回路１０８は、復号したビット信号ａ’’を信号記憶回路１１３に出力して記憶させる。受信端末１０ａにおいて、ビット信号ａ’’を鍵信号としてビット毎尤度信号ａ＾ｂに対して硬復号ビット毎合成を行いビット毎尤度信号Ｃ（ｂ’）を算出する（ステップＳ２４５）。
加算回路１０６は、算出したビット毎尤度信号Ｃ（ｂ’）を出力切替回路１０７を介して誤り訂正復号回路１０８に出力する。誤り訂正復号回路１０８は、入力されたビット毎尤度信号Ｃ（ｂ’）を誤り訂正復号してビット信号ｂを得る（ステップＳ２４６）。
以上の動作により、受信端末１０ａは、ビット信号ａ、ｂの受信処理を完了する。
なお、受信端末１０ａは、ビット信号ｂに誤りが含まれている場合、送信端末３０ｂと中継端末２０とに再送の要求を行うなどしてもよい。
ビット信号ａ’’に誤りが含まれていない場合（ステップＳ２４４の正）、誤り訂正復号回路１０８は、復号したビット信号ａ’’を信号記憶回路１１３に出力して記憶させる。受信端末１０ａにおいて、ビット信号ａ’’を鍵信号としてビット毎尤度信号ａ＾ｂに対して硬復号ビット毎合成を行いビット毎尤度信号Ｃ（ｂ’）を算出する（ステップＳ２４５）。
加算回路１０６は、算出したビット毎尤度信号Ｃ（ｂ’）を出力切替回路１０７を介して誤り訂正復号回路１０８に出力する。誤り訂正復号回路１０８は、入力されたビット毎尤度信号Ｃ（ｂ’）を誤り訂正復号してビット信号ｂを得る（ステップＳ２４６）。
以上の動作により、受信端末１０ａは、ビット信号ａ、ｂの受信処理を完了する。
なお、受信端末１０ａは、ビット信号ｂに誤りが含まれている場合、送信端末３０ｂと中継端末２０とに再送の要求を行うなどしてもよい。
ビット毎尤度信号ａとビット毎尤度信号ａ＾ｂとの相互相関値が、ビット毎尤度信号ｂとビット毎尤度信号ａ＾ｂとの相互相関値より大きい場合（ステップＳ２４１のＡ＞Ｂ）、受信端末１０は、ビット毎尤度信号ａを鍵信号としてビット毎尤度信号ａ＾ｂに対して軟復号ビット毎合成を行いビット毎尤度信号Ｃ（ｂ’’）を算出する（ステップＳ２５１）。
加算回路１０６は、出力切替回路１０７を介して算出したビット毎尤度信号Ｃ（ｂ’’）を誤り訂正復号回路１０８に出力する。誤り訂正復号回路１０８は、入力されたビット毎尤度信号Ｃ（ｂ’’）を誤り訂正復号する（ステップＳ２５２）。
誤り訂正復号回路１０８は、ネットワーク復号したビット信号ｂ’’に誤りが含まれているか否かを検出する（ステップＳ２５３）。
加算回路１０６は、出力切替回路１０７を介して算出したビット毎尤度信号Ｃ（ｂ’’）を誤り訂正復号回路１０８に出力する。誤り訂正復号回路１０８は、入力されたビット毎尤度信号Ｃ（ｂ’’）を誤り訂正復号する（ステップＳ２５２）。
誤り訂正復号回路１０８は、ネットワーク復号したビット信号ｂ’’に誤りが含まれているか否かを検出する（ステップＳ２５３）。
ビット信号ｂ’’に誤りが含まれている場合（ステップＳ２５３の誤）、受信端末１０は、受信処理を終了する。なお、このとき、受信端末１０ａは、誤りが含まれないビット信号ａ、ｂの伝送を行うために、送信端末３０ａ、３０ｂと中継端末２０とに再送の要求をしてもよい。
ビット信号ｂ’’に誤りが含まれていない場合（ステップＳ２５３の正）、誤り訂正復号回路１０８は、復号したビット信号ｂ’’を信号記憶回路１１３に出力して記憶させる。受信端末１０ａにおいて、ビット信号ｂ’’を鍵信号としてビット毎尤度信号ａ＾ｂに対して硬復号ビット毎合成を行いビット毎尤度信号Ｃ（ａ’）を算出する（ステップＳ２５４）。
加算回路１０６は、算出したビット毎尤度信号Ｃ（ａ’）を出力切替回路１０７を介して誤り訂正復号回路１０８に出力する。誤り訂正復号回路１０８は、入力されたビット毎尤度信号Ｃ（ａ’）を誤り訂正復号してビット信号ａを得る（ステップＳ２５５）。
以上の動作により、受信端末１０ａは、ビット信号ａ、ｂの受信処理を完了する。
なお、受信端末１０ａは、ビット信号ａに誤りが含まれている場合、送信端末３０ｂと中継端末２０とに再送の要求を行うなどしてもよい。
ビット信号ｂ’’に誤りが含まれていない場合（ステップＳ２５３の正）、誤り訂正復号回路１０８は、復号したビット信号ｂ’’を信号記憶回路１１３に出力して記憶させる。受信端末１０ａにおいて、ビット信号ｂ’’を鍵信号としてビット毎尤度信号ａ＾ｂに対して硬復号ビット毎合成を行いビット毎尤度信号Ｃ（ａ’）を算出する（ステップＳ２５４）。
加算回路１０６は、算出したビット毎尤度信号Ｃ（ａ’）を出力切替回路１０７を介して誤り訂正復号回路１０８に出力する。誤り訂正復号回路１０８は、入力されたビット毎尤度信号Ｃ（ａ’）を誤り訂正復号してビット信号ａを得る（ステップＳ２５５）。
以上の動作により、受信端末１０ａは、ビット信号ａ、ｂの受信処理を完了する。
なお、受信端末１０ａは、ビット信号ａに誤りが含まれている場合、送信端末３０ｂと中継端末２０とに再送の要求を行うなどしてもよい。
上述のように、比較形態の受信端末１０は、適時聴取をすると共に、受信する信号に対して合成を行うことによりダイバーシチ効果を得ることができ、信号の伝送品質を向上することが可能となる。また、比較形態の受信端末１０は、第１実施形態の受信端末１０に比べ、ビット信号ａ、ｂが共に誤りを含んでいるときに軟復号ビット毎合成を行う回数を減らしているので、受信端末１０の計算量を減らすことができる。
（第１実施形態及び比較形態のシミュレーション結果）
図９は、第１実施形態及び比較形態のシミュレーション条件を示す図である。図１０は、第１実施形態及び比較形態の構成におけるシミュレーション結果を示す図である。シミュレーションは、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ規格に基づいて行った。
信号帯域は２０ＭＨｚであり、二次変調方式にＯＦＤＭを用い、サブキャリア変調方式には６４ＱＡＭを適用している。データサブキャリア数を５２とし、パイロットサブキャリア数を４としている。パケット長は６４ｂｙｔｅであり、誤り訂正符号は、拘束長７及び符号化率３／４の畳み込み符号を用いている。誤り訂正復号法は、軟判定ビタビ復号を適用している。ノードとしての端末間の伝搬路環境は、指数減衰レイリーフェージングとし、遅延分散を１００ｎｓとし、伝搬減衰定数αを３としている。チャネル推定については理想推定とし、中継方法にはＤｅ−ｃｏｄｅ＆Ｆｏｒｗａｒｄを用いている。また、中継端末２０における誤りはないものとしている。
図９は、第１実施形態及び比較形態のシミュレーション条件を示す図である。図１０は、第１実施形態及び比較形態の構成におけるシミュレーション結果を示す図である。シミュレーションは、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ規格に基づいて行った。
信号帯域は２０ＭＨｚであり、二次変調方式にＯＦＤＭを用い、サブキャリア変調方式には６４ＱＡＭを適用している。データサブキャリア数を５２とし、パイロットサブキャリア数を４としている。パケット長は６４ｂｙｔｅであり、誤り訂正符号は、拘束長７及び符号化率３／４の畳み込み符号を用いている。誤り訂正復号法は、軟判定ビタビ復号を適用している。ノードとしての端末間の伝搬路環境は、指数減衰レイリーフェージングとし、遅延分散を１００ｎｓとし、伝搬減衰定数αを３としている。チャネル推定については理想推定とし、中継方法にはＤｅ−ｃｏｄｅ＆Ｆｏｒｗａｒｄを用いている。また、中継端末２０における誤りはないものとしている。
図１０に図示するように、加算による尤度信号の合成である尤度合成を行わない場合に比べ、第１実施形態及び比較形態の誤り率が改善されていることが示されている。また、第１実施形態の受信処理は、比較形態の受信処理に比べ、誤り率が低い。これは、復号したビット信号ａ、ｂ共に誤りを含んでいた場合の動作の鍵信号の選択方法の違いによるものであり、第１実施形態の受信端末１０の受信処理における誤り率は、比較形態の受信端末１０の受信処理における誤り率よりも低く、通信品質が良いことが示されている。
上述の受信端末１０は内部に、コンピュータシステムを有していてもよい。その場合、上述した受信端末１０の受信処理の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われることになる。ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしても良い。
なお、本発明に記載の第１の受信部及び第１の送信部は、無線部２０１に対応する。また、本発明に記載の第１の信号記憶回路は、信号記憶回路２０７に対応する。また、本発明に記載の第１の線形符号化回路は、線形符号化回路２０８に対応する。また、本発明に記載の第２の無線部は、無線部１０１に対応する。
１…無線通信システム
１０、１０ａ、１０ｂ…受信端末
１０１…無線部、１０２…シンボル・ビット変換回路、１０３…軟判定回路
１０４、１０７、１０９、１１５…出力切替回路
１０５、１２４…乗算回路
１０６…加算回路、１０８…誤り訂正復号回路、１１０…重み係数抽出回路
１１１…尤度信号記憶回路、１１２…基準値算出回路、１１３…信号記憶回路
１１４…誤り訂正符号回路、１１６…変調回路
１２０…ネットワーク復号部、１２１…符号・ビット変換回路
１２２…絶対値抽出回路、１２３…尤度絶対値算出回路、１２５…線形復号回路
１２６…ビット・符号変換回路
２０…中継端末
２０１…無線部、２０２…シンボル・ビット変換回路、２０３…軟判定回路
２０４…乗算回路、２０５…誤り訂正復号回路、２０７…信号記憶回路
２０８…線形符号化回路、２０９…誤り訂正符号回路、２１０…変調回路
２１１…重み係数抽出回路、２０６…出力切替回路
３０ａ、３０ｂ…送信端末
９…無線通信システム
９１、９１ａ、９１ｂ…受信端末
９２…中継端末
９３ａ、９３ｂ…送信端末
９１１…無線部、９１２…シンボル・ビット変換回路、９１３…軟判定回路
９１４…乗算回路、９１５…誤り訂正復号回路、９１６…線形復号回路
９１７、９２０…出力切替回路
９１８…重み係数抽出回路、９１９…信号記憶回路、９２１…誤り訂正符号回路
９２２…変調回路
１０、１０ａ、１０ｂ…受信端末
１０１…無線部、１０２…シンボル・ビット変換回路、１０３…軟判定回路
１０４、１０７、１０９、１１５…出力切替回路
１０５、１２４…乗算回路
１０６…加算回路、１０８…誤り訂正復号回路、１１０…重み係数抽出回路
１１１…尤度信号記憶回路、１１２…基準値算出回路、１１３…信号記憶回路
１１４…誤り訂正符号回路、１１６…変調回路
１２０…ネットワーク復号部、１２１…符号・ビット変換回路
１２２…絶対値抽出回路、１２３…尤度絶対値算出回路、１２５…線形復号回路
１２６…ビット・符号変換回路
２０…中継端末
２０１…無線部、２０２…シンボル・ビット変換回路、２０３…軟判定回路
２０４…乗算回路、２０５…誤り訂正復号回路、２０７…信号記憶回路
２０８…線形符号化回路、２０９…誤り訂正符号回路、２１０…変調回路
２１１…重み係数抽出回路、２０６…出力切替回路
３０ａ、３０ｂ…送信端末
９…無線通信システム
９１、９１ａ、９１ｂ…受信端末
９２…中継端末
９３ａ、９３ｂ…送信端末
９１１…無線部、９１２…シンボル・ビット変換回路、９１３…軟判定回路
９１４…乗算回路、９１５…誤り訂正復号回路、９１６…線形復号回路
９１７、９２０…出力切替回路
９１８…重み係数抽出回路、９１９…信号記憶回路、９２１…誤り訂正符号回路
９２２…変調回路
Claims (4)
- 送信端末、中継端末及び受信端末を有し、鍵信号により情報信号をネットワーク符号化して通信を行う無線通信システムにおいて、
送信端末は、自端末に記憶されている信号を前記中継端末又は前記受信端末に送信し、
前記中継端末は、
前記送信端末から送信される信号を受信し、受信した信号から自端末宛の信号を検出して出力する第１の受信部と、
前記第１の受信部が受信した自端末宛の信号が記憶される第１の信号記憶回路と、
前記第１の信号記憶回路に記憶される信号のいずれか１つを前記鍵信号として、前記第１の信号記憶回路に記憶される信号のうち他の信号に対してネットワーク符号化をしてネットワーク符号化信号を出力する第１の線形符号化回路と、
前記ネットワーク符号化信号を前記受信端末に送信する第１の送信部と
を備え、
前記受信端末は、
自端末宛の信号及び自端末宛以外の信号を受信して検出し、検出した信号を出力する第２の受信部と、
前記第２の受信部が検出した信号に基づく尤度信号が記憶される尤度信号記憶回路と、
前記尤度信号記憶回路に記憶されている前記ネットワーク符号化信号を前記鍵信号を用いてネットワーク復号して前記尤度信号を出力するネットワーク復号部と、
前記尤度信号記憶回路に記憶される前記尤度信号と、ネットワーク復号により得られる前記尤度信号とを加算して、合成された前記尤度信号を出力する加算回路と、
前記合成された尤度信号のうちビット毎の絶対値の合計が最も大きい前記合成された尤度信号を選択する基準値算出回路と、
前記尤度信号に対して誤り訂正復号を行う誤り訂正復号回路と
を備え、
前記受信端末において、
前記尤度信号記憶回路に記憶されているネットワーク符号化されていない前記尤度信号のうち誤りを含まない尤度信号がある場合、前記ネットワーク復号部は、該尤度信号を誤り訂正復号して算出された前記情報信号を前記鍵信号として用い、
前記尤度信号記憶回路に記憶されているネットワーク符号化されていない前記尤度信号のうち誤りを含まない尤度信号がない場合、前記ネットワーク復号部は、前記尤度信号記憶回路に記憶されているネットワーク符号化されていない前記尤度信号それぞれを鍵信号として用い、前記基準値算出回路により選択された前記合成された尤度信号に対して誤り訂正復号が行われる
ことを特徴とする無線通信システム。 - 送信端末、中継端末及び受信端末を有し、鍵信号により情報信号をネットワーク符号化して通信を行う無線通信システムにおける受信端末であって、
自端末宛の信号及び自端末宛以外の信号を受信して検出し、検出した信号を出力する第２の受信部と、
前記第２の受信部が検出した信号に基づく尤度信号が記憶される尤度信号記憶回路と、
前記第２の受信部が検出した前記ネットワーク符号化信号を前記鍵信号を用いてネットワーク復号して前記尤度信号を出力するネットワーク復号部と、
前記尤度信号記憶回路に記憶される前記尤度信号と、ネットワーク復号により得られる前記尤度信号とを加算して、合成された前記尤度信号を出力する加算回路と、
前記合成された尤度信号のうちビット毎の絶対値の合計が最も大きい前記合成された尤度信号を選択する基準値算出回路と、
前記尤度信号に対して誤り訂正復号を行う誤り訂正復号回路と
を備え、
前記尤度信号記憶回路に記憶されているネットワーク符号化されていない前記尤度信号のうち誤りを含まない尤度信号がある場合、前記ネットワーク復号部は、前記誤り訂正復号回路により該尤度信号を誤り訂正復号して算出された前記情報信号を前記鍵信号として用い、
前記尤度信号記憶回路に記憶されているネットワーク符号化されていない前記尤度信号のうち誤りを含まない尤度信号がない場合、前記ネットワーク復号部は、前記尤度信号記憶回路に記憶されているネットワーク符号化されていない前記尤度信号それぞれを鍵信号として用い、前記誤り訂正復号回路は、前記基準値算出回路により選択された前記合成された尤度信号に対して誤り訂正復号を行う
ことを特徴とする受信端末。 - 送信端末、中継端末及び受信端末を有し、鍵信号により情報信号をネットワーク符号化して通信を行う無線通信システムにおける無線通信方法であって、
送信端末が自端末に記憶されている信号を前記中継端末又は前記受信端末に送信する過程と、
第１の受信部が前記送信端末から送信される信号を受信し、受信した信号から自端末宛の信号を検出して出力する過程と、
前記第１の受信部が受信した自端末宛の信号が第１の信号記憶回路に記憶される過程と、
第１の線形符号化回路が前記第１の信号記憶回路に記憶される信号のいずれか１つを前記鍵信号として、前記第１の信号記憶回路に記憶される信号のうち他の信号に対してネットワーク符号化をしてネットワーク符号化信号を出力する過程と、
第１の送信部が前記ネットワーク符号化信号を前記受信端末に送信する過程と
第２の受信部が自端末宛の信号及び自端末宛以外の信号を受信して検出し、検出した信号を出力する過程と、
前記第２の受信部が検出した信号に基づく尤度信号が尤度信号記憶回路に記憶される過程と、
前記尤度信号記憶回路に記憶されているネットワーク符号化されていない前記尤度信号のうち誤りを含まない尤度信号がある場合、前記ネットワーク復号部が、該尤度信号を誤り訂正復号して算出された前記情報信号を前記鍵信号として用いネットワーク復号し、加算回路が、前記尤度信号記憶回路に記憶される前記尤度信号と、ネットワーク復号により得られる前記尤度信号とを加算して合成された前記尤度信号を出力し、誤り訂正復号回路が、前記合成された前記尤度信に対して誤り訂正復号する過程と、
前記尤度信号記憶回路に記憶されているネットワーク符号化されていない前記尤度信号のうち誤りを含まない尤度信号がない場合、前記ネットワーク復号部が、前記尤度信号記憶回路に記憶されているネットワーク符号化されていない前記尤度信号それぞれを鍵信号として用いてネットワーク復号し、前記加算回路が、ネットワーク復号された尤度信号それぞれに対して前記合成された前記尤度信号を算出して、前記基準値算出回路が、前記加算回路により複数の前記合成された前記尤度信号から１つの合成された尤度信号を選択し、誤り訂正復号回路が、該合成された尤度信号に対して誤り訂正復号する過程と
を有する
ことを特徴とする無線通信方法。 - 送信端末、中継端末及び受信端末を有し、鍵信号により情報信号をネットワーク符号化して通信を行う無線通信システムにおける受信端末の受信方法であって、
第２の受信部が自端末宛の信号及び自端末宛以外の信号を受信して検出し、検出した信号を出力する過程と、
前記第２の受信部が検出した信号に基づく尤度信号が尤度信号記憶回路に記憶される過程と、
前記尤度信号記憶回路に記憶されているネットワーク符号化されていない前記尤度信号のうち誤りを含まない尤度信号がある場合、前記ネットワーク復号部が、該尤度信号を誤り訂正復号して算出された前記情報信号を前記鍵信号として用いネットワーク復号し、加算回路が、前記尤度信号記憶回路に記憶される前記尤度信号と、ネットワーク復号により得られる前記尤度信号とを加算して合成された前記尤度信号を出力し、誤り訂正復号回路が、前記合成された前記尤度信に対して誤り訂正復号する過程と、
前記尤度信号記憶回路に記憶されているネットワーク符号化されていない前記尤度信号のうち誤りを含まない尤度信号がない場合、前記ネットワーク復号部が、前記尤度信号記憶回路に記憶されているネットワーク符号化されていない前記尤度信号それぞれを鍵信号として用いてネットワーク復号し、前記加算回路が、ネットワーク復号された尤度信号それぞれに対して前記合成された前記尤度信号を算出して、前記基準値算出回路が、前記加算回路により複数の前記合成された前記尤度信号から１つの合成された尤度信号を選択し、誤り訂正復号回路が、該合成された尤度信号に対して誤り訂正復号する過程と
を有する
ことを特徴とする受信方法。
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