JP5306281B2 - 通信システム、受信局装置、中継局装置、および、それらの通信方法、プログラム - Google Patents
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Description
本発明は、ネットワークコーディングを用いた通信システム、受信局装置、中継局装置、および、それらの通信方法、プログラムに関する。
近年、マルチホップ通信のスループットの向上を目的とした、ネットワークコーディング（ＮＣ）技術が注目されている。ネットワークコーディング技術は、マルチホップ中継を行うネットワーク上の中継局において複数の情報系列を線形符号化することによって複数のマルチキャスト通信やユニキャスト通信を多重化した上で宛先ノードとなる複数の受信局に送信し、各受信局において復号操作を行う。これによって、ネットワークコーディングを用いない場合に比べてスループットの向上を図ることができる。
ネットワークコーディングを用いたマルチホップ無線ネットワークでは、無線通信の同報性とネットワークコーディングを活用することにより、スループットの向上を実現する。中継局の役割を果たすノードは、複数の送信局ノードから受信したパケットを線形符号によって符号化し、受信局に中継する。受信局は、他のノードから受信したパケットあるいは自身が保持しているパケットを用いて、符号化されたパケットを同様の線形符号によって復号し、元の情報を得ることができる。例えば、特許文献１には無線のネットワークコーディング技術が、非特許文献１には有線のネットワークコーディング技術が記載されている。
以下、あるパケットに対し、ネットワークコーディングの符号化を施すことをＮＣ符号化と記載し、ネットワークコーディングにより符号化されたパケットを復号することをＮＣ復号と記載する。
以下、あるパケットに対し、ネットワークコーディングの符号化を施すことをＮＣ符号化と記載し、ネットワークコーディングにより符号化されたパケットを復号することをＮＣ復号と記載する。
従来のネットワークコーディング技術を、最も簡単なマルチホップ通信のトポロジであるAlice & Bobトポロジを具体例として挙げて説明する。なお、ＮＣ符号化されたパケットをＮＣパケットと記載し、ＮＣ符号化されていないパケットをネイティブパケットと記載する。パケットとは、あるノードが持つビット情報のことである。また、ＮＣ符号化には、線形符号化の１例である排他的論理和（ＸＯＲ）を用いるものとする。
図１５は、ネットワークコーディングを用いたAlice & Bobトポロジにおける通信手順を示す図である。このトポロジでは両端の送受信局であるノードＮ１、Ｎ２が、互いに中継局であるノードＲを介して双方向の通信を行う。各ノードの送信タイミングはタイムスロットにより区切られており、互いに干渉することはない。
ネットワークコーディングを用いたAlice & Bobトポロジの通信手順は、以下のようになる。
ネットワークコーディングを用いたAlice & Bobトポロジの通信手順は、以下のようになる。
（１）時刻Ｔ１において、ノードＮ１（node-N1）がネイティブパケットであるパケットＡをノードＲ（node-R）に送信する。ノードＲはパケットＡを受信する。
（２）時刻Ｔ２において、ノードＮ２（node-N2）がネイティブパケットであるパケットＢをノードＲに送信する。ノードＲはパケットＢを受信する。
（２）時刻Ｔ２において、ノードＮ２（node-N2）がネイティブパケットであるパケットＢをノードＲに送信する。ノードＲはパケットＢを受信する。
（３）時刻Ｔ３において、ノードＲがパケットＡとパケットＢに対してＮＣ符号化を行い、ＮＣパケットＸを生成する。ノードＲは、ＮＣパケットＸをノードＮ１およびノードＮ２に対して同報送信する。ノードＮ１は、自身が時刻Ｔ１において送信したパケットＡと時刻Ｔ３において受信したＮＣパケットＸとを用いてＮＣ復号を行うことにより、パケットＢを取得する。同様に、ノードＮ２においても、自身が時刻Ｔ２において送信したパケットＢと時刻Ｔ３において受信したＮＣパケットＸとを用いてＮＣ復号を行うことにより、パケットＡを取得する。ＮＣ復号には、ＮＣ符号化同様、パケット同士の排他的論理和が用いられる。
上記の手順において必要となるタイムスロット数は３である。一方、ＮＣ符号化を用いない場合、ノードＲからノードＮ２へのパケットＡの送信と、ノードＲからノードＮ１へのパケットＢの送信を別のタイムスロットにおいて行なう必要があるため、必要となるタイムスロット数は４となる。従って、ＮＣ符号化を用いない場合と用いた場合とを比較すると、ＮＣ符号化を適用することにより、ノードＮ１とノードＮ２が情報のやり取りを行うために消費するタイムスロット数が３／４になる。
また、ＮＣパケットに対してＮＣ復号処理を行う際に用いるパケットを鍵パケットと呼ぶ。図１５に記載した手順の場合、ノードＮ１については、ＮＣパケットＸからパケットＢを取得するために用いるパケットＡが鍵パケットであり、ノードＮ２については、ＮＣパケットＸからパケットＡを取得するために用いるパケットＢが鍵パケットである。例えば、非特許文献２では、中継局は、ＮＣパケットの再送要求の有無に関わらず、自局の転送バッファ内に存在するパケット中からＮＣパケットを生成するためのパケットのペアを選択しており、ＮＣパケットの生成に用いたパケットのＩＤをヘッダ情報としてペイロードに付加している。ＮＣパケットを受信したノードでは、このＩＤを参照することによって、ＮＣ復号処理を行なうときに用いる鍵パケットを特定することができる。
このようなネットワークコーディングを行う場合には、コーディングパケットに含まれているパケットを識別するためのＩＤをヘッダ情報としてペイロードに付加している。
このようなネットワークコーディングを行う場合には、コーディングパケットに含まれているパケットを識別するためのＩＤをヘッダ情報としてペイロードに付加している。
R.Ahlswede, S.Li, and R. Yeung, "Network information flow," IEEE Trans. Inf. Theory, vol.46, no.4, pp.1204-1216, Jul.2000
Sachin Katti, Hariharan Rahul, et al "XORs in The Air: Practical Wireless Network Coding," Proc. ACM SIGCOMM 2006, Pisa, Italy, Sep.2006, pp.243-254
ネットワークコーディング技術を用いた通信では、受信したＮＣパケットをＮＣ復号するための鍵パケットを正しく選択しないと、ネイティブパケットを正しく得ることができない。そこで、上述したように従来は、ＮＣ符号化に用いたネイティブパケットのＩＤをＮＣパケットに付加して送信することにより、ＮＣパケットを受信したノードにおいて鍵パケットを正しく選択できるようにしている。
しかし、ＮＣパケットに鍵パケットを選択可能とするための情報を付加すると、オーバーヘッドが大きくなってしまうため、システムスループットが劣化するという問題がある。加えて、全体のパケットサイズが大きくなってしまうため、伝送遅延が長大するという問題もある。また、現在の通信の標準規格には、鍵パケットを選択可能とするための情報を付加するフィールドは規定されていない。そのため、鍵パケットを選択可能とするための情報を付加してパケットを送信した場合、標準規格に準拠した通信システムと共存できない可能性がある。
しかし、ＮＣパケットに鍵パケットを選択可能とするための情報を付加すると、オーバーヘッドが大きくなってしまうため、システムスループットが劣化するという問題がある。加えて、全体のパケットサイズが大きくなってしまうため、伝送遅延が長大するという問題もある。また、現在の通信の標準規格には、鍵パケットを選択可能とするための情報を付加するフィールドは規定されていない。そのため、鍵パケットを選択可能とするための情報を付加してパケットを送信した場合、標準規格に準拠した通信システムと共存できない可能性がある。
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、ＮＣパケットに鍵パケットを選択するための情報を付加することなく、ＮＣパケットを受信したノードにおいて正しくＮＣ復号を行うことができる通信システム、受信局装置、中継局装置、および、それらの通信方法、プログラムを提供することにある。
（１）上述した課題を解決するために、本発明は、中継局装置と複数の受信局装置とを有する通信システムであって、前記複数の受信局装置のうち対応する２つの受信局装置は、予め定められた線形符号則に従って、予め定められた第１のビット数のビット系列に応じて生成された予め定められた第２のビット数の第１の線形符号情報が前記ビット系列に付加された復号鍵を格納する復号鍵バッファ部と、前記中継局装置においてネットワーク符号化された中継パケットを、前記中継局装置から受信して受信パケットとして出力する受信局受信部と、前記受信パケットに基づいて、前記線形符号則に従って生成される識別情報と、前記格納されている復号鍵を識別する識別情報とが一致するか否かを判定することにより、前記格納されている復号鍵に基づいて前記ネットワーク符号化に応じた復号処理を前記受信パケットに対して適用可能か否かを判定するパケット判定制御部と、前記パケット判定制御部による判定により、前記受信パケットに対して前記復号処理を適用できると判定された場合、前記受信パケットを前記格納されている復号鍵に基づいて復号するネットワーク符号化復号部と、をそれぞれ備え、前記中継局装置は、前記対応する２つの受信局装置のうち一方の前記受信局装置に対応して設けられ、前記一方の受信局装置を示す情報に従って第１の前記ビット系列を格納し、前記格納した第１のビット系列を前記他方の受信局装置に送信する前記第１のビット系列を出力する第１の転送バッファ部と、前記対応する２つの受信局装置のうち他方の前記受信局装置に対応して設けられ、前記他方の受信局装置を示す情報に従って第２の前記ビット系列を格納し、前記格納した第２のビット系列を前記一方の受信局装置に送信する前記第２のビット系列を出力する第２の転送バッファ部と、前記受信局装置を示す情報に従って、前記第１のビット系列を前記第１の転送バッファ部に格納し、前記第２のビット系列を前記第２の転送バッファ部に格納する中継局判定制御部と、前記線形符号則に従って、前記第１の転送バッファ部から出力された前記第１のビット系列に基づいて生成された予め定められた前記第２のビット数の第２の線形符号情報を、前記第１のビット系列に付加した第１のパケットを生成する第１の線形符号情報付加部と、前記線形符号則に従って、前記第２の転送バッファ部から出力された前記第２のビット系列に基づいて生成された予め定められた前記第２のビット数の第３の線形符号情報を、前記第２のビット系列に付加した第２のパケットを生成する第２の線形符号情報付加部と、前記第２のパケットのビット列の順序を反転した反転順序に変換する順序変換部と、ビット列の順序を維持した前記第１のパケット，並びにビット列の順序を反転させた前記第２のパケットに対して、前記ネットワーク符号化を行って中継パケットを生成するネットワーク符号化部と、前記中継パケットを前記２つの受信局装置に送信する中継局送信部と、を備えることを特徴とする通信システムである。
（２）また、本発明は、上記発明において、前記受信局装置が前記第１の受信装置である場合において、前記パケット判定制御部が、前記受信パケットのビット列を反転する第１の反転処理を行って、前記反転されたビット列に応じて変換された前記受信パケットから前記線形符号則に従って生成される第１の識別情報と、前記格納されている復号鍵についてビット列を反転させた前記復号鍵から前記線形符号則に従って生成される前記第２の識別情報との一致を判定し、前記ネットワーク符号化復号部が、前記復号した結果のビット列の順序を反転する第１の反転処理をして出力することを特徴とする。
（３）また、本発明は、上記発明において、前記受信局装置が前記第２の受信装置である場合において、前記パケット判定制御部が、前記受信パケットのビット列の順序を維持して、前記受信パケットから前記線形符号則に従って生成される第１の識別情報と、前記格納されている復号鍵についてビット列を反転させた前記復号鍵から前記線形符号則に従って生成される前記第２の識別情報との一致を判定し、前記ネットワーク符号化復号部が、前記格納されている復号鍵のビット列の順序を反転する第２の反転処理をして、前記反転された復号鍵に基づいて復号することを特徴とする。
（４）また、本発明は、上記発明において、前記パケット判定制御部は、前記受信パケットから前記第２のビット系列を抽出して受信するか否かの判定を、前記第１の識別情報及び前記受信パケットのビット列を反転させ前記線形符号則に従って生成される第３の識別情報のいずれが「０」であるかによって判定し、前記判定結果に応じて、自パケット判定制御部における前記ビット列を反転させる前記第１の反転処理と、前記ネットワーク符号化復号部における前記ビット列を反転させる前記第２の反転処理を制御することを特徴とする。
（５）また、本発明は、上記発明において、前記線形符号則は、ＦＣＳ（フレームチェックシーケンス）方式に基づいた誤り検出符号則であり、前記付加される線形符号情報は、前記ＦＣＳ方式に基づいて生成される誤り検出符号情報であることを特徴とする。
（６）また、本発明は、上記発明において、前記パケット判定制御部は、前記線形符号則に従って行われる識別判定処理の結果のビット列が、全て「０」を示す場合に誤りがないと判定することを特徴とする。
（７）また、本発明は、上記発明において、前記識別情報は、前記線形符号則に従って行われる識別判定処理の結果に基づいて生成されることを特徴とする。
（８）また、本発明は、上記発明において、前記格納されている復号鍵を識別する識別情報は、前記復号鍵に前記付加された第１の線形符号化情報に応じて生成されることを特徴とする。
（９）また、本発明は、中継局装置と複数の受信局装置とを有する通信システムの前記受信局装置であって、前記複数の受信局装置のうち対応する２つの受信局装置は、予め定められた線形符号則に従って、予め定められた第１のビット数のビット系列に応じて生成された予め定められた第２のビット数の第１の線形符号情報が前記ビット系列に付加された復号鍵を格納する復号鍵バッファ部と、前記中継局装置においてネットワーク符号化された中継パケットを、前記中継局装置から受信して受信パケットとして出力する受信局受信部と、前記受信パケットに基づいて、前記線形符号則に従って生成される識別情報と、前記格納されている復号鍵を識別する識別情報とが一致するか否かを判定することにより、前記格納されている復号鍵に基づいて前記ネットワーク符号化に応じた復号処理を前記受信パケットに対して適用可能か否かを判定するパケット判定制御部と、前記パケット判定制御部による判定により、前記受信パケットに対して前記復号処理を適用できると判定された場合、前記受信パケットを前記格納されている復号鍵に基づいて復号するネットワーク符号化復号部と、をそれぞれ備えることを特徴とする受信局装置である。
（１０）また、本発明は、中継局装置と２台の受信局装置とを有する通信システムの前記中継局装置であって、前記対応する２つの受信局装置のうち一方の前記受信局装置に対応して設けられ、前記一方の受信局装置を示す情報に従って第１の前記ビット系列を格納し、前記格納した第１のビット系列を前記他方の受信局装置に送信する前記第１のビット系列を出力する第１の転送バッファ部と、前記対応する２つの受信局装置のうち他方の前記受信局装置に対応して設けられ、前記他方の受信局装置を示す情報に従って第２の前記ビット系列を格納し、前記格納した第２のビット系列を前記一方の受信局装置に送信する前記第２のビット系列を出力する第２の転送バッファ部と、前記受信局装置を示す情報に従って、前記第１のビット系列を前記第１の転送バッファ部に格納し、前記第２のビット系列を前記第２の転送バッファ部に格納する中継局判定制御部と、前記線形符号則に従って、前記第１の転送バッファ部から出力された前記第１のビット系列に基づいて生成された予め定められた前記第２のビット数の第２の線形符号情報を、前記第１のビット系列に付加した第１のパケットを生成する第１の線形符号情報付加部と、前記線形符号則に従って、前記第２の転送バッファ部から出力された前記第２のビット系列に基づいて生成された予め定められた前記第２のビット数の第３の線形符号情報を、前記第２のビット系列に付加した第２のパケットを生成する第２の線形符号情報付加部と、前記第２のパケットのビット列の順序を反転した反転順序に変換する順序変換部と、ビット列の順序を維持した前記第１のパケット，並びにビット列の順序を反転させた前記第２のパケットに対して、前記ネットワーク符号化を行って中継パケットを生成するネットワーク符号化部と、前記中継パケットを前記２つの受信局装置に送信する中継局送信部と、を備えることを特徴とする中継局装置である。
（１１）また、本発明は、中継局装置と複数の受信局装置とを有する通信システムの通信方法であって、前記複数の受信局装置のうち対応する２つの受信局装置において、復号鍵バッファ部が、予め定められた線形符号則に従って、予め定められた第１のビット数のビット系列に応じて生成された予め定められた第２のビット数の第１の線形符号情報が前記ビット系列に付加された復号鍵を格納する復号鍵バッファ過程と、受信局受信部が、前記中継局装置においてネットワーク符号化された中継パケットを、前記中継局装置から受信して受信パケットとして出力する受信局受信過程と、パケット判定制御部が、前記受信パケットに基づいて、前記線形符号則に従って生成される識別情報と、前記格納されている復号鍵を識別する識別情報とが一致するか否かを判定することにより、前記格納されている復号鍵に基づいて前記ネットワーク符号化に応じた復号処理を前記受信パケットに対して適用可能か否かを判定するパケット判定制御過程と、ネットワーク符号化復号部が、前記パケット判定制御部による判定により、前記受信パケットに対して前記復号処理を適用できると判定された場合、前記受信パケットを前記格納されている復号鍵に基づいて復号するネットワーク符号化復号過程と、をそれぞれ有し、前記中継局装置において、第１の転送バッファ部が、前記対応する２つの受信局装置のうち一方の前記受信局装置に対応して設けられ、前記一方の受信局装置を示す情報に従って第１の前記ビット系列を格納し、前記格納した第１のビット系列を前記他方の受信局装置に送信する前記第１のビット系列を出力する第１の転送バッファ過程と、第２の転送バッファ部が、前記対応する２つの受信局装置のうち他方の前記受信局装置に対応して設けられ、前記他方の受信局装置を示す情報に従って第２の前記ビット系列を格納し、前記格納した第２のビット系列を前記一方の受信局装置に送信する前記第２のビット系列を出力する第２の転送バッファ過程と、中継局判定制御部が、前記受信局装置を示す情報に従って、前記第１のビット系列を前記第１の転送バッファ部に格納し、前記第２のビット系列を前記第２の転送バッファ部に格納する中継局判定制御過程と、第１の線形符号情報付加部が、前記線形符号則に従って、前記第１の転送バッファ部から出力された前記第１のビット系列に基づいて生成された予め定められた前記第２のビット数の第２の線形符号情報を、前記第１のビット系列に付加した第１のパケットを生成する第１の線形符号情報付加過程と、第２の線形符号情報付加部が、前記線形符号則に従って、前記第２の転送バッファ部から出力された前記第２のビット系列に基づいて生成された予め定められた前記第２のビット数の第３の線形符号情報を、前記第２のビット系列に付加した第２のパケットを生成する第２の線形符号情報付加過程と、順序変換部が、前記第２のパケットのビット列の順序を反転した反転順序に変換する順序変換過程と、ネットワーク符号化部が、ビット列の順序を維持した前記第１のパケット、並びにビット列の順序を反転させた前記第２のパケットに対して、前記ネットワーク符号化を行って中継パケットを生成するネットワーク符号化過程と、中継局送信部が、前記中継パケットを前記２つの受信局装置に送信する中継局送信過程と、を有することを特徴とする通信方法である。
（１２）また、本発明は、中継局装置と複数の受信局装置とを有する通信システムの前記複数の受信局装置のうち対応する２つの前記受信局装置の通信方法であって、復号鍵バッファ部が、予め定められた線形符号則に従って、予め定められた第１のビット数のビット系列に応じて生成された予め定められた第２のビット数の第１の線形符号情報が前記ビット系列に付加された復号鍵を格納する復号鍵バッファ過程と、受信局受信部が、前記中継局装置においてネットワーク符号化された中継パケットを、前記中継局装置から受信して受信パケットとして出力する受信局受信過程と、パケット判定制御部が、前記受信パケットに基づいて、前記線形符号則に従って生成される識別情報と、前記格納されている復号鍵を識別する識別情報とが一致するか否かを判定することにより、前記格納されている復号鍵に基づいて前記ネットワーク符号化に応じた復号処理を前記受信パケットに対して適用可能か否かを判定するパケット判定制御過程と、ネットワーク符号化復号部が、前記パケット判定制御部による判定により、前記受信パケットに対して前記復号処理を適用できると判定された場合、前記受信パケットを前記格納されている復号鍵に基づいて復号するネットワーク符号化復号過程と、をそれぞれ有することを特徴とする通信方法である。
（１３）また、本発明は、中継局装置と２台の受信局装置とを有する通信システムの前記中継局装置の通信方法であって、第１の転送バッファ部が、前記対応する２つの受信局装置のうち一方の前記受信局装置に対応して設けられ、前記一方の受信局装置を示す情報に従って第１の前記ビット系列を格納し、前記格納した第１のビット系列を前記他方の受信局装置に送信する前記第１のビット系列を出力する第１の転送バッファ過程と、第２の転送バッファ部が、前記対応する２つの受信局装置のうち他方の前記受信局装置に対応して設けられ、前記他方の受信局装置を示す情報に従って第２の前記ビット系列を格納し、前記格納した第２のビット系列を前記一方の受信局装置に送信する前記第２のビット系列を出力する第２の転送バッファ過程と、中継局判定制御部が、前記受信局装置を示す情報に従って、前記第１のビット系列を前記第１の転送バッファ部に格納し、前記第２のビット系列を前記第２の転送バッファ部に格納する中継局判定制御過程と、第１の線形符号情報付加部が、前記線形符号則に従って、前記第１の転送バッファ部から出力された前記第１のビット系列に基づいて生成された予め定められた前記第２のビット数の第２の線形符号情報を、前記第１のビット系列に付加した第１のパケットを生成する第１の線形符号情報付加過程と、第２の線形符号情報付加部が、前記線形符号則に従って、前記第２の転送バッファ部から出力された前記第２のビット系列に基づいて生成された予め定められた前記第２のビット数の第３の線形符号情報を、前記第２のビット系列に付加した第２のパケットを生成する第２の線形符号情報付加過程と、順序変換部が、前記第２のパケットのビット列の順序を反転した反転順序に変換する順序変換過程と、ネットワーク符号化部が、ビット列の順序を維持した前記第１のパケット、並びにビット列の順序を反転させた前記第２のパケットに対して、前記ネットワーク符号化を行って中継パケットを生成するネットワーク符号化過程と、中継局送信部が、前記中継パケットを前記２つの受信局装置に送信する中継局送信過程と、を有することを特徴とする通信方法である。
（１４）また、本発明は、中継局装置と複数の受信局装置とを有する通信システムにおける前記複数の受信局装置のうち対応する２つの受信局装置のコンピュータを、予め定められた線形符号則に従って、予め定められた第１のビット数のビット系列に応じて生成された予め定められた第２のビット数の第１の線形符号情報が前記ビット系列に付加された復号鍵を格納する復号鍵バッファ部と、前記中継局装置においてネットワーク符号化された中継パケットを、前記中継局装置から受信して受信パケットとして出力する受信局受信部と、前記受信パケットに基づいて、前記線形符号則に従って生成される識別情報と、前記格納されている復号鍵を識別する識別情報とが一致するか否かを判定することにより、前記格納されている復号鍵に基づいて前記ネットワーク符号化に応じた復号処理を前記受信パケットに対して適用可能か否かを判定するパケット判定制御部と、前記パケット判定制御部による判定により、前記受信パケットに対して前記復号処理を適用できると判定された場合、前記受信パケットを前記格納されている復号鍵に基づいて復号するネットワーク符号化復号部と、としてそれぞれ機能させることを特徴とするプログラムである。
（１５）また、本発明は、中継局装置と２台の受信局装置とを有する通信システムの前記中継局装置のコンピュータを、前記対応する２つの受信局装置のうち一方の前記受信局装置に対応して設けられ、前記一方の受信局装置を示す情報に従って第１の前記ビット系列を格納し、前記格納した第１のビット系列を前記他方の受信局装置に送信する前記第１のビット系列を出力する第１の転送バッファ部と、前記対応する２つの受信局装置のうち他方の前記受信局装置に対応して設けられ、前記他方の受信局装置を示す情報に従って第２の前記ビット系列を格納し、前記格納した第２のビット系列を前記一方の受信局装置に送信する前記第２のビット系列を出力する第２の転送バッファ部と、前記受信局装置を示す情報に従って、前記第１のビット系列を前記第１の転送バッファ部に格納し、前記第２のビット系列を前記第２の転送バッファ部に格納する中継局判定制御部と、前記線形符号則に従って、前記第１の転送バッファ部から出力された前記第１のビット系列に基づいて生成された予め定められた前記第２のビット数の第２の線形符号情報を、前記第１のビット系列に付加した第１のパケットを生成する第１の線形符号情報付加部と、前記線形符号則に従って、前記第２の転送バッファ部から出力された前記第２のビット系列に基づいて生成された予め定められた前記第２のビット数の第３の線形符号情報を、前記第２のビット系列に付加した第２のパケットを生成する第２の線形符号情報付加部と、前記第２のパケットのビット列の順序を反転した反転順序に変換する順序変換部と、ビット列の順序を維持した前記第１のパケット、並びにビット列の順序を反転した前記第２のパケットに対して，前記ネットワーク符号化を行って中継パケットを生成するネットワーク符号化部と、前記中継パケットを前記２つの受信局装置に送信する中継局送信部と、して機能させることを特徴とするプログラムである。
本発明によれば、ネットワークコーディングを用いた通信システムにおいて、中継局装置は、ＮＣパケットに復号鍵を選択するための情報を付加することなくＮＣパケットを送信し、ＮＣパケットを受信した受信局装置において正しくＮＣ復号を行うことができる。従って、復号鍵の選択に用いる追加情報をＮＣパケットに付加することによって発生するスループット劣化や、伝送遅延の長大を防ぐことができる。また、ＮＣパケットに追加情報を付加する必要がないため、既存の標準規格をそのまま適用することが可能である。よって、ＮＣ符号化されていないパケットの受信も可能であり、ネットワークコーディングを適用していない既存の通信システムと共存することができる。加えて、正常にＮＣ復号されなかったパケットが上位レイヤ等に出力されることがないため、通信システムの信頼性が向上する。
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。
［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態による通信システムの全体構成図である。
図１（ａ）に示すように、本実施形態の通信システムは、ネットワークコーディング（以下、「ＮＣ」とも記載）技術を用いた２ホップ無線中継システムであり、２台の送受信局１０と、中継局２０とからなる。以下、２台の送受信局１０をそれぞれ、送受信局１０ａ、１０ｂと記載する。同図に示す通信システムにおいて、受信局装置と送信局装置を兼ねた送受信局１０ａ、１０ｂは、中継局装置である中継局２０を介して双方向の通信を行う。送受信局１０ａ、１０ｂ、及び、中継局２０それぞれの送信タイミングはタイムスロットにより区切られ、互いに干渉することがないものとする。例えば、送受信局１０ａ、１０ｂ、及び、中継局２０をＣＳＭＡ／ＣＡ（carrier sense multiple access / collision avoidance）によって動作させた場合であっても、キャリアセンスが理想的に機能することにより、各無線局が互いに干渉しないことから本実施形態を適用させることができる。また、送受信局１０ａ、１０ｂは、受信した無線信号を送信先等に関わらず必ず復調するプロミスキャスモードで動作する。
図１（ｂ）に示すように、送受信局１０ａ、１０ｂ、及び、中継局２０は、それぞれ通信するパケットを格納するバッファを備える。送受信局１０ａ及び１０ｂは、送信したパケットを送信した順にそれぞれ格納する送信済バッファＢＦ１０ａ及びＢＦ１０ｂを備える。送信済バッファＢＦ１０ａは、パケットα１、α２、α３を送信し、送信されたパケットα１、α２、α３が、送信された順にそれぞれ格納される。送信済バッファＢＦ１０ｂは、パケットβ１、β２を送信し、送信されたパケットβ１、β２が、送信された順にそれぞれ格納される。
また、中継局２０は、受信したパケットを転送するために一時的に格納する第１転送バッファＢＦ２０−１及び第２転送バッファＢＦ２０−２を備える。
第１転送バッファＢＦ２０−１は、送受信局１０ａから受信したパケットが順に格納される。第２転送バッファＢＦ２０−２は、送受信局１０ｂから受信したパケットが順に格納される。また、送受信局１０ａ、１０ｂから、中継局２０への通信は正常に行えた状態であれば、各バッファに格納されたパケットは、図に示される状態になる。
図１は、本発明の第１の実施形態による通信システムの全体構成図である。
図１（ａ）に示すように、本実施形態の通信システムは、ネットワークコーディング（以下、「ＮＣ」とも記載）技術を用いた２ホップ無線中継システムであり、２台の送受信局１０と、中継局２０とからなる。以下、２台の送受信局１０をそれぞれ、送受信局１０ａ、１０ｂと記載する。同図に示す通信システムにおいて、受信局装置と送信局装置を兼ねた送受信局１０ａ、１０ｂは、中継局装置である中継局２０を介して双方向の通信を行う。送受信局１０ａ、１０ｂ、及び、中継局２０それぞれの送信タイミングはタイムスロットにより区切られ、互いに干渉することがないものとする。例えば、送受信局１０ａ、１０ｂ、及び、中継局２０をＣＳＭＡ／ＣＡ（carrier sense multiple access / collision avoidance）によって動作させた場合であっても、キャリアセンスが理想的に機能することにより、各無線局が互いに干渉しないことから本実施形態を適用させることができる。また、送受信局１０ａ、１０ｂは、受信した無線信号を送信先等に関わらず必ず復調するプロミスキャスモードで動作する。
図１（ｂ）に示すように、送受信局１０ａ、１０ｂ、及び、中継局２０は、それぞれ通信するパケットを格納するバッファを備える。送受信局１０ａ及び１０ｂは、送信したパケットを送信した順にそれぞれ格納する送信済バッファＢＦ１０ａ及びＢＦ１０ｂを備える。送信済バッファＢＦ１０ａは、パケットα１、α２、α３を送信し、送信されたパケットα１、α２、α３が、送信された順にそれぞれ格納される。送信済バッファＢＦ１０ｂは、パケットβ１、β２を送信し、送信されたパケットβ１、β２が、送信された順にそれぞれ格納される。
また、中継局２０は、受信したパケットを転送するために一時的に格納する第１転送バッファＢＦ２０−１及び第２転送バッファＢＦ２０−２を備える。
第１転送バッファＢＦ２０−１は、送受信局１０ａから受信したパケットが順に格納される。第２転送バッファＢＦ２０−２は、送受信局１０ｂから受信したパケットが順に格納される。また、送受信局１０ａ、１０ｂから、中継局２０への通信は正常に行えた状態であれば、各バッファに格納されたパケットは、図に示される状態になる。
図２〜図７は、本実施形態の通信システムの動作概要を示す図である。
図２は、中継局２０において中継するパケット（ＮＣパケット）を生成する動作概要を示す図である。
図２（ａ）は、送受信局１０ａから送受信局１０ｂ宛のビット系列ａ１（第１のビット系列）を含むパケットα１（第１のパケット）の構成を示す。パケットα１は、ｂｉｔ１ａ（ＬＳＢ）からｂｉｔ１００ａまでの１００ｂｉｔからなるビット系列ａ１と、ビット系列ａ１に基づいて生成され、ＦＣＳ１ａからＦＣＳ３２ａ（ＭＳＢ）までの３２ｂｉｔからなる検出符号ＦＣＳαとを備える。
図２（ａ）は、送受信局１０ａから送受信局１０ｂ宛のビット系列ａ１（第１のビット系列）を含むパケットα１（第１のパケット）の構成を示す。パケットα１は、ｂｉｔ１ａ（ＬＳＢ）からｂｉｔ１００ａまでの１００ｂｉｔからなるビット系列ａ１と、ビット系列ａ１に基づいて生成され、ＦＣＳ１ａからＦＣＳ３２ａ（ＭＳＢ）までの３２ｂｉｔからなる検出符号ＦＣＳαとを備える。
図２（ｂ１）は、送受信局１０ｂから送受信局１０ａ宛のビット系列ｂ１（第２のビット系列）を含むパケットβ１（第２のパケット）の構成を示す。パケットβ１は、ｂｉｔ１ｂ（ＬＳＢ）からｂｉｔ１００ｂまでの１００ｂｉｔからなるビット系列ｂ１と、ビット系列ｂ１に基づいて生成され、ＦＣＳ１ｂからＦＣＳ３２ｂ（ＭＳＢ）までの３２ｂｉｔからなる検出符号ＦＣＳβとを備える。
図２（ｂ２）は、図２（ｂ１）に示したパケットβ１のビット列の順序を反転させた構成を示す。ビット列の順序が反転されたパケットβ１は、ｂｉｔ１ｂのビットがＭＳＢになり、ＦＣＳ３２ｂのビットがＬＳＢになる。
図２（ｂ２）は、図２（ｂ１）に示したパケットβ１のビット列の順序を反転させた構成を示す。ビット列の順序が反転されたパケットβ１は、ｂｉｔ１ｂのビットがＭＳＢになり、ＦＣＳ３２ｂのビットがＬＳＢになる。
図２（ｃ）は、図２（ａ）に示されるパケットα１と、図３（ｂ２）に示されるビット列の順序を反転させたパケットβ１とに基づいてネットワークコーディング（ＮＣ符号化）を行って得られるＮＣパケットの構成を示す。ＮＣパケットは、ｂｉｔ１ｃからｂｉｔ１３２ｃまでの１３２ｂｉｔからなるビット列によって構成される。
すなわち、ＮＣ符号化処理では、ＮＣパケットのｂｉｔ１ｃが、パケットα１のｂｉｔ１ａとパケットβ１のＦＣＳ３２ｂとの排他的論理和（ＸＯＲ）演算によって算出され、ＮＣパケットのｂｉｔ２ｃが、パケットα１のｂｉｔ２ａとパケットβ１のＦＣＳ３１ｂとのＸＯＲ演算によって算出され、同様に続けて最後のＮＣパケットのｂｉｔ１３２ｃが、パケットα１のＦＣＳ３２ａとパケットβ１のｂｉｔ１ｂとのＸＯＲ演算によって算出される。
なお、検出符号ＦＣＳα及びＦＣＳβは、ＦＣＳ方式としてＣＲＣ３２を適用して生成された誤り検出符号を例にあげて以下説明する。
すなわち、ＮＣ符号化処理では、ＮＣパケットのｂｉｔ１ｃが、パケットα１のｂｉｔ１ａとパケットβ１のＦＣＳ３２ｂとの排他的論理和（ＸＯＲ）演算によって算出され、ＮＣパケットのｂｉｔ２ｃが、パケットα１のｂｉｔ２ａとパケットβ１のＦＣＳ３１ｂとのＸＯＲ演算によって算出され、同様に続けて最後のＮＣパケットのｂｉｔ１３２ｃが、パケットα１のＦＣＳ３２ａとパケットβ１のｂｉｔ１ｂとのＸＯＲ演算によって算出される。
なお、検出符号ＦＣＳα及びＦＣＳβは、ＦＣＳ方式としてＣＲＣ３２を適用して生成された誤り検出符号を例にあげて以下説明する。
図３は、本実施形態の通信システムの動作概要を示す図である。
図１に示した構成に基づいて、中継局２０から送信されたＮＣパケットを送受信局１０ａが受信する受信処理を説明する。
送受信局１０ａは、送信したパケットについて、そのパケットを識別する識別情報（ＩＤ）を予め算出し、送信済バッファーに格納するパケットと関連付けて記憶する。
送受信局１０ａは、受信したＮＣパケットに対してＦＣＳ処理をして、受信したパケットに含まれるネイティブパケットを識別する識別情報（ＩＤ）を算出する。算出された識別情報が「ＩＤ１」である場合には、格納されているパケットα１の識別情報「ＩＤ１」と一致することから、中継局２０においてＮＣ処理に用いたパケットが、パケットα１であると特定する。ここで、ＦＣＳ処理とは，ＣＲＣ３２の処理によって生成される誤り検出符号系列を算出することを意味する。
そこで、送受信局１０ａでは、受信したパケットを、パケットα１によって、ＮＣ復号して、送受信局１０ｂから送信されたパケットβ１を算出することができる。
そして、算出されたパケットβ１に付加されているＦＣＳ符号を用いて、パケットβ１の誤り検出を行うことにより、パケットβ１に生じた誤りを検出することができる。
誤りが検出されない場合には、受信したパケットβ１の情報は正しいと判定し、誤りが検出された場合には、無線区間において誤りが生じたと判定し、必要に応じて送受信局１０ｂに対して再送要求を送出して、再送させることができる。
図１に示した構成に基づいて、中継局２０から送信されたＮＣパケットを送受信局１０ａが受信する受信処理を説明する。
送受信局１０ａは、送信したパケットについて、そのパケットを識別する識別情報（ＩＤ）を予め算出し、送信済バッファーに格納するパケットと関連付けて記憶する。
送受信局１０ａは、受信したＮＣパケットに対してＦＣＳ処理をして、受信したパケットに含まれるネイティブパケットを識別する識別情報（ＩＤ）を算出する。算出された識別情報が「ＩＤ１」である場合には、格納されているパケットα１の識別情報「ＩＤ１」と一致することから、中継局２０においてＮＣ処理に用いたパケットが、パケットα１であると特定する。ここで、ＦＣＳ処理とは，ＣＲＣ３２の処理によって生成される誤り検出符号系列を算出することを意味する。
そこで、送受信局１０ａでは、受信したパケットを、パケットα１によって、ＮＣ復号して、送受信局１０ｂから送信されたパケットβ１を算出することができる。
そして、算出されたパケットβ１に付加されているＦＣＳ符号を用いて、パケットβ１の誤り検出を行うことにより、パケットβ１に生じた誤りを検出することができる。
誤りが検出されない場合には、受信したパケットβ１の情報は正しいと判定し、誤りが検出された場合には、無線区間において誤りが生じたと判定し、必要に応じて送受信局１０ｂに対して再送要求を送出して、再送させることができる。
図４及び図５は、送受信局１０ａ、１０ｂおいて受信したＮＣパケットの受信処理の動作概要を示す図である。
図４において、受信したＮＣパケットに対してＦＣＳ処理を順方向から行う（順ＦＣＳ処理）場合の動作概要を示す図である。
図４（ａ）は、受信したＮＣパケットを示す。受信したＮＣパケットは、パケットα１と、ビット列の順序が反転されたパケットβ１の情報を含んでいる。パケットα１のｂｉｔ１ａとパケットβ１のＦＣＳ３２ｂの情報を含むＮＣパケットのｂｉｔ１ｃを起点としたＦＣＳ処理（順方向の誤り検出処理）を行う。つまり、順方向の誤り検出処理は、ＮＣパケットのｂｉｔ１ｃからｂｉｔ１００ｃを誤り検出の対象ビット、ｂｉｔ１０１ｃからｂｉｔ１３２ｃを誤り検出符号とみなした誤り検出処理である。
図４において、受信したＮＣパケットに対してＦＣＳ処理を順方向から行う（順ＦＣＳ処理）場合の動作概要を示す図である。
図４（ａ）は、受信したＮＣパケットを示す。受信したＮＣパケットは、パケットα１と、ビット列の順序が反転されたパケットβ１の情報を含んでいる。パケットα１のｂｉｔ１ａとパケットβ１のＦＣＳ３２ｂの情報を含むＮＣパケットのｂｉｔ１ｃを起点としたＦＣＳ処理（順方向の誤り検出処理）を行う。つまり、順方向の誤り検出処理は、ＮＣパケットのｂｉｔ１ｃからｂｉｔ１００ｃを誤り検出の対象ビット、ｂｉｔ１０１ｃからｂｉｔ１３２ｃを誤り検出符号とみなした誤り検出処理である。
図４（ｂ）は、図４（ａ）に示した演算結果を示す。
パケットα１に順方向の誤り検出処理を行って生成される検出結果ＦＣＳａと、ビット列の順序が反転されたパケットβ１に順方向の誤り検出処理を行って生成される検出結果ＦＣＳｂと、ＮＣパケットに順方向の誤り検出処理を行って生成される検出結果ＦＣＳｃとを示している。ここで、伝送による誤りは生じていないものとする。
パケットα１に順方向の誤り検出処理を行って生成される検出結果ＦＣＳａと、ビット列の順序が反転されたパケットβ１に順方向の誤り検出処理を行って生成される検出結果ＦＣＳｂと、ＮＣパケットに順方向の誤り検出処理を行って生成される検出結果ＦＣＳｃとを示している。ここで、伝送による誤りは生じていないものとする。
検出結果ＦＣＳａは、検出結果は全てのビットが「０」となり、誤りが無く正常に受信できたことを検出できる。
検出結果ＦＣＳｂは、ビット列の順序が反転していることから、誤った情報に対して検出を行うこととなる。そのため、検出結果は全てのビットが「０」とならず、誤り検出の結果として、誤りが検出されたことを示す結果が算出される。ここで、算出された結果は、パケットβ１の情報に応じてユニークなビット系列になる。このビット系列が、パケットβ１の情報に対してユニークな情報であることから、各パケットβを識別する識別情報として用いることができる。
検出結果ＦＣＳｂは、ビット列の順序が反転していることから、誤った情報に対して検出を行うこととなる。そのため、検出結果は全てのビットが「０」とならず、誤り検出の結果として、誤りが検出されたことを示す結果が算出される。ここで、算出された結果は、パケットβ１の情報に応じてユニークなビット系列になる。このビット系列が、パケットβ１の情報に対してユニークな情報であることから、各パケットβを識別する識別情報として用いることができる。
また、検出結果ＦＣＳａが全てのビットが「０」であることから、検出結果ＦＣＳｂとＸＯＲ演算を行った結果は、検出結果ＦＣＳｂと一致する。
個々の誤り検出処理とＸＯＲ演算は、それぞれが線形であることから演算順序を変えることができる。すなわち、パケットα１と、ビット列の順序が反転されたパケットβ１とにＸＯＲ演算を先に行い、続けて順方向の誤り検出処理を行う一連の処理は、パケットα１と、ビット列の順序が反転されたパケットβ１のそれぞれに順方向の誤り検出処理をを先に行い、それぞれの検出結果に対して、続けてＸＯＲ演算を行うことと等価である。
したがって、ＮＣパケットに対して順方向の誤り検出処理を行った結果である検出結果ＦＣＳｃは、上記に示した検出結果ＦＣＳｂと一致する。
個々の誤り検出処理とＸＯＲ演算は、それぞれが線形であることから演算順序を変えることができる。すなわち、パケットα１と、ビット列の順序が反転されたパケットβ１とにＸＯＲ演算を先に行い、続けて順方向の誤り検出処理を行う一連の処理は、パケットα１と、ビット列の順序が反転されたパケットβ１のそれぞれに順方向の誤り検出処理をを先に行い、それぞれの検出結果に対して、続けてＸＯＲ演算を行うことと等価である。
したがって、ＮＣパケットに対して順方向の誤り検出処理を行った結果である検出結果ＦＣＳｃは、上記に示した検出結果ＦＣＳｂと一致する。
図５において、受信したＮＣパケットのビット順を反転してＦＣＳ処理を順方向に行う（逆ＦＣＳ処理）場合の動作概要を示す図である。
ＮＣパケットのビット順が、図４と逆である点が異なり、その検出結果ＦＣＳｃは、ビット順を反転させたパケットα１に対して順ＦＣＳ処理を行った検出結果ＦＣＳaと一致する。
ＮＣパケットのビット順が、図４と逆である点が異なり、その検出結果ＦＣＳｃは、ビット順を反転させたパケットα１に対して順ＦＣＳ処理を行った検出結果ＦＣＳaと一致する。
図６から図９に本実施形態による送受信局１０ａ及び１０ｂの構成を示す。
送受信局１０ａ及び１０ｂは、互いに通信を行い、受信したＮＣパケットの受信処理が異なる。
図６は、本実施形態による送受信局１０ａの構成を示すブロック図である。
送受信局１０ａは、ＦＣＳ付加回路１０１、無線送受信部１０４、送信済バッファ回路１０５、パケット判定制御部１０６ａ、入出力回路１０７、入力切替回路１０８ａ、誤り検出回路１０９、及び、ネットワーク符号化（ＮＣ）部１１０ａを含んで構成される。
送受信局１０ａ及び１０ｂは、互いに通信を行い、受信したＮＣパケットの受信処理が異なる。
図６は、本実施形態による送受信局１０ａの構成を示すブロック図である。
送受信局１０ａは、ＦＣＳ付加回路１０１、無線送受信部１０４、送信済バッファ回路１０５、パケット判定制御部１０６ａ、入出力回路１０７、入力切替回路１０８ａ、誤り検出回路１０９、及び、ネットワーク符号化（ＮＣ）部１１０ａを含んで構成される。
ＦＣＳ付加回路１０１は、送受信局１０ｂ（他の受信局装置）宛に送信する予め定められた第１のビット数のビット系列が入力される。ＦＣＳ付加回路１０１は、予め定められた線形符号則であるＦＣＳ（フレームチェックシーケンス）方式に従って、そのビット系列に対して予め定められた第２のビット数のＦＣＳ符号（第１の線形符号情報）を付加して、中継局２０に送信する送信パケット（復号鍵）を生成する。ＦＣＳ付加回路１０１は、生成した送信パケットを無線送受信部１０４によって送信させ、送信した送信パケット（復号鍵）を送信済バッファ回路１０５（復号鍵バッファ部）に格納させる。
パケット判定制御部１０６ａは、逆ＦＣＳ回路１０６−１、逆ＦＣＳ回路１０６−３、判定制御回路１０６−４を備える。
逆ＦＣＳ回路１０６−１は、受信した無線信号に含まれる受信パケットに基づいて、中継局２０においてＮＣパケットを生成する際に用いられたパケットを識別する識別情報を生成する。その識別情報は、ＦＣＳ付加回路１０１において用いられた線形符号則に従って逆方向のＦＣＳ処理を行って生成する。つまり、中継局２０では、送受信装置１０ｂ（自装置）から過去に送信されたいずれかの送信パケットを用いて、ＮＣパケットが生成される。逆ＦＣＳ回路１０６−１によって生成される識別情報によって、中継局２０においてＮＣパケットの生成に用いられた送信パケットを識別できる。
逆ＦＣＳ回路１０６−１は、受信した無線信号に含まれる受信パケットに基づいて、中継局２０においてＮＣパケットを生成する際に用いられたパケットを識別する識別情報を生成する。その識別情報は、ＦＣＳ付加回路１０１において用いられた線形符号則に従って逆方向のＦＣＳ処理を行って生成する。つまり、中継局２０では、送受信装置１０ｂ（自装置）から過去に送信されたいずれかの送信パケットを用いて、ＮＣパケットが生成される。逆ＦＣＳ回路１０６−１によって生成される識別情報によって、中継局２０においてＮＣパケットの生成に用いられた送信パケットを識別できる。
図７は、逆ＦＣＳ回路を示すブロック図である。
この図７に示される逆ＦＣＳ回路１０６−１は、それぞれビット順反転回路１６１とＦＣＳ回路１６２を備える。
ビット順反転回路１６１は、入力されるパケットに対し、そのパケットのビット列を反転して出力する。
ＦＣＳ回路１６２は、入力されるパケットに対応するビット列が、予め定められた第１のビット数のビット系列に、そのビット系列に対して予め定められた第２のビット数のＦＣＳ符号（第１の線形符号情報）が付加されたビット列であるとして、ＦＣＳ処理を行う。付加されたＦＣＳ符号が妥当なものであり、誤りが無い場合には、生成される情報は「０」になる。
この図７に示される逆ＦＣＳ回路１０６−１は、それぞれビット順反転回路１６１とＦＣＳ回路１６２を備える。
ビット順反転回路１６１は、入力されるパケットに対し、そのパケットのビット列を反転して出力する。
ＦＣＳ回路１６２は、入力されるパケットに対応するビット列が、予め定められた第１のビット数のビット系列に、そのビット系列に対して予め定められた第２のビット数のＦＣＳ符号（第１の線形符号情報）が付加されたビット列であるとして、ＦＣＳ処理を行う。付加されたＦＣＳ符号が妥当なものであり、誤りが無い場合には、生成される情報は「０」になる。
図６に戻り、逆ＦＣＳ回路１０６−３は、送信済バッファ回路１０５に格納されている送信パケットのビット列の順序を反転させてから、格納されている送信パケットを識別する識別情報を生成する。
判定制御回路１０６−４は、逆ＦＣＳ回路１０６−１によって生成された識別情報と、逆ＦＣＳ回路１０６−３によって生成された識別情報とが一致するか否かを判定する。その識別情報が一致することにより、判定制御回路１０６−４は、送信済バッファ回路１０５に格納されている送信パケットの中に、ＮＣパケットの生成に用いられたものと同じ送信パケットを特定する。送信パケットが特定できた場合には、判定制御回路１０６−４は、その送信パケットによって、受信パケットにネットワークコーディングに応じた復号処理が適用可能と判定する。
判定制御回路１０６−４は、逆ＦＣＳ回路１０６−１によって生成された識別情報と、逆ＦＣＳ回路１０６−３によって生成された識別情報とが一致するか否かを判定する。その識別情報が一致することにより、判定制御回路１０６−４は、送信済バッファ回路１０５に格納されている送信パケットの中に、ＮＣパケットの生成に用いられたものと同じ送信パケットを特定する。送信パケットが特定できた場合には、判定制御回路１０６−４は、その送信パケットによって、受信パケットにネットワークコーディングに応じた復号処理が適用可能と判定する。
また、判定制御回路１０６−４は、その識別情報が一致しない場合には、受信した無線信号の復調に失敗したと判定する。
上記の判定方法を用いて、判定制御回路１０６−４は、受信した無線信号に含まれる受信パケットがＮＣパケットであるか、自局宛のネイティブパケットであるか等のパケットの種類を判定し、これらの判定結果に基づいて、入出力回路１０７、入力切替回路１０８ａ、入力切替回路１０８の切替指示、送信済バッファ回路１０５に格納されているパケットの出力指示や削除指示を行なう。
上記の判定方法を用いて、判定制御回路１０６−４は、受信した無線信号に含まれる受信パケットがＮＣパケットであるか、自局宛のネイティブパケットであるか等のパケットの種類を判定し、これらの判定結果に基づいて、入出力回路１０７、入力切替回路１０８ａ、入力切替回路１０８の切替指示、送信済バッファ回路１０５に格納されているパケットの出力指示や削除指示を行なう。
無線送受信部１０４は、無線信号の送受信を行なう。具体的には、送信対象のパケットを変調し、無線信号としてアンテナから送信したり、アンテナにより受信した無線信号を復調したりする。送信済バッファ回路１０５は、送信したパケットを送信順に格納し、判定制御部１０１からの指示により、格納しているパケットを送信順や指定された順に従って出力したり、削除したりする。
ネットワーク符号化（ＮＣ）復号部１１０ａは、送信済バッファ回路１０５から出力されたパケットから生成する鍵パケットによって、受信したＮＣパケットのＮＣ復号を行なう。ＮＣ復号部１１０ａは、ＮＣ復号回路１１１とビット順反転回路１１３を備える。
ＮＣ復号回路１１１、入出力回路１０７から供給される受信パケットと、送信済バッファ回路１０５から供給される送信パケットとに基づいてＮＣ復号を行う。ビット順反転回路１１３は、ＮＣ復号した結果のビット列の順序を反転して出力する。
ネットワーク符号化（ＮＣ）復号部１１０ａは、送信済バッファ回路１０５から出力されたパケットから生成する鍵パケットによって、受信したＮＣパケットのＮＣ復号を行なう。ＮＣ復号部１１０ａは、ＮＣ復号回路１１１とビット順反転回路１１３を備える。
ＮＣ復号回路１１１、入出力回路１０７から供給される受信パケットと、送信済バッファ回路１０５から供給される送信パケットとに基づいてＮＣ復号を行う。ビット順反転回路１１３は、ＮＣ復号した結果のビット列の順序を反転して出力する。
入出力回路１０７は、無線送受信部１０４が無線信号から得たパケットの出力先を、ＮＣ復号部１１０ａ又は入力切替回路１０８ａに切り替える。
入力切替回路１０８ａは、パケット判定制御部１０６ａからの制御に応じて、入出力回路１０７から供給される受信パケットと、ＮＣ復号部１１０ａによってＮＣ復号された受信パケットとを切り替えて出力する。入力切替回路１０８ａは、パケット判定制御部１０６ａからの制御に応じて、入出力回路１０７から供給される受信パケットに対して。ビット列を反転した受信パケットを出力する。
誤り検出回路１０９は、ＦＣＳ付加回路１０１において用いられたＦＣＳ方式と同じ方式による誤り検出処理を、入力切替回路１０８ａから出力された受信パケット又はＮＣ復号部１１０ａによってＮＣ復号された受信パケットに対して行い、各受信パケットに含まれるビット列を抽出する。
入力切替回路１０８ａは、パケット判定制御部１０６ａからの制御に応じて、入出力回路１０７から供給される受信パケットと、ＮＣ復号部１１０ａによってＮＣ復号された受信パケットとを切り替えて出力する。入力切替回路１０８ａは、パケット判定制御部１０６ａからの制御に応じて、入出力回路１０７から供給される受信パケットに対して。ビット列を反転した受信パケットを出力する。
誤り検出回路１０９は、ＦＣＳ付加回路１０１において用いられたＦＣＳ方式と同じ方式による誤り検出処理を、入力切替回路１０８ａから出力された受信パケット又はＮＣ復号部１１０ａによってＮＣ復号された受信パケットに対して行い、各受信パケットに含まれるビット列を抽出する。
図８は、誤り検出回路を示すブロック図である。
この図８に示される誤り検出回路１０９は、ＦＣＳ回路１９１と誤り判定回路１９２を備える。
ＦＣＳ回路１９１は、図８に示したＦＣＳ回路１６２に相当する。
誤り判定回路１９２は、ＦＣＳ回路１９１によって生成されたビット系列が全て「０」であるか否かを判定し、「０」である場合には、誤りが無いと判定し、「０」以外の場合には、誤りがあると判定する。
この図８に示される誤り検出回路１０９は、ＦＣＳ回路１９１と誤り判定回路１９２を備える。
ＦＣＳ回路１９１は、図８に示したＦＣＳ回路１６２に相当する。
誤り判定回路１９２は、ＦＣＳ回路１９１によって生成されたビット系列が全て「０」であるか否かを判定し、「０」である場合には、誤りが無いと判定し、「０」以外の場合には、誤りがあると判定する。
図９は、本実施形態による送受信局１０ｂの構成を示すブロック図である。
送受信局１０ｂは、ＦＣＳ付加回路１０１、無線送受信部１０４、送信済バッファ回路１０５、パケット判定制御部１０６ｂ、入出力回路１０７、入力切替回路１０８ａ、誤り検出回路１０９、及び、ネットワーク符号化（ＮＣ）部１１０ｂを含んで構成される。図８と同じ構成には同じ符号を付す。また、特に明示しない構成の説明に含まれる、「パケット判定制御部１０６ａ」は「パケット判定制御部１０６ｂ」に、「ＮＣ復号部１１０ａ」は「ＮＣ復号回路１１０ｂ」に読み替える。
送受信局１０ｂは、ＦＣＳ付加回路１０１、無線送受信部１０４、送信済バッファ回路１０５、パケット判定制御部１０６ｂ、入出力回路１０７、入力切替回路１０８ａ、誤り検出回路１０９、及び、ネットワーク符号化（ＮＣ）部１１０ｂを含んで構成される。図８と同じ構成には同じ符号を付す。また、特に明示しない構成の説明に含まれる、「パケット判定制御部１０６ａ」は「パケット判定制御部１０６ｂ」に、「ＮＣ復号部１１０ａ」は「ＮＣ復号回路１１０ｂ」に読み替える。
ＦＣＳ付加回路１０１は、送受信局１０ａ（他の受信局装置）宛に送信する送信する予め定められた第１のビット数のビット系列が入力される。
パケット判定制御部１０６ｂは、逆ＦＣＳ回路１０６−２、逆ＦＣＳ回路１０６−３、判定制御回路１０６−５を備える。
ＦＣＳ回路１０６−２は、受信した無線信号に含まれる受信パケットに基づいて、中継局２０においてＮＣパケットを生成する際に用いられたパケットを識別する識別情報を生成する。その識別情報は、ＦＣＳ付加回路１０１において用いられた線形符号則に従った方向のＦＣＳ処理を行って生成する。つまり、中継局２０では、送受信装置１０ｂ（自装置）から過去に送信されたいずれかの送信パケットを用いて、ＮＣパケットが生成される。ＦＣＳ回路１０６−２によって生成される識別情報によって、中継局２０においてＮＣパケットの生成に用いられた送信パケットを識別できる。
パケット判定制御部１０６ｂは、逆ＦＣＳ回路１０６−２、逆ＦＣＳ回路１０６−３、判定制御回路１０６−５を備える。
ＦＣＳ回路１０６−２は、受信した無線信号に含まれる受信パケットに基づいて、中継局２０においてＮＣパケットを生成する際に用いられたパケットを識別する識別情報を生成する。その識別情報は、ＦＣＳ付加回路１０１において用いられた線形符号則に従った方向のＦＣＳ処理を行って生成する。つまり、中継局２０では、送受信装置１０ｂ（自装置）から過去に送信されたいずれかの送信パケットを用いて、ＮＣパケットが生成される。ＦＣＳ回路１０６−２によって生成される識別情報によって、中継局２０においてＮＣパケットの生成に用いられた送信パケットを識別できる。
判定制御回路１０６−５は、ＦＣＳ回路１０６−２によって生成された識別情報と、逆ＦＣＳ回路１０６−３によって生成された識別情報とが一致するか否かを判定する。その識別情報が一致することにより、判定制御回路１０６−５は、送信済バッファ回路１０５に格納されている送信パケットの中に、ＮＣパケットの生成に用いられたものと同じ送信パケットを特定する。送信パケットが特定できた場合には、判定制御回路１０６−５は、その送信パケットによって、受信パケットにネットワークコーディングに応じた復号処理が適用可能と判定する。
また、判定制御回路１０６−５は、その識別情報が一致しない場合には、受信した無線信号の復調に失敗したと判定する。
上記の判定方法を用いて、判定制御回路１０６−５は、受信した無線信号に含まれる受信パケットがＮＣパケットであるか、自局宛のネイティブパケットであるか等のパケットの種類を判定し、これらの判定結果に基づいて、入出力回路１０７、入力切替回路１０８ａ、入力切替回路１０８ａの切替指示、送信済バッファ回路１０５に格納されているパケットの出力指示や削除指示を行なう。
また、判定制御回路１０６−５は、その識別情報が一致しない場合には、受信した無線信号の復調に失敗したと判定する。
上記の判定方法を用いて、判定制御回路１０６−５は、受信した無線信号に含まれる受信パケットがＮＣパケットであるか、自局宛のネイティブパケットであるか等のパケットの種類を判定し、これらの判定結果に基づいて、入出力回路１０７、入力切替回路１０８ａ、入力切替回路１０８ａの切替指示、送信済バッファ回路１０５に格納されているパケットの出力指示や削除指示を行なう。
ネットワーク符号化（ＮＣ）復号部１１０ｂは、送信済バッファ回路１０５から出力されたパケットから生成する鍵パケットによって、受信したＮＣパケットのＮＣ復号を行なう。
図１０は、本実施形態による中継局２０の構成を示すブロック図である。中継局２０は、無線送受信部２０１、誤り検出回路２０２、入力切替回路２０３、第１転送バッファ回路２０４−１、第２転送バッファ回路２０４−２、ＦＣＳ付加回路２０５−１、ＦＣＳ付加回路２０５−２、ビット順反転回路２０６、ＮＣ符号化回路２０７、及び、入力切替回路２０９により、中継パケットの出力回路が構成される。
無線送受信部２０１は、送受信局１０ａの無線送受信部１０４と同様の機能を有する。
誤り検出回路２０２は、送受信局１０ａ、１０ｂから送信された送信パケットが受信され、その受信した送信パケットに対して、付加されたＦＣＳ符号を分離して、誤り検出を行い、送信パケットに含んで送信されたビット系列を抽出する。誤り検出回路２０２は、誤り検出の結果と、抽出されたビット系列とを出力する。
誤り検出回路２０２は、送受信局１０ａから受信した送信パケットに含まれる第１のビット系列か、送受信局１０ｂから受信した送信パケットに含まれる第２のビット系列か、のいずれかを出力する。
誤り検出回路２０２は、送受信局１０ａ、１０ｂから送信された送信パケットが受信され、その受信した送信パケットに対して、付加されたＦＣＳ符号を分離して、誤り検出を行い、送信パケットに含んで送信されたビット系列を抽出する。誤り検出回路２０２は、誤り検出の結果と、抽出されたビット系列とを出力する。
誤り検出回路２０２は、送受信局１０ａから受信した送信パケットに含まれる第１のビット系列か、送受信局１０ｂから受信した送信パケットに含まれる第２のビット系列か、のいずれかを出力する。
第１転送バッファ回路２０４−１は、互いに通信する２つの送受信局装置のうち一方の送受信局装置（例えば、送受信局１０ａ）に対応して設けられる。第１転送バッファ回路２０４−１は、一方の送受信局装置（送受信局１０ａ）を示す情報に従って、一方の送受信局装置（送受信局１０ａ）から送信された第１のビット系列を格納する。そして、第１転送バッファ回路２０４−１は、格納した第１のビット系列を格納した順序に従って、他方の送受信局装置（例えば、送受信局１０ｂ）に送信する第１のビット系列を出力する。
第２転送バッファ回路２０４−２は、互いに通信する２つの送受信局装置のうち他方の前記受信局装置（送受信局１０ｂ）に対応して設けられる。第２転送バッファ回路２０４−２は、他方の受信局装置（送受信局１０ｂ）を示す情報に従って、他方の受信局装置（送受信局１０ｂ）から送信された第２のビット系列を格納する。第２転送バッファ回路２０４−２は、格納した第２のビット系列を格納した順序に従って、一方の受信局装置（送受信局１０ａ）に送信する第２のビット系列を出力する。
第１転送バッファ回路２０４−１及び第２転送バッファ回路２０４−２はそれぞれ、判定制御部２０２からの指示により、格納しているパケットを受信順に出力したり、削除したりする。第１転送バッファ回路２０４−１及び第２転送バッファ回路２０４−２は、まとめて、転送バッファ回路２０４としてもよい。
第１転送バッファ回路２０４−１及び第２転送バッファ回路２０４−２はそれぞれ、判定制御部２０２からの指示により、格納しているパケットを受信順に出力したり、削除したりする。第１転送バッファ回路２０４−１及び第２転送バッファ回路２０４−２は、まとめて、転送バッファ回路２０４としてもよい。
入力切替回路２０３は、無線送受信部２０１から入力されたパケットの出力先を、第１転送バッファ回路２０４−１または第２転送バッファ回路２０４−２に切り替える。入力切替回路２０３は、送信パケットを送信した送受信局装置を示す情報に従って、第１のビット系列を第１の転送バッファ部２０４−１に格納し、第２のビット系列を第２転送バッファ部２０４−２に格納する。
ＦＣＳ付加回路２０５−１は、前述の線形符号則に従って、第１転送バッファ部２０４−１から出力された第１のビット系列に基づいて生成された、予め定められた第２のビット数の第２のＦＣＳ符号情報（第２の線形符号情報）を、第１のビット系列に付加した第１のパケットを生成する。
ＦＣＳ付加回路２０５−２は、前述の線形符号則に従って、第２の転送バッファ部２０４−２から出力された第２のビット系列に基づいて生成された、予め定められた第２のビット数の第３のＦＣＳ符号情報（第３の線形符号情報）を、第２のビット系列に付加した第２のパケットを生成する。
ＦＣＳ付加回路２０５−１とＦＣＳ付加回路２０５−２は、まとめてＦＣＳ付加回路２０５としてもよい。
ＦＣＳ付加回路２０５−１とＦＣＳ付加回路２０５−２は、まとめてＦＣＳ付加回路２０５としてもよい。
ビット順反転回路２０６は、第２のパケットのビット列の順序を反転した反転順序に変換する。
ＮＣ符号化回路２０７は、第１のパケットを第１のパケットのビット列の順序を維持して、第２のパケットを第２のパケットのビット列の順序をビット順反転回路２０６によって反転された反転順序に応じて、それぞれのビット列を対応させてＮＣ符号化を行ってＮＣパケットを生成する。
入力切替回路２０９は、パケットの入力元をＦＣＳ付加回路２０５−１、ＦＣＳ付加回路２０５−２、または、ＮＣ符号化回路２０７に切り替える。
ＮＣ符号化回路２０７は、第１のパケットを第１のパケットのビット列の順序を維持して、第２のパケットを第２のパケットのビット列の順序をビット順反転回路２０６によって反転された反転順序に応じて、それぞれのビット列を対応させてＮＣ符号化を行ってＮＣパケットを生成する。
入力切替回路２０９は、パケットの入力元をＦＣＳ付加回路２０５−１、ＦＣＳ付加回路２０５−２、または、ＮＣ符号化回路２０７に切り替える。
なお、送受信局１０の送信済バッファ回路１０５からのパケットの削除、中継局２０の第１転送バッファ回路２０４−１、第２転送バッファ回路２０４−２、待機バッファ回路２０８からのパケットの削除は、メモリに記憶されているパケットの内容を消去する物理的な削除でもよく、格納されているパケットに削除を示す情報を付加する等の論理的な削除でもよい。
図１１は、送受信局１０における送信処理フローを示す図である。
送受信局１０ａ（送受信局１０ｂ）のパケット判定制御部１０６は、受信した受信パケットに基づいてＦＣＳ処理（逆ＦＣＳ処理）を行い鍵パケットの識別情報（ＩＤ）を算出する（ステップＳ１０１）。
パケット判定制御部１０６は、識別情報（ＩＤ）の全てのビットが「０」（オールゼロ）であるか否かを判定する（ステップＳ１０２）。識別情報（ＩＤ）がオールゼロでないと判定した場合（ステップＳ１０２−ＮＯ）には、ステップＳ１０４に進む。
送受信局１０ａ（送受信局１０ｂ）のパケット判定制御部１０６は、受信した受信パケットに基づいてＦＣＳ処理（逆ＦＣＳ処理）を行い鍵パケットの識別情報（ＩＤ）を算出する（ステップＳ１０１）。
パケット判定制御部１０６は、識別情報（ＩＤ）の全てのビットが「０」（オールゼロ）であるか否かを判定する（ステップＳ１０２）。識別情報（ＩＤ）がオールゼロでないと判定した場合（ステップＳ１０２−ＮＯ）には、ステップＳ１０４に進む。
ステップＳ１０２の判定において、識別情報（ＩＤ）がオールゼロであると判定した場合（ステップＳ１０２−ＹＥＳ）には、パケット判定制御部１０６は、受信パケットがＮＣ復号を必要としないネイティブパケットであると判定する。パケット判定制御部１０６は、入出力回路１０７の出力先を入力切替回路１０８ａに切り換える。判定制御部１０６は、入力切替回路１０８ａの入力元を入出力回路１０７に切り換える。入出力回路１０７は、受信パケットを入力切替回路１０８ａに出力する。入力切替回路１０８ａは、入出力回路１０７から出力された受信パケットを誤り検出回路１０９に出力する。誤り検出回路１０９は、入力切替回路１０８ａから出力された受信パケットについて誤り検出処理を行い、誤り検出処理結果と、受信パケットに含まれたビット系列を出力し、次のパケットの処理に進む（ステップＳ１０３）。
ステップＳ１０２の判定において、識別情報（ＩＤ）がオールゼロでないと判定した場合（ステップＳ１０２−ＮＯ）には、パケット判定制御部１０６は、格納された送信済パケットを参照し、送信済パケットの識別情報（ＩＤ）と、ステップＳ１０１において算出された受信パケットに基づいた識別情報（ＩＤ）とを比較して、一致するか否かを判定する（ステップＳ１０４）。ステップＳ１０４の判定において、一致する識別情報（ＩＤ）が有ると判定した場合（ステップＳ１０４−「一致」）には、ステップＳ１０６の処理に進む。
ステップＳ１０４の判定において、一致する識別情報（ＩＤ）が無いと判定した場合（ステップＳ１０４−「一致なし」）には、パケット判定制御部１０６は、受信パケットの受信処理が失敗したと判定し、次のパケットの処理に進む（ステップＳ１０５）。
ステップＳ１０４の判定において、一致する識別情報（ＩＤ）が有ると判定した場合（ステップＳ１０４−「一致」）には、パケット判定制御部１０６は、受信パケットに基づいた識別情報（ＩＤ）が一致すると判定された識別情報（ＩＤ）に対応する送信パケットを用いて、受信パケットのＮＣ復号を行わせる。
パケット判定制御部１０６は、入出力回路１０７の出力先をＮＣ復号部１１０ａに切り換える。入出力回路１０７は、受信パケットをＮＣ復号部１１０ａに出力する。ＮＣ復号部１１０ａは、受信パケットのＮＣ復号処理を行う。ＮＣ復号部１１０ａにおいて、格納されている送信パケットのビット列の順序を反転する第２の反転処理をして、反転された送信パケットに基づいて復号する（ステップＳ１０６）。
パケット判定制御部１０６は、入出力回路１０７の出力先をＮＣ復号部１１０ａに切り換える。入出力回路１０７は、受信パケットをＮＣ復号部１１０ａに出力する。ＮＣ復号部１１０ａは、受信パケットのＮＣ復号処理を行う。ＮＣ復号部１１０ａにおいて、格納されている送信パケットのビット列の順序を反転する第２の反転処理をして、反転された送信パケットに基づいて復号する（ステップＳ１０６）。
判定制御部１０６は、入力切替回路１０８ａの入力元をＮＣ復号部１１０ａに切り換える。入力切替回路１０８ａは、ＮＣ復号部１１０ａによってＮＣ復号された受信パケットを誤り検出回路１０９に出力する。誤り検出回路１０９は、ＮＣ復号部１１０ａから出力された受信パケットについて誤り検出処理を行い、誤り検出処理結果に基づいて、受信したＮＣパケットに誤りが有るか否かを判定する（ステップＳ１０８）。ステップＳ１０８の判定において、受信したＮＣパケットに誤りが無いと判定した場合（ステップＳ１０８−「正」）には、ステップＳ１１０の処理に進む。
ステップＳ１０８の判定において、受信したＮＣパケットに誤りが有ると判定した場合（ステップＳ１０８−「誤」）には、パケット判定制御部１０６は、受信パケットの受信処理が失敗したと判定し、次のパケットの処理に進む（ステップＳ１０９）。
ステップＳ１０８の判定において、受信したＮＣパケットに誤りが無いと判定（ステップＳ１０８−「誤」）したことにより、誤り検出回路１０９は、抽出したビット系列を出力する（ステップＳ１１０）。
ステップＳ１０８の判定において、受信したＮＣパケットに誤りが無いと判定（ステップＳ１０８−「誤」）したことにより、誤り検出回路１０９は、抽出したビット系列を出力する（ステップＳ１１０）。
なお、送受信局が送受信局１０ａ（第１の受信装置）である場合には、ステップＳ１０１とステップＳ１０６の処理の詳細は以下のようになる。
ステップＳ１０１において、パケット判定制御部１０６ａが、受信パケットのビット列を反転する第１の反転処理を行って、反転されたビット列に応じて変換された受信パケットからＦＣＳ方式（線形符号則）に従って生成される第１のＦＣＳ情報（第１の識別情報）と、格納されている送信パケットについて反転されたビット列に応じて変換された送信パケットからＦＣＳ方式に従って生成される第２のＦＣＳ情報（第２の識別情報）との一致を判定する。
ステップＳ１０６において、ネットワーク符号化復号部１１０ａが、ＮＣ復号した結果のビット列の順序を反転する第１の反転処理をして出力する。
ステップＳ１０１において、パケット判定制御部１０６ａが、受信パケットのビット列を反転する第１の反転処理を行って、反転されたビット列に応じて変換された受信パケットからＦＣＳ方式（線形符号則）に従って生成される第１のＦＣＳ情報（第１の識別情報）と、格納されている送信パケットについて反転されたビット列に応じて変換された送信パケットからＦＣＳ方式に従って生成される第２のＦＣＳ情報（第２の識別情報）との一致を判定する。
ステップＳ１０６において、ネットワーク符号化復号部１１０ａが、ＮＣ復号した結果のビット列の順序を反転する第１の反転処理をして出力する。
また、送受信局が送受信局１０ｂ（第２の受信装置）である場合には、ステップＳ１０１とステップ１０６の処理の詳細は以下のようになる。
ステップＳ１０１において、パケット判定制御部１０６ａが、受信パケットのビット列の順序を維持して、受信パケットからＦＣＳ方式（線形符号則）に従って生成される第１のＦＣＳ情報（第１の識別情報）と、格納されている送信パケットについてビット列を反転させた送信パケットからＦＣＳ方式に従って生成される第２のＦＣＳ情報（第２の識別情報）との一致を判定する。
ステップＳ１０６において、ネットワーク符号化復号部１１０ｂが、格納されている送信パケットのビット列の順序を反転する第２の反転処理をして、反転された送信パケットに基づいてＮＣ復号して出力する。
ステップＳ１０１において、パケット判定制御部１０６ａが、受信パケットのビット列の順序を維持して、受信パケットからＦＣＳ方式（線形符号則）に従って生成される第１のＦＣＳ情報（第１の識別情報）と、格納されている送信パケットについてビット列を反転させた送信パケットからＦＣＳ方式に従って生成される第２のＦＣＳ情報（第２の識別情報）との一致を判定する。
ステップＳ１０６において、ネットワーク符号化復号部１１０ｂが、格納されている送信パケットのビット列の順序を反転する第２の反転処理をして、反転された送信パケットに基づいてＮＣ復号して出力する。
図１２は、中継局２０における受信処理フローを示す図である。
中継局２０の入力切替回路２０３は、送受信局装置から受信した送信パケットに応じて、その送信パケットをＮＣ符号化を実施する中継処理か否かを判定する（ステップＳ２０１）。ＮＣ符号化を実施する中継処理でない（ステップＳ２０１−ＮＣ無）と判定された場合は、ステップＳ２１０に進む。ＮＣ符号化を実施する中継処理である（ステップＳ２０１−ＮＣ有）と判定された場合は、ステップＳ２０２に進む。
中継局２０の入力切替回路２０３は、送受信局装置から受信した送信パケットに応じて、その送信パケットをＮＣ符号化を実施する中継処理か否かを判定する（ステップＳ２０１）。ＮＣ符号化を実施する中継処理でない（ステップＳ２０１−ＮＣ無）と判定された場合は、ステップＳ２１０に進む。ＮＣ符号化を実施する中継処理である（ステップＳ２０１−ＮＣ有）と判定された場合は、ステップＳ２０２に進む。
ステップＳ２０１において、ＮＣ符号化を実施する中継処理であると判定されたことにより、第１ＦＣＳ付加回路２０５−１は、第１転送バッファ回路２０４−１から出力される第１のビット列に応じて、第２のＦＣＳ符号を生成する。第１ＦＣＳ付加回路２０５−１は、生成した第２のＦＣＳ符号を第１のビット系列に付加して第１のパケット（パケットα）を生成する（ステップＳ２０２）。
続いて、第２ＦＣＳ付加回路２０５−２は、第２転送バッファ回路２０４−２から出力される第２のビット列に応じて、第３のＦＣＳ符号を生成する。第２ＦＣＳ付加回路２０５−２は、生成した第３のＦＣＳ符号を第１のビット系列に付加して第２のパケット（パケットβ）を生成する（ステップＳ２０３）。ビット順反転回路２０６は、第２のパケット（パケットβ）のビット列を逆順に並べ替える（ステップＳ２０４）。
ＮＣ符号化回路２０７は、第１のパケット（パケットα）と、ビット列を逆順に並べ替えられた第２のパケット（パケットβ）とに基づいてＮＣ符号化を行い、ＮＣパケットを生成する（ステップＳ２０５）。入力切替回路２０９は、入力元をＮＣ符号化回路２０７を選択して、生成されたＮＣパケットを出力する。無線送受信部２０１は、出力されたＮＣパケットを送信する（ステップＳ２０６）。
ステップＳ２０１において、ＮＣ符号化を実施する中継処理でないと判定されたことにより、第１ＦＣＳ付加回路２０５−１（第２ＦＣＳ付加回路２０５−２）は、第１転送バッファ回路２０４−１（第１転送バッファ回路２０４−２）から出力される第１のビット列（第２のビット列）に応じて、第２のＦＣＳ符号（第３のＦＣＳ符号）を生成する。第１ＦＣＳ付加回路２０５−１（第２ＦＣＳ付加回路２０５−２）は、生成した第２のＦＣＳ符号（第３のＦＣＳ符号）を第１のビット系列（第２のビット系列）に付加して第１のパケット（パケットα’）（第２のパケット（パケットβ’））を生成する（ステップＳ２１０）。
入力切替回路２０９は、入力元を第１ＦＣＳ付加回路２０５−１（第２ＦＣＳ付加回路２０５−２）を選択して、生成されたネイティブパケットである第１のパケット（パケットα’）（第２のパケット（パケットβ’））を出力する。無線送受信部２０１は、出力された第１のパケット（パケットα’）（第２のパケット（パケットβ’））を送信する（ステップＳ２１１）。
なお、送信する情報の送信先に応じて選択され、第１ＦＣＳ付加回路２０５−１又は第２ＦＣＳ付加回路２０５−２のいずれから出力されたパケットは、選択された送信先宛に送信される。
［第２の実施形態］
図を参照し、本発明の他の実施形態について説明する。
図１３は、本実施形態による送受信局１０ｃの構成を示すブロック図である。
送受信局１０ｃは、ＦＣＳ付加回路１０１、無線送受信部１０４、送信済バッファ回路１０５、パケット判定制御部１０６ｃ、入出力回路１０７、入力切替回路１０８ｃ、誤り検出回路１０９、及び、ネットワーク符号化（ＮＣ）部１１０ｃを含んで構成される。図８及び図９と同じ構成には同じ符号を付す。また、特に明示しない構成の説明に含まれる、「パケット判定制御部１０６ａ」は「パケット判定制御部１０６ｃ」に、「ＮＣ復号部１１０ａ」は「ＮＣ復号回路１１０ｃ」に読み替える。
図を参照し、本発明の他の実施形態について説明する。
図１３は、本実施形態による送受信局１０ｃの構成を示すブロック図である。
送受信局１０ｃは、ＦＣＳ付加回路１０１、無線送受信部１０４、送信済バッファ回路１０５、パケット判定制御部１０６ｃ、入出力回路１０７、入力切替回路１０８ｃ、誤り検出回路１０９、及び、ネットワーク符号化（ＮＣ）部１１０ｃを含んで構成される。図８及び図９と同じ構成には同じ符号を付す。また、特に明示しない構成の説明に含まれる、「パケット判定制御部１０６ａ」は「パケット判定制御部１０６ｃ」に、「ＮＣ復号部１１０ａ」は「ＮＣ復号回路１１０ｃ」に読み替える。
ＦＣＳ付加回路１０１は、送受信局１０ａ、１０ｂ又は１０ｃ（他の受信局装置）宛に送信する予め定められた第１のビット数のビット系列が入力される。
パケット判定制御部１０６ｃは、ＦＣＳ回路１０６−１、逆ＦＣＳ回路１０６−２、逆ＦＣＳ回路１０６−３、判定制御回路１０６−６を備える。
判定制御回路１０６−６は、ＦＣＳ回路１０６−１によって生成された識別情報と、逆ＦＣＳ回路１０６−３によって生成された識別情報とが一致するか否か、及び、逆ＦＣＳ回路１０６−２によって生成された識別情報と、逆ＦＣＳ回路１０６−３によって生成された識別情報とが一致するか否かを判定する。その識別情報が一致することにより、送信済バッファ回路１０５に格納されている送信パケットの中に、ＮＣパケットの生成に用いられたものと同じ送信パケットを特定する。送信パケットが特定できた場合には、その送信パケットによって、受信パケットにネットワークコーディングに応じた復号処理が適用可能と判定する。
パケット判定制御部１０６ｃは、ＦＣＳ回路１０６−１、逆ＦＣＳ回路１０６−２、逆ＦＣＳ回路１０６−３、判定制御回路１０６−６を備える。
判定制御回路１０６−６は、ＦＣＳ回路１０６−１によって生成された識別情報と、逆ＦＣＳ回路１０６−３によって生成された識別情報とが一致するか否か、及び、逆ＦＣＳ回路１０６−２によって生成された識別情報と、逆ＦＣＳ回路１０６−３によって生成された識別情報とが一致するか否かを判定する。その識別情報が一致することにより、送信済バッファ回路１０５に格納されている送信パケットの中に、ＮＣパケットの生成に用いられたものと同じ送信パケットを特定する。送信パケットが特定できた場合には、その送信パケットによって、受信パケットにネットワークコーディングに応じた復号処理が適用可能と判定する。
また、判定制御回路１０６−６は、その識別情報が一致しない場合には、無線信号の受信に失敗したと判定する。また、判定制御回路１０６−６は、逆ＦＣＳ処理の識別情報又は順ＦＣＳ処理の識別情報のいづれかがオールゼロである場合に、受信した無線信号に含まれる受信パケットが自局宛のネイティブパケットであると判定する。
上記の判定方法を用いて、判定制御回路１０６−４は、受信した無線信号に含まれる受信パケットがＮＣパケットであるか、自局宛のネイティブパケットであるか等のパケットの種類を判定し、これらの判定結果に基づいて、入出力回路１０７、入力切替回路１０８ａ、入力切替回路１０８ｃの切替指示、送信済バッファ回路１０５に格納されているパケットの出力指示や削除指示を行なう。
入力切替回路１０８ｃは、パケット判定制御部１０６ｃからの制御に応じて、入出力回路１０７ｃから供給される受信パケットと、ＮＣ復号部１１０ｃによってＮＣ復号された受信パケットとを切り替えて出力する。入力切替回路１０８ｃは、パケット判定制御部１０６ｃからの制御に応じて、入出力回路１０７ｃから供給される受信パケットに対して。ビット列を反転した受信パケットを出力する。
上記の判定方法を用いて、判定制御回路１０６−４は、受信した無線信号に含まれる受信パケットがＮＣパケットであるか、自局宛のネイティブパケットであるか等のパケットの種類を判定し、これらの判定結果に基づいて、入出力回路１０７、入力切替回路１０８ａ、入力切替回路１０８ｃの切替指示、送信済バッファ回路１０５に格納されているパケットの出力指示や削除指示を行なう。
入力切替回路１０８ｃは、パケット判定制御部１０６ｃからの制御に応じて、入出力回路１０７ｃから供給される受信パケットと、ＮＣ復号部１１０ｃによってＮＣ復号された受信パケットとを切り替えて出力する。入力切替回路１０８ｃは、パケット判定制御部１０６ｃからの制御に応じて、入出力回路１０７ｃから供給される受信パケットに対して。ビット列を反転した受信パケットを出力する。
ネットワーク符号化（ＮＣ）復号部１１０ｃは、ＮＣ復号部１１０ａとＮＣ復号部１１０ｂの構成を備える。ネットワーク符号化（ＮＣ）復号部１１０ｃは、送信済バッファ回路１０５から出力されたパケットから生成する鍵パケットによって、受信したＮＣパケットのＮＣ復号を行なう。
図１４は、送受信局１０ｃにおける受信処理フローを示す図である。
送受信局１０ｃのパケット判定制御部１０６ｃは、受信した受信パケットに基づいて順ＦＣＳ処理並びに逆ＦＣＳ処理を行い鍵パケットの識別情報（ＩＤ）を算出する（ステップＳ３０１）。
パケット判定制御部１０６ｃは、順ＦＣＳ処理による識別情報（ＩＤ）の全てのビットが「０」（オールゼロ）であるか否かを判定する（ステップＳ３０２）。ステップＳ３０２の判定において、識別情報（ＩＤ）がオールゼロでないと判定した場合（ステップＳ３０２−ＮＯ）には、ステップＳ３０４に進む。
送受信局１０ｃのパケット判定制御部１０６ｃは、受信した受信パケットに基づいて順ＦＣＳ処理並びに逆ＦＣＳ処理を行い鍵パケットの識別情報（ＩＤ）を算出する（ステップＳ３０１）。
パケット判定制御部１０６ｃは、順ＦＣＳ処理による識別情報（ＩＤ）の全てのビットが「０」（オールゼロ）であるか否かを判定する（ステップＳ３０２）。ステップＳ３０２の判定において、識別情報（ＩＤ）がオールゼロでないと判定した場合（ステップＳ３０２−ＮＯ）には、ステップＳ３０４に進む。
順ＦＣＳ処理による識別情報（ＩＤ）がオールゼロであると判定した場合（ステップＳ３０２−ＹＥＳ）には、パケット判定制御部１０６ｃは、受信パケットがＮＣ復号を必要としないネイティブパケットであると判定して、入出力回路１０７ｃの出力先を入力切替回路１０８ｃに切り換える。判定制御部１０６ｃは、入力切替回路１０８ｃの入力元を入出力回路１０７ｃに切り換える。入出力回路１０７ｃは、受信パケットを入力切替回路１０８ｃに出力する。入力切替回路１０８ｃは、入出力回路１０７ｃから出力された受信パケットを誤り検出回路１０９に出力する。誤り検出回路１０９は、入力切替回路１０８ｃから出力された受信パケットについて誤り検出処理を行い、誤り検出処理結果と、受信パケットに含まれたビット系列を出力し、次のパケットの処理に進む（ステップＳ３０３）。
ステップＳ３０２の判定において、順ＦＣＳ処理による識別情報（ＩＤ）がオールゼロでないと判定した場合（ステップＳ３０２−ＮＯ）には、逆ＦＣＳ処理による識別情報（ＩＤ）の全てのビットが「０」（オールゼロ）であるか否かを判定する（ステップＳ３０４）。識別情報（ＩＤ）がオールゼロでないと判定した場合（ステップＳ３０４−ＮＯ）には、ステップＳ３０６に進む。
ステップＳ３０４の判定において、逆ＦＣＳ処理による識別情報（ＩＤ）がオールゼロであると判定した場合（ステップＳ３０４−ＹＥＳ）には、受信パケットがＮＣ復号を必要としないネイティブパケットであり、ビット列の順序を反転して出力するものと判定する。パケット判定制御部１０６ｃは、入出力回路１０７の出力先を入力切替回路１０８ｃに切り換える。判定制御部１０６ｃは、入力切替回路１０８ｃの入力元を入出力回路１０７ｃに切り換え、入力されるパケットのビット列を反転するように制御する。入出力回路１０７ｃは、受信パケットを入力切替回路１０８ｃに出力する。入力切替回路１０８ｃは、入出力回路１０７ｃから出力された受信パケットのビット列の順序を反転して、誤り検出回路１０９に出力する。誤り検出回路１０９は、入力切替回路１０８ｃから出力されたビット列の順序が反転された受信パケットについて誤り検出処理を行い、誤り検出処理結果と、受信パケットに含まれたビット系列を出力し、次のパケットの処理に進む（ステップＳ３０５）。
ステップＳ３０４の判定において、逆ＦＣＳ処理による識別情報（ＩＤ）がオールゼロでないと判定した場合（ステップＳ３０４−ＮＯ）には、パケット判定制御部１０６ｃは、格納された送信済パケットを参照し、送信済パケットの識別情報（ＩＤ）と、ステップＳ３０１において算出された受信パケットに基づいた逆ＦＣＳ処理による識別情報（ＩＤ）とを比較して、一致するか否かを判定する（ステップＳ３０６）。ステップＳ３０６の判定において、一致する識別情報（ＩＤ）が有ると判定した場合（ステップＳ３０６−「一致」）には、ステップＳ３１０の処理に進む。
ステップＳ３０６の判定において、一致する識別情報（ＩＤ）が無いと判定した場合（ステップＳ３０６−「一致なし」）には、パケット判定制御部１０６ｃは、パケット判定制御部１０６ｃは、格納された送信済パケットを参照し、送信済パケットの識別情報（ＩＤ）と、ステップＳ３０１において算出された受信パケットに基づいた順ＦＣＳ処理による識別情報（ＩＤ）とを比較して、一致するか否かを判定する（ステップＳ３０７）。ステップＳ３０７の判定において、一致する識別情報（ＩＤ）が有ると判定した場合（ステップＳ３０７−「一致」）には、ステップＳ３０９の処理に進む。
ステップＳ３０７の判定において、一致する識別情報（ＩＤ）が無いと判定した場合（ステップＳ３０７−「一致なし」）には、パケット判定制御部１０６ｃは、受信パケットの受信処理が失敗したと判定し、次のパケットの処理に進む（ステップＳ３０８）。
ステップＳ３０７の判定において、一致する識別情報（ＩＤ）が有ると判定されたことにより、受信パケットに基づいた識別情報（ＩＤ）が一致すると判定された識別情報（ＩＤ）に対応する送信パケットを用いて、パケット判定制御部１０６ｃは、受信パケットのＮＣ復号を行わせる。
パケット判定制御部１０６ｃは、入出力回路１０７ｃの出力先をＮＣ復号部１１０ｃに切り換える。入出力回路１０７ｃは、受信パケットをＮＣ復号部１１０ｃに出力する。ＮＣ復号部１１０ｃは、格納されている送信パケットのビット列の順序を反転する第２の反転処理をして、反転された送信パケットに基づいてＮＣ復号処理を行い、誤り検出回路１０９に受信パケットを出力する。
すなわち、受信パケットのビット列が反転されたビット列に応じて変換された受信パケットから、ＦＣＳ方式（線形符号則）に従って生成される第１のＦＣＳ情報（第１の識別情報）と、格納されている送信パケットのビット列を反転した送信パケットから、ＦＣＳ方式に従って生成される第２のＦＣＳ情報（第２の識別情報）とが一致すると判定された場合である。この場合、ネットワーク符号化復号部１１０ｃにおけるビット順反転回路１１３が、格納されている送信パケットのビット列の順序を反転する第２の反転処理をして、ＮＣ復号回路１１１が、反転された送信パケットに基づいてＮＣ復号して出力する。続いてステップＳ３１２に進む。（ステップＳ３０９）。
パケット判定制御部１０６ｃは、入出力回路１０７ｃの出力先をＮＣ復号部１１０ｃに切り換える。入出力回路１０７ｃは、受信パケットをＮＣ復号部１１０ｃに出力する。ＮＣ復号部１１０ｃは、格納されている送信パケットのビット列の順序を反転する第２の反転処理をして、反転された送信パケットに基づいてＮＣ復号処理を行い、誤り検出回路１０９に受信パケットを出力する。
すなわち、受信パケットのビット列が反転されたビット列に応じて変換された受信パケットから、ＦＣＳ方式（線形符号則）に従って生成される第１のＦＣＳ情報（第１の識別情報）と、格納されている送信パケットのビット列を反転した送信パケットから、ＦＣＳ方式に従って生成される第２のＦＣＳ情報（第２の識別情報）とが一致すると判定された場合である。この場合、ネットワーク符号化復号部１１０ｃにおけるビット順反転回路１１３が、格納されている送信パケットのビット列の順序を反転する第２の反転処理をして、ＮＣ復号回路１１１が、反転された送信パケットに基づいてＮＣ復号して出力する。続いてステップＳ３１２に進む。（ステップＳ３０９）。
ステップＳ３０６の判定において、一致する識別情報（ＩＤ）があると判定した場合（ステップＳ３０６−「一致」）には、パケット判定制御部１０６ｃは、入出力回路１０７ｃの出力先をＮＣ復号部１１０ｃに切り換える。入出力回路１０７ｃは、受信パケットをＮＣ復号部１１０ｃに出力する。ＮＣ復号部１１０ｃは、格納されている送信パケットのビット列の順序に従ってＮＣ復号処理を行う。
すなわち、受信パケットのビット列が反転されたビット列の順序を維持して、ＦＣＳ方式（線形符号則）に従って生成される第１のＦＣＳ情報（第１の識別情報）と、格納されている送信パケットのビット列を反転した送信パケットから、ＦＣＳ方式に従って生成される第２のＦＣＳ情報（第２の識別情報）とが一致すると判定された場合である。この場合、ネットワーク符号化復号部１１０ｃにおけるＮＣ復号回路１１２が、ＮＣ復号処理を行い、その結果を出力する（ステップＳ３１０）。
ＮＣ復号部１１０ｃは、ＮＣ復号処理された受信パケットのビット列の順序に反転して、誤り検出回路１０９に受信パケットとして出力する（ステップＳ３１１）。
すなわち、受信パケットのビット列が反転されたビット列の順序を維持して、ＦＣＳ方式（線形符号則）に従って生成される第１のＦＣＳ情報（第１の識別情報）と、格納されている送信パケットのビット列を反転した送信パケットから、ＦＣＳ方式に従って生成される第２のＦＣＳ情報（第２の識別情報）とが一致すると判定された場合である。この場合、ネットワーク符号化復号部１１０ｃにおけるＮＣ復号回路１１２が、ＮＣ復号処理を行い、その結果を出力する（ステップＳ３１０）。
ＮＣ復号部１１０ｃは、ＮＣ復号処理された受信パケットのビット列の順序に反転して、誤り検出回路１０９に受信パケットとして出力する（ステップＳ３１１）。
ステップＳ３０９からＳ３１１において、誤り検出回路１０９は、ＮＣ復号部１１０ｃから出力された受信パケットについて誤り検出処理を行い、誤り検出処理結果に基づいて、受信したＮＣパケットに誤りが有るか否かを判定する（ステップＳ３１２）。ステップＳ３１２の判定において、受信したＮＣパケットに誤りが無いと判定した場合（ステップＳ３１２−「正」）には、ステップＳ３１４の処理に進む。
ステップＳ３１２の判定において、受信したＮＣパケットに誤りが有ると判定した場合（ステップＳ３１２−「誤」）には、パケット判定制御部１０６ｃは、受信パケットの受信処理が失敗したと判定し、次のパケットの処理に進む（ステップＳ３１３）。
ステップＳ３１２の判定において、受信したＮＣパケットに誤りが無いと判定（ステップＳ３１２−「正」）したことにより、誤り検出回路１０９は、抽出したビット系列を出力する（ステップＳ３１４）。
ステップＳ３１２の判定において、受信したＮＣパケットに誤りが無いと判定（ステップＳ３１２−「正」）したことにより、誤り検出回路１０９は、抽出したビット系列を出力する（ステップＳ３１４）。
本実施形態に示す構成とすることにより、ビット反転を行ったビット列を送信する送受信局が固定できない場合であったり、又は、通信を開始する前に、ネゴシエーションができない場合であったりするときに、受信したＮＣパケットを用いて、いずれの処理を選択して行うべきか判定することができる。
本発明の実施形態に示したように、ネットワークコーディングを用いた通信システムにおいて、中継局２０は、ＮＣパケットに鍵パケットを選択するための情報を付加することなくＮＣパケットを送信し、ＮＣパケットを受信した送受信局において正しくＮＣ復号を行うことができる。従って、鍵パケットの選択に用いる追加情報をＮＣパケットに付加することによって発生するスループット劣化や、伝送遅延の長大を防ぐことができる。また、ＮＣパケットに追加情報を付加する必要がないため、既存の標準規格をそのまま適用することが可能である。よって、ＮＣ符号化されていないパケットの受信も可能であり、ネットワークコーディングを適用していない既存の通信システムと共存することができる。加えて、正常にＮＣ復号されなかったパケットが上位レイヤ等に出力されることがないため、通信システムの信頼性が向上させることが可能となる。
また、本実施形態に示した構成に、例えばIEEE802.11aに準拠した２ホップ無線LANシステムを適用した場合について説明する。IEEE802.11aに準拠した２ホップ無線LANシステムでは、ＦＣＳ方式にＣＲＣ３２が適用されている。したがって、ＦＣＳ符号として、固定長の３２ｂｉｔの符号が付加される。また、伝送する情報は可変長であることから、それぞれのパケットの長さは一定ではない。ＮＣ符号を行うには、パケット長が近いもの同士を対象することが効率がよい。このように、格納された順以外の順序でパケットを選択するには、パケットを識別するための識別情報が必要になる。また、新たに識別情報を付加すると、その識別情報を付加したことにより効率が低下する。そこで、各パケットの情報を用いて、それぞれを識別可能とする識別情報をそれぞれのパケットの情報から生成することが可能となる。
また、本実施形態では、各パケット長を同一の長さである場合を例示したが、IEEE802.11aのように異なる流さのパケット長のパケットが混在する条件においても適用可能である。さらに、効率が低下するが、本実施形態に用いる識別情報を付加してもよい。その場合には、付加する識別情報は、符号化されたＮＣパケットにおいて予め定められる位置とする。
また、本実施形態では、各パケット長を同一の長さである場合を例示したが、IEEE802.11aのように異なる流さのパケット長のパケットが混在する条件においても適用可能である。さらに、効率が低下するが、本実施形態に用いる識別情報を付加してもよい。その場合には、付加する識別情報は、符号化されたＮＣパケットにおいて予め定められる位置とする。
なお、本発明は、上記の実施形態に示した構成に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で変更することができる。例えば、検出信号ＦＣＳは、上記に示したＦＣＳ方式に限られず、線形符号を生成する他の演算処理とすることも可能である。他の演算処理の例として、生成多項式を用いて生成される巡回符号などがある。
なお、上記実施形態においては、送受信局１０の送信済バッファ回路１０５は送信順にパケットを格納し、鍵パケットとして使用したパケットや、判定制御部１０１から指示されたパケットを削除しているが、パケットが格納されたアドレスを特定するポインタを、該ポインタにより特定されるパケットが送信された順番に記憶していき、使用するポインタを順にすすめていくようにしてもよい。例えば、パケットα１、α２、α３、…の順にパケットを送信した場合、送信済バッファ回路１０５は、パケットα１、α２、α３、…を格納し（送信順でなくともよい）、さらに、パケットα１のポインタｐ１、パケットα２のポインタｐ２、パケットα３のポインタｐ３、…の順にポインタを格納する。判定制御部１０１は、パケットα１をＮＣ復号の鍵パケットとして使用した場合、読み出すポインタを、ポインタｐ１の次のポインタｐ２に進める。これにより、次の鍵パケットをポインタｐ２により特定されるパケットα２とすることができる。このように、送信済バッファ回路１０５に記憶しているパケットを削除する代わりに、パケットに対応したポインタをすすめていく。
また、中継局２０の第１転送バッファ回路２０４−１、第２転送バッファ回路２０４−２は受信順にパケットを格納しているが、上記と同様に、パケットを格納するとともに、パケットが格納されたアドレスを特定するポインタを、該ポインタにより特定されるパケットを受信した順に記憶していき、パケットを削除する代わりに、パケットに対応したポインタをすすめていくようにしてもよい。
なお、上記実施形態においては、パケットを送受信する送受信局１０のペアを１組のみ有しているが、パケットを送受信する送受信局１０のペアを２組以上有することでもよい。例えば、通信システムが４台の送受信局１０として送受信局１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄを有し、送受信局１０ａ及び１０ｂが送受信のペアであり、送受信局１０ａが送受信局１０ｂ宛のパケットを、送受信局１０ｂが送受信局１０ａ宛のパケットを送信し、送受信局１０ｃ及び送受信局１０ｄがもう１組の送受信のペアであり、送受信局１０ｃが送受信局１０ｄ宛のパケットを、送受信局１０ｄが送受信局１０ｃ宛のパケットを送信する。中継局２０は、送受信局１０ａから送受信局１０ｂ宛のパケット、送受信局１０ｂから送受信局１０ａ宛のパケット、送受信局１０ｃから送受信局１０ｄ宛のパケット、送受信局１０ｄから送受信局１０ｃ宛のパケットをそれぞれ受信順に格納する第１〜第４転送バッファ回路を備える。中継局２０の無線送受信部２０１は、ＮＣ符号化回路２０５が第１転送バッファ回路及び第２転送バッファ回路から受信順に出力されるパケットを用いて生成したＮＣパケット、ならびに、第３転送バッファ回路及び第４転送バッファ回路から受信順に出力されるパケットを用いて生成したＮＣパケットを送信する。送受信局１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄの判定制御部１０１は、受信したパケットの送信先アドレスまたは送信元アドレスに自送受信ペアのアドレスが設定されている場合に、上記実施形態と同様の受信処理を行なう。また、送受信ペアによって無線信号の周波数を変えてもよい。
また、上記実施形態においては、通信システムをAlice & Bobトポロジを例として説明したが、Ｘトポロジなどの他のトポロジにも適用可能である。具体的には、通信システムが複数の送受信局１０、例えば、受信局装置としての送受信局１０ａ、１０ｂと、送信局装置としての送受信局１０ｃ、１０ｄからなり、送受信局１０ｃから送受信局１０ｂ宛のパケットが、送受信局１０ｄから送受信局１０ａ宛のパケットが送信される場合、送受信局１０ａは送受信局１０ｃから中継局２０に送信された送受信局１０ｂ宛のパケットを受信して受信順（送受信局１０ｃからの送信順）に送信済バッファ回路１０５に記憶し、同様に送受信局１０ｂは、送受信局１０ｃから中継局２０に送信された送受信局１０ａ宛のパケットを受信して受信順（送受信局１０ｄからの送信順）に送信済バッファ回路１０５ｂに記憶する。中継局２０は、送受信局１０ｃから送受信局１０ｂ宛のパケットを受信順に第１転送バッファ回路２０４−１に、送受信局１０ｄから送受信局１０ａ宛のパケットを受信順に第２転送バッファ回路２０４−２に格納する。中継局２０におけるＮＣパケットの送信処理及び送受信局１０ａ，１０ｂにおけるＮＣパケットのＮＣ復号処理は、上述した実施形態と同様である。
以上説明した本発明の実施形態の通信システムによれば、中継局は、ＮＣパケットに鍵パケットを選択するための情報を付加することなくＮＣパケットを送信し、ＮＣパケットを受信した送受信局において正しく鍵パケットを選択し、ＮＣ復号を行うことができる。従って、鍵パケットの選択に用いる追加情報をＮＣパケットに付加することによって発生するスループット劣化や、伝送遅延の長大を防ぐことができる。また、ＮＣパケットに追加情報を付加する必要がないため、既存の標準規格をそのまま適用することが可能である。
また、中継局からパケットの再送があった場合でも、送受信局の送信済バッファ回路の格納内容と、中継局の第１バッファ回路の格納内容とに同期外れが発生せず、正常に鍵パケットが選択可能である。従って、正常にＮＣ復号されなかったパケットが上位レイヤに出力されることがなく、通信システムの信頼性が向上する。また、再送パケットか否かについては、受信パケット自体や、標準規格の通信フレームに設定されるシーケンス番号等により判断することができる。
加えて、送受信局は、ＮＣパケットの送信に用いる標準規格の通信フレーム内のアドレス情報や、送信済バッファ内のパケット蓄積状況によって、受信したパケットがＮＣパケットであるか、自局宛のネイティブパケットであるか、自局が送信したパケットであるか、他通信システムのノードから送信されたパケットであるかを簡易に判断し、適切な受信処理を行なうことができる。従って、ＮＣ符号化されていないパケットの受信も可能であり、ネットワークコーディングを適用していない既存の通信システムとの共存も可能である。
また、中継局からパケットの再送があった場合でも、送受信局の送信済バッファ回路の格納内容と、中継局の第１バッファ回路の格納内容とに同期外れが発生せず、正常に鍵パケットが選択可能である。従って、正常にＮＣ復号されなかったパケットが上位レイヤに出力されることがなく、通信システムの信頼性が向上する。また、再送パケットか否かについては、受信パケット自体や、標準規格の通信フレームに設定されるシーケンス番号等により判断することができる。
加えて、送受信局は、ＮＣパケットの送信に用いる標準規格の通信フレーム内のアドレス情報や、送信済バッファ内のパケット蓄積状況によって、受信したパケットがＮＣパケットであるか、自局宛のネイティブパケットであるか、自局が送信したパケットであるか、他通信システムのノードから送信されたパケットであるかを簡易に判断し、適切な受信処理を行なうことができる。従って、ＮＣ符号化されていないパケットの受信も可能であり、ネットワークコーディングを適用していない既存の通信システムとの共存も可能である。
なお、上述の送受信局１０ａ、１０ｂ、及び、中継局２０は、内部にコンピュータシステムを有している。そして、ＦＣＳ付加回路１０１、無線送受信部１０４、送信済バッファ回路１０５、パケット判定制御部１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃ、入出力回路１０７、入力切替回路１０８ａ、１０８ｃ、誤り検出回路１０９、及び、ネットワーク符号化（ＮＣ）部１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ並びに、無線送受信部２０１、誤り検出回路２０２、入力切替回路２０３、第１転送バッファ回路２０４−１、第２転送バッファ回路２０４−２、ＦＣＳ付加回路２０５−１、ＦＣＳ付加回路２０５−２、ビット順反転回路２０６、ＮＣ符号化回路２０７、及び、第２入力切替回路２０９の動作の過程は、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システム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。ここでいうコンピュータシステムとは、ＣＰＵ及び各種メモリやＯＳ、周辺機器等のハードウェアを含むものである。
また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ…送受信局（受信局装置）
１０１…ＦＣＳ付加回路（受信局線形符号情報付加部）
１０４…無線送受信部（受信局受信部）
１０５…送信済バッファ回路（復号鍵バッファ部）
１０６…パケット判定制御部（パケット判定制御部）
１０７、１０７ｃ…出力切替回路
１０８ａ、１０８ｃ…入力切替回路
１０９…誤り検出回路
１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ…ＮＣ復号回路（ネットワーク符号化復号部）
２０…中継局（中継局装置）
２０１…無線送受信部（中継局送信部）
２０２…誤り検出回路
２０３…入力切替回路
２０４−１…第１転送バッファ回路（第１の転送バッファ部）
２０４−２…第２転送バッファ回路（第２の転送バッファ部）
２０５−１…ＦＣＳ付加回路（第１の線形符号情報付加部）
２０５−２…ＦＣＳ付加回路（第２の線形符号情報付加部）
２０６…ビット順反転回路（順序変換部）
２０７…ＮＣ符号化回路（ネットワーク符号化部）
２０９…入力切替回路
１０１…ＦＣＳ付加回路（受信局線形符号情報付加部）
１０４…無線送受信部（受信局受信部）
１０５…送信済バッファ回路（復号鍵バッファ部）
１０６…パケット判定制御部（パケット判定制御部）
１０７、１０７ｃ…出力切替回路
１０８ａ、１０８ｃ…入力切替回路
１０９…誤り検出回路
１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ…ＮＣ復号回路（ネットワーク符号化復号部）
２０…中継局（中継局装置）
２０１…無線送受信部（中継局送信部）
２０２…誤り検出回路
２０３…入力切替回路
２０４−１…第１転送バッファ回路（第１の転送バッファ部）
２０４−２…第２転送バッファ回路（第２の転送バッファ部）
２０５−１…ＦＣＳ付加回路（第１の線形符号情報付加部）
２０５−２…ＦＣＳ付加回路（第２の線形符号情報付加部）
２０６…ビット順反転回路（順序変換部）
２０７…ＮＣ符号化回路（ネットワーク符号化部）
２０９…入力切替回路
Claims (15)
- 中継局装置と複数の受信局装置とを有する通信システムであって、
前記複数の受信局装置のうち対応する２つの受信局装置は、
予め定められた線形符号則に従って、予め定められた第１のビット数のビット系列に応じて生成された予め定められた第２のビット数の第１の線形符号情報が前記ビット系列に付加された復号鍵を格納する復号鍵バッファ部と、
前記中継局装置においてネットワーク符号化された中継パケットを、前記中継局装置から受信して受信パケットとして出力する受信局受信部と、
前記受信パケットに基づいて、前記線形符号則に従って生成される識別情報と、前記格納されている復号鍵を識別する識別情報とが一致するか否かを判定することにより、前記格納されている復号鍵に基づいて前記ネットワーク符号化に応じた復号処理を前記受信パケットに対して適用可能か否かを判定するパケット判定制御部と、
前記パケット判定制御部による判定により、前記受信パケットに対して前記復号処理を適用できると判定された場合、前記受信パケットを前記格納されている復号鍵に基づいて復号するネットワーク符号化復号部と、
をそれぞれ備え、
前記中継局装置は、
前記対応する２つの受信局装置のうち一方の前記受信局装置に対応して設けられ、前記一方の受信局装置を示す情報に従って第１の前記ビット系列を格納し、前記格納した第１のビット系列を前記他方の受信局装置に送信する前記第１のビット系列を出力する第１の転送バッファ部と、
前記対応する２つの受信局装置のうち他方の前記受信局装置に対応して設けられ、前記他方の受信局装置を示す情報に従って第２の前記ビット系列を格納し、前記格納した第２のビット系列を前記一方の受信局装置に送信する前記第２のビット系列を出力する第２の転送バッファ部と、
前記受信局装置を示す情報に従って、前記第１のビット系列を前記第１の転送バッファ部に格納し、前記第２のビット系列を前記第２の転送バッファ部に格納する中継局判定制御部と、
前記線形符号則に従って、前記第１の転送バッファ部から出力された前記第１のビット系列に基づいて生成された予め定められた前記第２のビット数の第２の線形符号情報を、前記第１のビット系列に付加した第１のパケットを生成する第１の線形符号情報付加部と、
前記線形符号則に従って、前記第２の転送バッファ部から出力された前記第２のビット系列に基づいて生成された予め定められた前記第２のビット数の第３の線形符号情報を、前記第２のビット系列に付加した第２のパケットを生成する第２の線形符号情報付加部と、
前記第２のパケットのビット列の順序を反転した反転順序に変換する順序変換部と、
ビット列の順序を維持した前記第１のパケット，並びにビット列の順序を反転させた前記第２のパケットに対して、前記ネットワーク符号化を行って中継パケットを生成するネットワーク符号化部と、
前記中継パケットを前記２つの受信局装置に送信する中継局送信部と、
を備えることを特徴とする通信システム。 - 前記受信局装置が前記第１の受信装置である場合において、
前記パケット判定制御部が、
前記受信パケットのビット列を反転する第１の反転処理を行って、前記反転されたビット列に応じて変換された前記受信パケットから前記線形符号則に従って生成される第１の識別情報と、前記格納されている復号鍵についてビット列を反転させた前記復号鍵から前記線形符号則に従って生成される前記第２の識別情報との一致を判定し、
前記ネットワーク符号化復号部が、
前記復号した結果のビット列の順序を反転する第１の反転処理をして出力する
ことを特徴とする請求項１に記載の通信システム。 - 前記受信局装置が前記第２の受信装置である場合において、
前記パケット判定制御部が、
前記受信パケットのビット列の順序を維持して、前記受信パケットから前記線形符号則に従って生成される第１の識別情報と、前記格納されている復号鍵についてビット列を反転させた前記復号鍵から前記線形符号則に従って生成される前記第２の識別情報との一致を判定し、
前記ネットワーク符号化復号部が、
前記格納されている復号鍵のビット列の順序を反転する第２の反転処理をして、前記反転された復号鍵に基づいて復号する
ことを特徴とする請求項１に記載の通信システム。 - 前記パケット判定制御部は、
前記受信パケットから前記第２のビット系列を抽出して受信するか否かの判定を、前記第１の識別情報及び前記受信パケットのビット列を反転させ前記線形符号則に従って生成される第３の識別情報のいずれが「０」であるかによって判定し、前記判定結果に応じて、自パケット判定制御部における前記ビット列を反転させる前記第１の反転処理と、前記ネットワーク符号化復号部における前記ビット列を反転させる前記第２の反転処理を制御する
ことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の通信システム。 - 前記線形符号則は、ＦＣＳ（フレームチェックシーケンス）方式に基づいた誤り検出符号則であり、
前記付加される線形符号情報は、前記ＦＣＳ方式に基づいて生成される誤り検出符号情報である
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の通信システム。 - 前記パケット判定制御部は、
前記線形符号則に従って行われる識別判定処理のビット列が、全て「０」を示す場合に誤りがないと判定する
ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の通信システム。 - 前記識別情報は、前記線形符号則に従って行われる識別判定処理の結果に基づいて生成される
ことを特徴とする請求項６に記載の通信システム。 - 前記格納されている復号鍵を識別する識別情報は、前記復号鍵に前記付加された第１の線形符号化情報に応じて生成される
ことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の通信システム。 - 中継局装置と複数の受信局装置とを有する通信システムの前記受信局装置であって、
前記複数の受信局装置のうち対応する２つの受信局装置は、
予め定められた線形符号則に従って、予め定められた第１のビット数のビット系列に応じて生成された予め定められた第２のビット数の第１の線形符号情報が前記ビット系列に付加された復号鍵を格納する復号鍵バッファ部と、
前記中継局装置においてネットワーク符号化された中継パケットを、前記中継局装置から受信して受信パケットとして出力する受信局受信部と、
前記受信パケットに基づいて、前記線形符号則に従って生成される識別情報と、前記格納されている復号鍵を識別する識別情報とが一致するか否かを判定することにより、前記格納されている復号鍵に基づいて前記ネットワーク符号化に応じた復号処理を前記受信パケットに対して適用可能か否かを判定するパケット判定制御部と、
前記パケット判定制御部による判定により、前記受信パケットに対して前記復号処理を適用できると判定された場合、前記受信パケットを前記格納されている復号鍵に基づいて復号するネットワーク符号化復号部と、
をそれぞれ備えることを特徴とする受信局装置。 - 中継局装置と２台の受信局装置とを有する通信システムの前記中継局装置であって、
前記対応する２つの受信局装置のうち一方の前記受信局装置に対応して設けられ、前記一方の受信局装置を示す情報に従って第１の前記ビット系列を格納し、前記格納した第１のビット系列を前記他方の受信局装置に送信する前記第１のビット系列を出力する第１の転送バッファ部と、
前記対応する２つの受信局装置のうち他方の前記受信局装置に対応して設けられ、前記他方の受信局装置を示す情報に従って第２の前記ビット系列を格納し、前記格納した第２のビット系列を前記一方の受信局装置に送信する前記第２のビット系列を出力する第２の転送バッファ部と、
前記受信局装置を示す情報に従って、前記第１のビット系列を前記第１の転送バッファ部に格納し、前記第２のビット系列を前記第２の転送バッファ部に格納する中継局判定制御部と、
前記線形符号則に従って、前記第１の転送バッファ部から出力された前記第１のビット系列に基づいて生成された予め定められた前記第２のビット数の第２の線形符号情報を、前記第１のビット系列に付加した第１のパケットを生成する第１の線形符号情報付加部と、
前記線形符号則に従って、前記第２の転送バッファ部から出力された前記第２のビット系列に基づいて生成された予め定められた前記第２のビット数の第３の線形符号情報を、前記第２のビット系列に付加した第２のパケットを生成する第２の線形符号情報付加部と、
前記第２のパケットのビット列の順序を反転した反転順序に変換する順序変換部と、
ビット列の順序を維持した前記第１のパケット，並びにビット列の順序を反転させた前記第２のパケットに対して、前記ネットワーク符号化を行って中継パケットを生成するネットワーク符号化部と、
前記中継パケットを前記２つの受信局装置に送信する中継局送信部と、
を備えることを特徴とする中継局装置。 - 中継局装置と複数の受信局装置とを有する通信システムの通信方法であって、
前記複数の受信局装置のうち対応する２つの受信局装置において、
復号鍵バッファ部が、予め定められた線形符号則に従って、予め定められた第１のビット数のビット系列に応じて生成された予め定められた第２のビット数の第１の線形符号情報が前記ビット系列に付加された復号鍵を格納する復号鍵バッファ過程と、
受信局受信部が、前記中継局装置においてネットワーク符号化された中継パケットを、前記中継局装置から受信して受信パケットとして出力する受信局受信過程と、
パケット判定制御部が、前記受信パケットに基づいて、前記線形符号則に従って生成される識別情報と、前記格納されている復号鍵を識別する識別情報とが一致するか否かを判定することにより、前記格納されている復号鍵に基づいて前記ネットワーク符号化に応じた復号処理を前記受信パケットに対して適用可能か否かを判定するパケット判定制御過程と、
ネットワーク符号化復号部が、前記パケット判定制御部による判定により、前記受信パケットに対して前記復号処理を適用できると判定された場合、前記受信パケットを前記格納されている復号鍵に基づいて復号するネットワーク符号化復号過程と、
をそれぞれ有し、
前記中継局装置において、
第１の転送バッファ部が、前記対応する２つの受信局装置のうち一方の前記受信局装置に対応して設けられ、前記一方の受信局装置を示す情報に従って第１の前記ビット系列を格納し、前記格納した第１のビット系列を前記他方の受信局装置に送信する前記第１のビット系列を出力する第１の転送バッファ過程と、
第２の転送バッファ部が、前記対応する２つの受信局装置のうち他方の前記受信局装置に対応して設けられ、前記他方の受信局装置を示す情報に従って第２の前記ビット系列を格納し、前記格納した第２のビット系列を前記一方の受信局装置に送信する前記第２のビット系列を出力する第２の転送バッファ過程と、
中継局判定制御部が、前記受信局装置を示す情報に従って、前記第１のビット系列を前記第１の転送バッファ部に格納し、前記第２のビット系列を前記第２の転送バッファ部に格納する中継局判定制御過程と、
第１の線形符号情報付加部が、前記線形符号則に従って、前記第１の転送バッファ部から出力された前記第１のビット系列に基づいて生成された予め定められた前記第２のビット数の第２の線形符号情報を、前記第１のビット系列に付加した第１のパケットを生成する第１の線形符号情報付加過程と、
第２の線形符号情報付加部が、前記線形符号則に従って、前記第２の転送バッファ部から出力された前記第２のビット系列に基づいて生成された予め定められた前記第２のビット数の第３の線形符号情報を、前記第２のビット系列に付加した第２のパケットを生成する第２の線形符号情報付加過程と、
順序変換部が、前記第２のパケットのビット列の順序を反転した反転順序に変換する順序変換過程と、
ネットワーク符号化部が、ビット列の順序を維持した前記第１のパケット，並びにビット列の順序を反転させた前記第２のパケットに対して、前記ネットワーク符号化を行って中継パケットを生成するネットワーク符号化過程と、
中継局送信部が、前記中継パケットを前記２つの受信局装置に送信する中継局送信過程と、
を有することを特徴とする通信方法。 - 中継局装置と複数の受信局装置とを有する通信システムの前記複数の受信局装置のうち対応する２つの前記受信局装置の通信方法であって、
復号鍵バッファ部が、予め定められた線形符号則に従って、予め定められた第１のビット数のビット系列に応じて生成された予め定められた第２のビット数の第１の線形符号情報が前記ビット系列に付加された復号鍵を格納する復号鍵バッファ過程と、
受信局受信部が、前記中継局装置においてネットワーク符号化された中継パケットを、前記中継局装置から受信して受信パケットとして出力する受信局受信過程と、
パケット判定制御部が、前記受信パケットに基づいて、前記線形符号則に従って生成される識別情報と、前記格納されている復号鍵を識別する識別情報とが一致するか否かを判定することにより、前記格納されている復号鍵に基づいて前記ネットワーク符号化に応じた復号処理を前記受信パケットに対して適用可能か否かを判定するパケット判定制御過程と、
ネットワーク符号化復号部が、前記パケット判定制御部による判定により、前記受信パケットに対して前記復号処理を適用できると判定された場合、前記受信パケットを前記格納されている復号鍵に基づいて復号するネットワーク符号化復号過程と、
をそれぞれ有することを特徴とする通信方法。 - 中継局装置と２台の受信局装置とを有する通信システムの前記中継局装置の通信方法であって、
第１の転送バッファ部が、前記対応する２つの受信局装置のうち一方の前記受信局装置に対応して設けられ、前記一方の受信局装置を示す情報に従って第１の前記ビット系列を格納し、前記格納した第１のビット系列を前記他方の受信局装置に送信する前記第１のビット系列を出力する第１の転送バッファ過程と、
第２の転送バッファ部が、前記対応する２つの受信局装置のうち他方の前記受信局装置に対応して設けられ、前記他方の受信局装置を示す情報に従って第２の前記ビット系列を格納し、前記格納した第２のビット系列を前記一方の受信局装置に送信する前記第２のビット系列を出力する第２の転送バッファ過程と、
中継局判定制御部が、前記受信局装置を示す情報に従って、前記第１のビット系列を前記第１の転送バッファ部に格納し、前記第２のビット系列を前記第２の転送バッファ部に格納する中継局判定制御過程と、
第１の線形符号情報付加部が、前記線形符号則に従って、前記第１の転送バッファ部から出力された前記第１のビット系列に基づいて生成された予め定められた前記第２のビット数の第２の線形符号情報を、前記第１のビット系列に付加した第１のパケットを生成する第１の線形符号情報付加過程と、
第２の線形符号情報付加部が、前記線形符号則に従って、前記第２の転送バッファ部から出力された前記第２のビット系列に基づいて生成された予め定められた前記第２のビット数の第３の線形符号情報を、前記第２のビット系列に付加した第２のパケットを生成する第２の線形符号情報付加過程と、
順序変換部が、前記第２のパケットのビット列の順序を反転した反転順序に変換する順序変換過程と、
ネットワーク符号化部が、ビット列の順序を維持した前記第１のパケット，並びにビット列の順序を反転させた前記第２のパケットに対して、前記ネットワーク符号化を行って中継パケットを生成するネットワーク符号化過程と、
中継局送信部が、前記中継パケットを前記２つの受信局装置に送信する中継局送信過程と、
を有することを特徴とする通信方法。 - 中継局装置と複数の受信局装置とを有する通信システムにおける前記複数の受信局装置のうち対応する２つの受信局装置のコンピュータを、
予め定められた線形符号則に従って、予め定められた第１のビット数のビット系列に応じて生成された予め定められた第２のビット数の第１の線形符号情報が前記ビット系列に付加された復号鍵を格納する復号鍵バッファ部と、
前記中継局装置においてネットワーク符号化された中継パケットを、前記中継局装置から受信して受信パケットとして出力する受信局受信部と、
前記受信パケットに基づいて、前記線形符号則に従って生成される識別情報と、前記格納されている復号鍵を識別する識別情報とが一致するか否かを判定することにより、前記格納されている復号鍵に基づいて前記ネットワーク符号化に応じた復号処理を前記受信パケットに対して適用可能か否かを判定するパケット判定制御部と、
前記パケット判定制御部による判定により、前記受信パケットに対して前記復号処理を適用できると判定された場合、前記受信パケットを前記格納されている復号鍵に基づいて復号するネットワーク符号化復号部と、
としてそれぞれ機能させることを特徴とするプログラム。 - 中継局装置と２台の受信局装置とを有する通信システムの前記中継局装置のコンピュータを、
前記対応する２つの受信局装置のうち一方の前記受信局装置に対応して設けられ、前記一方の受信局装置を示す情報に従って第１の前記ビット系列を格納し、前記格納した第１のビット系列を前記他方の受信局装置に送信する前記第１のビット系列を出力する第１の転送バッファ部と、
前記対応する２つの受信局装置のうち他方の前記受信局装置に対応して設けられ、前記他方の受信局装置を示す情報に従って第２の前記ビット系列を格納し、前記格納した第２のビット系列を前記一方の受信局装置に送信する前記第２のビット系列を出力する第２の転送バッファ部と、
前記受信局装置を示す情報に従って、前記第１のビット系列を前記第１の転送バッファ部に格納し、前記第２のビット系列を前記第２の転送バッファ部に格納する中継局判定制御部と、
前記線形符号則に従って、前記第１の転送バッファ部から出力された前記第１のビット系列に基づいて生成された予め定められた前記第２のビット数の第２の線形符号情報を、前記第１のビット系列に付加した第１のパケットを生成する第１の線形符号情報付加部と、
前記線形符号則に従って、前記第２の転送バッファ部から出力された前記第２のビット系列に基づいて生成された予め定められた前記第２のビット数の第３の線形符号情報を、前記第２のビット系列に付加した第２のパケットを生成する第２の線形符号情報付加部と、
前記第２のパケットのビット列の順序を反転した反転順序に変換する順序変換部と、
ビット列の順序を維持した前記第１のパケット，並びにビット列の順序を反転させた前記第２のパケットに対して、前記ネットワーク符号化を行って中継パケットを生成するネットワーク符号化部と、
前記中継パケットを前記２つの受信局装置に送信する中継局送信部と、
して機能させることを特徴とするプログラム。
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