JP5474582B2 - 通信装置に送信されるエンコードされたシンボルをエンコードし直すためのネットワーク再エンコード方法および装置 - Google Patents
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Description
−部分デコードされたノードをそれらの間のXORブール演算によって組み合わせてもよい。
−生成された出力ノードの次数の現在の分布の諸次数のうちで、第一の選ばれた基準分布と同じ次数での最高の差をもち、かつ、この次数をもつ生成された出力ノードを作り出すことを許容する次数を判別することによって始めてもよく、次いで、少なくとも一つの部分デコードされたノード(すなわち、内部的な再エンコード・ステップの途中で一時的に生成されるノード)を組み合わせることによってこの次数をもつ生成された出力ノードを作り出してもよい。
LT符号シンボルによって定義される出力ノードであって、エンコードされたシンボルを表し、かつ、前記LT符号シンボルがタナー・グラフにおいてリンクされている、その値が発見されねばならないデコードされたシンボルを定義する入力ノード間のXORブール演算(単数または複数)の結果をそれぞれ表す出力ノードを、
既知の値をもち部分デコードされたノードと呼ばれる選ばれた入力ノード(単数または複数)および/または出力ノード(単数または複数)を組み合わせることによって、再エンコードするよう構成された再エンコード手段を有する、ネットワーク再エンコード装置をも提供する。
−その再エンコード手段は、前記部分デコードされたノードを互いの間のXORブール演算を実行することによって組み合わせるよう構成されていてもよい。
−前記再エンコード手段は、生成された出力ノードの次数の現在の分布の次数のうちで、第一の所定の基準分布と同じ次数での最高の差をもつ次数であって、この次数をもつ生成された出力ノードを作り出すことを許容する次数を判別し、次いで少なくとも一つの部分デコードされたノードを組み合わせることによってこの次数をもつ生成された出力ノードを作り出すよう構成されていてもよい。
−受信された出力ノードに選ばれたデコード方法を適用してそれぞれのリンクされた入力ノードを取得し、ここで、前記受信された出力ノードはエンコードされたシンボルを表し、かつ、前記出力ノードがタナー・グラフにおいてリンクされている、その値が発見されねばならないデコードされたシンボルを定義する入力ノード間のXORブール演算(単数または複数)の結果をそれぞれ表すLT符号シンボルによって定義され、
−前記入力ノードおよび前記出力ノードを、これらの入力ノードおよび出力ノードが同じタナー・グラフの他の出力ノードおよび入力ノードとの間にもつリンクの数を表す次数と対応付けて定義するデータを記憶する(つまり、選ばれた次数のノードへのランダム・アクセスを許容するインデックスを維持する)、
よう構成されたデコード手段を有するデコーダ、
をも提供する。
・出力ノードaは入力ノードA、B、Cにリンクされており、よって二つのXORブール演算によるそれらの組み合わせの結果である
・出力ノードcは入力ノードD、Eにリンクされており、よって一つのXORブール演算によるそれらの組み合わせの結果である
・aの次数は3に等しく、
・bの次数は1に等しく、
・cの次数は2に等しく、
・dの次数は2に等しく、
・eの次数は2に等しく、
・fの次数は2に等しく、
・gの次数は2に等しく、
・hの次数は3に等しく、
・iの次数は2に等しく、
・jの次数は1に等しい。
・「入力ノード(input node)」とは、タナー・グラフにおいてもとのデータを表すノードである。
・「デコードされた入力ノード(decoded input node)」とは、その値が知られている入力ノードである。これは決していかなるリンク(またはエッジ)ももたず、タナー・グラフの出力ノードONのうちには決して存在しない。デコードされていない入力ノード(non-decoded input node)は既知の値をもたず、再エンコードの際に使用されることはできない。
・「カバーされる入力ノード(covered input node)」とは、デコードされている入力ノードまたは少なくとも一つの隣接ノード(neighbor)(すなわち、タナー・グラフにおいてその入力ノードがリンクされている出力ノード)をもつ入力ノードである。
・「出力ノード(output node)」とは、エンコードされたシンボルを表すノードである。これは受信されたものでもよいし、あるいはデコード・ステップから帰結したものでもよい。
・「部分デコードされたノード(partially decoded node)」(または「既知のノード(known node)」)とは、デコードされた入力ノードまたは既知の値をもつ出力ノードである。
・「生成された出力ノード(generated output node)」とは、ネットワーク再エンコード装置Dによって生成され、一つまたは複数の通信装置CEiに送信される準備ができたノードである。
・「部分生成されたノード(partially generated node)」とは、内部的な再エンコード・ステップの間にネットワーク再エンコード装置Dによって一時的に生成されたノードである。
Cs+1=k×(Ds−n0)/(ncovered−n0)
によって与えられる。
Ds+1=Ds+k−2×Cs+1
によって与えられる。ここで、D0=n0とする(D0=0と設定し、最終ステップにおいてn0を加えることも可能であるが、これはCs+1についての次の定義Cs+1=k×(Ds/(ncovered−n0))を使うことを必要とする)。
D=0
For k=d to 2
For i=1 to n(k)[ここで、n(k)は次数kの既知のノードの数]
D=max(D,D+k−2*k*(D)/(ncovered−n0))
EndFor
EndFor
Return D+n0≦L。
D=0
For k=d to 2
For i=1 to n(k)[ここで、n(k)は次数kの既知のノードの数]
D=max(D,D+k−2*Econflicts(k,D))[ここで、Econflicts(k,D)はk*D/(ncovered−n0)に等しく、次数kのノードを次数Dの部分生成されたノードに加えるときに期待できる衝突の数に対応する。ただし、すべてのノードは、ncovered個のカバーされる入力ノードおよびn0個のデコードされた入力ノードをもつタナー・グラフにおいて取るものとする。k=1については衝突がないので、次数Dのノードは、デコードされた入力ノードとの間にいかなるリンク(またはエッジ)ももってはならない。したがって、最後のステップでは、Econflicts(0,D)=0として、常にn0を加えることになる。]
If L≦D+n0 Then Return TRUE
If k>L−D Then Break(for i=1 to n(k)のループ)
EndFor
EndFor
Return FALSE。
D=0
For k=d to 2
For i=1 to n(k)[ここで、n(k)は次数kの既知のノードの数]
D=max(D,D+k−2*Econflicts(k,D))
If L≦D+n0 Then Return TRUE
If k−2*Econflicts(k,D)>L−D Then Break(for i=1 to n(k)のループ)
EndFor
EndFor
Return FALSE。
L=第一の方法ステップの第一の部分の結果
G=φ
For k=d to 1
While 次数kの何らかのノードNが試されていない
and k≦L−degreeOf(G)〔Gの次数〕 do
N=次数Lのランダムなノードを選ぶ
If degreeOf(G+N)>degreeOf(G) then
G=G+N (それらの値をXORし、入力ノードどうしを加え、二回存在する入力ノードは除去する)
EndIf
EndWhile
EndFor
Return G。
L=第一のステップの第一の部分の結果
G=φ
For k=d to 1
While 次数kの何らかのノードnが試されていない
and k≦L−degreeOf(G)〔Gの次数〕 do
N=次数Lのランダムなノードを選ぶ
G=G+L (それらの値をXORし、入力ノードどうしを加え、二回存在する入力ノードは除去する)
EndWhile
EndFor
Return G。
L=第一のステップの第一の部分の結果
G=φ
For k=d to 1
While 次数kの何らかのノードnが試されていない
and k−2Econflicts(k,degreeOf(G)−iadded)≦L−degreeOf(G)
and degreeOf(G)<L do
N=次数Lのランダムなノードを選ぶ
G=G+N (それらの値をXORし、入力ノードどうしを加え、二回存在する入力ノードは除去する)
EndWhile
EndFor
Return G。
図5には、次数4の生成された出力ノードδ
・複雑さが低いネットワーク符号を生成することを許容する。
・ガウスの消去法の代わりに信頼伝搬デコードを使いしたがってガロア体(GF(2k))代数の使用を回避しうるため、ランダム線形ネットワーク符号(RLNC)よりも計算の面でより効率的なネットワーク符号を生成することを許容するので、幅広い範囲の用途において使用できる。
ED エンコーダ
DC デコーダ
D ネットワーク再エンコード装置
RM 再エンコード・モジュール
DDM デコード・モジュール
DTM 検出モジュール
CN 通信ネットワーク
Claims (8)
- ネットワークに接続された少なくとも一つの通信装置に送信されるべきエンコードされたシンボルをエンコードし直すネットワーク再エンコード方法であって、送信される準備のできた生成された出力ノードを定義する新しいLT符号シンボルを作り出すために、
LT符号シンボルによって定義される出力ノードであって、エンコードされたシンボルを表し、かつ、前記出力ノードがタナー・グラフにおいてリンクされている、その値が発見されねばならないデコードされたシンボルを定義する入力ノード間のXORブール演算(単数または複数)の結果をそれぞれ表す出力ノードを、
既知の値をもち部分デコードされたノードと呼ばれる選ばれた入力ノード(単数または複数)および/または出力ノード(単数または複数)を組み合わせることによって、再エンコードする段階を有しており、
前記組み合わせる段階の間に、前記部分デコードされたノードが互いの間のXORブール演算によって組み合わされ;
前記組み合わせる段階の間に、生成された出力ノードの次数の現在の分布の次数のうちで、第一の所定の基準分布の同じ次数との最高の差をもつ次数であって、この次数をもつ生成された出力ノードを作り出すことを許容する次数を判別することによって始め、次いで少なくとも一つの部分デコードされたノードを組み合わせることによってこの次数をもつ生成された出力ノードを作り出すことを特徴とする、方法。 - 前記組み合わせる段階において、所定の発見的方法によってこの次数をもつ生成された出力ノードを作り出すことを許容する次数を判別することを特徴とする、請求項1記載の方法。
- 前記生成された出力ノードを作り出したのち、前記入力ノードの現在の分布を第二の所定の基準分布と比較して、少なくとも一つの入力ノードが生成された出力ノードを作り出すためにあまりに多く使われたかどうかを判定し、もしそうであれば、この入力ノードが、前記生成された出力ノードにリンクされる諸入力ノードに組み合わされるときに前記生成された出力ノードの次数を不変のままにすることを許容するなら、前記入力ノードの前記現在の分布を正規化するために、前記生成された出力ノードにおける前記あまりに多く使われた入力ノードの少なくとも一つを、あまりにまれに使われた入力ノードによって置き換えることを特徴とする、請求項1または2に記載の方法。
- 前記生成された出力ノードが、前記あまりに多く使われた入力ノードを有し、2に等しい次数をもつ出力ノードと組み合わされることを特徴とする、請求項3記載の方法。
- 前記組み合わせる段階において、送信される準備のできた前記生成された出力ノードを作り出したのち、前記生成された出力ノードの次数の前記現在の分布および前記入力ノードの前記現在の分布を更新することを特徴とする、請求項1ないし4のうちいずれか一項記載の方法。
- 前記組み合わせる段階において、前記発見的方法は、生成されるべきノードの次数が、デコードされた入力ノードおよび少なくとも一つの隣接ノードをもつ入力ノードを含むカバーされる入力ノードの数以下であることを検査することを含む、請求項2記載の方法。
- ネットワークに接続された少なくとも一つの通信装置に送信されるべきエンコードされたシンボルをエンコードし直すネットワーク再エンコード装置であって、送信される準備のできた生成された出力ノードを定義する新しいLT符号シンボルを作り出すために、
LT符号シンボルによって定義される出力ノードであって、エンコードされたシンボルを表し、かつ、前記出力ノードがタナー・グラフにおいてタナー・グラフにおいてリンクされている、その値が発見されねばならないデコードされたシンボルを定義する入力ノード間のXORブール演算(単数または複数)の結果をそれぞれ表す出力ノードを、
既知の値をもち部分デコードされたノードと呼ばれる選ばれた入力ノード(単数または複数)および/または出力ノード(単数または複数)を組み合わせることによって、再エンコードするよう構成された再エンコード手段を有しており;
前記再エンコード手段は、前記部分デコードされたノードを互いの間のXORブール演算を実行することによって組み合わせるよう構成されており;
前記再エンコード手段は、生成された出力ノードの次数の現在の分布の次数のうちで、第一の所定の基準分布の同じ次数との最高の差をもつ次数であって、この次数をもつ生成された出力ノードを作り出すことを許容する次数を判別し、次いで少なくとも一つの部分デコードされたノードを組み合わせることによってこの次数をもつ生成された出力ノードを作り出すよう構成されている、
ことを特徴とする、ネットワーク再エンコード装置。
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