JP5492661B2 - COMMUNICATION SYSTEM, COMMUNICATION DEVICE, COMMUNICATION METHOD, AND PROGRAM - Google Patents
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Description
本発明は、通信システム、通信装置、通信方法、及びプログラムに関する。 The present invention relates to a communication system, a communication device, a communication method, and a program.
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:Network Coding)技術が注目されている。NC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装置において複数の情報系列を線形符号化(代表的な例として、排他的論理和がある)を用い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、各宛先局(端極)においてネットワーク復号を行うことにより、ネットワーク符号化(以下、NC符号化という)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。 In recent years, network coding (NC) technology aimed at improving the throughput of multi-hop communication has attracted attention. NC technology performs multiple multicast communication and unicast communication using linear coding (typically, there is an exclusive OR) in a relay station apparatus on a network that performs multi-hop relay. By performing network decoding at each destination station (terminal pole) after multiplexing, throughput can be improved as compared with a case where network coding (hereinafter referred to as NC coding) is not used.
NC技術を用いたマルチホップ無線ネットワークは、無線通信の同報性を活用することにより、スループットの向上を実現ことができる。中継局装置の役割を果たす中継局ノードは、複数の端局ノードから受信した情報フレームを線形符号によって符号化し、目的の端局に中継する。中継局ノードから符号化した情報フレームを受信した端局は、他のノードから受信した情報フレーム、あるいは自装置に記憶されている情報フレームを用いて、NC符号化された情報フレームを復号し、所望の情報を得ることができる。以下、NC符号化された情報フレームを復号することをNC復号という。 A multi-hop wireless network using NC technology can improve throughput by utilizing the broadcast performance of wireless communication. A relay station node serving as a relay station device encodes information frames received from a plurality of terminal stations with a linear code, and relays the information frame to a target terminal station. The terminal station that has received the information frame encoded from the relay node decodes the NC-encoded information frame using the information frame received from another node or the information frame stored in its own device, Desired information can be obtained. Hereinafter, decoding an NC-encoded information frame is referred to as NC decoding.
以下、具体例として、NC技術を適用したマルチホップ無線ネットワークについて説明する。ここでは、NC技術を適用できる代表的なマルチホップ無線トポロジの1つであるAlice&Bobトポロジの場合について説明する。また、NC符号化及びNC復号には、排他的論理和を用いるものとする。 Hereinafter, as a specific example, a multi-hop wireless network to which the NC technology is applied will be described. Here, a case of Alice & Bob topology, which is one of typical multi-hop wireless topologies to which NC technology can be applied, will be described. In addition, exclusive OR is used for NC encoding and NC decoding.
図9は、Alice&Bobトポロジにおけるマルチホップ無線通信の一例を示す図である。同図において、両端の端局(ノードA、ノードB)が互いに中継局ノードRを介して情報のやり取りを行う場合について考える。本トポロジの目的は、ノードA及びノードB自身が保持する情報を情報フレームとして無線チャネルを用いて送信するとともに、相手方となる端局から情報フレームを受信することである。 FIG. 9 is a diagram illustrating an example of multi-hop wireless communication in the Alice & Bob topology. In the figure, a case is considered where terminal stations (node A, node B) at both ends exchange information with each other via the relay node R. The purpose of this topology is to transmit information held by the node A and the node B itself as an information frame using a radio channel and to receive an information frame from a partner terminal station.
また、同図において、各ノードは、単一の周波数チャネルを共有し、それぞれが変復調回路を1つ、アンテナを1本ずつ具備する場合について説明する。すなわち、ノードA、B、Rのうちいずれかの局が情報フレームの送信を行っている間、他の全ての局は同時刻に情報フレームを送信しないものとする。 In the figure, each node shares a single frequency channel, and each node has one modulation / demodulation circuit and one antenna. That is, while any one of the nodes A, B, and R is transmitting an information frame, all the other stations are not transmitting the information frame at the same time.
NC技術を用いない場合のAlice&Bobトポロジにおけるマルチホップ無線通信を時刻T1〜時刻T4の順に説明する。
時刻T1において、ノードAが情報フレームAをノードRに送信する。ノードRは情報フレームAを受信する。
時刻T2において、ノードRが情報フレームAをノードBへと送信する。ノードRは情報フレームAを受信する。
時刻T3において、ノードBが情報フレームBをノードRへと送信する。ノードRは情報フレームBを受信する。
時刻T4において、ノードRが情報フレームBをノードBへと送信する。ノードRは情報フレームBを受信する。
Multi-hop wireless communication in the Alice & Bob topology when the NC technology is not used will be described in the order of time T1 to time T4.
At time T1, node A transmits information frame A to node R. Node R receives information frame A.
At time T2, node R transmits information frame A to node B. Node R receives information frame A.
At time T3, the node B transmits the information frame B to the node R. Node R receives information frame B.
At time T4, the node R transmits the information frame B to the node B. Node R receives information frame B.
NC技術を用いない場合、上述の動作により、ノードAとノードBが互いに情報をやり取りするためには、4つのタイムスロットが必要となる。
一方、NCを用いた場合には、Alice&Bobトポロジにおけるマルチホップ無線通信は、以下のように行われる。
図10は、Alice&BobトポロジにおけるNC技術を用いたマルチホップ無線通信の一例を示す図である。
When NC technology is not used, four time slots are required for node A and node B to exchange information with each other by the above-described operation.
On the other hand, when NC is used, multihop wireless communication in the Alice & Bob topology is performed as follows.
FIG. 10 is a diagram illustrating an example of multihop wireless communication using NC technology in the Alice & Bob topology.
時刻T1において、ノードAが情報フレームAをノードRへと送信する。ノードRは情報フレームAを受信する。
時刻T2において、ノードBが情報フレームBをノードBへと送信する。ノードRは情報フレームBを受信する。
時刻T3において、ノードRが情報フレームAと情報フレームBとに対してネットワーク符号化を行うことにより、ネットワーク符号化された情報フレームXを生成し、ノードA及びノードBに対して同報送信する。以下、NC符号化された情報フレームを符号化情報フレームという。また、符号化情報フレームと、NC符号化されていない情報フレームを明確に区別するために、NC符号化されていない情報フレームをネイティブ情報フレームという。
At time T1, node A transmits information frame A to node R. Node R receives information frame A.
At time T2, node B transmits information frame B to node B. Node R receives information frame B.
At time T3, the node R performs network coding on the information frame A and the information frame B, thereby generating a network-coded information frame X and broadcast transmission to the node A and the node B. . Hereinafter, an NC-encoded information frame is referred to as an encoded information frame. Further, in order to clearly distinguish between an encoded information frame and an information frame that is not NC-encoded, an information frame that is not NC-encoded is referred to as a native information frame.
ノードAは、自身が時刻T1において送信したネイティブ情報フレームAと、時刻T3において受信した符号化情報フレームXとを用いてNC復号を行うことにより、情報フレームBを取得する。
同様に、ノードBにおいても、自身が時刻T2において送信した情報フレームBと時刻T3において受信した情報フレームXとを用いてNC復号を行うことにより、情報フレームAを取得する。
上記の手順で情報フレームを伝達することにより、NC技術を用いる場合、ネイティブ情報フレームの伝送に必要となるタイムスロット数は、3となる。
The node A obtains the information frame B by performing NC decoding using the native information frame A transmitted at time T1 and the encoded information frame X received at time T3.
Similarly, node B obtains information frame A by performing NC decoding using information frame B transmitted at time T2 and information frame X received at time T3.
When the NC technique is used by transmitting the information frame according to the above procedure, the number of time slots required for transmitting the native information frame is three.
NC技術を用いない場合と、NC技術を用いた場合とを比較すると、NC技術を適用することにより、ノードAとノードBと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。すなわち、NC技術の適用によるスループット増大効果(以降これを「NC利得」と呼ぶ)は、その逆数の4/3となる。 Comparing the case where the NC technology is not used and the case where the NC technology is used, by applying the NC technology, the number of time slots consumed for exchanging information between the node A and the node B is 3/4. become. That is, the throughput increase effect (hereinafter referred to as “NC gain”) by the application of the NC technique is 4/3 of the reciprocal thereof.
NC技術を適用したマルチホップ無線システムにおいて、リンク・バイ・リンク(link by link)の再送制御を行う場合、符号化情報フレームを送信する中継局は、それぞれの端局に関して別々に再送制御を行って再送によるNC符号化効率の劣化を抑制する手法が提案されている(非特許文献1)。すなわち、全ての端局から再送要求があった場合は、次の送信機会にいて同じ符号化情報フレームを再送するが、一部の端局のみが受信に成功し、その他の局からの再送要求があった際には、次の送信機会において、受信に成功した端局宛てには新しい情報フレームを、再送要求を出した局に対しては同じ情報フレームを用いてNC符号化する。その結果、符号化情報フレームとしては再送要求のあったものとは別の情報フレームを生成し、ブロードキャストすることになる。 In a multi-hop wireless system to which NC technology is applied, when performing link-by-link retransmission control, a relay station that transmits an encoded information frame performs retransmission control separately for each terminal station. Thus, there has been proposed a technique for suppressing degradation of NC coding efficiency due to retransmission (Non-Patent Document 1). In other words, when there is a retransmission request from all the terminal stations, the same encoded information frame is retransmitted at the next transmission opportunity, but only some of the terminal stations have successfully received, and retransmission requests from other stations In the next transmission opportunity, a new information frame is NC-encoded using a new information frame addressed to the terminal station that has been successfully received, and the same information frame is used for the station that issued the retransmission request. As a result, as the encoded information frame, an information frame different from that requested for retransmission is generated and broadcast.
一方で、再送制御が行われた際の受信精度を向上させる手法として、復調に失敗した情報フレームを記憶しておき、再送された情報フレームと、記憶している情報フレームとを合成することにより復調精度を向上させる技術がある。この技術は、復調精度を向上させることにより、再送回数を減少させることを目的としており、ハイブリッド自働再送要求(HARQ:Hybrid Automatic Repeat reQuest)といわれる技術である。 On the other hand, as a technique for improving reception accuracy when retransmission control is performed, by storing information frames that failed to be demodulated, and combining the retransmitted information frames and the stored information frames There is a technique for improving demodulation accuracy. This technique aims to reduce the number of retransmissions by improving demodulation accuracy, and is a technique called hybrid automatic repeat request (HARQ).
しかしながら、合成を用いたHARQは、記憶している情報フレームと、再送される情報フレームとが同じである必要がある。したがって、非特許文献1に記載されている再送中継効率を向上させたNC技術を適用したシステムでは、中継から再送の要求に応じて送信される符号化情報フレームが異なる場合がある。そのため、情報フレームの合成を用いたHARQを適用することができないという問題があった。
However, HARQ using combining requires that the stored information frame and the retransmitted information frame be the same. Therefore, in a system to which the NC technique that improves the retransmission relay efficiency described in Non-Patent
本発明は、上記の問題に鑑みてなされた発明であり、その目的は、NC技術を用いた通信システムにおいて、中継局装置からの再送中継効率を劣化させることなく、再送において情報フレームの合成により復調精度を向上させる通信システム、通信装置、通信方法、及びプログラムを提供することである。 The present invention has been made in view of the above problems, and its purpose is to perform information frame synthesis in retransmission without degrading retransmission relay efficiency from a relay station apparatus in a communication system using NC technology. To provide a communication system, a communication apparatus, a communication method, and a program that improve demodulation accuracy.
上記問題を解決するために、本発明は、一対の受信局装置と、該一対の受信局装置それぞれから受信した情報フレームに対してネットワーク符号化をした符号化情報フレームを該一対の受信局装置に送信して該情報フレームを中継する中継局装置とを具備する通信システムであって、前記中継局装置は、前記受信局装置から再送要求を検出すると、該再送要求に対応する符号化情報フレームに含まれていた情報フレームのうち、検出した再送要求に対応する情報フレームを用いて、ネットワーク符号化をして符号化情報フレームを生成するネットワーク符号化部と、前記ネットワーク符号化部が符号化情報フレームを生成する際に用いた情報フレームを識別するフレーム識別子を前記符号化情報フレームに付加する情報フレーム識別子制御部と、前記ネットワーク符号化部が符号化した符号化情報フレーム、及び前記情報フレーム識別子制御部が付加したフレーム識別子を送信する中継局無線部とを備え、前記受信局装置は、ネットワーク復号に用いる復号用の情報フレームと、該情報フレームのフレーム識別子とを対応付けて予め記憶している復号情報フレームバッファ部と、ネットワーク復号により得られた情報フレームであって誤りが含まれている情報フレームと、該情報フレームのフレーム識別子とを対応付けて記憶している受信局情報フレーム記憶部と、前記中継局装置が再送要求に応じて送信した前記符号化情報フレームと、前記符号化情報フレームに含まれる情報フレームに対応するフレーム識別子とを受信する受信局無線部と、受信した前記フレーム識別子に対応する復号用の情報フレームを前記復号情報フレームバッファ部から読み出し、読み出した復号用の情報フレームを用いて、受信した前記符号化情報フレームから情報フレームを復号するネットワーク復号部と、前記ネットワーク復号部が復号した情報フレームのフレーム識別子に対応する情報フレームを前記受信局情報フレーム記憶部から読み出し、読み出した情報フレームと、前記ネットワーク復号部が復号した情報フレームとを合成する受信局合成部とを備えることを特徴とする通信システムである。 In order to solve the above-described problem, the present invention provides a pair of receiving station apparatuses and a pair of receiving station apparatuses that are encoded information frames obtained by performing network coding on information frames received from the pair of receiving station apparatuses. A relay station apparatus that transmits the information frame to the relay station apparatus, and when the relay station apparatus detects a retransmission request from the receiving station apparatus, the encoded information frame corresponding to the retransmission request A network encoding unit that generates an encoded information frame by performing network encoding using an information frame corresponding to the detected retransmission request among the information frames included in the network, and the network encoding unit An information frame identifier control unit for adding a frame identifier for identifying the information frame used when generating the information frame to the encoded information frame A relay station radio unit for transmitting the encoded information frame encoded by the network encoding unit and the frame identifier added by the information frame identifier control unit, and the receiving station device is for decoding used for network decoding A decoded information frame buffer unit that stores the information frame in advance in association with the frame identifier of the information frame, an information frame that is obtained by network decoding and includes an error, and A receiving station information frame storage unit that stores a frame identifier of an information frame in association with each other, the encoded information frame transmitted in response to a retransmission request by the relay station device, and information included in the encoded information frame Receiving station radio unit that receives a frame identifier corresponding to the frame, and corresponding to the received frame identifier A decoding information frame read from the decoded information frame buffer unit, and using the read decoding information frame, the network decoding unit decodes the information frame from the received encoded information frame, and the network decoding unit includes: An information frame corresponding to a frame identifier of the decoded information frame is read from the receiving station information frame storage unit, and a receiving station combining unit that combines the read information frame and the information frame decoded by the network decoding unit is provided. It is the communication system characterized by this.
また、本発明は、上記に記載の発明において、前記中継局装置は、更に、前記受信局装置から受信した情報フレームであって誤りが含まれている情報フレームと、該情報フレームのフレーム識別子とを対応付けて記憶している中継局情報フレーム記憶部と、前記受信局装置から再送された情報フレームのフレーム識別子に対応する情報フレームを前記中継局情報フレーム記憶部から読み出し、前記受信局装置から再送された情報フレームと、読み出した情報フレームとを合成する中継局合成部と備えることを特徴とする。 Further, the present invention is the above-described invention, wherein the relay station device further includes an information frame that is received from the receiving station device and includes an error, a frame identifier of the information frame, Is read from the relay station information frame storage unit, and an information frame corresponding to a frame identifier of the information frame retransmitted from the reception station device is read from the reception station device. A relay station combining unit that combines the retransmitted information frame and the read information frame is provided.
また、本発明は、上記に記載の発明において、前記受信局装置は、更に、前記受信局合成部が合成した情報フレームに対して誤り検出し、誤りを検出すると、該情報フレームを前記受信局情報フレーム記憶部に記憶させる誤り検出部とを備えることを特徴とする。 Further, the present invention provides the above-described invention, wherein the receiving station apparatus further detects an error with respect to the information frame synthesized by the receiving station combining unit, and detects the error, and then detects the information frame. And an error detection unit stored in the information frame storage unit.
また、本発明は、一対の通信装置と、該一対の通信装置それぞれから受信した情報フレームに対してネットワーク符号化をしたネットワーク符号化情報フレームを該一対の通信装置に送信して該情報フレームを中継する中継局装置とを具備する通信システムにおける通信装置であって、ネットワーク復号に用いる復号用の情報フレームと、該情報フレームを識別するフレーム識別子とを対応付けて予め記憶している復号情報フレームバッファ部と、ネットワーク復号により得られた情報フレームであって誤りが含まれている情報フレームと、該情報フレームのフレーム識別子とを対応付けて記憶している通信局情報フレーム記憶部と、再送を要求された情報フレームを用いてネットワーク符号化された符号化情報フレームであって前記中継局装置が再送要求に応じて送信した符号化情報フレームと、該符号化情報フレームに含まれる情報フレームに対応するフレーム識別子とを受信する無線部と、受信したフレーム識別子に対応する復号用の情報フレームを前記復号情報フレームバッファ部から読み出し、読み出した情報フレームを用いて、受信した前記符号化情報フレームから情報フレームを復号するネットワーク復号部と、前記ネットワーク復号部が復号した情報フレームのフレーム識別子に対応する情報フレームを前記通信局情報フレーム記憶部から読み出し、読み出した情報フレームと、前記ネットワーク復号部が復号した情報フレームとを合成する受信局合成部とを備えることを特徴とする通信装置である。 The present invention also provides a pair of communication devices and a network-encoded information frame obtained by performing network coding on the information frames received from each of the pair of communication devices, and transmitting the information frames to the pair of communication devices. A decoding apparatus in a communication system including a relay station apparatus for relaying, wherein a decoding information frame used for network decoding and a frame identifier for identifying the information frame are stored in advance in association with each other A buffer unit, a communication station information frame storage unit that stores an information frame obtained by network decoding and containing an error, and an information frame including the frame identifier associated with the information frame; An encoded information frame that is network-encoded using the requested information frame, the relay station A wireless unit that receives an encoded information frame transmitted in response to a retransmission request, a frame identifier corresponding to the information frame included in the encoded information frame, and an information frame for decoding corresponding to the received frame identifier Corresponding to the frame identifier of the information frame decoded by the network decoding unit and the network decoding unit that decodes the information frame from the encoded information frame received using the read information frame The communication apparatus includes a receiving station combining unit that reads an information frame to be read from the communication station information frame storage unit and combines the read information frame with the information frame decoded by the network decoding unit.
また、本発明は、ネットワーク復号に用いる復号用の情報フレームと、該情報フレームを識別するフレーム識別子とを対応付けて予め記憶している復号情報フレームバッファ部と、ネットワーク復号により得られた情報フレームであって誤りが含まれている情報フレームと、該情報フレームのフレーム識別子とを対応付けて記憶している受信局情報フレーム記憶部とを備えている一対の受信局装置と、該一対の受信局装置それぞれから受信した情報フレームに対してネットワーク符号化をしたネットワーク符号化情報フレームを該一対の受信局装置に送信して該情報フレームを中継する中継局装置とを具備する通信システムにおける通信方法であって、前記中継局装置が、前記受信局装置から再送要求を検出すると、該再送要求に対応する符号化情報フレームに含まれていた情報フレームのうち、検出した再送要求に対応する情報フレームを用いて、ネットワーク符号化をして符号化情報フレームを生成するネットワーク符号化過程と、前記中継局装置が、前記ネットワーク符号化過程において符号化情報フレームを生成する際に用いた情報フレームのフレーム識別子を前記符号化情報フレームに付加する情報フレーム識別子制御過程と、前記中継局装置が、前記ネットワーク符号化過程において符号化された符号化情報フレーム、及び前記情報フレーム識別子制御過程において付加されたフレーム識別子を送信する中継局送信過程と、前記受信局装置が、前記中継局装置が再送要求に応じて送信した前記符号化情報フレームと、前記符号化情報フレームに含まれる情報フレームに対応するフレーム識別子とを受信する受信過程と、前記受信局装置が、受信した前記フレーム識別子に対応する復号用の情報フレームを前記復号情報フレームバッファ部から読み出し、読み出した復号用の情報フレームを用いて、受信した前記符号化情報フレームから情報フレームを復号するネットワーク復号過程と、前記受信局装置が、前記ネットワーク復号過程において復号した情報フレームのフレーム識別子に対応する情報フレームを前記受信局情報フレーム記憶部から読み出し、読み出した情報フレームと、前記ネットワーク復号過程において復号した情報フレームとを合成する受信局合成過程とを有することを特徴とする通信方法である。
The present invention also provides a decoding information frame buffer unit that stores information frames for decoding used for network decoding and a frame identifier for identifying the information frames in association with each other, and an information frame obtained by network decoding. A pair of receiving station devices each including an information frame including an error and a receiving station information frame storage unit that stores therein a frame identifier of the information frame in association with each other, and the pair of receptions A communication method in a communication system comprising: a relay station apparatus that transmits a network-encoded information frame obtained by network-encoding an information frame received from each station apparatus to the pair of receiving station apparatuses and relays the information frame When the relay station apparatus detects a retransmission request from the receiving station apparatus, the code corresponding to the retransmission request A network encoding process of generating an encoded information frame by performing network encoding using an information frame corresponding to the detected retransmission request among the information frames included in the encoded information frame; and An information frame identifier control process for adding a frame identifier of an information frame used when generating an encoded information frame in the network encoding process to the encoded information frame; and the relay station apparatus includes the network encoding process A relay station transmission process for transmitting the encoded information frame encoded in
また、本発明は、ネットワーク復号に用いる復号用の情報フレームと、該情報フレームを識別するフレーム識別子とを対応付けて予め記憶している復号情報フレームバッファ部と、ネットワーク復号により得られた情報フレームであって誤りが含まれている情報フレームと、該情報フレームのフレーム識別子とを対応付けて記憶している通信局情報フレーム記憶部とを備えている一対の通信装置と、該一対の通信装置それぞれから受信した情報フレームに対してネットワーク符号化をしたネットワーク符号化情報フレームを該一対の通信装置に送信して該情報フレームを中継する中継局装置とを具備する通信システムにおける通信装置の通信方法であって、前記通信装置が、再送を要求された情報フレームを用いてネットワーク符号化された符号化情報フレームであって前記中継局装置が再送要求に応じて送信した符号化情報フレームと、該符号化情報フレームに含まれる情報フレームに対応するフレーム識別子とを受信する受信過程と、前記通信装置が、受信したフレーム識別子に対応する復号用の情報フレームを前記復号情報フレームバッファ部から読み出し、読み出した情報フレームを用いて、受信した前記符号化情報フレームから情報フレームを復号するネットワーク復号過程と、前記通信装置が、前記ネットワーク復号過程において復号した情報フレームのフレーム識別子に対応する情報フレームを前記通信局情報フレーム記憶部から読み出し、読み出した情報フレームと、前記ネットワーク復号過程において復号した情報フレームとを合成する通信局合成過程とを有することを特徴とする通信方法である。 The present invention also provides a decoding information frame buffer unit that stores information frames for decoding used for network decoding and a frame identifier for identifying the information frames in association with each other, and an information frame obtained by network decoding. A pair of communication devices each including an information frame containing an error and a frame identifier of the information frame in association with each other, and the pair of communication devices A communication method for a communication apparatus in a communication system including a relay station apparatus that transmits a network-encoded information frame obtained by network-encoding an information frame received from each of the information frames to the pair of communication apparatuses and relays the information frame The communication device is network encoded using the information frame requested to be retransmitted A reception process of receiving an encoded information frame which is an encoded information frame and transmitted by the relay station apparatus in response to a retransmission request, and a frame identifier corresponding to the information frame included in the encoded information frame; and A network decoding process in which an apparatus reads a decoding information frame corresponding to a received frame identifier from the decoded information frame buffer unit, and decodes the information frame from the received encoded information frame using the read information frame; The communication device reads an information frame corresponding to a frame identifier of the information frame decoded in the network decoding process from the communication station information frame storage unit; and the read information frame; the information frame decoded in the network decoding process; Communication station synthesis process It is a communication method comprising.
また、本発明は、一対の通信装置と、該一対の通信装置それぞれから受信した情報フレームに対してネットワーク符号化をしたネットワーク符号化情報フレームを該一対の通信装置に送信して該情報フレームを中継する中継局装置とを具備する通信システムにおける通信装置が有するコンピュータをネットワーク復号に用いる復号用の情報フレームと、該情報フレームを識別するフレーム識別子とを対応付けて予め記憶している復号情報フレームバッファ手段、ネットワーク復号により得られた情報フレームであって誤りが含まれている情報フレームと、該情報フレームのフレーム識別子とを対応付けて記憶している通信局情報フレーム記憶手段、再送を要求された情報フレームを用いてネットワーク符号化された符号化情報フレームであって前記中継局装置が再送要求に応じて送信した符号化情報フレームと、該符号化情報フレームに含まれる情報フレームに対応するフレーム識別子とを受信する受信手段、受信したフレーム識別子に対応する復号用の情報フレームを前記復号情報フレームバッファ手段から読み出し、読み出した情報フレームを用いて、受信した前記符号化情報フレームから情報フレームを復号するネットワーク復号手段、前記ネットワーク復号手段が復号した情報フレームのフレーム識別子に対応する情報フレームを前記通信局情報フレーム記憶手段から読み出し、読み出した情報フレームと、前記ネットワーク復号手段が復号した情報フレームとを合成する通信局合成手段として機能させることを特徴とするプログラムである。 The present invention also provides a pair of communication devices and a network-encoded information frame obtained by performing network coding on the information frames received from each of the pair of communication devices, and transmitting the information frames to the pair of communication devices. A decoding information frame prestored in association with a decoding information frame for use in network decoding of a computer included in a communication apparatus in a communication system having a relay station apparatus for relaying, and a frame identifier for identifying the information frame Buffer means, a communication station information frame storage means for storing information frames obtained by network decoding and including information frames containing errors, and frame identifiers of the information frames in association with each other. Encoded information frame that is network encoded using Receiving means for receiving the encoded information frame transmitted by the relay station apparatus in response to the retransmission request and a frame identifier corresponding to the information frame included in the encoded information frame, and for decoding corresponding to the received frame identifier An information frame is read from the decoded information frame buffer means, and using the read information frame, a network decoding means for decoding the information frame from the received encoded information frame, and a frame identifier of the information frame decoded by the network decoding means A program characterized in that a corresponding information frame is read from the communication station information frame storage means and functions as communication station combining means for combining the read information frame and the information frame decoded by the network decoding means.
この発明によれば、NC技術を用いた通信システムにおいて、中継局装置からの再送中継効率を劣化させることなく、再送において情報フレームの合成により復調精度を向上させるHARQを適用することができる。これにより、送受信に要する時間を短縮することができ、通信システムのスループットを増大させることができる。 According to the present invention, in a communication system using the NC technique, HARQ that improves demodulation accuracy by combining information frames in retransmission can be applied without degrading retransmission relay efficiency from the relay station apparatus. Thereby, the time required for transmission / reception can be shortened, and the throughput of the communication system can be increased.
以下、図面を参照して、本発明の実施形態における通信システム、通信装置、通信方法、及びプログラムを説明する。 Hereinafter, a communication system, a communication apparatus, a communication method, and a program according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、第1実施形態における通信システムの構成の一例を示す図である。
同図に示すように、本実施形態における通信システムは、ネットワークコーディング(以下、「NC(Network Cording)」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、一対の送受信局装置1と、中継局装置2とを具備している。本実施形態では、通信システムがAlice&Bobトポロジにおける2ホップ無線通信を行う場合について説明する。以下、一対の送受信局装置1を識別するために、それぞれを送受信局装置1a、送受信局装置1bと記載する。同図に示す通信システムにおいて、受信局と送信局とをかねた送受信局装置1a、1bは、中継局装置2を介して双方向通信を行う。また、本実施形態におけるNC符号化に、例えば、排他的論理和を用いるものとする。
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a configuration of a communication system according to the first embodiment.
As shown in the figure, the communication system in this embodiment is a two-hop wireless relay system using network coding (hereinafter also referred to as “NC (Network Cording)”) technology, And a
また、送受信局装置1a、1b、及び中継局装置2は、CSMA/CA(carrier sense multiple access / collision avoidance)によって動作し、キャリアセンスは理想的に機能するものとする。そのため、送受信局装置1a、1b、及び中継局装置2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。システム全体におけるn番目の送信タイミングを時刻Tnと表す。また、送受信局1a、1b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。以下、時刻T1、T2、・・・と記載するが、各時刻の間隔は、各装置の時間同期が取れた時間間隔を表すものではなく、n番目の送信機会を表している。
Further, the transmission /
また、送受信局装置1a、1b、及び中継局装置2は、送信機会を得た時に送信を行う。送受信局装置1aは、中継局装置2に対して情報フレームA1、A2、…を送信する。以下、情報フレームA1、A2、…を情報フレームA群という。同様に、送受信局装置1bは、中継局装置2に対して情報フレームB1、B2、…を送信する。以下、情報フレームB1、B2、…を情報フレームB群という。
The transmission /
中継局装置2は、送受信局装置1a、1bから受信した情報フレームに対してNC符号化を行い、NC符号化された情報フレーム(以下、符号化情報フレームという)を送受信局装置1a、1bに対して同報送信する。このとき、同報送信は、ブロードキャストでもよし、マルチキャストでもよい。そのため、中継局装置2は、情報フレームA群に属する情報フレームと、情報フレームB群に属する情報フレームとを記憶している場合に送信動作を行う。
The
また、送受信局装置1a、1b、及び中継局装置2は、情報フレームを正しく受信できた場合に、情報フレームを正しく受信したことを示すアクナレッジ信号(以下、Ack信号という)を送信することにより、正しく情報フレームを受信できたことを当該情報フレームの送信元に伝達する。一方、情報フレームを正しく受信できなかった場合には、Ack信号を送信しないことにより、正しく情報フレームを受信できなかったことを当該情報フレームの送信元に伝達する。情報フレームの送信元の装置は、予め定められた期間内にAck信号が返送されなかったときに再送が要求されたことを検出する。
In addition, when the transmission /
図2は、本実施形態における送受信局装置1の構成を示す概略ブロック図である。
送受信局装置1は、FEC(Forward Error Correction:前方誤り訂正)符号化回路101、情報フレームID(IDentifier:識別子)制御回路102、送信済バッファ回路103、無線送受信部104、判定制御部105、ビット毎尤度算出回路106、NC復号回路107、合成回路108、記憶回路109、FEC復号回路110、誤り検出回路111、及びACK(ACKnowledgement:肯定応答)生成回路112を備えている。
FIG. 2 is a schematic block diagram showing the configuration of the transmission /
The transmission /
FEC符号化回路101は、上位層から入力されるネイティブ情報フレームに対して誤り訂正符号化して無線送受信部104に出力する。
情報フレームID制御回路102は、上位層から入力されるネイティブ情報フレームを識別する情報フレームIDを算出し、算出した情報フレームIDが信頼性の高い方式で変調されるように無線送受信部104を制御する。また、情報フレームID制御回路102が算出する情報フレームIDは、無線送受信部104により、対応するネイティブ情報フレームと共に送信される。
情報フレームID制御回路102における情報フレームIDの算出方法として、各送受信局装置1で共通のハッシュ関数を用いて算出するようにしてもよい。あるいは、各情報フレームのシーケンス番号を用いてもよい。
The
The information frame
As a method for calculating the information frame ID in the information frame
ここで、信頼性の高い方式とは、無線送受信部104において選択できる多値変調方式のうち、最も多値数が少ない変調方式である。例えば、無線送受信部104がBPSK(Binary Phase Shift Keying:二位相偏移変調)、QPSK(Quadrature Phase Shift Keying:四位相偏移変調)、16QAM(16 Quadrature amplitude modulation:16値直交振幅変調)を用いることができる場合、最も多値数の少ないBPSKが情報フレームIDの変調に選択される。また、変調方式だけでなく、誤り訂正符号化における符号化率を無線送受信部104が選択できる符号化率のうち最も小さい符号化率を選択するようにしてもよい。
Here, the highly reliable scheme is a modulation scheme having the smallest number of multi-levels among the multi-level modulation schemes that can be selected by the wireless transmission /
送信済バッファ回路103は、FEC符号化回路101がFEC符号化したネイティブ情報フレームと、情報フレームID制御回路102が当該ネイティブ情報フレームに対して算出した情報フレームIDとを対応付けて記憶する。また、送信済バッファ回路103は、判定制御部105の制御に応じて、NC復号に用いるネイティブ情報フレームをNC復号回路107に出力する。
無線送受信部104は、無線信号の送受信と、無線信号の復調と、送信する情報フレームID及び情報フレームの変調とを行う。
The transmitted
The wireless transmission /
判定制御部105は、無線送受信部104が復調した無線信号から、符号化情報フレームに含まれるネイティブ情報フレームの情報フレームIDを検出し、検出した情報フレームIDに対応する送信済みのネイティブ情報フレームを出力させる制御を送信済バッファ回路103に対して行う。また、判定制御部105は、検出した情報フレームIDに基づいて、符号化情報フレームに含まれる所望のネイティブ情報フレームが再送されたネイティブ情報フレームであるか否かを判定する。そして、判定制御部105は、判定結果に応じて合成回路108に対する制御を行う。
The
ビット毎尤度算出回路106は、無線送受信部104が復調した無線信号から符号化情報フレームのビット毎尤度系列を算出する。すなわち、ビット毎尤度算出回路106より後段のNC復号回路107からFEC復号回路110において、情報フレームに対する処理は、ビット毎尤度系列を用いて行われる。
NC復号回路107は、送信済バッファ回路103に記憶されているネイティブ情報フレームを用いて、ビット毎尤度算出回路106が算出した符号化情報フレームのビット毎尤度系列に対してNC復号を行う。
Bitwise
The
合成回路108は、NC復号回路107がNC復号した結果のネイティブ情報フレームが再送の要求に対応するネイティブ情報フレームである場合、判定制御部105の制御に応じて記憶回路109に記憶されているネイティブ情報フレームのビット毎尤度系列と、NC復号回路107が符号化情報フレームをNC復号した結果のネイティブ情報フレームのビット毎尤度系列とを合成する。
また、NC復号回路107がNC復号した結果のネイティブ情報フレームが、再送の要求に対応するネイティブ情報フレームでない場合合成回路108は、ネイティブ情報フレームの合成を行わない。
When the native information frame obtained as a result of NC decoding by the
When the native information frame obtained as a result of NC decoding by the
記憶回路109は、誤り検出回路111の制御に応じて、合成回路108から出力されるネイティブ情報フレームのビット毎尤度系列を記憶する。
FEC復号回路110は、合成回路108が出力するネイティブ情報フレームのビット毎尤度系列に対して誤り訂正復号を行う。
The
The
誤り検出回路111は、FEC復号回路110が誤り訂正復号したネイティブ情報フレームに対して誤り検出を行い、当該ネイティブ情報フレームに誤りが検出されない場合、当該ネイティブ情報フレームを上位層に出力する。一方、誤り検出回路111は、ネイティブ情報フレームに誤りが検出された場合、合成回路108が出力するネイティブ情報フレームのビット毎尤度系列を記憶回路109に記憶させる。
The
ACK生成回路112は、誤り検出回路111がネイティブ情報フレームに誤りを検出しなかった場合、Ack信号を生成し、無線送受信部104を通じて、生成したAck信号を送信する。一方、誤り検出回路111がネイティブ情報フレームに誤りを検出した場合、ACK生成回路112は、Ack信号を生成しない。
すなわち、送受信局装置1は、受信した無線信号に含まれるネイティブ情報フレームに誤りが検出された場合、受信した無線信号に対する応答をしないことにより再送を要求する。
When the
That is, when an error is detected in the native information frame included in the received radio signal, the transmission /
図3は、本実施形態における中継局装置2の構成を示す概略ブロック図である。
中継局装置2は、無線送受信部201、判定制御部202、ビット毎尤度算出回路203、合成回路204、記憶回路205、FEC復号回路206、誤り検出回路207、バッファ回路208、NC符号化回路209、FEC符号化回路210、情報フレームID制御回路211、及びACK生成回路212を備えている。
FIG. 3 is a schematic block diagram showing the configuration of the
The
無線送受信部201は、無線信号の送受信と、無線信号の復調と、送信する情報フレームID及び情報フレームの変調とを行う。
判定制御部202は、無線送受信部201が受信した情報フレームの送信元を示す情報及び転送先を示す情報と、再送された情報フレームか否かを判定した結果とを記憶する。また、判定制御部202は、NC符号化をして送信するネイティブ情報フレームを選択して、バッファ回路208、及びNC符号化回路209を制御して、NC符号化した情報フレームを生成させる制御を行う。
The wireless transmission /
The
また、判定制御部202は、各送受信局装置1から受信したネイティブ情報フレームを、当該情報フレームの送信元を示す情報に対応付けて記憶回路205に記憶させる制御をする。また、判定制御部202は、受信した情報フレームが再送された情報フレームであるか否かに応じて、合成回路204を制御する。
ビット毎尤度算出回路203は、無線送受信部201が復調した無線信号から、ネイティブ情報フレームのビット毎尤度系列を算出する。ここで、ビット毎尤度算出回路203からFEC復号回路206までの間における情報フレームに対する処理は、ビット毎尤度系列を用いて行われる。
Also, the
The bit-by-bit
合成回路204は、無線送受信部201により受信された無線信号に含まれるネイティブ情報フレームが再送されたネイティブ情報フレームである場合、当該ネイティブ情報フレームに対応するネイティブ情報フレームのビット毎尤度系列を記憶回路205から読み出し、読み出したネイティブ情報フレームのビット毎尤度系列と、ビット毎尤度算出回路203から入力される情報フレームのビット毎尤度系列とを合成する。
また、合成回路204は、無線送受信部201により受信された無線信号に含まれるネイティブ情報フレームが再送されたネイティブ情報フレームでない場合、ビット毎尤度算出回路203から入力されるネイティブ情報フレームのビット毎尤度系列をFEC復号回路206、及び記憶回路205に出力する。
When the native information frame included in the wireless signal received by the wireless transmission /
In addition, when the native information frame included in the wireless signal received by the wireless transmission /
記憶回路205は、誤り検出回路207の制御に応じて、合成回路204から入力されるネイティブ情報フレームのビット毎尤度系列と、判定制御部202から入力される当該情報フレームの送信元を示す情報とを対応付けて記憶する。なお、記憶回路205において、情報フレームの送信元ごとに記憶領域を分けて設け、判定制御部202から入力される送信元を示す情報に基づいて、ネイティブ情報フレームのビット毎尤度系列を記憶させる記憶領域を選択するようにしてもよい。
FEC復号回路206は、合成回路204から出力されるネイティブ情報フレームのビット毎尤度系列に対して誤り訂正復号を行う。
The
The
誤り検出回路207は、FEC復号回路206が誤り訂正復号したネイティブ情報フレームに対して誤り検出を行う。そして、誤り検出回路207は、ネイティブ情報フレームに誤りが検出された場合、合成回路204から入力される情報フレームのビット毎尤度系列を、当該情報フレームの送信元を示す情報と対応付けて記憶させる制御を記憶回路205に対して行う。
また、誤り検出回路207は、ネイティブ情報フレームに誤りが検出されなかった場合、FEC復号回路206が誤り訂正復号したネイティブ情報フレームをバッファ回路208に出力する。また、誤り検出回路207は、検出結果をACK生成回路212に出力する。
The
Further, when no error is detected in the native information frame, the
バッファ回路208は、誤り検出回路207が出力するネイティブ情報フレームと、判定制御部202が出力する情報フレームID及び送信元を示す情報とを対応付けて記憶する。また、バッファ回路208は、判定制御部202の制御により、NC符号化の対象となるネイティブ情報フレームが記憶される状態に保たれている。
NC符号化回路209は、判定制御部202からの制御に応じて、バッファ回路208に記憶されているネイティブ情報フレームに対してNC符号化を行う。
FEC符号化回路210は、NC符号化回路209がNC符号化した符号化情報フレームを誤り訂正符号化する。
The
The
The
情報フレームID制御回路211は、NC符号化回路209がNC符号化に用いたネイティブ情報フレームに対応する情報フレームIDをバッファ回路208から読み出し、読み出した情報フレームIDを無線送受信部201に出力する。また、情報フレームID制御回路211は、送受信局装置1に備えられている情報フレームID制御回路102と同様に、読み出した情報フレームIDが信頼性の高い変調方式を用いて、NC符号化された符号化情報フレームと共に送信されるように無線送受信部201を制御する。本実施形態においては、NC符号化に2つのネイティブ情報フレームを用いるので、NC符号化された符号化情報フレームは、2つの情報フレームIDと共に送信される。
The information frame
ACK生成回路212は、誤り検出回路207がネイティブ情報フレームに誤りを検出しなかった場合、Ack信号を生成し、無線送受信部201を通じて、生成したAck信号を送信する。また、ACK生成回路212は、誤り検出回路207がネイティブ情報フレームに誤りを検出した場合、Ack信号を生成しない。すなわち、中継局装置2は、送受信局装置1と同様に、受信した無線信号に含まれるネイティブ情報フレームに誤りが検出された場合、受信した無線信号に対する応答をしないことにより、再送を要求する。
When the
以下、送受信局装置1(1a、1b)と、中継局装置2とそれぞれの送信時及び受信時における処理について説明する。
図4は、本実施形態における送受信局装置1(1a、1b)の送信時における動作を示すフローチャートである。
送受信局装置1において、無線送受信部104は、送信機会が得られると、再送する無線信号(再送パケット)があるか否かを判定する(ステップS101)。
再送する無線信号がある場合(ステップS101:有)、無線送受信部104は、再送パケットを送信し(ステップS105)、後述するステップS106以降の動作を行う。
一方、再送する無線信号がない場合(ステップS101:無)、FEC符号化回路101と、情報フレームID制御回路102とには、上位層から送信するネイティブ情報フレームが入力される(ステップS102)。
Hereinafter, the transmission / reception station apparatus 1 (1a, 1b) and the
FIG. 4 is a flowchart showing an operation at the time of transmission of the transmission / reception station apparatus 1 (1a, 1b) in the present embodiment.
In the transmission /
When there is a wireless signal to be retransmitted (step S101: present), the wireless transmission /
On the other hand, when there is no radio signal to be retransmitted (step S101: None), the native information frame transmitted from the upper layer is input to the
FEC符号化回路101は、入力されたネイティブ情報フレームに対して誤り訂正符号化を行い、無線送受信部104に出力する。また、FEC符号化回路101は、誤り訂正符号化されたネイティブ情報フレームを送信済バッファ回路103に出力する。
このとき、情報フレームID制御回路102は、入力されたネイティブ情報フレームに対して当該ネイティブ情報フレームを識別する情報フレームIDを生成して無線送受信部104に出力する。また、情報フレームID制御回路102は、生成した情報フレームIDを送信済バッファ回路103に出力する(ステップS103)。
The
At this time, the information frame
無線送受信部104は、送信機会が得られると、FEC符号化回路101から入力された誤り訂正符号化されたネイティブ情報フレームと、情報フレームID制御回路102から入力された情報フレームIDとを1つの無線信号にして送信する(ステップS104)。
無線送受信部104は、無線信号を送信した後に、予め定められた期間内に当該無線信号に対応するAck信号を送信先から受信した場合、Ack信号を受信したことを示す情報を判定制御部105に出力する。一方、無線送受信部104は、予め定められた期間内に当該無線信号に対応するAck信号を送信先から受信しなかった場合、Ack信号を受信しなかったことを示す情報を判定制御部105に出力する。そして、判定制御部105は、無線送受信部104がAck信号を受信したか否かにより、送信した無線信号の再送が必要か否かを判定する(ステップS106)。
When the transmission /
If the wireless transmission /
Ack信号を受信しなかった場合(ステップS106:有)、判定制御部105は、再送が必要であると判定すると、送信した無線信号を再送する無線信号(再送パケット)として無線送受信部104記憶させ(ステップS108)、次に送信機会が得られた際に再送させる。これにより、送受信局装置1における送信時の処理が終了する。
一方、Ack信号を受信した場合(ステップS106:無)、判定制御部105は、再送が不要であると判定し、送信済バッファ回路103に対して、送信済みのネイティブ情報フレームを記憶させる制御を行う。具体的には、判定制御部105は、FEC符号化回路101が誤り訂正符号化したネイティブ情報フレームと、情報フレームID制御回路102が当該ネイティブ情報フレームに基づいて生成した情報フレームIDとを対応付けて送信済バッファ回路103に記憶させる(ステップS107)。これにより、送受信局装置1における送信時の処理が終了する。
If the Ack signal is not received (step S106: present), the
On the other hand, when the Ack signal is received (step S106: None), the
図5は、本実施形態における送受信局装置1(1a、1b)の受信時における動作を示すフローチャートである。
送受信局装置1において、無線送受信部104は、受信した無線信号を復調し、復調した無線信号を判定制御部105、及びビット毎尤度算出回路106に出力する(ステップS121)。
FIG. 5 is a flowchart showing an operation at the time of reception of the transmission / reception station apparatus 1 (1a, 1b) in the present embodiment.
In the transmission /
ビット毎尤度算出回路106は、無線送受信部104が復調した無線信号から、当該無線信号に含まれている符号化情報フレームのビット毎尤度系列を算出する(ステップS122)。
判定制御部105は、無線送受信部104が復調した無線信号から、当該無線信号に含まれている情報フレームIDを検出し、検出した情報フレームIDに対応するネイティブ情報フレームをNC復号回路107に出力させる制御を送信済バッファ回路103に対して行う(ステップS123)。
The bit-by-bit
The
NC復号回路107は、ビット毎尤度算出回路106が算出した符号化情報フレームのビット毎尤度系列に対して、送信済バッファ回路103から入力されたネイティブ情報フレームを用いてNC復号する(ステップS124)。
このとき、判定制御部105は、無線信号に含まれている情報フレームIDに基づいて、NC復号回路107が符号化情報フレームを復号して得られるネイティブ情報フレームが、再送された情報フレームであるか否かを判定する。具体的には、判定制御部105は、記憶回路109に記憶されている情報フレームIDのうち、無線信号に含まれている情報フレームIDに一致する情報フレームIDが存在する場合、再送であると判定し、一致する情報フレームIDが存在しない場合、初回の送信であると判定する(ステップS125)。
The
At this time, based on the information frame ID included in the wireless signal, the
NC復号された結果のネイティブ情報フレームが再送されたネイティブ情報フレームである場合(ステップS125:再送)、合成回路108は、NC復号された結果のネイティブ情報フレームと情報フレームIDが一致するネイティブ情報フレームのビット毎尤度系列を記憶回路109から読み出す。そして、合成回路108は、読み出したネイティブ情報フレームのビット毎尤度系列と、NC復号されたネイティブ情報フレームのビット毎尤度系列とを合成して、FEC復号回路110及び記憶回路109に出力する(ステップS126)。
一方、NC復号されたネイティブ情報フレームが再送されたネイティブ情報フレームでない場合(ステップS125:初回)、合成回路108は、NC復号された結果のネイティブ情報フレームのビット毎尤度系列をFEC復号回路110に出力する。
When the native information frame obtained as a result of NC decoding is a retransmitted native information frame (step S125: retransmission), the combining
On the other hand, when the NC-decoded native information frame is not a retransmitted native information frame (step S125: first time), the
FEC復号回路110は、合成回路108から入力されたネイティブ情報フレームのビット毎尤度系列に対して誤り訂正復号をして誤り検出回路111に出力する(ステップS127)。
誤り検出回路111は、FEC復号回路110が誤り訂正復号したネイティブ情報フレームに対して誤り検出を行う(ステップS128)。
The
The
ネイティブ情報フレームに誤りが検出された場合(ステップS128:有)、判定制御部105は、合成回路108が出力しているネイティブ情報フレームのビット毎尤度系列を、当該ネイティブ情報フレームの情報フレームIDと対応付けて記憶回路109に記憶させる制御をする。すなわち、誤りを含むネイティブ情報フレームのビット毎尤度系列を記憶回路109に記憶させる(ステップS130)。
このとき、ACK生成回路112は、Ack信号を生成しないことにより、送信元に対して再送要求をする(ステップS131)。これにより、送受信局装置1における受信時の処理が終了する。
When an error is detected in the native information frame (step S128: present), the
At this time, the
一方、ステップS128において、ネイティブ情報フレームに誤りが検出されない場合(ステップS128:無)、ACK生成回路112は、Ack信号を生成し、無線送受信部104を通じて、生成したAck信号を送信元に送信する(ステップS129)。これにより、送受信局装置1における受信時の処理が終了する。
On the other hand, if no error is detected in the native information frame in step S128 (step S128: None), the
図6は、本実施形態における中継局装置2の送信時における動作を示すフローチャートである。
中継局装置2において、判定制御部202は、バッファ回路208にNC符号化可能な2つのネイティブ情報フレームを選択し、選択した2つのネイティブ情報フレームに対応する情報フレームIDをNC符号化回路209に出力するとともに、NC符号化回路209に符号化情報フレームを生成させる制御をする。ここで、NC符号化可能なネイティブ情報フレームとは、送信元が異なるネイティブ情報フレームであり、本実施形態においては、送受信局装置1aから受信したネイティブ情報フレームと、送受信局装置1bから受信したネイティブ情報フレームとの組み合わせである。
NC符号化回路209は、判定制御部202が選択した2つネイティブ情報フレームをバッファ回路208から読み出し、読み出したネイティブ情報フレームをNC符号化して符号化情報フレームを生成する(ステップS201)。
FIG. 6 is a flowchart showing an operation at the time of transmission of the
In the
The
FEC符号化回路210は、NC符号化回路209が生成した符号化情報フレームに対して誤り訂正符号化を行い、無線送受信部201に出力する。
このとき、情報フレームID制御回路211は、NC符号化回路209がNC符号化したネイティブ情報フレームに対応する情報フレームIDをバッファ回路208から読み出し、無線送受信部201に出力する(ステップS202)。
The
At this time, the information frame
無線送受信部201は、送信機会が得られると、FEC符号化回路210から入力された誤り訂正符号化された符号化情報フレームと、当該符号化情報フレームに含まれるネイティブ情報フレームの情報フレームIDとを1つの無線信号にして送信する(ステップS203)。
判定制御部202は、送受信局装置1に備えられている判定制御部105が行う再送の要否の判定と同様に、再送の要否判定を行う。すなわち、判定制御部202は、無線信号を送信した後に、無線送受信部201が、予め定められた期間内に当該無線信号に対応するAck信号を送信先の送受信局装置1(1a、1b)から受信したか否かに基づいて、再送の有無を判定する(ステップS204)。
When the transmission /
The
全ての送信先の送受信局装置1(1a、1b)からAck信号を受信した場合(ステップS204:無)、判定制御部202は、再送の必要がないと判定し、符号化情報フレームに含まれたネイティブ情報フレームをバッファ回路208から削除する(ステップS205)。これにより、中継局装置2における送信の処理が終了する。
When the Ack signal is received from all the transmission / reception station apparatuses 1 (1a, 1b) (step S204: None), the
一方、ステップS204において、送信先の送受信局装置1(1a、1b)のうち少なくとも1つの送受信局装置1からAck信号を受信しなかった場合(ステップS204:どちらか、もしくは双方に再送有)、判定制御部202は、再送の対象になるネイティブ情報フレームをバッファ回路208に記憶させたままにし、再送の対象にならないネイティブ情報フレームをバッファ回路208から削除する(ステップS206)。これにより中継局装置2における送信の処理が終了する。
On the other hand, when the Ack signal is not received from at least one of the transmission / reception station devices 1 (1a, 1b) in the transmission destination transmission / reception station device 1 (step S204: either or both have retransmission), The
図7は、本実施形態における中継局装置2の受信時における動作を示すフローチャートである。
中継局装置2において、無線送受信部201は、自装置宛に送信された無線信号を受信し、受信した無線信号を復調して、判定制御部202、及びビット毎尤度算出回路203に出力する(ステップS221)。
判定制御部202は、復調された無線信号に含まれる情報フレームIDを検出し(ステップS222)、検出した情報フレームIDに基づいて、当該無線信号が再送の要求に応じて送信された無線信号であるか否かを判定する(ステップS223)。
FIG. 7 is a flowchart showing an operation at the time of reception of the
In the
The
受信した無線信号が再送された無線信号でない場合(ステップS223:初回)、判定制御部202は、ビット毎尤度算出回路203が算出したネイティブ情報フレームのビット毎尤度系列を、記憶回路205及びFEC復号回路206に出力させる制御を合成回路204に対して行う(ステップS224)。
一方、受信した無線信号が再送された無線信号である場合(ステップS223:再送)、判定制御部202は、ビット毎尤度算出回路203が算出したネイティブ情報フレームのビット毎尤度系列と、記憶回路205に記憶されているネイティブ情報フレームのビット毎尤度系列とを合成する処理を合成回路204にさせて、合成したネイティブ情報フレームを記憶回路205及びFEC復号回路206に出力させる。(ステップS225、S226)。
When the received radio signal is not a retransmitted radio signal (step S223: first time), the
On the other hand, when the received radio signal is a retransmitted radio signal (step S223: retransmission), the
FEC復号回路206は、合成回路204から入力されたネイティブ情報フレームのビット毎尤度系列に対して、誤り訂正復号をして誤り検出回路207に出力する(ステップS227)。
誤り検出回路207は、FEC復号回路206が誤り訂正復号したネイティブ情報フレームに対して誤り検出を行う(ステップS228)。
The
The
ネイティブ情報フレームに誤りが検出されない場合(ステップS228:無)、判定制御部202は、FEC復号回路206が誤り訂正復号したネイティブ情報フレームをバッファ回路208に出力させる制御を誤り検出回路207に対して行う。そして、判定制御部202は、誤り検出回路207が出力しているネイティブ情報フレームと、当該ネイティブ情報フレームに対応する情報フレームID及び送信元を示す情報とを対応付けてバッファ回路208に記憶させる(ステップS229)。
このとき、ACK生成回路212は、Ack信号を生成し、無線送受信部201を通じて、生成したAck信号を送信元に送信する(ステップS230)。これにより、中継局装置2における受信時の処理が終了する。
When no error is detected in the native information frame (step S228: None), the
At this time, the
一方、ステップS228において、ネイティブ情報フレームに誤りが検出された場合(ステップS228:有)、判定制御部202は、合成回路204が出力しているネイティブ情報フレームのビット毎尤度系列を、当該ネイティブ情報フレームの情報フレームID及び送信元を示す情報と対応付けて記憶回路109に記憶させる制御をする。(ステップS231)。
このとき、ACK生成回路212は、Ack信号を生成しないことにより、送信元に対して再送要求をする(ステップS232)。これにより、送受信局装置1における受信時の処理が終了する。
On the other hand, if an error is detected in the native information frame in step S228 (step S228: present), the
At this time, the
次に、本実施形態における通信システムの動作概要を、図4〜図7において示した送受信局装置1(1a、1b)及び中継局装置2の各ステップと対応付けて説明する。
なお、送受信局装置1aが備える送受信局装置1の各部には符号に「a」を付加して記載し、送受信局装置1bが備える送受信局装置1の各部には符号に「b」を付加して記載する。例えば、送受信局装置1aの備える送信済バッファ回路103は、「送信済バッファ回路103a」と記載し、送受信局装置1bの備える送信済バッファ回路103は、「送信済バッファ回路103b」と記載する。
Next, an outline of the operation of the communication system in the present embodiment will be described in association with each step of the transmission / reception station apparatus 1 (1a, 1b) and the
In addition, “a” is added to each part of the transmission /
図8は、本実施形態における通信システムの動作例を示すシーケンス図である。
ここでは、送受信局装置1a、1bに備えられている記憶回路109と、中継局装置2に備えられている記憶回路205及びバッファ回路208とには、情報フレームが記憶されていない場合について説明する。
FIG. 8 is a sequence diagram showing an operation example of the communication system in the present embodiment.
Here, a case where no information frame is stored in the
時刻T1において、送受信局装置1aが送信機会を得ると、送受信局装置1aは、情報フレームA1を送信する(ステップS311、図4:ステップS101〜S103)。
中継局装置2は、送受信局装置1aが送信した情報フレームA1を受信し、受信した情報フレームA1の情報フレームIDを検出し(図7:ステップS221〜S222)、検出した情報フレームIDが記憶回路205に記憶されていないので、合成を行わずに誤り訂正復号する(図7:ステップS223、S224、S227)。
When the transmission /
The
そして、中継局装置2は、誤り無く復号した情報フレームA1をバッファ回路208に記憶し(ステップS312)、送受信局装置1aにAck信号を送信する(ステップS313、図7:ステップS228〜S230)。
送受信局装置1aは、中継局装置2からAck信号を受信すると、送信した情報フレームA1と、情報フレームA1の情報フレームIDとを対応付けて送信済バッファ回路103aに記憶させる(ステップS314、図4:ステップS104、S106)。
The
When receiving the Ack signal from the
時刻T2において、送受信局装置1bが送信機会を得ると、送受信局装置1bは、情報フレームB1を送信する(ステップS321、図4:ステップS101〜S103)。
中継局装置2は、送受信局装置1bが送信した情報フレームB1を受信し、受信した情報フレームB1の情報フレームIDを検出し(図7:ステップS221〜S222)、検出した情報フレームIDが記憶回路205に記憶されていないので、合成を行わずに誤り訂正復号する(図7:ステップS223、S224、S227)。
When the transmission /
The
そして、中継局装置2は、誤り無く復号した情報フレームB1をバッファ回路208に記憶し(ステップS322)、送受信局装置1bにAck信号を送信する(ステップS323、図7:ステップS228〜S230)。
送受信局装置1bは、中継局装置2からAck信号を受信すると、送信した情報フレームB1と、情報フレームB1の情報フレームIDとを対応付けて送信済バッファ回路103bに記憶させる(ステップS324、図4:ステップS104、S106)。
Then, the
When receiving the Ack signal from the
時刻T3において、送受信局装置1a宛の情報フレームB1と、送受信局装置1b宛の情報フレームA1とがバッファ回路208に記憶されている。
中継局装置2が送信機会を得ると、判定制御部202は、情報フレームA1、B1を選択して、NC符号化回路209に符号化情報フレームを生成させ、生成した符号化情報フレームを送受信局装置1a、1bに送信する(ステップS331、図7:ステップS201〜S203)。
At time T3, an information frame B1 addressed to the transmission /
When the
送受信局装置1aにおいて、判定制御部105aが、中継局装置2から受信した無線信号に含まれる情報フレームA1、B1の情報フレームIDを検出し、送信済バッファ回路103aからNC復号に用いる情報フレームA1を選択する。NC復号回路107aが、受信した無線信号に含まれる符号化情報フレームに対して、送信済バッファ回路103aに記憶されている情報フレームA1を用いてNC復号し、情報フレームB1のビット毎尤度系列を算出する(ステップS332、図5:ステップS121〜S125、S127)。
In the transmission /
FEC復号回路110aが、算出された情報フレームB1のビット毎尤度系列に対して誤り訂正復号し、誤り検出回路111aが、誤り訂正復号された情報フレームB1に対して誤りを検出する。判定制御部105aは、誤りを含む情報フレームB1を情報フレームB1の情報フレームIDと対応付けて記憶回路109aに記憶させ、中継局装置2に対して再送を要求する(ステップS333:図5:ステップS128、S130〜S131)。 The FEC decoding circuit 110a performs error correction decoding on the calculated bit-by-bit likelihood sequence of the information frame B1, and the error detection circuit 111a detects an error in the error correction decoded information frame B1. The determination control unit 105a stores the information frame B1 including an error in the storage circuit 109a in association with the information frame ID of the information frame B1, and requests retransmission to the relay station device 2 (step S333: FIG. 5: step). S128, S130 to S131).
送受信局装置1bにおいて、判定制御部105bが、中継局装置2から受信した無線信号に含まれる情報フレームA1、B1の情報フレームIDを検出し、送信済バッファ回路103bからNC復号に用いる情報フレームB1を選択する。NC復号回路107bが、受信した無線信号に含まれる符号化情報フレームに対して、送信済バッファ回路103bに記憶されている情報フレームB1を用いてNC復号し、情報フレームA1のビット毎尤度系列を算出する(ステップS334:図5:ステップS121〜S125、S127)。
In the transmission /
FEC復号回路110bが、算出された情報フレームA1のビット毎尤度系列に対して誤り訂正復号し、誤り検出回路111bが、誤り訂正復号された情報フレームA1に対して誤りがないことを検出し、情報フレームA1を上位層に出力する。また、ACK生成回路112bがAck信号を生成して中継局装置2に送信する(ステップS335、図5:ステップS128〜S129)。 The FEC decoding circuit 110b performs error correction decoding on the calculated bit-likelihood sequence of the information frame A1, and the error detection circuit 111b detects that there is no error in the error correction decoded information frame A1. The information frame A1 is output to the upper layer. In addition, the ACK generation circuit 112b generates an Ack signal and transmits it to the relay station device 2 (step S335, FIG. 5: steps S128 to S129).
中継局装置2において、判定制御部202は、送受信局装置1bからAck信号が送信され、送受信局装置1aからAck信号が所定の期間内に送信されないことにより、符号化情報フレームに含まれていた送受信局装置1a宛の情報フレームB1に対する再送要求を検出する(図6:ステップS204)。そして、判定制御部202は、バッファ回路208では、送信先である送受信局装置1bからAck信号を受信したことにより、情報フレームA1をバッファ回路208から削除し、送信先である送受信局装置1aからAck信号を受信しなかったことにより再送の対象になる情報フレームB1を記憶させたままにする(ステップS336、図6:S206)。
In the
時刻T4において、送受信局装置1aが送信機会を得ると、送受信局装置1aは、情報フレームA2を送信する(ステップS341、図4:ステップS101〜S103)。
中継局装置2は、送受信局装置1aが送信した情報フレームA2を受信し、受信した情報フレームA2の情報フレームIDを検出し(図7:ステップS221〜S222)、検出した情報フレームIDが記憶回路205に記憶されていないので、合成を行わずに復号する(図7:ステップS223、S224、S227)。
When the transmission /
The
そして、中継局装置2は、誤りなく復号した情報フレームA2をバッファ回路208に記憶し(ステップS342)、送受信局装置1aにAck信号を送信する(ステップS343、図7:ステップS228〜S230)。
送受信局装置1aは、中継局装置2からAck信号を受信すると、送信した情報フレームA2と、情報フレームA2の情報フレームIDとを対応付けて送信済バッファ回路103aに記憶させる(ステップS344、図4:ステップS104、S106)。
Then, the
When receiving the Ack signal from the
時刻T5において、中継局装置2では、再送の対象となっている送受信局装置1a宛の情報フレームB1と、時刻T4において受信した送受信局装置1b宛の情報フレームA2とがバッファ回路208に記憶されている。
中継局装置2が送信機会を得ると、判定制御部202は、情報フレームA2、B1を選択して、NC符号化回路209に符号化情報フレームを生成させ、生成した符号化情報フレームを送受信局装置1a、1bに送信する(ステップS351、図7:ステップS201〜S203)。
At time T5, in
When the
送受信局装置1aにおいて、判定制御部105aが、中継局装置2から受信した無線信号に含まれる情報フレームA2、B1の情報フレームIDを検出し、送信済バッファ回路103aからNC復号に用いる情報フレームA2を選択する。NC復号回路107aが、受信した無線信号に含まれる符号化情報フレームに対して、送信済バッファ回路103aに記憶されている情報フレームA2を用いてNC復号し、情報フレームB1のビット毎尤度系列を算出する(ステップS352、図5:ステップS121〜S124)。
In the transmission /
判定制御部105aが、情報フレームIDに基づいて、NC復号した情報フレームB1が再送された情報フレームであることを検出すると、合成回路108aが、記憶回路109aに記憶されている誤りを含む情報フレームB1のビット毎尤度系列と、NC復号回路107aが復号した情報フレームB1のビット毎尤度系列とを合成してFEC復号回路110aに出力する(ステップS353、図7:ステップS125〜S126)。
FEC復号回路110aが、合成された情報フレームB1のビット毎尤度系列に対して誤り訂正復号し、誤り検出回路111aが、誤り訂正復号された情報フレームB1に対して誤りがないことを検出し、情報フレームB1を上位層に出力する。また、ACK生成回路112aがAck信号を生成して中継局装置2に送信する(ステップS354、図7:ステップS127〜S129)。
When the determination control unit 105a detects that the NC-decoded information frame B1 is a retransmitted information frame based on the information frame ID, the combining circuit 108a includes an error frame stored in the storage circuit 109a. The B1 bit-wise likelihood sequence and the bit-wise likelihood sequence of the information frame B1 decoded by the NC decoding circuit 107a are combined and output to the FEC decoding circuit 110a (step S353, FIG. 7: steps S125 to S126).
The FEC decoding circuit 110a performs error correction decoding on the bitwise likelihood sequence of the combined information frame B1, and the error detection circuit 111a detects that there is no error in the error correction decoded information frame B1. The information frame B1 is output to the upper layer. The ACK generation circuit 112a generates an Ack signal and transmits it to the relay station device 2 (step S354, FIG. 7: steps S127 to S129).
送受信局装置1bにおいて、判定制御部105bが、中継局装置2から受信した無線信号に含まれる情報フレームA2、B1の情報フレームIDを検出し、送信済バッファ回路103bからNC復号に用いる情報フレームB1を選択する。NC復号回路107bが、受信した無線信号に含まれる符号化情報フレームに対して、送信済バッファ回路103bに記憶されている情報フレームB1を用いてNC復号し、情報フレームA2のビット毎尤度系列を算出する(ステップS355、図5:ステップS121〜S124)。
In the transmission /
判定制御部105bは、情報フレームIDに基づいて、NC復号した情報フレームA2が再送された情報フレームでないと判定すると、情報フレームA2をFEC復号回路110bに出力させる制御を合成回路108bに対して行う。FEC復号回路110bが、算出された情報フレームA2のビット毎尤度系列に対して誤り訂正復号し、誤り検出回路111bが、誤り訂正復号された情報フレームA2に対して誤りのないことを検出し、情報フレームA2を上位層に出力する。また、ACK生成回路112bがAck信号を生成して中継局装置2に送信する(ステップS356、図7:ステップS125、S127〜S129)。 If the determination control unit 105b determines that the NC-decoded information frame A2 is not a retransmitted information frame based on the information frame ID, the determination control unit 105b performs control for the synthesis circuit 108b to output the information frame A2 to the FEC decoding circuit 110b. . The FEC decoding circuit 110b performs error correction decoding on the calculated bitwise likelihood sequence of the information frame A2, and the error detection circuit 111b detects that there is no error in the error correction decoded information frame A2. The information frame A2 is output to the upper layer. Further, the ACK generation circuit 112b generates an Ack signal and transmits it to the relay station device 2 (step S356, FIG. 7: steps S125, S127 to S129).
中継局装置2において、判定制御部202は、送受信局装置1a、1bの両方からAck信号を受信したことにより、再送の要求が無いと判定する。判定制御部202は、バッファ回路208から送信済である情報フレームA2、B1を削除する(ステップS357、図6:ステップS204、S206)。
In the
以上のように、本実施形態における通信システムでは、中継局装置2から符号化情報フレームを受信した送受信局装置1(1a、1b)は、符号化情報フレームを復調し、誤り訂正復号をする前のビット毎尤度系列を用いて、NC復号を行う。そして、送受信局装置1は、NC復号されたビット毎尤度系列に対して誤り訂正復号し、所望のネイティブ情報フレームを得る。更に、所望の情報フレームに対して誤り検出を行い、誤りが検出された場合、NC復号されたビット毎尤度系列を破棄せずに、記憶し、中継局装置2に対して再送の要求を行う。
As described above, in the communication system according to the present embodiment, the transmission / reception station apparatus 1 (1a, 1b) that has received the encoded information frame from the
また、中継局装置2は、1つ以上の送受信局装置1(1a、1b)から再送要求があった場合、再送要求があった送受信局装置1に対しては再送制御を行い同じ情報フレームをNC符号化のために用意し、再送要求のなかった送受信局装置1に対しては新しい情報フレームを用意して、NC符号化を行う。そして、宛先の送受信局装置1に対して符号化情報フレームを送信する。送受信局装置1は、受信した符号化情報フレームを復調し、FEC復号を行う前のビット毎尤度系列を用いてNC復号を行う。
Further, when there is a retransmission request from one or more transmission / reception station apparatuses 1 (1a, 1b), the
また、符号化情報フレームに対して送受信局装置1が再送要求を行う際、NC復号した結果得られる情報フレームの情報フレームIDを参照し、その情報フレーム毎に合成を行う。すなわち、再送要求を行う送受信局装置1は、情報フレームの誤り訂正復号を行う前のビット毎尤度系列を用いてNC復号し、記憶回路109に記憶しておく。送受信局装置1は、後に、受信した符号化情報フレームに再送された情報フレームが含まれている場合、FEC復号を行う前のビット毎尤度系列を用いてNC復号し、NC復号して得られた情報フレームのビット毎尤度系列と、記憶回路109に記憶されている情報フレームのビット毎尤度系列とを合成する。
Further, when the transmission /
これにより、送受信局装置1は、受信した符号化情報フレームにおけるネイティブ情報フレームの組み合わせが再送を要求したときと異なる場合においても、過去に受信した符号化情報フレームに含まれていたネイティブ情報フレームを用いてダイバーシチ合成を行うことができる。
そして、本実施形態における通信システムでは、中継局装置2が、再送によるNC符号化効率の劣化を抑制しつつ、送受信局装置1が、タイバーシチ合成を用いたハイブリッドARQを適用することができる。その結果、中継局装置2からの再送中継効率を劣化させることなく、送受信局装置1は、時間ダイバーシチ効果を得て、NC復号したネイティブ情報フレームに対する誤り訂正能力を向上させることができるハイブリッドARQを実現することができる。
また、通信システム内における再送回数を削減することができ、システムスループットを向上させることができる。
Thereby, the transmission /
In the communication system according to the present embodiment, the
In addition, the number of retransmissions in the communication system can be reduced, and the system throughput can be improved.
また、本実施形態における送受信局装置1から情報フレームを受信する中継局装置2は、再送要求に行った情報フレームが必ず次の受信タイミングで受信できるとは限らないため、受信した情報フレームの情報フレームIDを参照して送信元毎にハイブリッドARQの制御を行う。すなわち、送受信局装置1から受信した情報フレームのビット毎尤度系列に誤りが含まれている場合、当該ビット毎尤度系列に送信元の送受信局装置1を示す情報を対応付けて記憶回路205に記憶させ、同じ送受信局装置1から同じ情報フレームを受信したとき、記憶回路205に記憶されているビット毎尤度系列と、受信した情報フレームのビット毎尤度系列とを合成して誤り訂正復号を行うようにした。
これにより、再送のタイミングに関わらず、再送された情報フレームのビット毎尤度系列に対してダイバーシチ合成を行うことができ、再送された情報フレームに対する誤り率を低下させることができ、復調精度を向上させることができる。
In addition, since the
Accordingly, diversity combining can be performed on the bit-by-bit likelihood sequence of the retransmitted information frame regardless of the retransmission timing, the error rate for the retransmitted information frame can be reduced, and the demodulation accuracy can be improved. Can be improved.
なお、本実施形態の中継局装置2では、送信済のネイティブ情報フレームをバッファ回路208から削除する構成を説明したが、これに限ることなく、送信済であるか否かを示す情報を対応付けて記憶させ、NC符号化して送信する対象であるか否かを識別できるようにしてもよい。
In the
また、本実施形態の通信システムでは、Alice&Bobトポロジの場合について説明したが、これに限ることなく、チェーントポロジや、Xトポロジなどのネットワーク構成の場合においても適用できる。この場合、送受信局装置1において、送信済バッファ回路103には、自装置が送信したネイティブ情報フレーム以外に、他の装置から受信したネイティブ情報フレームを記憶させるようにして、NC復号を行うようにしてもよい。
In the communication system according to the present embodiment, the case of the Alice & Bob topology has been described. However, the present invention is not limited to this, and the present invention can also be applied to a network configuration such as a chain topology or an X topology. In this case, in the transmission /
また、本実施形態の通信システムでは、通信システムが一対の送受信局装置1を具備する構成について説明したが、複数のペアの送受信局装置1を具備するようにしてもよい。例えば、通信システムが、送受信局装置1a〜1dを具備し、中継局装置2が、送受信局装置1aと送受信局装置1bとの間の通信と、送受信局装置1cと送受信局装置1dとの間の通信とを中継するようにしてもよい。このとき、中継局装置2は、対となっている送受信局装置1から受信したネイティブ情報フレームをNC符号化するようにするとよい。
In the communication system according to the present embodiment, the configuration in which the communication system includes a pair of transmission /
上述の送受信局装置1と、中継局装置2とは内部に、コンピュータシステムを有していてもよい。その場合、送受信局装置1に備えられているFEC符号化回路101、情報フレームID制御回路102、送信済バッファ回路103、無線送受信部104、判定制御部105、ビット毎尤度算出回路106、NC復号回路107、合成回路108、記憶回路109、FEC復号回路110、誤り検出回路111、及びACK生成回路112と、中継局装置2に備えられている無線送受信部201、判定制御部202、ビット毎尤度算出回路203、合成回路204、記憶回路205、FEC復号回路206、誤り検出回路207、バッファ回路208、NC符号化回路209、FEC符号化回路210、情報フレームID制御回路211、及びACK生成回路212との動作の過程は、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が読み出して実行することによって、上記の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。更に「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、更に前述した機能をコンピュータシステムに既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。
The transmitting / receiving
Here, “computer-readable recording medium” refers to a magnetic disk, a magneto-optical disk, a CD-ROM, a DVD-ROM, a semiconductor memory, and the like. Further, the “computer-readable recording medium” is a program that dynamically holds a program for a short time, like a communication line when a program is transmitted via a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line. In this case, a volatile memory in a computer system serving as a server or a client in that case, and a program that holds a program for a certain period of time are also included. The program may be a program for realizing a part of the functions described above, and may be a program capable of realizing the functions described above in combination with a program already recorded in a computer system.
1,1a,1b…送受信局装置
2…中継局装置
101,210…FEC符号化回路
102,211…情報フレームID制御回路
103,103a,103b…送信済バッファ回路 (復号情報フレームバッファ部)
104,201…無線送受信部
105,105a,105b,202…判定制御部
106,203…ビット毎尤度算出回路
107,107a,107b…NC復号回路
108,108a,108b,204…合成回路
109,109a…記憶回路 (受信局情報フレーム記憶部)
110,110a,110b,206…FEC復号回路
111,111a,111b,207…誤り検出回路
112,112a,112b,212…ACK生成回路
205…記憶回路 (中継局情報フレーム記憶部)
208…バッファ回路
209…NC符号化回路
DESCRIPTION OF
104, 201 ... wireless transmission /
110, 110a, 110b, 206 ...
208:
Claims (7)
前記中継局装置は、
前記受信局装置から再送要求を検出すると、該再送要求に対応する符号化情報フレームに含まれていた情報フレームのうち、検出した再送要求に対応する情報フレームを用いて、ネットワーク符号化をして符号化情報フレームを生成するネットワーク符号化部と、
前記ネットワーク符号化部が生成した符号化情報フレームを誤り訂正符号化する誤り訂正符号化部と、
前記ネットワーク符号化部が符号化情報フレームを生成する際に用いた情報フレームを識別するフレーム識別子を前記符号化情報フレームに付加する情報フレーム識別子制御部と、
前記符号化情報フレームを送信する中継局無線部とを備え、
前記受信局装置は、
ネットワーク復号に用いる復号用の情報フレームと、該情報フレームのフレーム識別子とを対応付けて予め記憶している復号情報フレームバッファ部と、
ネットワーク復号により得られた情報フレームであって誤りが含まれている情報フレームと、該情報フレームのフレーム識別子とを対応付けて記憶している受信局情報フレーム記憶部と、
前記中継局装置が再送要求に応じて送信した前記符号化情報フレームと、前記再送符号化情報フレームに含まれる情報フレームに対応するフレーム識別子とを受信する受信局無線部と、
受信した前記フレーム識別子に対応する復号用の情報フレームを前記復号情報フレームバッファ部から読み出し、読み出した復号用の情報フレームを用いて、受信した前記符号化情報フレームから情報フレームを復号するネットワーク復号部と、
前記ネットワーク復号部が復号した情報フレームのフレーム識別子に対応する情報フレームを前記受信局情報フレーム記憶部から読み出し、読み出した情報フレームと、前記ネットワーク復号部が復号した情報フレームとを合成する受信局合成部と、
前記受信局合成部が合成した情報フレームに対して誤り訂正復号を行う誤り訂正復号化部とを備える
ことを特徴とする通信システム。 A pair of receiving station apparatuses, and a relay station that relays the information frames by transmitting to the pair of receiving station apparatuses an encoded information frame obtained by performing network coding on the information frames received from each of the pair of receiving station apparatuses A communication system comprising a device,
The relay station device
When a retransmission request is detected from the receiving station apparatus, network coding is performed using an information frame corresponding to the detected retransmission request among information frames included in the encoded information frame corresponding to the retransmission request. A network encoding unit for generating encoded information frames;
An error correction encoding unit that performs error correction encoding on the encoded information frame generated by the network encoding unit;
An information frame identifier control unit for adding a frame identifier for identifying the information frame used when the network encoding unit generates the encoded information frame to the encoded information frame;
And a relay station radio unit for transmitting the pre Kifu Goka information frame,
The receiving station device
A decoding information frame buffer unit that stores in advance the information frame for decoding used for network decoding and the frame identifier of the information frame in association with each other;
A receiving station information frame storage unit that stores an information frame obtained by network decoding and including an error, and a frame identifier of the information frame in association with each other;
A receiving station radio unit that receives the encoded information frame transmitted by the relay station device in response to a retransmission request and a frame identifier corresponding to an information frame included in the retransmission encoded information frame;
A network decoding unit that reads a decoding information frame corresponding to the received frame identifier from the decoded information frame buffer unit, and decodes the information frame from the received encoded information frame using the read decoding information frame When,
Receiving station synthesis for reading out an information frame corresponding to a frame identifier of the information frame decoded by the network decoding unit from the receiving station information frame storage unit, and combining the read information frame with the information frame decoded by the network decoding unit and parts,
A communication system comprising: an error correction decoding unit that performs error correction decoding on the information frame combined by the receiving station combining unit .
前記受信局装置から受信した情報フレームであって誤りが含まれている情報フレームと、該情報フレームのフレーム識別子とを対応付けて記憶している中継局情報フレーム記憶部と、
前記受信局装置から再送された情報フレームのフレーム識別子に対応する情報フレームを前記中継局情報フレーム記憶部から読み出し、前記受信局装置から再送された情報フレームと、読み出した情報フレームとを合成する中継局合成部と
備えることを特徴とする請求項1に記載の通信システム。 The relay station device further includes:
A relay station information frame storage unit that stores information frames received from the receiving station apparatus that contain errors and the frame identifiers of the information frames in association with each other;
The information frame corresponding to the frame identifier of the information frame retransmitted from the receiving station apparatus is read from the relay station information frame storage unit, and the information frame retransmitted from the receiving station apparatus and the read information frame are combined The communication system according to claim 1, further comprising: a station synthesis unit.
前記誤り訂正復号部が情報フレームに誤りを検出すると、該情報フレームを前記受信局情報フレーム記憶部に記憶させる誤り検出部と
を備えることを特徴とする請求項1又は請求項2のいずれかに記載の通信システム。 The receiving station device further includes:
3. The error detection unit comprising: an error detection unit configured to store the information frame in the receiving station information frame storage unit when the error correction decoding unit detects an error in the information frame. The communication system described.
ネットワーク復号に用いる復号用の情報フレームと、該情報フレームを識別するフレーム識別子とを対応付けて予め記憶している復号情報フレームバッファ部と、
ネットワーク復号により得られた情報フレームであって誤りが含まれている情報フレームと、該情報フレームのフレーム識別子とを対応付けて記憶している通信局情報フレーム記憶部と、
再送を要求された情報フレームを用いてネットワーク符号化された符号化情報フレームであって前記中継局装置が再送要求に応じて送信した符号化情報フレームと、該符号化情報フレームに含まれる情報フレームに対応するフレーム識別子とを受信する無線部と、
受信したフレーム識別子に対応する復号用の情報フレームを前記復号情報フレームバッファ部から読み出し、読み出した情報フレームを用いて、受信した前記符号化情報フレームから情報フレームを復号するネットワーク復号部と、
前記ネットワーク復号部が復号した情報フレームのフレーム識別子に対応する情報フレームを前記通信局情報フレーム記憶部から読み出し、読み出した情報フレームと、前記ネットワーク復号部が復号した情報フレームとを合成する受信局合成部と、
前記受信局合成部が合成した情報フレームに対して誤り訂正復号を行う誤り訂正復号化部とを備える
ことを特徴とする通信装置。 A pair of communication devices and a network encoded information frame obtained by performing error correction encoding after performing network encoding on the information frame received from each of the pair of communication devices, and transmitting the information frame to the pair of communication devices A communication device in a communication system comprising a relay station device that relays
A decoding information frame buffer unit that stores in advance a correspondence between an information frame for decoding used for network decoding and a frame identifier for identifying the information frame;
A communication station information frame storage unit that stores an information frame obtained by network decoding and including an error, and a frame identifier of the information frame in association with each other;
An encoded information frame that has been network-encoded using an information frame requested to be retransmitted and transmitted by the relay station apparatus in response to the retransmission request, and an information frame included in the encoded information frame A wireless unit that receives a frame identifier corresponding to
A network decoding unit that reads a decoding information frame corresponding to the received frame identifier from the decoded information frame buffer unit, and uses the read information frame to decode the information frame from the received encoded information frame;
Receiving station synthesis for reading out an information frame corresponding to the frame identifier of the information frame decoded by the network decoding unit from the communication station information frame storage unit, and combining the read information frame with the information frame decoded by the network decoding unit and parts,
An error correction decoding unit that performs error correction decoding on the information frame combined by the receiving station combining unit .
前記中継局装置が、前記受信局装置から再送要求を検出すると、該再送要求に対応する符号化情報フレームに含まれていた情報フレームのうち、検出した再送要求に対応する情報フレームを用いて、ネットワーク符号化をして符号化情報フレームを生成するネットワーク符号化過程と、
前記中継局装置が、前記ネットワーク符号化過程において生成した符号化情報フレームを誤り訂正符号化する誤り訂正符号化過程と、
前記中継局装置が、前記ネットワーク符号化過程において符号化情報フレームを生成する際に用いた情報フレームのフレーム識別子を前記符号化情報フレームに付加する情報フレーム識別子制御過程と、
前記中継局装置が、前記符号化情報フレームを送信する中継局送信過程と、
前記受信局装置が、前記中継局装置が再送要求に応じて送信した前記符号化情報フレームと、前記符号化情報フレームに含まれる情報フレームに対応するフレーム識別子とを受信する受信過程と、
前記受信局装置が、受信した前記フレーム識別子に対応する復号用の情報フレームを前記復号情報フレームバッファ部から読み出し、読み出した復号用の情報フレームを用いて、受信した前記符号化情報フレームから情報フレームを復号するネットワーク復号過程と、
前記受信局装置が、前記ネットワーク復号過程において復号した情報フレームのフレーム識別子に対応する情報フレームを前記受信局情報フレーム記憶部から読み出し、読み出した情報フレームと、前記ネットワーク復号過程において復号した情報フレームとを合成する受信局合成過程と、
前記受信局装置が、前記受信局合成過程において合成した情報フレームに対して誤り訂正復号を行う誤り訂正復号化過程と
を有することを特徴とする通信方法。 A decoding information frame buffer unit that stores in advance a correlation between an information frame for decoding used for network decoding and a frame identifier for identifying the information frame, and an information frame obtained by network decoding that includes an error Received from each of the pair of receiving station devices and a pair of receiving station devices provided with a receiving station information frame storage unit that stores the information frame and the frame identifier of the information frame in association with each other A communication method in a communication system comprising a relay station apparatus that transmits a network-encoded information frame obtained by network-encoding an information frame to the pair of receiving station apparatuses and relays the information frame,
When the relay station device detects a retransmission request from the receiving station device, among the information frames included in the encoded information frame corresponding to the retransmission request, using the information frame corresponding to the detected retransmission request, A network encoding process for generating encoded information frames by performing network encoding;
An error correction encoding process in which the relay station apparatus performs error correction encoding on the encoded information frame generated in the network encoding process;
An information frame identifier control process in which the relay station apparatus adds a frame identifier of an information frame used when generating an encoded information frame in the network encoding process to the encoded information frame;
The relay station apparatus, a relay station transmitting step of pre-transmit the Kifu Goka information frame,
A reception process in which the receiving station apparatus receives the encoded information frame transmitted by the relay station apparatus in response to a retransmission request and a frame identifier corresponding to an information frame included in the encoded information frame;
The receiving station apparatus reads a decoding information frame corresponding to the received frame identifier from the decoded information frame buffer unit, and uses the read decoding information frame to receive an information frame from the received encoded information frame. Network decoding process for decoding
The receiving station apparatus reads an information frame corresponding to a frame identifier of the information frame decoded in the network decoding process from the receiving station information frame storage unit, and the read information frame, the information frame decoded in the network decoding process, a receiving station synthesis process of synthesizing,
A communication method comprising: an error correction decoding process in which the receiving station apparatus performs error correction decoding on an information frame combined in the receiving station combining process .
前記通信装置が、再送を要求された情報フレームを用いてネットワーク符号化された符号化情報フレームであって前記中継局装置が再送要求に応じて送信した符号化情報フレームと、該符号化情報フレームに含まれる情報フレームに対応するフレーム識別子とを受信する受信過程と、
前記通信装置が、受信したフレーム識別子に対応する復号用の情報フレームを前記復号情報フレームバッファ部から読み出し、読み出した情報フレームを用いて、受信した前記符号化情報フレームから情報フレームを復号するネットワーク復号過程と、
前記通信装置が、前記ネットワーク復号過程において復号した情報フレームのフレーム識別子に対応する情報フレームを前記通信局情報フレーム記憶部から読み出し、読み出した情報フレームと、前記ネットワーク復号過程において復号した情報フレームとを合成する通信局合成過程と、
前記通信装置が、前記通信局合成過程において合成した情報フレームに対して誤り訂正復号を行う誤り訂正復号化過程と
を有することを特徴とする通信方法。 A decoding information frame buffer unit that stores in advance a correlation between an information frame for decoding used for network decoding and a frame identifier for identifying the information frame, and an information frame obtained by network decoding that includes an error A pair of communication devices each having a communication station information frame storage unit that stores the information frame and the frame identifier of the information frame in association with each other, and the information frame received from each of the pair of communication devices Communication of a communication apparatus in a communication system comprising a relay station apparatus that transmits a network-encoded information frame that has been subjected to network coding and error correction coding to the pair of communication apparatuses and relays the information frame A method,
An encoded information frame that is network-encoded using the information frame requested to be retransmitted by the communication apparatus and transmitted in response to the retransmission request by the relay station apparatus, and the encoded information frame Receiving a frame identifier corresponding to the information frame included in
Network decoding in which the communication apparatus reads a decoding information frame corresponding to the received frame identifier from the decoded information frame buffer unit, and decodes the information frame from the received encoded information frame using the read information frame Process,
The communication apparatus reads an information frame corresponding to a frame identifier of the information frame decoded in the network decoding process from the communication station information frame storage unit, and reads the read information frame and the information frame decoded in the network decoding process. The communication station composition process to synthesize ,
A communication method comprising: an error correction decoding process in which the communication apparatus performs error correction decoding on an information frame combined in the communication station combining process .
ネットワーク復号に用いる復号用の情報フレームと、該情報フレームを識別するフレーム識別子とを対応付けて予め記憶している復号情報フレームバッファ手段、
ネットワーク復号により得られた情報フレームであって誤りが含まれている情報フレームと、該情報フレームのフレーム識別子とを対応付けて記憶している通信局情報フレーム記憶手段、
再送を要求された情報フレームを用いてネットワーク符号化された符号化情報フレームであって前記中継局装置が再送要求に応じて送信した符号化情報フレームと、該符号化情報フレームに含まれる情報フレームに対応するフレーム識別子とを受信する受信手段、
受信したフレーム識別子に対応する復号用の情報フレームを前記復号情報フレームバッファ手段から読み出し、読み出した情報フレームを用いて、受信した前記符号化情報フレームから情報フレームを復号するネットワーク復号手段、
前記ネットワーク復号手段が復号した情報フレームのフレーム識別子に対応する情報フレームを前記通信局情報フレーム記憶手段から読み出し、読み出した情報フレームと、前記ネットワーク復号手段が復号した情報フレームとを合成する通信局合成手段、
前記通信局合成手段が合成した情報フレームに対して誤り訂正復号を行う誤り訂正復号化手段
として機能させることを特徴とするプログラム。 A pair of communication devices and a network encoded information frame obtained by performing error correction encoding after performing network encoding on the information frame received from each of the pair of communication devices, and transmitting the information frame to the pair of communication devices Decoding information stored in advance in association with a decoding information frame for use in network decoding of a computer included in a communication apparatus in a communication system having a relay station apparatus that relays the information, and a frame identifier for identifying the information frame Frame buffer means,
A communication station information frame storage means that stores an information frame obtained by network decoding and containing an error, and a frame identifier of the information frame in association with each other;
An encoded information frame that has been network-encoded using an information frame requested to be retransmitted and transmitted by the relay station apparatus in response to the retransmission request, and an information frame included in the encoded information frame Receiving means for receiving a frame identifier corresponding to
Network decoding means for reading a decoding information frame corresponding to the received frame identifier from the decoded information frame buffer means, and decoding the information frame from the received encoded information frame using the read information frame;
Communication station synthesis for reading out an information frame corresponding to the frame identifier of the information frame decoded by the network decoding means from the communication station information frame storage means and combining the read information frame with the information frame decoded by the network decoding means Means ,
A program for causing an error correction decoding unit to perform error correction decoding on an information frame combined by the communication station combining unit .
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