JP6071501B2 - 中継端末 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、送受信ネットワークシステムにおいてデコイ端末として機能することが可能な中継端末に関する。

従来のシステムとして、DDS：Data Distribution Serviceとよばれる、有線ネットワークにおける、情報配信ソフトを用いたシステムが存在する。このシステムでは、送信者(publisher)から複数の受信者(subscriber)に対して情報配信ができる。

無線ネットワークで情報を配信するシステムも存在する。これらのネットワークで基地局がないと、送信端末から送信したデータを受信端末で良好に受信することができない。

そこで、このようなネットワークシステムでは、同様の構成を有する送受信端末が用いられ、これらの端末はある時は送信端末に、ある時には受信端末になり、またある時には中継端末になるシステムが考えられる。送信端末から送信されたデータは、中継端末が多い方が確実に受信端末に届く。

しかし、中継端末が何らかの理由で、無力化されることがある。本発明はこのような点を考慮してなされたもので、本来の中継機能の他、無力化されてもよいデコイ端末としての機能を併せ持つ中継端末を提供することを目的とする。

特開２００７−２４３４５２号公報

本発明は、有線あるいは無線のネットワークにおいてデコイ端末の機能を併せ持つ中継端末を提供する。

本発明の一実施形態のデコイ端末機能を有する中継端末は、送信データから得たペイロードパケット及びこのペイロードパケットから得た補償パケットを受信する受信部と、このパケット受信部により受信した前記ペイロードパケット及び前記補償パケットを一旦蓄積する受信バッファと、この受信バッファに蓄積された前記ペイロードパケット及び前記補償パケットを復号化演算する復号化演算部と、この復号化演算された前記ペイロードパケット及び前記補償パケットを一旦蓄積する情報蓄積部と、この情報蓄積部に蓄積された前記ペイロードパケット及び前記補償パケットを符号化演算する符号化演算部と、乱数に基づいて疑似パケットを生成する疑似パケット生成部と、この疑似パケット生成部から出力された疑似パケットと前記符号化演算部により符号化演算された前記ペイロードパケット及び前記補償パケットとのいずれかを選択出力するパケット選択部と、このパケット選択部により選択出力されたパケットを一旦蓄積する送信バッファと、この送信バッファに蓄積された前記パケットを送信するパケット送信部と、を有する。

一実施形態の中継端末を構成する無線送受信端末の構成例を示す図である。 一実施形態において無線ネットワークの状態により補償パケットの扱いを変える例を示す図である。 一実施形態の中継端末を含む無線送受信端末が複数個ある場合のパケットの送受信を説明するための図である。 他の実施形態の中継端末の構成例を示す図である。 更に他の実施形態の中継端末の構成例を示す図である。 一例の中継端末を含む無線送受信端末が属する無線ネットワークシステムの構成例を示す図である。

本発明の一実施形態は、デコイ端末の機能を有する中継端末に関するものである。しかし、同様の構成を有する送受信端末が送信端末、中継端末、受信端末として機能する送受信システムが前提となっており、デコイ端末を有する中継端末の一実施形態を説明する前に、上記送信、受信、中継の機能を有する送受信端末の構成例について述べる。

なお、本発明はこの送受信システムに用いられることがあるが、必ずしも、本発明はこのシステムにおいてでなければ実施できないことを意味するわけでない。

このような無線送受信端末５（送受信端末と略する）の構成例を図１に示す。この送受信端末は、送信データのパケットを送信する機能と、受信したパケットを中継し再び送信する中継機能と、受信したパケットから送信されたデータを復号化する機能を有する。このような機能を有する複数個の送受信端末５により狭帯域の無線ネットワークを構成する。

パケットは、送信データから作成されたペイロードパケットとこのペイロードパケットから前方誤り訂正符号により生成された補償パケットから成る。

上記送受信端末は送信されてきたパケットを受信するが、狭帯域な無線ネットワークにより送受信されるので、送信されてきたパケットすべてが必ずしも受信されるとは限らず、その一部しか受信されない場合も多い。このような場合にも本発明の実施形態では、所定数以上のパケットが得られるならば、送信データが復号化される。

送受信端末５は、ある時は送信端末として機能しある時は受信端末として機能し、またある時は中継端末として機能する。

送信端末はペイロードパケット５個に対して１０個の補償パケットをリードソロモン符号化により生成する。送信端末は無線ネットワーク上の中継端末、受信端末に対してパケットをブロードキャスト（フラッディング）で送信する。送信端末、中継端末はネットワークの状況に応じて送信タイミングを変える。

受信端末は、送信端末、中継端末から受け取ったパケットを復号化する。受信端末は、ペイロードと補償パケットの合計(１５個)のうちペイロードと同数(５個)のパケットを揃えることで元のパケットを復号化できる。復号方法としては消失訂正を用いる。ペイロードのうち足りない部分をパケット欠落とみなすことで誤り位置を特定し，その後受信した補償パケットにより足りない部分を補う。受信端末は足りないパケットを他の中継端末等に要求できる。中継端末はこの再送要求をしない。

中継端末は送信端末、他の中継端末から受け取ったパケットをフラッディングで他の端末に送信する。中継端末は，受信したパケットがペイロードと同数以上になった場合、送信データ全体を得ることができ、送信順番が遅い補償パケットを優先して送ることで、ネットワーク全体の確達率を向上させることができる。

図１に示すように送受信端末５は、情報蓄積部６と、符号化復号化部７と、バッファリング部８と、外部からのパケットを受信するパケット受信部９ｒと、パケットを送信するパケット送信部９ｔとを有する。符号化復号化部７は、送信データを符号化する符号化演算部１０ｅと、受信したパケットから復号化を行う復号化演算部１０ｄと、符号化と復号化の方式を設定する方式設定部１１と、演算パラメータ部１２とを有する。

符号化演算部１０ｅは、情報蓄積部６から供給される送信データからペイロードパケットを作成するペイロードパケット作成部１０ｐと、このペイロードパケット作成部１０ｐで作成されたペイロードパケットから補償パケットを生成する補償パケット生成部１０ｃを有する。

方式設定部１１は、どのような前方誤り訂正方式を用いて補償パケットを生成する符号化、及び逆の復号化を行うかを、符号化演算部１０ｅ及び復号化演算部１０ｄに指示するところである。演算パラメータ部１２は、その符号化復号化を行うときの演算パラメータを符号化演算部１０ｅ及び復号化演算部１０ｄに送るところである。

バッファリング部８は、送信時の送信バッファ１３ｔと、受信時の受信バッファ１３ｒと、パケット検知選択部１４と、パケット要求部１５と、通信速度を設定する通信速度設定部１６と、優先度を設定する優先度設定部１７と、この送受信端末が接続される無線ネットワークの帯域幅を入力される帯域幅入力部１８と、無線ネットワークの遅延量が入力される遅延量入力部１９と、無線ネットワークのエラー率及びエラーの種類を入力されるエラー入力部１」９ｅとを有する。帯域幅入力部１８はこの送受信端末５が接続されている無線ネットワークの帯域幅を、遅延量入力部１９はこのネットワークの遅延量を出力し、優先度設定部１７に入力される。帯域幅入力部１８から出力される帯域幅、遅延量入力部１９から出力される遅延量、エラー入力部１９ｅから出力されるエラー率、エラーの種類は別途検知される値であり、時々刻々変化する。

パケット検知選択部１４は、受信バッファ１３ｒに一旦蓄積されるパケットを検知し、同じパケットを保持しないようにし不必要なデータを削除する。また、パケット検知選択部１４は受信バッファ１３ｒに蓄えられた受信パケットが復号化可能かどうかを調べ、復号化ができないパケットは廃棄すると共にその復号化可能なパケット数を計数するものである。

パケット要求部１５は、この端末が復号化を行うときに必要なパケット数に達しないときにパケット要求信号を送信バッファ１３ｔに送るものである。

次にこの送受信端末５が送信端末、中継端末、受信端末として動作するときの各部の働きを説明する。

なお、通常、送受信端末５には中継端末にしかならないものもあり、受信端末は受信パケット数などの受信状況とネットワークの状態により中継端末になる場合がある。

ここでは説明を簡単にするために、送信端末、中継端末、受信端末を固定して説明する。

＜送受信端末５が送信端末として動作する場合＞
送受信端末５が、送信端末として動作するときには、まず情報蓄積部６から送信データを符号化復号化部７の符号化演算部１０ｅに送る。符号化演算部１０ｅのペイロードパケット作成部１０ｐにおいて、送信データに対応するペイロードパケットを作成する。この作成されたペイロードパケットは、補償パケット生成部１０ｃに送られ、上記ペイロードパケットに対応する補償パケットが生成される。補償パケットの作成方法については後で述べる。

ペイロードパケット作成部１０ｐにおいて作成されたペイロードパケット及び補償パケット生成部１０ｃにおいて生成された補償パケットは、バッファリング部８の送信バッファ１３ｔに送られる。通信速度設定部１６は、送信バッファ１３ｔに来たパケットがパケット送信部９ｔから送信されるときの通信速度を制御するものである。

無線ネットワークの帯域幅、遅延量、エラー率、エラーの種類と、その時の補償パケットの扱い方の例を図２に示す。このような補償パケットの扱い方を優先度設定部１７が行う。優先度設定部１７に対して、帯域幅は帯域幅入力部１８から、遅延量は遅延量入力部１９から、各々入力される。エラー率とエラーの種類はエラー入力部１９ｅから優先度設定部１７に入力される。

無線ネットワークの状態（Ｓ）がａ及びｂのとき、即ち帯域幅が大のときで遅延量が小のときと、帯域幅及び遅延量が小でエラー率が低でエラーの種類がバーストにときには、先にペイロードを送信し、再送要求があったときに補償パケットを送信する。

また、無線ネットワークの状態（Ｓ）がｃ及びｄのとき、即ち遅延量が大でエラーの種類がバーストのときと、帯域幅が小で遅延量が小でエラー率が高でエラーの種類がバーストのときには、先にペイロードパケットを送信し、その後所定時間経ってから補償パケットを送る。

また、状態Ｓがｅ及びｆのとき、即ち帯域幅が大で遅延量が大でエラーの種類が欠落の時と、帯域幅が小で遅延量が大でエラー率が低でエラーの種類が欠落の時にはペイロードパケットと同時に補償パケットを送る。

状態Ｓがｇ及びｈのとき、即ち帯域幅が小で遅延量が小で遅延量が小でエラーの種類が欠落のときと、帯域幅が小で遅延量が大でエラー率が高でエラーの種類が欠落のときには、ペイロードパケットを送ってその後順次、補償パケットを送る。優先度設定部１７はこのような制御の指示を送信バッファ１３ｔに行い、ペイロードパケットと補償パケットのパケット送信部９ｔから送出の制御を行う。

このようにして送信バッファ１３ｔに一旦蓄積されたパケットは、パケット送信部９ｔに送られ、通信速度設定部１６により指示された速度で、無線ネットワークを経由して、中継端末として動作する送受信端末に送られる。

＜送受信端末５が中継端末として動作する場合＞
次に、送受信端末５が、中継端末として動作する場合について述べる。

まず、パケット受信部９ｒが、ペイロードパケットと補償パケットを受信しバッファリング部８の受信バッファ１３ｒに送る。受信バッファ１３ｒに一旦蓄積されたパケットをパケット検知選択部１４が検知し、同じパケットを破棄する。パケット検知選択部１４は、パケットをカウントする。パケット数が復号可能なパケット未満の場合には、受信したパケットを受信バッファ１３ｒから送信バッファ１３ｔに送る。

パケット数が復号化可能なパケット数（ペイロードパケット数と補償パケット数の合計）に達している場合には、それらのパケットが復号化演算部１０ｄに送られ、全パケットが復号化される。復号化されたパケットは情報蓄積部６に蓄積される。その後、復号化されたパケットの一部が送信バッファ１３ｔに送られ、パケット送信部９ｔから送信される。これらの中継端末で一旦受信され再び送信されるペイロードパケット及び補償パケットは転送ペイロードパケット及び転送補償パケットという。以下では単にペイロードパケット、補償パケットという場合もある。

通信速度は通信速度設定部１６により制御され、転送ペイロードパケットと転送補償パケットの送信タイミングは、後で述べるようにその時の無線ネットワークの帯域幅、遅延量などにより設定される。

なお、送受信端末５が中継端末又は受信端末して動作しているときに、受信されたパケットを復号化可能なパケット数と比較して、足りない場合にはパケット要求部１５はパケット要求信号を送信バッファ１３ｔに送る。送信バッファ１３ｔに送られたパケット要求信号は、パケット送信部９ｔを介して送信される。

＜送受信端末５が受信端末として動作する場合＞
次に、この送受信端末５が受信端末として機能する際の動作を述べる。この場合にも、無線ネットワークで送信されてきたペイロードパケット、補償パケット、転送ペイロードパケット、転送補償パケットは、パケット受信部９ｒで受信され、受信バッファ１３ｒに一旦蓄積される。パケット検知選択部１４により検知選択されたパケットは、符号化復号化部７の復号化演算部１０ｄに送られる。

なお、パケットの番号とその合計数はパケット検知選択部１４で検知されるが、復号化するために必要な数のパケットがない場合にはその旨のパケット要求信号がパケット要求部１５で作成され、受信バッファ１３ｒから送信バッファ１３ｔに送られ、パケット送信部９ｔから送信元等の送受信端末５に送信される。

復号化演算部１０ｄに送られた、復号化に必要な数以上のパケットが受信されている場合には、これらのパケットに基づいて復号化される。どのような前方誤り訂正方式で符号化されているか、その復号化のための演算パラメータは方式設定部１１及び演算パラメータ部１２から知らされる。

復号化演算部１０ｄで復号化されたデータは情報蓄積部６に蓄積され、特定の用途、例えばデジタル画像として再生される。

ここで、この実施形態で前方誤り訂正方式の一例として用いているリードソロモンの場合のペイロードパケットと補償パケットの関係、送信データの復号化に最低限必要なパケットの数について説明する。

リードソロモン方式は、ガロア体ＧＦ（２^ｎ）の体系に基づいた訂正方式であり、例えばｎ４ビットをＧＦ（２^４）のルールに従って変換する。

通報多項式Ｐ（ｘ）は、Ｐ（ｘ）＝ｂ_１＋ｂ_２ｘ＋ｂ_３ｘ^４＋・・・＋ｂ_１５ｘ^１４、となり、生成多項式Ｇ（ｘ）は、Ｇ（ｘ）＝（ｘ−１）（ｘ-α）（ｘ−α^２）（ｘ−α^３）・・・（ｘ−α^８）（ｘ−α^９）となる。ここでｂ_ｉは例えば４ビットである。

ｘ^９Ｐ（ｘ）／Ｇ（ｘ）の余りをＲ（ｘ）とすると、ｘ^９Ｐ（ｘ）＝Ａ（ｘ）Ｇ（ｘ）＋Ｒ（ｘ）となる。ここで送信符号多項式Ｆ（ｘ）は、Ｆ（ｘ）＝ｘ^９Ｐ（ｘ）＋Ｒ（ｘ）。

ｘ^９Ｐ（ｘ）はペイロードパケット分を表し、Ｒ（ｘ）は補償パケット分を表す。

ペイロードパケットｘ^９Ｐ（ｘ）が５個（ａ_１１ｘ^１０、ａ_１２ｘ^１１、ａ_１３ｘ^１２、ａ_１４ｘ^１３、ａ_１５ｘ^１４）、とすれば、補償パケットＲ（ｘ）は１０個（ａ_１、ａ_２ｘ、ａ_３ｘ^２、ａ_４ｘ^３、ａ_５ｘ^４、ａ_６ｘ^５、ａ_７ｘ^６、ａ_８ｘ^７、ａ_９ｘ^８、ａ_１０ｘ^９）となる。

ここで、例えば補償パケットが４個（ａ_２ｘ、ａ_３ｘ^２、ａ_７ｘ^６、ａ_１０ｘ^９）、ペイロードパケットが１個（ａ_１２ｘ^１１）の合計５個のパケットが受信されたとする。

この場合、受信符号多項式Ｙ（ｘ）は、Ｙ（ｘ）＝ａ_２ｘ＋ａ_３ｘ^２＋ａ_７ｘ^６＋ａ_１０ｘ^９＋ａ_１２ｘ^１１となる。ここで、Ｙ（ｘ）＝Ｇ（ｘ）Ｑ（ｘ）、Ｙ（１）＝Ｙ（α）＝Ｙ（α^２）＝・・・＝Ｙ（α^９）＝０として、Ｙ（ｘ）の連立方程式を解くことができ、受信符号が再現できる。リードソロモンの誤り訂正方式では、エラー箇所の特定は必要であるが、消失したパケットをエラー箇所とみなすことにより位置を特定できる。

この場合、５個のペイロードパケットから１０個の補償パケットを生成して送信し、そのうちの少なくとも５個（ペイロードパケットの数）を受信できれば元の送信データを復号化できることになる。

５個より多くのパケットを受信できれば誤り検知ができ、更に多くのパケットを受信できれば誤り訂正を行うことができる。

＜送信端末−中継端末−受信端末への伝送の一例＞
次に、送信端末から中継端末を経由して受信端末へ伝送する様子の一例を、図３を用いて説明する。図示する、送信端末、中継端末、受信端末は同様な構造を有する送受信端末５であるが、理解を容易にするために、ここでは送信端末、中継端末、受信端末として機能する場合を各々送信端末Ｓ、中継端末Ｉ１，Ｉ２、受信端末Ｒ１，Ｒ２として説明する。この例では、先に５個のペイロードパケット（Ｐ１〜Ｐ５）を無線ネットワーク内の全端末に送信（フラッディング）し、その後１０個の補償パケット（Ｐ６〜Ｐ１５）のうちのいくつかを全端末に送信する。

まず、送信端末Ｓから中継端末Ｉ１，Ｉ２、受信端末Ｒ１，Ｒ２に、ペイロードパケット５個のフラッディングを行う。送信端末Ｓから中継端末Ｉ１、受信端末Ｒ１，Ｒ２への確達率を２０％とし、中継端末Ｉ２への確達率が４０％であったとする。この場合、送信端末Ｓから中継端末Ｉ１へは、５個の２０％即ち１個例えばパケットＰ１が到達する。同様に、受信端末Ｒ１にはパケットＰ１が、受信端末Ｒ２にはパケットＰ４が到達したとする。また中継端末Ｉ２には、送信端末Ｓから２個、例えばパケットＰ２，Ｐ３が到達する。

次に、中継端末が先に受信したパケットを全端末にフラッディングする。中継端末では、元のペイロードパケット数以上のパケットを受信した場合には補償パケットも含めて全パケットを復号化可能である。

中継端末Ｉ１と中継端末Ｉ２との間、中継端末Ｉ１と受信端末Ｒ１との間、中継端末Ｉ２と受信端末Ｒ２との間の各確達率は５０％、中継端末Ｉ１と受信端末Ｒ２との間の各確達率を２５％とする。この場合には例えば、中継端末Ｉ１から中継端末Ｉ２、受信端末Ｒ１，Ｒ２への確達率の合計が１２５％であるので、中継端末Ｉ１から１パケット送信した場合、中継端末Ｉ２、受信端末Ｒ１，Ｒ２にうちの１端末に１パケット届いたとし（２５％分は１００％に満たないので切り捨てる）、中継端末Ｉ１がパケットＰ１をフラッディングし、中継端末Ｉ２にパケットＰ１が到達しパケットＰ１，Ｐ２，Ｐ３を得る。

中継端末Ｉ２がパケットＰ２，Ｐ３をフラッディングし、２個の２５％即ち０個（１個未満は切り捨て）であるため、受信端末Ｒ１には到達せず、５０％即ち１個、例えばパケットＰ３を中継端末が受信し、パケットＰ１，Ｐ３を得てパケットＰ２を受信端末Ｒ２が受信しパケットＰ２，Ｐ４を得る。

次に、送信端末Ｓから補償パケットＰ６〜Ｐ１５のフラッディングを行う。このときの確達率は、送信端末Ｓから中継端末Ｉ１、受信端末Ｒ１，Ｒ２への確達率を２０％とし、中継端末Ｉ２への確達率が４０％である。この場合、中継端末Ｉ１は１０個の補償パケットのうちの２個、例えばパケットＰ６，１０を受信する。同様に、受信端末Ｒ１，Ｒ２は２個ずつ例えば、受信端末Ｒ１はパケットＰ７，Ｐ９を、受信端末Ｒ２はパケットＰ８，Ｐ１５を受け取る。

中継端末Ｉ２は、今回の補償パケットのフラッディングでは、１０個のうち４個の補償パケットを受け取る。したがって、中継端末Ｉ２は、先に２個のペイロードパケットを受け取り今回４個の補償パケットを受け取るから、合計６個パケットを受け取ったことになる。したがって、復号化が可能な５個以上のパケットを受信したことになり、ペイロードパケット５個、補償パケット１０個の復号化が可能となる。このように、全パケットを復号化した中継端末は、補償パケットの重複を減らすために、補償パケットをランダムで選択して周囲の端末に送信する。

次に、各中継端末、受信端末は、受信した補償パケットあるいは、復号化した補償パケット、あるいは復号化したペイロードパケットをフラッディングする。

このときの確達率は、中継端末Ｉ１と中継端末Ｉ２との間、中継端末Ｉ１と受信端末Ｒ１との間、中継端末Ｉ２と受信端末Ｒ２との間の各確達率は５０％、中継端末Ｉ１と受信端末Ｒ２との間の各確達率を２５％とする。

中継端末Ｉ２からは、受信しておらず復号化したパケットをフラッディングするように送信パケットを選択する。中継端末Ｉ２が、パケットＰ７，Ｐ８，Ｐ１０，Ｐ１３をフラッディングしたとする。

中継端末Ｉ１が４個の５０％のパケットＰ７，Ｐ１０の２個、受信端末Ｒ１が４個の２５％のパケットＰ１３の１個、受信端末Ｒ２が４個の５０％のパケットＰ８，Ｐ１３の２個を、それぞれ受信する。

このようにして、中継端末Ｉ１は５個以上のパケットを受信したので、すべてのパケットを復号化できる。

次に、中継端末Ｉ１がパケットＰ１４、ｐ１５をフラッディングする。受信端末Ｒは、２個の５０％のパケットＰ１５の１個を受信する。受信端末Ｒ１は５個以上のパケットを受信できたので、すべてのパケットを復号化できる。

このようにして、５個のペイロードパケットを送信した後、１０個の補償パケットを送信して、受信端末において５個以上のパケットを受信することにより復号化でき、送信データを再生することができる。

ペイロードパケットと補償パケットの送信順序は、図２に示した無線ネットワークの状態に応じて図１に示す優先度設定部１７によって変えられる。

上記実施形態では、ペイロードパケットが５個、補償パケットが１０個の場合について説明した。しかし、ペイロードパケットの数、補償パケットの数はこれらの数に限られない。

＜デコイ端末機能を有する中継端末の一実施形態＞
次に本発明の一実施形態である、デコイ端末機能を有する中継端末について説明する。この中継端末の構成例を図４に示す。この中継端末は、上述の中継端末の機能を備えると共に、デコイ端末の機能も併せ持つ。したがって、図１に示した構成を有するほかに、疑似パケットを生成する部分と、この生成された疑似パケットか受信された通常のパケットを選択する部分を有する。

図４において、符号２５〜３９は、図１における符号５〜１９に対応し同様の機能を有する。したがって、これら各部の詳しい説明は省略する。ただし、送受信端末２５は、デコイ端末機能を有する送受信端末であり、中継端末としてのみ用いられるので、中継端末２５としても表示する。この中継端末２５はそのほかに、疑似パケット生成部４１を有し、更にこの疑似パケット生成部４１において生成された疑似パケットか、受信され転送される通常のパケットを選択するパケット選択部４２を有する。

即ち、デコイ端末機能を有する送受信端末２５は、情報蓄積部２６と、符号化復号化部２７と、バッファリング部２８と、パケット受信部２９ｒと、パケット送信部２９ｔと、疑似パケット生成部４１と、パケット選択部４２とを有する。疑似パケット生成部４１は、具体的には乱数発生部４３であり、この乱数発生部４３で発生した乱数データをパケットとしてパケット選択部４２に供給する。

符号化復号化部２７は、送信データを符号化する符号化演算部３０ｅと、受信したパケットから復号化を行う復号化演算部３０ｄと、符号化と復号化の方式を設定する方式設定部３１と、演算パラメータ部３２とを有する。

符号化演算部３０ｅは、情報蓄積部２６から供給される送信データからペイロードパケットを作成するペイロードパケット作成部３０ｐと、このペイロードパケット作成部３０ｐで作成されたペイロードパケットから補償パケットを生成する補償パケット生成部３０ｃを有する。

方式設定部３１は、どのような前方誤り訂正方式を用いて補償パケットを生成する符号化、及び逆の復号化を行うかを、符号化演算部３０ｅ及び復号化演算部３０ｄに指示するところである。演算パラメータ部３２は、その符号化復号化を行うときの演算パラメータを符号化演算部３０ｅ及び復号化演算部３０ｄに送るところである。

バッファリング部２８は、送信時の送信バッファ３３ｔと、受信時の受信バッファ３３ｒと、パケット検知選択部３４と、パケット要求部３５と、通信速度を設定する通信速度設定部３６と、優先度を設定する優先度設定部３７と、この送受信端末２５が接続される無線ネットワークの帯域幅を入力される帯域幅入力部３８と、無線ネットワークの遅延量が入力される遅延量入力部３９と、無線ネットワークのエラー率及びエラーの種類を入力されるエラー入力部３９ｅとを有する。帯域幅入力部３８はこの送受信端末が接続されている無線ネットワークの帯域幅を、遅延量入力部３９はこのネットワークの遅延量を出力し、優先度設定部３７に入力される。帯域幅入力部３８から出力される帯域幅、遅延量入力部３９から出力される遅延量、エラー入力部３９ｅから出力されるエラー率、エラーの種類は別途検知される値であり、時々刻々変化する。

パケット検知選択部３４は、受信バッファ３３ｒに一旦蓄積されるパケットを検知し、同じパケットを保持しないようにし，不必要なデータを削除する。また、パケット検知選択部３４は受信バッファ３３ｒに蓄えられた受信パケットが復号化可能かどうかを調べ、復号化ができないパケットは廃棄すると共にその復号化可能なパケット数を計数するものである。

パケット要求部３５は、この端末が復号化を行うときに必要なパケット数に達しないときにパケット要求信号を送信バッファ３３ｔに送るものである。

なお、疑似パケット生成部４１から出力された疑似パケットがパケット選択部４２を介して送信バッファ３３ｔに送られるときには、通信速度設定部３６、優先度設定部３７などの設定値は所定の値でよい。

このデコイ機能を併有する送受信端末２５は、中継端末としても機能するのであり、この場合は、図３に示す、中継端末Ｉ１，Ｉ２と置き換えることが可能である。

＜デコイ端末機能を有する中継端末の他の実施形態＞
図４に示す実施形態は、先に説明した中継端末にデコイ端末機能を付加したものであり、いわばデコイ機能付きの中継端末である。

しかし、本発明は、デコイ端末に通常の中継機能を付加した、いわば中継機能付きデコイ端末の実施形態も含まれる。この種の実施形態構成例を図５に示す。

この実施形態の中継端末は、疑似パケット生成部５１と送信バッファ５２とパケット送信部５３を有するデコイ端末部５４に、中継機能部５５を付加したものである。

中継機能部５５は、パケット受信部５６ａと、受信バッファ５６ｂ、復号化演算部５６ｃ、情報蓄積部５６ｄ、符号化演算部５６ｅ及びパケット選択部５６ｆとを有する。

この図５に示す中継端末では、デコイ端末として機能させるときには、疑似パケット生成部５１においてランダムなデータに基づいて生成したパケットを、パケット選択部５６ｆを介して送信バッファ５２に一旦溜めておき、パケット送信部５３から外部に送信する。

一方、中継端末として機能させるときには、ペイロードパケット及び補償パケットをパケット受信部５６ａで受信し、この受信パケットを受信バッファ５６ｂに一旦蓄積し、復号化演算部５６ｃで復号化演算を行い、情報蓄積部５６ｄに復号化演算された情報を一旦蓄積する。蓄積された情報は符号化演算部５６ｅで符号化演算を行い、パケット選択部５６ｆを介して送信バッファ５２に送り、パケット送信部５３から送信する。

このデコイ端末機能を有する中継端末を中継端末として機能させるときは、詳しくは、図１で説明した通りである。

＜実施形態の中継端末を含む無線ネットワークの例＞
上記実施形態の中継端末を含む無線ネットワークシステムの例を図６に示す。この実施形態では、送信端末６１から、無線により電波が送信データとして送信され、複数の中継端末６２により受信され送信されて受信端末により受信される。

詳しく述べれば、送信端末６１においては、送信データから得たペイロードパケットから、前方誤り訂正方式を用いて補償パケットを生成し、上記ペイロードパケットと上記補償パケットを無線ネットワークにおいて同時にフラッディングにより他の端末に送信する。

中継端末６２においては、送信された上記ペイロードパケット及び上記補償パケットのうち受信したパケットを転送ペイロードパケット及び転送補償パケットとしてフラッディングにより他の端末に転送する。中継端末６２には、本来の中継機能だけを有する中継端末と、図４あるいは図５により説明したようにデコイ機能を有する中継端末も含まれる。

受信端末６３においては、送信端末６１から送信された上記ペイロードパケット及び上記補償パケット、及び他の中継端末６２により転送された上記転送ペイロードパケット及び上記転送補償パケットのうち受信したパケットの合計数が所定値以上の場合にこれらのパケットを復号化し、前記送信データを再生する。

このように上記中継端末として中継機能のみを有するもの以外に、デコイ端末機能を有するものを加えておけば、送受信システムとしては、中継端末が増加することになり、これらのデコイ端末機能を有する中継端末がないときよりも遅延が少なくなり、あるいは到達確率が高くなる利点がある。

＜変形例など＞
なお上記中継端末は無線より信号を中継する場合について説明した。しかし本発明は無線によらず、有線でもよく、更に光や音などの通信による端末についても同様に適用可能である。

また、一実施形態の中継端末は、地上、空中、海中などにおいて静止していてもよく、また規則的又は不規則に移動していてもよい。

上記説明では、前方誤り訂正方式を用いる場合について説明したが、本発明ではこの方式を用いることは必ずしも必要ではない。また、フラッディングによりデータを送る場合について述べたが、この方式を使うことも必ずしも必要ではない。

本発明のいくつかの実施形態を説明したがこれらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

５・・・・送受信端末
６，２６・・・・情報蓄積部
７，２７・・・・符号化復号化部
８，２８・・・・バッファリング部
９ｔ，２９ｔ，５３・・・・パケット送信部
９ｒ，２９ｒ，５６ａ・・・・パケット受信部
１０ｄ，３０ｄ，５６ｃ・・・・復号化演算部
１０ｅ，３０ｅ，５６ｅ・・・・符号化演算部
１１，３１・・・・方式設定部
１２，３２・・・・演算パラメータ部
１３ｔ，３３ｔ，５２・・・・送信バッファ
１３ｒ，３３ｒ，５６ｂ・・・・受信バッファ
１４，３４・・・・パケット検知選択部
１５，３５・・・・パケット要求部
１６，３６・・・・通信速度設定部
１７，３７・・・・優先度設定部
１８，３８・・・・帯域幅入力部
１９，３９・・・・遅延量入力部
１９ｅ，３９ｅ・・・エラー入力部
Ｓ・・・・送信端末
Ｉ１，Ｉ２，２５・・・・中継端末
Ｒ１，Ｒ２・・・・受信端末
４１，５１・・・・疑似パケット生成部
４２・・・・パケット選択部
４３・・・・乱数発生部
５４・・・・デコイ端末部
５５・・・・中継機能部
５６ｆ・・・・パケット選択部

Claims (1)

1. 送信データから得たペイロードパケット及びこのペイロードパケットから得た補償パケットを受信する受信部と、
   このパケット受信部により受信した前記ペイロードパケット及び前記補償パケットを一旦蓄積する受信バッファと、
   この受信バッファに蓄積された前記ペイロードパケット及び前記補償パケットを復号化演算する復号化演算部と、
   この復号化演算された前記ペイロードパケット及び前記補償パケットを一旦蓄積する情報蓄積部と、
   この情報蓄積部に蓄積された前記ペイロードパケット及び前記補償パケットを符号化演算する符号化演算部と、
   乱数に基づいて疑似パケットを生成する疑似パケット生成部と、
   この疑似パケット生成部から出力された疑似パケットと前記符号化演算部により符号化演算された前記ペイロードパケット及び前記補償パケットとのいずれかを選択出力するパケット選択部と、
   このパケット選択部により選択出力されたパケットを一旦蓄積する送信バッファと、
   この送信バッファに蓄積された前記パケットを送信するパケット送信部と、
   を有するデコイ端末機能を有する中継端末。

Images