JP5194303B2 - Wireless device and wireless network provided with the same - Google Patents
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Description
この発明は、無線装置およびそれを備えた無線ネットワークに関し、特に、パケットを定期的に送受信する無線装置およびそれを備えた無線ネットワークに関するものである。 The present invention relates to a wireless device and a wireless network including the wireless device, and more particularly to a wireless device that periodically transmits and receives packets and a wireless network including the wireless device.
従来、パケットのブロードキャストにおける信頼性を高くするためにブロードキャストにおいてパケットを再送することが行なわれている(非特許文献1)。 Conventionally, a packet is retransmitted in broadcast in order to increase reliability in the broadcast of the packet (Non-patent Document 1).
また、従来、パケットの送信回数を低減するために複数のパケットをネットワークコーディングして送信することも行なわれている(非特許文献2)。 Conventionally, a plurality of packets are network-coded and transmitted in order to reduce the number of packet transmissions (Non-patent Document 2).
更に、従来、複数のパケットをネットワークコーディングし、そのネットワークコーディングしたパケットをブロードキャストすることも行なわれている(非特許文献3)。 Further, conventionally, a plurality of packets are network-coded and the network-coded packets are broadcast (Non-patent Document 3).
更に、従来、データの欠落を抑制するために、1個以上のデータを含むパケットを複数回送信することも行なわれている(特許文献1)。
しかし、従来における各種の方法を用いてパケットを送信しても、送信先へのパケット到達率が低い、若しくは即時にパケットが到達しないという問題がある。そして、この問題は、携帯ゲーム機によるアドホック無線通信を用いて対戦型のゲームを行なう場合には、顕著な問題となる。また、リンク品質が動的に変動する環境では、効率的なエラー訂正が困難であるという問題がある。 However, even if packets are transmitted using various conventional methods, there is a problem that the packet arrival rate at the transmission destination is low or the packets do not reach immediately. This problem becomes a significant problem when a competitive game is played using ad hoc wireless communication by a portable game machine. In addition, there is a problem that efficient error correction is difficult in an environment where link quality dynamically changes.
そこで、この発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、送信先へのパケット到達の即時性を保持しつつパケットの到達率を向上可能な無線装置を提供することである。 Accordingly, the present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a radio apparatus capable of improving the arrival rate of packets while maintaining the immediacy of arrival of packets to a transmission destination. It is.
また、この発明の別の目的は、リンク品質が動的に変動する環境において効率的なエラー訂正が可能な無線装置を提供することである。 Another object of the present invention is to provide a radio apparatus capable of efficient error correction in an environment where link quality dynamically changes.
更に、この発明の別の目的は、送信先へのパケット到達の即時性を保持しつつパケットの到達率を向上可能な無線装置を備える無線ネットワークを提供することである。 Furthermore, another object of the present invention is to provide a wireless network including a wireless device capable of improving the arrival rate of packets while maintaining immediacy of arrival of packets to a transmission destination.
更に、この発明の別の目的は、リンク品質が動的に変動する環境において効率的なエラー訂正が可能な無線装置を備えて無線ネットワークを提供することである。 Furthermore, another object of the present invention is to provide a wireless network including a wireless device capable of efficient error correction in an environment where link quality dynamically varies.
この発明によれば、無線装置は、パケットを周期的に送受信する無線ネットワークを構成する無線装置であって、受信手段と、コーディング手段と、パケット生成手段と、送信手段とを備える。受信手段は、無線ネットワークを構成するN(Nは2以上の整数)個の無線装置のうちのN−1個の無線装置からn(nは1≦n≦N−1を満たす整数)個のパケットを第k(kは正の整数)番目の周期において受信する。コーディング手段は、受信手段によって受信されたn個のパケットをランダムに発生されたランダム符号列を用いてネットワークコーディングする。パケット生成手段は、送信するための自発パケットを周期的に生成する。送信手段は、コーディング手段によって第k+1番目の周期においてネットワークコーディングされたコーディングパケットと、パケット生成手段によって第k+1番目の周期において生成された自発パケットと、コーディングパケットをデコードするためのデコード情報とを含む結合パケットを生成し、その生成した結合パケットを第k+1番目の周期においてブロードキャストする。 According to the present invention, the wireless device is a wireless device that constitutes a wireless network that periodically transmits and receives packets, and includes a reception unit, a coding unit, a packet generation unit, and a transmission unit. The receiving means includes n (n is an integer satisfying 1 ≦ n ≦ N−1) N out of N−1 wireless devices constituting the wireless network (N is an integer of 2 or more). The packet is received in the kth (k is a positive integer) period. The coding means performs network coding on the n packets received by the receiving means using a randomly generated random code string. The packet generation means periodically generates a spontaneous packet for transmission. The transmitting means includes a coding packet network-coded in the (k + 1) th period by the coding means, a spontaneous packet generated in the (k + 1) th period by the packet generating means, and decoding information for decoding the coding packet. A combined packet is generated, and the generated combined packet is broadcast in the (k + 1) th period.
好ましくは、無線装置は、デコード手段を更に備える。デコード手段は、他の無線装置からブロードキャストされた結合パケットを受信手段から受け、その受けた結合パケットからデコード情報およびコーディングパケットを取り出し、その取り出したデコード情報を用いてコーディングパケットをデコードする。 Preferably, the wireless device further includes decoding means. The decoding unit receives the combined packet broadcast from another wireless device from the receiving unit, extracts decoding information and a coding packet from the received combined packet, and decodes the coding packet using the extracted decoding information.
好ましくは、コーディング手段は、ランダム符号列を構成するN個の符号からなる符号ベクトルを生成するとともに、N−1個の無線装置から送信されたN−1個のパケットと自発パケットとからなるパケット行列を生成し、その生成した符号ベクトルおよびパケット行列の少なくとも一方において、受信手段によって受信されなかったパケットに対応する要素を零に設定して符号ベクトルとパケット行列とを乗算することによりネットワークコーディングする。送信手段は、符号ベクトルからなるデコード情報を含む結合パケットを生成してブロードキャストする。デコード手段は、符号ベクトルからなるデコード情報とコーディングパケットとを結合パケットから取り出し、その取り出した符号ベクトルを用いてコーディングパケットをデコードする。 Preferably, the coding means generates a code vector composed of N codes constituting a random code string, and also includes a packet composed of N−1 packets and spontaneous packets transmitted from N−1 wireless devices. A matrix is generated, and at least one of the generated code vector and packet matrix, network coding is performed by setting an element corresponding to a packet not received by the receiving means to zero and multiplying the code vector by the packet matrix . The transmission means generates and broadcasts a combined packet including decoding information composed of code vectors. The decoding means extracts decoding information consisting of code vectors and a coding packet from the combined packet, and decodes the coding packet using the extracted code vector.
好ましくは、コーディング手段は、ランダム符号列を構成するN個の符号からなる符号ベクトルを生成するとともに、N−1個の無線装置から送信されたN−1個のパケットと自発パケットとからなるパケット行列を生成し、その生成した符号ベクトルおよびパケット行列の少なくとも一方において、受信手段によって受信されなかったパケットに対応する要素を零に設定して符号ベクトルとパケット行列とを乗算することによりネットワークコーディングする。送信手段は、N−1個の無線装置から送信されたN−1個のパケットを受信手段が実際に受信したか否かを示すビット列からなるデコード情報を含む結合パケットを生成してブロードキャストする。デコード手段は、ビット列からなるデコード情報とコーディングパケットとを結合パケットから取り出し、その取り出したビット列と予め保持しているランダム符号列とを乗算して符号ベクトルを求め、その求めた符号ベクトルを用いてコーディングパケットをデコードする。 Preferably, the coding means generates a code vector composed of N codes constituting a random code string, and also includes a packet composed of N−1 packets and spontaneous packets transmitted from N−1 wireless devices. A matrix is generated, and at least one of the generated code vector and packet matrix, network coding is performed by setting an element corresponding to a packet not received by the receiving means to zero and multiplying the code vector by the packet matrix . The transmission unit generates and broadcasts a combined packet including decode information including a bit string indicating whether or not the reception unit has actually received N−1 packets transmitted from N−1 wireless devices. The decoding means takes out decoding information consisting of a bit string and a coding packet from the combined packet, multiplies the extracted bit string and a random code string held in advance to obtain a code vector, and uses the obtained code vector Decode the coding packet.
好ましくは、パケット生成手段は、第k番目の周期において第1の自発パケットを生成し、第k+1番目の周期において第2の自発パケットを生成する。送信手段は、コーディング手段によって第k+1番目の周期においてネットワークコーディングされたコーディングパケットと、パケット生成手段によって第1および第2の自発パケットと、デコード情報とを含む結合パケットを生成し、その生成した結合パケットを第k+1番目の周期においてブロードキャストする。 Preferably, the packet generation means generates a first spontaneous packet in the kth cycle and generates a second spontaneous packet in the k + 1th cycle. The transmission means generates a combined packet including a coding packet network-coded in the (k + 1) -th cycle by the coding means, first and second spontaneous packets, and decode information by the packet generation means, and the generated combination The packet is broadcast in the (k + 1) th period.
また、この発明によれば、無線ネットワークは、パケットが周期的に送受信される無線ネットワークであって、N(Nは2以上の整数)個の無線装置を備える。N個の無線装置は、第1および第2の無線装置を含む。第1の無線装置は、N−1個の無線装置からn(nは1≦n≦N−1を満たす整数)個のパケットを第k(kは正の整数)番目の周期において受信し、その受信したn個のパケットをランダムに発生されたランダム符号列を用いて第k+1番目の周期においてネットワークコーディングし、第k+1番目の周期において送信するための自発パケットを生成するとともに、ネットワークコーディングしたコーディングパケットと、自発パケットと、コーディングパケットをデコードするためのデコード情報とを含む結合パケットを生成し、その生成した結合パケットを第k+1番目の周期においてブロードキャストする。第2の無線装置は、第1の無線装置からブロードキャストされた結合パケットを受信し、その受信した結合パケットから自発パケット、コーディングパケットおよびデコード情報を取り出すとともに、その取り出したデコード情報を用いてコーディングパケットをデコードする。 According to the present invention, the wireless network is a wireless network in which packets are periodically transmitted and received, and includes N (N is an integer of 2 or more) wireless devices. The N radio devices include first and second radio devices. The first wireless device receives n (n is an integer satisfying 1 ≦ n ≦ N−1) packets from N−1 wireless devices in the k th (k is a positive integer) period, The received n packets are subjected to network coding in the (k + 1) th period using a randomly generated random code sequence, and a spontaneous packet to be transmitted in the (k + 1) th period is generated and the network coded coding is performed. A combined packet including a packet, a spontaneous packet, and decode information for decoding the coding packet is generated, and the generated combined packet is broadcast in the (k + 1) th period. The second wireless device receives the combined packet broadcast from the first wireless device, extracts the spontaneous packet, the coding packet, and the decoding information from the received combined packet, and uses the extracted decoding information to encode the coding packet. Decode.
好ましくは、第1の無線装置は、ランダム符号列を構成するN個の符号からなる符号ベクトルを生成するとともに、N−1個の無線装置から送信されたN−1個のパケットと自発パケットとからなるパケット行列を生成し、その生成した符号ベクトルおよびパケット行列の少なくとも一方において、受信手段によって受信されなかったパケットに対応する要素を零に設定して符号ベクトルとパケット行列とを乗算することによりネットワークコーディングするとともに、そのネットワークコーディングしたコーディングパケットと、符号ベクトルからなるデコード情報と、自発パケットとを含む結合パケットを生成して第k+1番目の周期においてブロードキャストする。第2の無線装置は、符号ベクトルからなるデコード情報とコーディングパケットと自発パケットとを結合パケットから取り出し、その取り出した符号ベクトルを用いてコーディングパケットをデコードする。 Preferably, the first radio apparatus generates a code vector composed of N codes constituting a random code string, and N-1 packets and spontaneous packets transmitted from N-1 radio apparatuses, And at least one of the generated code vector and packet matrix, the element corresponding to the packet not received by the receiving means is set to zero and the code vector is multiplied by the packet matrix In addition to network coding, a combined packet including the network-coded coding packet, decoding information including a code vector, and a spontaneous packet is generated and broadcast in the (k + 1) th period. The second radio apparatus extracts the decoding information including the code vector, the coding packet, and the spontaneous packet from the combined packet, and decodes the coding packet using the extracted code vector.
好ましくは、第1の無線装置は、ランダム符号列を構成するN個の符号からなる符号ベクトルを生成するとともに、N−1個の無線装置から送信されたN−1個のパケットと自発パケットとからなるパケット行列を生成し、その生成した符号ベクトルおよびパケット行列の少なくとも一方において、受信手段によって受信されなかったパケットに対応する要素を零に設定して符号ベクトルとパケット行列とを乗算することによりネットワークコーディングするとともに、そのネットワークコーディングしたコーディングパケットと、N−1個の無線装置から送信されたN−1個のパケットを実際に受信したか否かを示すビット列からなるデコード情報と、自発パケットとを含む結合パケットを生成して第k+1番目の周期においてブロードキャストする。第2の無線装置は、ビット列からなるデコード情報と、コーディングパケットと、自発パケットとを結合パケットから取り出し、その取り出したビット列と予め保持しているランダム符号列とを乗算して符号ベクトルを求め、その求めた符号ベクトルを用いてコーディングパケットをデコードする。 Preferably, the first radio apparatus generates a code vector composed of N codes constituting a random code string, and N-1 packets and spontaneous packets transmitted from N-1 radio apparatuses, And at least one of the generated code vector and packet matrix, the element corresponding to the packet not received by the receiving means is set to zero and the code vector is multiplied by the packet matrix A network-coded coding packet, decode information including a bit string indicating whether or not N-1 packets transmitted from N-1 wireless devices are actually received, a spontaneous packet, In the k + 1-th cycle To strike. The second wireless device extracts the decoding information consisting of a bit string, the coding packet, and the spontaneous packet from the combined packet, and multiplies the extracted bit string and a previously stored random code string to obtain a code vector, The coding packet is decoded using the obtained code vector.
好ましくは、第1の無線装置は、第k番目の周期および第k+1番目の周期においてそれぞれ第1および第2の自発パケットを生成し、その生成した第1および第2の自発パケットと、第k+1番目の周期においてネットワークコーディングしたコーディングパケットと、デコード情報とを含む結合パケットを生成し、その生成した結合パケットを第k+1番目の周期においてブロードキャストする。第2の無線装置は、第1の無線装置からブロードキャストされた結合パケットを受信し、その受信した結合パケットから第1および第2の自発パケット、コーディングパケットおよびデコード情報を取り出すとともに、その取り出したデコード情報を用いてコーディングパケットをデコードする。 Preferably, the first radio apparatus generates first and second spontaneous packets in the kth cycle and the (k + 1) th cycle, respectively, and the generated first and second spontaneous packets, and (k + 1) th A combined packet including a network-coded coding packet and decode information is generated in the th period, and the generated combined packet is broadcast in the (k + 1) th period. The second wireless device receives the combined packet broadcast from the first wireless device, extracts the first and second spontaneous packets, the coding packet, and the decode information from the received combined packet, and decodes the extracted The coding packet is decoded using the information.
この発明においては、各無線装置は、第k番目の周期において他の無線装置から受信したn個のパケットをネットワークコーディングしてコーディングパケットを生成し、その生成したコーディングパケットと、第k+1番目の周期において送信する自発パケットとを含む結合パケットを第k+1番目の周期において生成し、その生成した結合パケットをブロードキャストする。そして、各無線装置は、第k+1番目の周期において他の無線装置から受信したコーディングパケットをデコードして第k番目の周期において他の無線装置から送信されたパケットを取得する。その結果、各無線装置は、第k番目の周期において他の無線装置からパケットを受信できていなかったとしても、その受信できなかったパケットを第k+1番目の周期において受信できる。 In the present invention, each wireless device generates a coding packet by network-coding n packets received from other wireless devices in the kth period, and the generated coding packet and the (k + 1) th period A combined packet including a spontaneous packet to be transmitted at is generated in the (k + 1) -th cycle, and the generated combined packet is broadcast. Each wireless device then decodes the coding packet received from the other wireless device in the (k + 1) th cycle, and acquires a packet transmitted from the other wireless device in the kth cycle. As a result, each wireless device can receive a packet that could not be received in the (k + 1) th cycle even if the packet has not been received from another wireless device in the kth cycle.
従って、この発明によれば、各送信先へのパケット到達率を向上できる。また、第k番目の周期におけるパケットは、第k+1番目の周期で受信されるので、パケットの到達遅延は、1周期分程度であり、即時性を保持できる。 Therefore, according to this invention, the packet arrival rate to each transmission destination can be improved. Further, since the packet in the kth cycle is received in the (k + 1) th cycle, the arrival delay of the packet is about one cycle, and immediacy can be maintained.
本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。 Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.
図1は、この発明の実施の形態による無線ネットワークの概略図である。この発明の実施の形態による無線ネットワーク10は、無線装置1〜6を備える。
FIG. 1 is a schematic diagram of a wireless network according to an embodiment of the present invention. A
無線装置1〜6の各々は、例えば、携帯ゲーム機からなる。無線装置1〜6は、無線通信空間に配置され、自律的に無線ネットワーク10を構成する。そして、無線装置1〜6は、相互にパケットを定期的に送受信し、対戦型のゲームを実行する。
Each of the
この対戦型のゲームにおける必要な性能は、例えば、無線装置1〜6の各々が他の5個の無線装置の各々とパケットを送受信することであり、フレームレートが60fpsであり、パケット生成周期が16.7msであり、パケットサイズが50〜200バイトであり、許容遅延が50msであり、パケット到達率が最も遠い無線装置間で99%以上である。
The necessary performance in this competitive game is, for example, that each of the
無線装置1〜6が対戦型のゲームを実行する場合、各無線装置1〜6が他の無線装置からのパケットを受信できなければ、対戦型のゲームを実行することが困難になる。例えば、無線装置1が無線通信環境によって無線装置5からのパケットを受信できない場合、無線装置1と無線装置5との間で対戦型のゲームを実行することができなくなる。
When the
そこで、以下においては、無線ネットワーク10において、無線装置1〜6の各々から他の5個の無線装置の各々へのパケットの到達率を向上させるパケットの送信方法について説明する。即ち、多:多の無線通信において、パケット到達率を向上させるパケットの送信方法について説明する。
In the following, a packet transmission method for improving the arrival rate of packets from each of the
[実施の形態1]
図2は、図1に示す無線装置1の実施の形態1における構成を示す概略ブロック図である。
[Embodiment 1]
FIG. 2 is a schematic block diagram showing a configuration of the
無線装置1は、受信手段11と、制御手段12と、デコード手段13と、バッファ14と、再生手段15と、パケット生成手段16と、コーディング手段17と、送信手段18とを含む。
The
受信手段11は、単一のパケットからなるパケットPKTを他の無線装置から受信し、その受信したパケットPKTを制御手段12へ出力する。また、受信手段11は、後述する方法によって、他の無線装置においてネットワークコーディングされたコーディングパケットと、他の無線装置が生成した自発パケットと、コーディングパケットをデコードするためのデコード情報とを含む結合パケットPKT_CBを他の無線装置から受信し、その受信した結合パケットPKT_CBを制御手段12へ出力する。
The receiving
制御手段12は、受信手段11からパケットPKTを受けると、その受けたパケットPKTの宛先を確認する。そして、制御手段12は、パケットPKTの宛先が無線装置1のアドレスからなる場合、パケットPKTを再生手段15へ出力し、パケットPKTの宛先がブロードキャストアドレスからなる場合、パケットPKTを再生手段15へ出力するとともに、パケットPKTをバッファ14に格納する。
When receiving the packet PKT from the receiving means 11, the control means 12 confirms the destination of the received packet PKT. Then, the
また、制御手段12は、受信手段11から結合パケットPKT_CBを受けると、その受けた結合パケットPKT_CBをデコード手段13へ出力する。
In addition, when receiving the combined packet PKT_CB from the receiving
デコード手段13は、制御手段12から結合パケットPKT_CBを受けると、その受けた結合パケットPKT_CBを後述する方法によってデコードし、そのデコードしたパケットを再生手段15へ出力する。
When receiving the combined packet PKT_CB from the
バッファ14は、制御手段12によって格納されたパケットPKTと、パケット生成手段16によって格納されたパケットPKTと、コーディング手段17によって格納されたコーディングパケットおよびデコード情報とを保持する。
The
再生手段15は、制御手段12またはデコード手段13からパケットを受け、その受けたパケットのデータを再生する。そして、再生手段15は、その再生したデータを表示手段(図示せず)によって視覚情報として無線装置1の操作者に与える。
The reproducing
パケット生成手段16は、タイマー(図示せず)を内蔵しており、タイマーを参照して、他の無線装置へブロードキャストするための自発パケットPKT_Selfを周期T=16.7[ms]毎に生成する。そして、パケット生成手段16は、その生成した自発パケットPKT_Selfをバッファ14に格納するとともに送信手段18へ出力する。
The packet generation means 16 has a built-in timer (not shown), and refers to the timer to generate a spontaneous packet PKT_Self for broadcasting to other wireless devices every cycle T = 16.7 [ms]. . Then, the
コーディング手段17は、パケット生成手段16が内蔵するタイマーと同期が取れたタイマー(図示せず)を内蔵しており、その内蔵したタイマーを参照して、バッファ14に格納されたパケットを後述する方法によって周期T毎にネットワークコーディングし、そのネットワークコーディングしたコーディングパケットPKT_cdと、コーディングパケットPKT_cdをデコードするためのデコード情報とをバッファ14に格納するとともに送信手段18へ出力する。
The coding means 17 has a built-in timer (not shown) synchronized with the timer built in the packet generating means 16, and refers to the built-in timer, and a method described later on the packet stored in the
送信手段18は、パケット生成手段16に内蔵されたタイマーおよびコーディング手段17に内蔵されたタイマーと同期が取れたタイマーを内蔵している。そして、送信手段18は、パケット生成手段16から自発パケットPKT_Selfを受け、コーディング手段17からコーディングパケットPKT_cdとデコード情報とを受けると、タイマーを参照して、自発パケットPKT_Self、コーディングパケットPKT_cdおよびデコード情報を含む結合パケットPKT_CBを周期T毎に生成し、その生成した結合パケットPKT_CBをブロードキャストする。
The
なお、図1に示す無線装置2〜6の各々も、図2に示す無線装置2の構成と同じ構成からなる。
Note that each of the
次に、ネットワークコーディングの方法について説明する。なお、各無線装置1〜6のバッファ14は、無線ネットワーク10がN(Nは2以上の整数)個の無線装置によって構成される場合、受信手段11が他のN−1個の無線装置から受信したn(nは、1≦n≦N−1を満たす整数)個のパケットP1〜Pnと、パケット生成手段16によって格納された自発パケットPKT_Selfとのn+1個のパケットP1〜Pn+1を格納しているものとする。この場合、n+1個のパケットP1〜Pn+1の各々は、単一のパケットPKTからなる。
Next, a network coding method will be described. Note that the
各無線装置1〜6のコーディング手段17は、バッファ14に格納されたn+1個のパケットP1〜Pn+1を取り出し、その取り出したn+1個のパケットP1〜Pn+1に基づいて、パケット<P>=(P1,P2,・・・,PN)を生成する。なお、この発明の実施の形態においては、<X>の表記は、行列XまたはベクトルXを表すものとする。
The coding means 17 of each of the
n=N−1である場合、N−1個のパケットP1〜PN−1の各々は、受信手段11によって他のN−1個の無線装置から実際に受信されたパケットからなる。一方、n<N−1である場合、N−1個のパケットP1〜PN−1のうち、n個のパケットP1〜Pnの各々は、受信手段11によって他の無線装置から実際に受信されたパケットからなり、N−1個のパケットP1〜PN−1のうち、N−1−n個のパケットの各々は、“0”からなる。
When n = N−1, each of the N−1 packets P 1 to P N−1 is a packet actually received by the receiving
無線ネットワーク10においては、各無線装置1〜6は、相互にパケットを送受信するので、各無線装置1〜6のコーディング手段17は、無線ネットワーク10を構成する無線装置の個数Nを知っており、各周期Tにおいて、バッファ14に格納されるパケットの最大数がN個であることを知っている。
In the
従って、無線ネットワーク10を構成する無線装置の個数がN個である場合、各無線装置1〜6のコーディング手段17は、最大でN個のパケットP1〜PNが各周期Tにおいてバッファ14に格納されていることを知っている。
Accordingly, when the number of wireless devices constituting the
そうすると、各無線装置1〜6のコーディング手段17は、バッファ14から実際に取り出したパケットがN個である場合(n=N−1である場合)、その取り出したN個のパケットP1〜PNからなるパケット<P>=(P1,P2,・・・,PN)を生成する。
Then, when the number of packets actually extracted from the
また、各無線装置1〜6のコーディング手段17は、バッファ14から実際に取り出したパケットの個数がN個よりも少ない場合(n<N−1である場合)、その取り出したn+1個のパケットP1〜Pn+1と、バッファ14に格納されていなかったパケットに対して設定されたN−(n+1)個の“0”とからなるパケット<P>=(P1,P2,・・・,0,・・・,0,・・・PN)を生成する。
Further, the coding means 17 of each of the
この場合、パケット<P>の各要素Pi(i=1〜N)は、次式によって表される。 In this case, each element P i (i = 1 to N) of the packet <P> is expressed by the following equation.
なお、式(1)において、Bは、各パケットP1〜PNのパケットサイズをガロア体(GF2j)(jは2以上の整数)の“j”によって除算し、小数点を切り上げた整数からなる。そして、パケット<Pi>の各要素Pi1,Pi2,・・・,PiBは、jビットの“1”または“0”の数値列からなる。 In Expression (1), B is obtained by dividing the packet size of each packet P 1 to P N by “j” in a Galois field (GF2 j ) (j is an integer of 2 or more) and rounding up the decimal point. Become. Each element P i1 , P i2 ,..., P iB of the packet <P i > is composed of a numerical sequence of j bits “1” or “0”.
各無線装置1〜6のコーディング手段17は、ガロア体(GF2j)を予め保持しており、パケット<P>を生成すると、ガロア体(GF2j)からランダムに数値を取り出して符号列(cj1,cj2,・・・,cjN)(j=1〜N)を生成する。この場合、符号cj1,cj2,・・・,cjNは、それぞれ、パケットP1,P2,・・・,PNに対応している。
The
そして、各無線装置1〜6のコーディング手段17は、符号列(cj1,cj2,・・・,cjN)のうち、受信手段11が実際に受信しなかったパケット(パケットP1,P2,・・・,PNの少なくとも1つ)に対応する要素(cj1,cj2,・・・,cjNの少なくとも1つ)を“0”に設定して符号ベクトル<cj>を生成する。なお、符号ベクトル<cj>は、無線装置jにおけるネットワークコーディングに用いられる符号ベクトルである。
Then, the coding means 17 of each of the
そうすると、各無線装置1〜6のコーディング手段17は、符号ベクトル<cj>とパケット<P>とに基づいて、次式によってコーディングパケット<yj>を生成する。 Then, the coding means 17 of each radio | wireless apparatus 1-6 produces | generates coding packet < yj > by following Formula based on code vector < cj > and packet <P>.
なお、式(2)において、符号ベクトル<cj>の各要素cj1,cj2,・・・,cjNは、jビットの“1”または“0”の数値列からなる。 In Expression (2), each element c j1 , c j2 ,..., C jN of the code vector <c j > is composed of a numeric string of “1” or “0” of j bits.
このように、各無線装置1〜6のコーディング手段17は、ランダムに発生された符号に基づいて生成した符号ベクトル<cj>とパケット<P>とを乗算してパケットP1,P2,・・・,PNをネットワークコーディングする(即ち、コーディングパケット<yj>を生成する)。
As described above, the
図3は、自発パケットとコーディングパケットとを結合した結合パケットPKT_CBの実施の形態1における構成図である。 FIG. 3 is a configuration diagram of the combined packet PKT_CB obtained by combining the spontaneous packet and the coding packet in the first embodiment.
結合パケットPKT_CBは、ヘッダと、自発パケット(Seq=k+1)と、デコード情報と、コーディングパケット(Seq=k)とを含む。ヘッダは、ブロードキャストアドレスを含む。自発パケット(Seq=k+1)は、第k+1(kは正の整数)番目の周期において生成されたパケットからなる。デコード情報は、符号ベクトル<cj>からなる。コーディングパケット(Seq=k)は、第k番目の周期において他の無線装置から受信したN−1個のパケットと自発パケット(Seq=k)とからなるN個のパケットを上述した方法によってネットワークコーディングしたパケットからなる。 The combined packet PKT_CB includes a header, a spontaneous packet (Seq = k + 1), decoding information, and a coding packet (Seq = k). The header includes a broadcast address. The spontaneous packet (Seq = k + 1) includes a packet generated in the (k + 1) th (k is a positive integer) period. The decode information consists of a code vector <c j >. The coding packet (Seq = k) is obtained by performing network coding on N packets including N−1 packets and spontaneous packets (Seq = k) received from other wireless devices in the k-th cycle by the method described above. Packet.
従って、図3においては、自発パケット(Seq=k+1)のシーケンス番号Seqを“k+1”と表記し、コーディングパケット(Seq=k)のシーケンス番号Seqを“k”と表記している。 Therefore, in FIG. 3, the sequence number Seq of the spontaneous packet (Seq = k + 1) is expressed as “k + 1”, and the sequence number Seq of the coding packet (Seq = k) is expressed as “k”.
引き続いて、各無線装置1〜6の送信手段18における結合パケットPKT_CBの生成方法について説明する。
Subsequently, a generation method of the combined packet PKT_CB in the
各無線装置1〜6の送信手段18は、パケット生成手段16から自発パケットPKT_Selfを受け、コーディング手段17からコーディングパケット<yj>と符号ベクトル<cj>とを受けると、自発パケットPKT_Selfを“自発パケット(Seq=k+1)”に格納し、符号ベクトル<cj>を“デコード情報”に格納し、コーディングパケット<yj>を“コーディングパケット(Seq=k)”に格納し、ブロードキャストアドレスを“ヘッダ”に格納して結合パケットPKT_CBを生成する。
When the transmission means 18 of each of the
各無線装置1〜6のデコード手段13におけるコーディングパケット<yj>のデコード方法について説明する。この場合、各無線装置1〜6は、他のN−1個の無線装置からN−1個の結合パケットPKT_CB_1〜PKT_CB_N−1を受信しているものとする。なお、結合パケットPKT_CB_1〜PKT_CB_N−1は、それぞれ、コーディングパケット<y1>〜<yN−1>を含む。
A decoding method of the coding packet <y j > in the
各無線装置1〜6のデコード手段13は、制御手段12からN−1個の結合パケットPKT_CB_1〜PKT_CB_N−1を受けると、その受けたN−1個の結合パケットPKT_CB_1〜PKT_CB_N−1からそれぞれコーディングパケット<y1>〜<yN−1>と、符号ベクトル<c1>〜<cN−1>とを取り出す。また、各無線装置1〜6のデコード手段13は、コーディング手段17がネットワークコーディングして生成したコーディングパケット<yj>と、符号ベクトル<cj>とをバッファ14から読み出す。
Upon receiving N-1 combined packets PKT_CB_1 to PKT_CB_N-1 from the
この場合、他の無線装置から受信したN−1個のコーディングパケット<y1>〜<yN−1>と、各無線装置1〜6において生成されたコーディングパケット<yj>とを含むN個のコーディングパケット<y1>〜<yN>の各々は、式(2)によって表される。
In this case, N including N−1 coding packets <y 1 > to <y N−1 > received from other wireless devices and coding packets <y j > generated in the
そうすると、各無線装置1〜6のデコード手段13は、N個の符号ベクトル<c1>〜<cN>およびN個のコーディングパケット<y1>〜<yN>に基づいて、次式を生成する。
Then, the decoding means 13 of each of the
そして、各無線装置1〜6のデコード手段13は、式(3)の右辺の先頭に配置された符号ベクトル<c1>〜<cN>からなる符号行列<C>の逆行列<C>−1を演算し、その演算した逆行列<C>−1を式(3)の両辺に乗算する。その結果、各無線装置1〜6のデコード手段13は、次式を得る。
Then, the decoding means 13 of each of the
式(4)の右辺の要素P11,P12,・・・,P1B,P21,P22,・・・,PB,・・・,PN1,PN2,・・・,PNBは、それぞれ、パケットP1,P2,・・・,PNである。 Equation (4) right side of the element P 11, P 12 of, ···, P 1B, P 21 , P 22, ···, P B, ···, P N1, P N2, ···, P NB Are packets P 1 , P 2 ,..., PN , respectively.
従って、各無線装置1〜6のデコード手段13は、元のN個のパケットP1〜PNを取得できる。
Therefore, the decoding means 13 of each of the
このように、各無線装置1〜6のデコード手段13は、式(3)に示す連立方程式を解くことによって元のN個のパケットP1〜PNを取得する。
As described above, the
図1に示す無線ネットワーク10における通信方法について説明する。図4から図6は、それぞれ、図1に示す無線ネットワーク10における通信方法を説明するための第1から第3の概念図である。なお、図4から図6においては、無線装置1と無線装置5,6との間では、パケットは、直接受信できないものとする。
A communication method in the
図4に示すように、周期T1において、各無線装置1〜6のパケット生成手段16は、それぞれ、シーケンス番号Seq=1の単一のパケットPKT1(1)〜PKT6(1)を生成し、その生成した単一のパケットPKT1(1)〜PKT6(1)をバッファ14に格納するとともに送信手段18へ出力する。そして、各無線装置1〜6の送信手段18は、周期T1において、単一のパケットPKT1(1)〜PKT6(1)をブロードキャストする。なお、各パケットPKT1(1)〜PKT6(1)の(1)は、シーケンス番号Seq=1を表す。
As shown in FIG. 4, in period T1, the packet generation means 16 of each of the
そして、無線装置1の受信手段11は、単一のパケットPKT2(1),PKT3(1),PKT4(1)を受信し、その受信したパケットPKT2(1),PKT3(1),PKT4(1)を制御手段12へ出力する。この場合、無線装置1の受信手段11は、単一のパケットPKT5(1),PKT6(1)を受信できない。
The
無線装置1の制御手段12は、パケットPKT2(1),PKT3(1),PKT4(1)を受けると、その受けたパケットPKT2(1),PKT3(1),PKT4(1)の宛先がブロードキャストアドレスからなることを確認し、パケットPKT2(1),PKT3(1),PKT4(1)をバッファ14に格納するとともに、パケットPKT2(1),PKT3(1),PKT4(1)を再生手段15へ出力する。そして、無線装置1の再生手段15は、パケットPKT2(1),PKT3(1),PKT4(1)のデータをそれぞれ再生して表示手段(図示せず)によって視覚情報として無線装置1の操作者に与える。
When the
また、無線装置2は、単一のパケットPKT1(1),PKT3(1),PKT5(1),PKT6(1)を受信し、無線装置1と同様にして、パケットPKT1(1),PKT3(1),PKT5(1),PKT6(1)をバッファ14に格納するとともに、パケットPKT1(1),PKT3(1),PKT5(1),PKT6(1)のデータをそれぞれ再生手段15によって再生して無線装置2の操作者に視覚情報として与える。この場合、無線装置2は、単一のパケットPKT4(1)を受信できない。
The
更に、無線装置3は、単一のパケットPKT1(1),PKT2(1),PKT4(1),PKT5(1),PKT6(1)を受信し、無線装置1と同様にして、パケットPKT1(1),PKT2(1),PKT4(1),PKT5(1),PKT6(1)をバッファ14に格納するとともに、パケットPKT1(1),PKT2(1),PKT4(1),PKT5(1),PKT6(1)のデータをそれぞれ再生手段15によって再生して無線装置3の操作者に視覚情報として与える。
Further, the
更に、無線装置4は、単一のパケットPKT1(1),PKT3(1),PKT5(1),PKT6(1)を受信し、無線装置1と同様にして、パケットPKT1(1),PKT3(1),PKT5(1),PKT6(1)をバッファ14に格納するとともに、パケットPKT1(1),PKT3(1),PKT5(1),PKT6(1)のデータをそれぞれ再生手段15によって再生して無線装置4の操作者に視覚情報として与える。この場合、無線装置4は、単一のパケットPKT2(1)を受信できない。
Further, the wireless device 4 receives a single packet PKT1 (1), PKT3 (1), PKT5 (1), PKT6 (1), and in the same manner as the
更に、無線装置5は、単一のパケットPKT2(1),PKT3(1),PKT4(1),PKT6(1)を受信し、無線装置1と同様にして、パケットPKT2(1),PKT3(1),PKT4(1),PKT6(1)をバッファ14に格納するとともに、パケットPKT2(1),PKT3(1),PKT4(1),PKT6(1)のデータをそれぞれ再生して無線装置5の操作者に視覚情報として与える。この場合、無線装置5は、単一のパケットPKT1(1)を受信できない。
Further, the
更に、無線装置6は、単一のパケットPKT2(1),PKT3(1),PKT4(1),PKT5(1)を受信し、無線装置1と同様にして、パケットPKT2(1),PKT3(1),PKT4(1),PKT5(1)をバッファ14に格納するとともに、パケットPKT2(1),PKT3(1),PKT4(1),PKT5(1)のデータをそれぞれ再生して無線装置6の操作者に視覚情報として与える。この場合、無線装置6は、単一のパケットPKT1(1)を受信できない。
Further, the wireless device 6 receives a single packet PKT2 (1), PKT3 (1), PKT4 (1), PKT5 (1), and in the same manner as the
その後、無線装置1のパケット生成手段16は、周期T2において、シーケンス番号Seq=2の単一のパケットPKT1(2)を生成し、その生成したパケットPKT1(2)をバッファ14に格納するとともに送信手段18へ出力する。また、無線装置1のコーディング手段17は、周期T2において、バッファ14に格納されたパケットPKT1(1),PKT2(1),PKT3(1),PKT4(1)を読み出すとともに、ガロア体(GF2j)から符号c11,c12,c13,c14,c15,c16をランダムに発生させる。そして、無線装置1のコーディング手段17は、受信手段11がパケットPKT5(1),PKT6(1)を受信できていないので、パケットPKT1(1),PKT2(1),PKT3(1),PKT4(1)をそれぞれパケットP11,P12,P13,P14として、パケット<P1>=(P11,P12,P13,P14,0,0)を生成するとともに、符号c15,c16の各々を“0”に設定して符号ベクトル<c1>=(c11,c12,c13,c14,0,0)を生成する。
Thereafter, the packet generation means 16 of the
そうすると、無線装置1のコーディング手段17は、パケット<P1>=(P11,P12,P13,P14,0,0)および符号ベクトル<c1>=(c11,c12,c13,c14,0,0)に基づいて、上述した方法によって、コーディングパケット<y1>=(c11,c12,c13,c14,0,0)×(P11,P12,P13,P14,0,0)Tを生成し、その生成したコーディングパケット<y1>=(c11,c12,c13,c14,0,0)×(P11,P12,P13,P14,0,0)Tと、符号ベクトル<c1>=(c11,c12,c13,c14,0,0)とをバッファ14に格納するとともに送信手段18へ出力する。
Then, the
無線装置1の送信手段18は、周期T2において、パケット生成手段16からパケットPKT1(2)を受け、コーディング手段17からコーディングパケット<y1>=(c11,c12,c13,c14,0,0)×(P11,P12,P13,P14,0,0)Tと符号ベクトル<c1>=(c11,c12,c13,c14,0,0)とを受ける。
The
そして、無線装置1の送信手段18は、ブロードキャストアドレスFFを“ヘッダ”に格納し、パケットPKT1(2)を“自発パケット(Seq=k+1)”に格納し、符号ベクトル<c1>=(c11,c12,c13,c14,0,0)を“デコード情報”に格納し、コーディングパケット<y1>=(c11,c12,c13,c14,0,0)×(P11,P12,P13,P14,0,0)Tを“コーディングパケット(Seq=k)”に格納して結合パケットPKT_CB1(2)=[FF/PKT1(2)/(c11,c12,c13,c14,0,0)/(c11,c12,c13,c14,0,0)×(P11,P12,P13,P14,0,0)T]を生成する。その後、無線装置1の送信手段18は、周期T2において、結合パケットPKT_CB1(2)=[FF/PKT1(2)/(c11,c12,c13,c14,0,0)/(c11,c12,c13,c14,0,0)×(P11,P12,P13,P14,0,0)T]をブロードキャストする(図5参照)。
Then, the transmission means 18 of the
また、無線装置2は、周期T2において、無線装置1と同様にして、結合パケットPKT_CB2(2)=[FF/PKT2(2)/(c21,c22,c23,0,c25,c26)/(c21,c22,c23,0,c25,c26)×(P21,P22,P23,0,P25,P26)T]を生成し、その生成した結合パケットPKT_CB2(2)=[FF/PKT2(2)/(c21,c22,c23,0,c25,c26)/(c21,c22,c23,0,c25,c26)×(P21,P22,P23,0,P25,P26)T]をブロードキャストする(図5参照)。この場合、パケットP21,P22,P23,P25,P26は、それぞれ、パケットPKT1(1),PKT2(1),PKT3(1),PKT5(1),PKT6(1)からなる。
Further, in the period T2, the
更に、無線装置3は、周期T2において、無線装置1と同様にして、結合パケットPKT_CB3(2)=[FF/PKT3(2)/(c31,c32,c33,c34,c35,c36)/(c31,c32,c33,c34,c35,c36)×(P31,P32,P33,P34,P35,P36)T]を生成し、その生成した結合パケットPKT_CB3(2)=[FF/PKT3(2)/(c31,c32,c33,c34,c35,c36)/(c31,c32,c33,c34,c35,c36)×(P31,P32,P33,P34,P35,P36)T]をブロードキャストする(図5参照)。この場合、パケットP31,P32,P33,P34,P35,P36は、それぞれ、パケットPKT1(1),PKT2(1),PKT3(1),PKT4(1),PKT5(1),PKT6(1)からなる。
Further, the
更に、無線装置4は、周期T2において、無線装置1と同様にして、結合パケットPKT_CB4(2)=[FF/PKT4(2)/(c41,0,c43,c44,c45,c46)/(c41,0,c43,c44,c45,c46)×(P41,0,P43,P44,P45,P46)T]を生成し、その生成した結合パケットPKT_CB4(2)=[FF/PKT4(2)/(c41,0,c43,c44,c45,c46)/(c41,0,c43,c44,c45,c46)×(P41,0,P43,P44,P45,P46)T]をブロードキャストする(図5参照)。この場合、パケットP41,P43,P44,P45,P46は、それぞれ、パケットPKT1(1),PKT3(1),PKT4(1),PKT5(1),PKT6(1)からなる。
Further, in the period T2, the wireless device 4 is similar to the
更に、無線装置5は、周期T2において、無線装置1と同様にして、結合パケットPKT_CB5(2)=[FF/PKT5(2)/(0,c52,c53,c54,c55,c56)/(0,c52,c53,c54,c55,c56)×(0,P52,P53,P54,P55,P56)T]を生成し、その生成した結合パケットPKT_CB5(2)=[FF/PKT5(2)/(0,c52,c53,c54,c55,c56)/(0,c52,c53,c54,c55,c56)×(0,P52,P53,P54,P55,P56)T]をブロードキャストする(図5参照)。この場合、パケットP52,P53,P54,P55,P56は、それぞれ、パケットPKT2(1),PKT3(1),PKT4(1),PKT5(1),PKT6(1)からなる。
Further, the
更に、無線装置6は、周期T2において、無線装置1と同様にして、結合パケットPKT_CB6(2)=[FF/PKT6(2)/(0,c62,c63,c64,c65,c66)/(0,c62,c63,c64,c65,c66)×(0,P62,P63,P64,P65,P66)T]を生成し、その生成した結合パケットPKT_CB6(2)=[FF/PKT6(2)/(0,c62,c63,c64,c65,c66)/(0,c62,c63,c64,c65,c66)×(0,P62,P63,P64,P65,P66)T]をブロードキャストする(図5参照)。この場合、パケットP62,P63,P64,P65,P66は、それぞれ、パケットPKT2(1),PKT3(1),PKT4(1),PKT5(1),PKT6(1)からなる。
Furthermore, the radio device 6, in the period T2, in the same manner as the
無線装置1の受信手段11は、周期T2において、無線装置2,3,4からそれぞれ結合パケットPKT_CB2(2),PKT_CB3(2),PKT_CB4(2)を受信し、その受信した結合パケットPKT_CB2(2),PKT_CB3(2),PKT_CB4(2)を制御手段12へ出力する。
The
無線装置1の制御手段12は、受信手段11から結合パケットPKT_CB2(2),PKT_CB3(2),PKT_CB4(2)を受け、結合パケットPKT_CB2(2),PKT_CB3(2),PKT_CB4(2)がそれぞれコーディングパケット<y2>,<y3>,<y4>を含むことを検知し、結合パケットPKT_CB2(2),PKT_CB3(2),PKT_CB4(2)をデコード手段13へ出力する。
The
無線装置1のデコード手段13は、制御手段12から結合パケットPKT_CB2(2),PKT_CB3(2),PKT_CB4(2)を受けると、バッファ14からコーディングパケット<y1>=(c11,c12,c13,c14,0,0)×(P11,P12,P13,P14,0,0)Tおよび符号ベクトル<c1>=(c11,c12,c13,c14,0,0)を読み出す。
Upon receiving the combined packets PKT_CB2 (2), PKT_CB3 (2), and PKT_CB4 (2) from the
結合パケットPKT_CB2(2)は、PKT_CB2(2)=[FF/PKT2(2)/(c21,c22,c23,0,c25,c26)/(c21,c22,c23,0,c25,c26)×(P21,P22,P23,0,P25,P26)T]からなり、結合パケットPKT_CB3(2)は、PKT_CB3(2)=[FF/PKT3(2)/(c31,c32,c33,c34,c35,c36)/(c31,c32,c33,c34,c35,c36)×(P31,P32,P33,P34,P35,P36)T]からなり、結合パケットPKT_CB4(2)は、PKT_CB4(2)=[FF/PKT4(2)/(c41,0,c43,c44,c45,c46)/(c41,0,c43,c44,c45,c46)×(P41,0,P43,P44,P45,P46)T]からなる。
Combined packet PKT_CB2 (2) is, PKT_CB2 (2) = [FF / PKT2 (2) / (c 21, c 22,
そうすると、無線装置1のデコード手段13は、受信手段11が周期T1においてパケットP15=PKT5(1)およびパケットP16=PKT6(1)を受信していないので、無線装置2〜4から受信した結合パケットPKT_CB2(2),PKT_CB3(2),PKT_CB4(2)のデコード情報=(c21,c22,c23,0,c25,c26),(c31,c32,c33,c34,c35,c36),(c41,0,c43,c44,c45,c46)を参照して、受信手段11が周期T1において受信できなかったパケットP5=PKT5(1)およびパケットP6=PKT6(1)の情報を持っているコーディングパケットをコーディングパケット<y2>=(c21,c22,c23,0,c25,c26)×(P21,P22,P23,0,P25,P26)T,<y3>=(c31,c32,c33,c34,c35,c36)×(P31,P32,P33,P34,P35,P36)T,<y4>=(c41,0,c43,c44,c45,c46)×(P41,0,P43,P44,P45,P46)Tから選択する。
Then, the
この場合、コーディングパケット<y2>,<y3>,<y4>の各々がパケットP5=PKT5(1)およびパケットP6=PKT6(1)の情報を持っており、無線装置1の受信手段11が周期T1において受信できなかったパケットは、パケットP5=PKT5(1)およびパケットP6=PKT6(1)の2個である。 In this case, each of the coding packets <y 2 >, <y 3 >, <y 4 > has information of packet P 5 = PKT5 (1) and packet P 6 = PKT6 (1), and There are two packets that the receiving means 11 could not receive in the period T1, packet P 5 = PKT5 (1) and packet P 6 = PKT6 (1).
従って、無線装置1のデコード手段13は、コーディングパケット<y2>,<y3>,<y4>の中から任意の2個のコーディングパケットを選択する。この場合、無線装置1のデコード手段13は、2個のコーディングパケット<y2>,<y3>を選択するものとする。
Therefore, the
そうすると、無線装置1のデコード手段13は、バッファ14に格納されたパケットP1=PKT1(1),P2=PKT2(1),P3=PKT3(1),P4=PKT4(1)を読み出し、その読み出したパケットP1=PKT1(1),P2=PKT2(1),P3=PKT3(1),P4=PKT4(1)からパケットP1=(1,0,0,0,0,0,P1),P2=(0,1,0,0,0,0,P2),P3=(0,0,1,0,0,0,P3),P4=(0,0,0,1,0,0,P4)を生成する。
Then, the decoding means 13 of the
そして、無線装置1のデコード手段13は、パケットP1=(1,0,0,0,0,0,P1),P2=(0,1,0,0,0,0,P2),P3=(0,0,1,0,0,0,P3),P4=(0,0,0,1,0,0,P4)と、コーディングパケット<y2>,<y3>と、符号ベクトル<c2>=(c21,c22,c23,0,c25,c26),<c3>=(c31,c32,c33,c34,c35,c36)とに基づいて、次式を作成する。
Then, the decoding means 13 of the
その後、無線装置1のデコード手段13は、式(5)の右辺において、縦に配列されたP1,P2,P3,P4,d,dの前に配列された符号からなる行列の逆行列を演算し、その演算した逆行列を式(5)の両辺に乗算し、次式によってパケットP1,P2,P3,P4,P5,P6をデコードする。
After that, the
そして、無線装置1のデコード手段13は、パケットP5=PKT5(1)およびパケットP6=PKT6(1)を取得する。
Then, the decoding means the
そうすると、無線装置1のデコード手段13は、結合パケットPKT_CB2(2),PKT_CB3(2),PKT_CB4(2)からそれぞれパケットPKT2(2),PKT3(2),PKT4(2)を取り出し、その取り出したパケットPKT2(2),PKT3(2),PKT4(2)と、デコードしたパケットPKT5(1),PKT6(1)とを再生手段15へ出力する。
Then, the
そして、無線装置1の再生手段15は、パケットPKT2(2),PKT3(2),PKT4(2),PKT5(1),PKT6(1)のデータをそれぞれ再生し、無線装置1の操作者に視覚情報として与える。
Then, the
無線装置2は、無線装置4からのパケットPKT4(1)を周期T1において受信していないので、無線装置1と同様にして、結合パケットPKT_CB1(2),PKT_CB3(2),PKT_CB5(2),PKT_CB6(2)に基づいて、パケットPKT4(1)を取得する。そして、無線装置2は、パケットPKT1(2),PKT3(2),PKT4(1),PKT5(2),PKT6(2)のデータをそれぞれ再生する。
Since the
また、無線装置4は、無線装置2からのパケットPKT2(1)を周期T1において受信していないので、無線装置1と同様にして、結合パケットPKT_CB1(2),PKT_CB3(2),PKT_CB5(2),PKT_CB6(2)に基づいて、パケットPKT2(1)を取得する。そして、無線装置4は、パケットPKT1(2),PKT2(1),PKT3(2),PKT5(2),PKT6(2)のデータをそれぞれ再生する。
Further, since the wireless device 4 has not received the packet PKT2 (1) from the
更に、無線装置5は、無線装置1からのパケットPKT1(1)を周期T1において受信していないので、無線装置1と同様にして、結合パケットPKT_CB2(2),PKT_CB3(2),PKT_CB3(2),PKT_CB4(2),PKT_CB6(2)に基づいて、パケットPKT1(1)を取得する。そして、無線装置5は、パケットPKT1(1),PKT2(2),PKT3(2),PKT4(2),PKT6(2)のデータをそれぞれ再生する。
Further, since the
更に、無線装置6も、無線装置1からのパケットPKT1(1)を周期T1において受信していないので、無線装置1と同様にして、結合パケットPKT_CB2(2),PKT_CB3(2),PKT_CB4(2),PKT_CB5(2)に基づいて、パケットPKT1(1)を取得する。そして、無線装置6は、パケットPKT1(1),PKT2(2),PKT3(2),PKT4(2),PKT5(2)のデータをそれぞれ再生する。
Further, since the wireless device 6 has not received the packet PKT1 (1) from the
なお、無線装置3は、周期T1において、パケットPKT1(1),PKT2(1),PKT4(1),PKT5(1),PKT6(1)の全てを受信しているので、コーディングパケットのデコードを行なわない。そして、無線装置3は、パケットPKT1(2),PKT2(2),PKT4(2),PKT5(2),PKT6(2)のデータをそれぞれ再生する。
The
その後、無線装置1〜6は、周期T3において、上述した方法によって、それぞれ、結合パケットPKT_CB1(3)〜PKT_CB6(3)を生成し、その生成した結合パケットPKT_CB1(3)〜PKT_CB6(3)をブロードキャストする(図6参照)。
Thereafter, the
そして、無線装置1は、周期T3において、上述した方法によって、パケットPKT2(3),PKT3(3),PKT4(3),PKT5(2),PKT6(2)を受信して再生する。また、無線装置2は、周期T3において、上述した方法によって、パケットPKT1(3),PKT3(3),PKT4(2),PKT5(3),PKT6(3)を受信して再生する。更に、無線装置3は、周期T3において、上述した方法によって、パケットPKT1(3),PKT2(3),PKT4(3),PKT5(3),PKT6(3)を受信して再生する。更に、無線装置4は、周期T3において、上述した方法によって、パケットPKT1(3),PKT2(2),PKT3(3),PKT5(3),PKT6(3)を受信して再生する。更に、無線装置5は、周期T3において、上述した方法によって、パケットPKT1(2),PKT2(3),PKT3(3),PKT4(3),PKT6(3)を受信して再生する。更に、無線装置6は、周期T3において、上述した方法によって、パケットPKT1(2),PKT2(3),PKT3(3),PKT4(3),PKT5(3)を受信して再生する(図6参照)。
Then, the
上述したように、無線装置1は、周期T1においては、無線装置5,6からのパケットPKT5(1),PKT6(1)を受信できないが、周期T2において、無線装置2〜4からの結合パケットPKT_CB2(2),PKT_CB3(2),PKT_CB4(2)に基づいて、パケットPKT5(1),PKT6(1)を受信できる。また、無線装置1は、周期T2においては、無線装置5,6からのパケットPKT5(2),PKT6(2)を受信できないが、周期T3において、無線装置2〜4からの結合パケットPKT_CB2(3),PKT_CB3(3),PKT_CB4(3)に基づいて、パケットPKT5(2),PKT6(3)を受信できる。
As described above, the
従って、この発明によれば、無線装置5,6から無線装置1へのパケットPKT5(1),PKT6(1),PKT5(2),PKT6(3),・・・の到達率を向上できる。 Therefore, according to the present invention, the arrival rate of the packets PKT5 (1), PKT6 (1), PKT5 (2), PKT6 (3),.
また、パケットPKT5(1),PKT6(1),PKT5(2),PKT6(3),・・・が無線装置5,6から無線装置1へ到達するときの遅延時間が16.7ms以下になるので、許容遅延=50ms内に、PKT5(1),PKT6(1),PKT5(2),PKT6(3),・・・を無線装置5,6から無線装置1へ到達させることができる。その結果、無線装置1〜6は、対戦型のゲームを実行できる。
Further, the delay time when the packets PKT5 (1), PKT6 (1), PKT5 (2), PKT6 (3),... Reach the
図7は、図1に示す無線ネットワーク10における無線通信のタイミングチャートである。
FIG. 7 is a timing chart of wireless communication in the
無線装置1〜6は、周期T1において、それぞれ、シーケンス番号Seq=1の単一のパケットPKT1(1)〜PKT6(1)をブロードキャストする。その後、無線装置1〜6は、周期T2において、それぞれ、シーケンス番号Seq=1のパケットPKT1(1)〜PKT6(1)をネットワークコーディングしたコーディングパケットPKT_cd(1)と、シーケンス番号Seq=2の単一のパケットPKT1(2)〜PKT6(2)との結合パケットPKT_CB1(2)〜PKT_CB6(2)をブロードキャストする。更に、無線装置1〜6は、周期T3において、それぞれ、シーケンス番号Seq=2のパケットPKT1(2)〜PKT6(2)をネットワークコーディングしたコーディングパケットPKT_cd(2)と、シーケンス番号Seq=3の単一のパケットPKT1(3)〜PKT6(3)との結合パケットPKT_CB1(3)〜PKT_CB6(3)をブロードキャストする。無線装置1〜6は、以下、同じ動作を繰返し実行して無線通信を行なう。
The
このように、無線装置1〜6は、周期T2以降、同じシーケンス番号のパケットPKTをネットワークコーディングしてブロードキャストする。
As described above, the
一方、非特許文献2,3に記載された従来のネットワークコーディングでは、無線装置Aがシーケンス番号Seq=1,2,3のパケットPKTA(1),PKTA(2),PKTA(3)を3周期間で無線装置Bへ順次送信し、無線装置BがパケットPKTA(1),PKTA(2),PKTA(3)をネットワークコーディングして送信する。このように、従来のネットワークコーディングでは、各無線装置は、シーケンス番号が異なる複数のパケットをネットワークコーディングする。
On the other hand, in the conventional network coding described in
従って、各無線装置1〜6は、従来のネットワークコーディングと異なる方法によってパケットをネットワークコーディングする。
Accordingly, each of the
シーケンス番号が同じであるパケットをネットワークコーディングして送信することによって、第k番目の周期において到達しなかった複数のパケットを第k+1番目の周期において同時に到達させることができ、パケットの即時性を保持できる。その結果、対戦型のゲームを実行できる。 By transmitting network-coded packets with the same sequence number, multiple packets that did not arrive in the kth cycle can be reached simultaneously in the (k + 1) th cycle, thus maintaining the packet's immediacy it can. As a result, a competitive game can be executed.
上述した通信方法を用いた場合のパケットエラーレートのシミュレーション結果について説明する。 A simulation result of the packet error rate when the communication method described above is used will be described.
シミュレーションの条件は、以下のとおりである。無線通信範囲を500m×250mの範囲とし、通信モードをIEEE802.11gとする。また、各無線装置の通信レートを6Mbpsとし、フェージングのライス係数KをK=4.84とする。更に、シャドウイングの対数正規分布における長区間平均値を4とし、伝搬方式をtwo−ray方式とした、更に、パケット生成周期を16.7msとし、IP(Internet Protocol)層におけるパケットサイズを50バイトとした。更に、比較対象を通常のブロードキャスト、FEC(Forward Error Correction)(1/1)、FEC(2/1)、およびMPR(Multi Point Relay)を用いた転送方式(以下、「MPR」という)とした。 The simulation conditions are as follows. The wireless communication range is set to a range of 500 m × 250 m, and the communication mode is set to IEEE802.11g. The communication rate of each wireless device is 6 Mbps, and the fading rice coefficient K is K = 4.84. Further, the long-term average value in the logarithmic normal distribution of shadowing is 4, the propagation method is the two-ray method, the packet generation cycle is 16.7 ms, and the packet size in the IP (Internet Protocol) layer is 50 bytes. It was. Furthermore, the comparison target is a normal broadcast, FEC (Forward Error Correction) (1/1), FEC (2/1), and a transfer method using MPR (Multi Point Relay) (hereinafter referred to as “MPR”). .
図8は、平均パケットエラー率と無線装置の個数との関係を示す図である。図8において、縦軸は、平均パケットエラー率を表し、横軸は、無線装置の個数を表す。また、曲線k1は、この発明による通信方法を用いた場合の平均パケットエラー率と無線装置の個数との関係を示し、曲線k2は、FEC(2/1)を用いた場合の平均パケットエラー率と無線装置の個数との関係を示し、曲線k3は、FEC(1/1)を用いた場合の平均パケットエラー率と無線装置の個数との関係を示し、曲線k4は、通常のブロードキャストを用いた場合の平均パケットエラー率と無線装置の個数との関係を示し、曲線k5は、MPRを用いた場合の平均パケットエラー率と無線装置の個数との関係を示す。 FIG. 8 is a diagram illustrating the relationship between the average packet error rate and the number of wireless devices. In FIG. 8, the vertical axis represents the average packet error rate, and the horizontal axis represents the number of wireless devices. A curve k1 shows the relationship between the average packet error rate when the communication method according to the present invention is used and the number of wireless devices, and a curve k2 shows the average packet error rate when FEC (2/1) is used. The curve k3 shows the relationship between the average packet error rate and the number of wireless devices when FEC (1/1) is used, and the curve k4 uses a normal broadcast. The relationship between the average packet error rate and the number of wireless devices is shown, and the curve k5 shows the relationship between the average packet error rate and the number of wireless devices when MPR is used.
この発明による通信方法を用いた場合の平均パケットエラー率は、無線装置の個数が50個まで増加しても、他の方法を用いた場合よりも低い(曲線k1〜k5参照)。特に、通常のブロードキャスト、FEC(1/1)、FEC(2/1)、およびMPRを用いた場合、無線装置の個数が20個よりも多くなると、平均パケットエラー率は、増加するが(曲線k2〜k5参照)、この発明による通信方法を用いた場合には、平均パケットエラー率は、無線装置の個数が20個よりも多くなっても、殆ど増加せず、1%よりも低い(曲線k1参照)。 The average packet error rate when using the communication method according to the present invention is lower than when using other methods even if the number of wireless devices increases to 50 (see curves k1 to k5). In particular, when normal broadcast, FEC (1/1), FEC (2/1), and MPR are used, the average packet error rate increases when the number of wireless devices exceeds 20 (curve). When the communication method according to the present invention is used, the average packet error rate hardly increases even when the number of wireless devices exceeds 20, and is lower than 1% (curve). k1).
図9は、最大パケットエラー率と無線装置の個数との関係を示す図である。図9において、縦軸は、最大パケットエラー率を表し、横軸は、無線装置の個数を表す。また、曲線k6は、この発明による通信方法を用いた場合の最大パケットエラー率と無線装置の個数との関係を示し、曲線k7は、FEC(2/1)を用いた場合の最大パケットエラー率と無線装置の個数との関係を示し、曲線k8は、FEC(1/1)を用いた場合の最大パケットエラー率と無線装置の個数との関係を示し、曲線k9は、通常のブロードキャストを用いた場合の最大パケットエラー率と無線装置の個数との関係を示し、曲線k10は、MPRを用いた場合の最大パケットエラー率と無線装置の個数との関係を示す。 FIG. 9 is a diagram illustrating the relationship between the maximum packet error rate and the number of wireless devices. In FIG. 9, the vertical axis represents the maximum packet error rate, and the horizontal axis represents the number of wireless devices. A curve k6 indicates the relationship between the maximum packet error rate when using the communication method according to the present invention and the number of wireless devices, and a curve k7 indicates the maximum packet error rate when FEC (2/1) is used. The curve k8 shows the relationship between the maximum packet error rate and the number of radio devices when FEC (1/1) is used, and the curve k9 uses a normal broadcast. The relationship between the maximum packet error rate and the number of wireless devices in the case of using the MPR is shown, and the curve k10 indicates the relationship between the maximum packet error rate and the number of wireless devices when the MPR is used.
この発明による通信方法を用いた場合の最大パケットエラー率は、無線装置の個数が50個まで増加しても、他の方法を用いた場合よりも低い(曲線k6〜k10参照)。特に、通常のブロードキャスト、FEC(1/1)およびFEC(2/1)を用いた場合、無線装置の個数が30個よりも多くなると、最大パケットエラー率は、増加し(曲線k7〜k9参照)、MPRを用いた場合、無線装置の個数が20個よりも多くなると、最大パケットエラー率が増加するが(曲線k10参照)、この発明による通信方法を用いた場合には、最大パケットエラー率は、無線装置の個数が40個までは、殆ど増加せず、無線装置の個数が50個になっても、約1%と低い(曲線k6参照)。 The maximum packet error rate when using the communication method according to the present invention is lower than when using other methods even if the number of wireless devices increases to 50 (see curves k6 to k10). In particular, when normal broadcast, FEC (1/1), and FEC (2/1) are used, the maximum packet error rate increases when the number of wireless devices exceeds 30 (see curves k7 to k9). ) When MPR is used, the maximum packet error rate increases when the number of wireless devices exceeds 20 (see curve k10). However, when the communication method according to the present invention is used, the maximum packet error rate is increased. The number of wireless devices hardly increases until the number of wireless devices is 40, and is as low as about 1% even when the number of wireless devices is 50 (see curve k6).
従って、この発明による通信方法は、対戦型のゲームにおける必要な性能であるパケット到達率=99%以上を満たすことが解った。 Therefore, it has been found that the communication method according to the present invention satisfies a packet arrival rate = 99% or more, which is a necessary performance in a competitive game.
[実施の形態2]
図10は、図1に示す無線装置1〜6の実施の形態2における構成を示す概略ブロック図である。
[Embodiment 2]
FIG. 10 is a schematic block diagram showing the configuration of the
図1に示す無線装置1〜6の各々は、実施の形態2においては、図10に示す無線装置1Aからなる。無線装置1Aは、図2に示す無線装置1のデコード手段13、コーディング手段17および送信手段18をそれぞれデコード手段13A、コーディング手段17Aおよび送信手段18Aに代えたものであり、その他は、無線装置1と同じである。
Each of
デコード手段13Aは、他の無線装置から送信された符号列FC1と他の無線装置のアドレスとを含むパケットを制御手段12から受け、その受けたパケットから符号列FC1と他の無線装置のアドレスとを取り出し、その取り出した符号列FC1と他の無線装置のアドレスとを相互に対応付けて予め保持する。そして、デコード手段13Aは、他の無線装置から送信された結合パケットPKT_CBBと、予め保持した符号列FC1と、コーディング手段17AがネットワークコーディングしたコーディングパケットPKT_cdとに基づいて、後述する方法によって、コーディングパケットPKT_cdをデコードする。デコード手段13Aは、その他、デコード手段13と同じ機能を果たす。
The
コーディング手段17Aは、パケットPKTの周期的な送受信が開始される前に、自己が搭載された無線装置jにおいてガロア体(GF2j)から符号列FC1=(cj1,cj2,cj3,cj4,cj5,cj6)をランダムに発生させ、その発生させた符号列FC1=(cj1,cj2,cj3,cj4,cj5,cj6)を送信手段18Aへ出力する。
Before the periodic transmission / reception of the packet PKT is started, the
また、コーディング手段17Aは、第k+1番目の周期において、シーケンス番号Seq=kの単一のパケットPKT1(k)〜PKTn(k)をバッファ14から読み出し、その読み出したパケットPKT1(k)〜PKTn(k)に基づいて、パケットPKT1(k)〜PKT6(k)の有無を示すビット列FC2=(b1,b2,b3,b4,b5,b6)を生成する。より具体的には、コーディング手段17Aは、n=6である場合、パケットPKT1(k)〜PKT6(k)の全てが存在することを示すビット列FC2=(1,1,1,1,1,1)を生成する。また、コーディング手段17Aは、n<6である場合、例えば、パケットPKT3(k)が存在しないことを示すビット列FC2=(1,1,0,1,1,1)を生成する。なお、コーディング手段17Aは、各パケットPKT1(k),PKT2(k),PKT4(k),PKT5(k),PKT6(k)が存在しない場合も、同様にしてビット列FC2を生成する。
Further, the coding means 17A reads a single packet PKT1 (k) to PKTn (k) of sequence number Seq = k from the
そうすると、コーディング手段17Aは、符号列FC1=(cj1,cj2,cj3,cj4,cj5,cj6)とビット列FC2=(b1,b2,b3,b4,b5,b6)とに基づいて、符号ベクトル<cj>を生成する。より具体的には、コーディング手段17Aは、ビット列FC2が(1,1,1,1,1,1)からなる場合、符号ベクトル<cj>=(cj1,cj2,cj3,cj4,cj5,cj6)を生成する。また、コーディング手段17Aは、ビット列FC2が(1,1,0,1,1,1)からなる場合、符号ベクトル<cj>=(cj1,cj2,0,cj4,cj5,cj6)を生成する。なお、コーディング手段17Aは、ビット列FC2の3番目の要素b3以外の要素b1,b2,b4,b5,b6が“0”からなる場合も、同様にして符号ベクトル<cj>を生成する。
Then, the
そして、コーディング手段17Aは、符号ベクトル<cj>と、パケットPKT1(k)〜PKTn(k)とに基づいて、コーディング手段17と同じ方法によって、パケットPKT1(k)〜PKTn(k)をネットワークコーディングしてコーディングパケットPKT_cd(k)を生成する。
The
そうすると、コーディング手段17Aは、ビット列FC2=(b1,b2,b3,b4,b5,b6)と、コーディングパケットPKT_cd(k)とを送信手段18Aへ出力する。
Then, the
コーディング手段17Aは、その他、コーディング手段17と同じ機能を果たす。 Other than that, the coding means 17A performs the same function as the coding means 17.
送信手段18Aは、コーディング手段17Aから符号列FC1=(cj1,cj2,cj3,cj4,cj5,cj6)を受けると、その受けた符号列FC1=(cj1,cj2,cj3,cj4,cj5,cj6)と、無線装置jのアドレスAddjとを含むパケットPKTを生成し、その生成したパケットPKTを他の全ての無線装置へユニキャストによって送信する。 Upon receiving the code string FC1 = (c j1 , c j2 , c j3 , c j4 , c j5 , c j6 ) from the coding means 17A, the transmission means 18A receives the received code string FC1 = (c j1 , c j2 , c j3 , c j4 , c j5 , c j6 ) and the address Addj of the wireless device j are generated, and the generated packet PKT is transmitted to all other wireless devices by unicast.
また、送信手段18Aは、第k+1番目の周期において、パケット生成手段16からパケットPKTj(k+1)を受け、ビット列FC2=(b1,b2,b3,b4,b5,b6)とコーディングパケットPKT_cd(k)とをコーディング手段17Aから受ける。そして、送信手段18Aは、第k番目の周期においてパケット生成手段16によって生成され、かつ、格納されたパケットPKTj(k)をバッファ14から読み出す。
Further, the
そうすると、送信手段18Aは、パケットPKTj(k)と、パケットPKTj(k+1)と、ビット列FC2=(b1,b2,b3,b4,b5,b6)と、コーディングパケットPKT_cd(k)とを含む結合パケットPKT_CBBを生成し、その生成した結合パケットPKT_CBBをブロードキャストする。
Then, the
送信手段18Aは、その他、送信手段18と同じ機能を果たす。
The transmitting
図11は、自発パケットとコーディングパケットとを結合したパケットの実施の形態2における構成図である。
FIG. 11 is a configuration diagram in
結合パケットPKT_CBBは、図3に示す結合パケットPKT_CBに自発パケット(Seq.=k)を追加したものであり、その他は、結合パケットPKT_CBと同じである。 The combined packet PKT_CBB is obtained by adding a spontaneous packet (Seq. = K) to the combined packet PKT_CB shown in FIG. 3 and is otherwise the same as the combined packet PKT_CB.
なお、結合パケットPKT_CBBにおいては、デコード情報は、ビット列FC2=(b1,b2,b3,b4,b5,b6)からなる。 In the combined packet PKT_CBB, the decode information is composed of a bit string FC2 = (b 1 , b 2 , b 3 , b 4 , b 5 , b 6 ).
自発パケット(Seq.=k)は、第k+1番目の周期において結合パケットPKT_CBBを送信する無線装置において、第k番目の周期において生成された単一のパケットPKTからなる。 The spontaneous packet (Seq. = K) is composed of a single packet PKT generated in the kth cycle in the wireless device that transmits the combined packet PKT_CBB in the (k + 1) th cycle.
このように、実施の形態2においては、各無線装置1〜6は、第k+1番目の周期において、第k+1番目の周期において生成された自発パケット(Seq.=k+1)のみならず、第k番目の周期において生成された自発パケット(Seq.=k)も含めて結合パケットPKT_CBBを生成し、その生成した結合パケットPKT_CBBをブロードキャストする。これによって、第k番目の周期において、パケット衝突によって、送信先へ到達しなかったパケットPKT(k)の送信先への到達率を向上できる。
As described above, in the second embodiment, each of the
図10に示すデコード手段13Aにおけるコーディングパケット<yj>のデコード方法について説明する。この場合、各無線装置1〜6は、他のN−1個の無線装置からN−1個の結合パケットPKT_CBB_1〜PKT_CBB_N−1を受信しているものとする。結合パケットPKT_CBB_1〜PKT_CBB_N−1は、それぞれ、ビット列FC2_1〜FC2_N−1およびコーディングパケット<y1>〜<yN−1>を含む。
A decoding method of the coding packet <y j > in the
各無線装置1〜6のデコード手段13Aは、結合パケットPKT_CBB_1〜PKT_CBB_N−1からそれぞれビット列FC2_1〜FC2_N−1およびコーディングパケット<y1>〜<yN−1>を取り出す。
The decoding means 13A of each of the
そして、各無線装置1〜6のデコード手段13Aは、他のN−1個の無線装置から送信されたN−1個の符号列FC1_1〜FC1_N−1を他のN−1個の無線装置のアドレスに対応付けて保持しているので、符号列FC1_1〜FC1_N−1と、ビット列FC2_1〜FC2_N−1とに基づいて、N−1個の符号ベクトル<c1>〜<cN−1>を生成する。この場合、符号列FC1_1〜FC1_N−1は、それぞれ、ビット列FC2_1〜FC2_N−1に対応している。
Then, the
より具体的には、各無線装置1〜6のデコード手段13Aは、相互に対応する符号列FC1_1およびビット列FC2_1がそれぞれFC1_1=(c11,c12,c13,c14,c15,c16),FC2_1=(1,1,1,1,1,1)からなる場合、符号列FC1_1およびビット列FC2_1に基づいて、符号ベクトル<c1>=(c11,c12,c13,c14,c15,c16)を生成する。また、各無線装置1〜6のデコード手段13Aは、符号列FC1_1およびビット列FC2_1がそれぞれFC1_1=(c11,c12,c13,c14,c15,c16),FC2_1=(1,0,1,1,1,1)からなる場合、符号列FC1_1およびビット列FC2_1に基づいて、符号ベクトル<c1>=(c11,0,c13,c14,c15,c16)を生成する。なお、各無線装置1〜6のデコード手段13Aは、ビット列FC2_1の2番目の要素b2以外の要素b1,b3,b4,b5,b6が“0”からなる場合も、同様にして符号ベクトル<c1>を生成する。
More specifically, the decoding means 13A of the
その後、各無線装置1〜6のデコード手段13Aは、同様にして、符号列FC1_2〜FC1_N−1と、ビット列FC2_2〜FC2_N−1とに基づいて、符号ベクトル<c2>〜<cN−1>を生成する。
Thereafter, the
また、各無線装置1〜6のデコード手段13Aは、コーディング手段17Aがネットワークコーディングしたコーディングパケット<yj>と、そのネットワークコーディングに用いた符号ベクトル<cj>とをバッファ14から読み出す。
Further, the
これによって、各無線装置1〜6のデコード手段13Aは、N個の符号ベクトル<c1>〜<cN>と、N個のコーディングパケット<y1>〜<yN>とを取得する。
As a result, the decoding means 13A of each of the
そうすると、各無線装置1〜6のデコード手段13Aは、N個の符号ベクトル<c1>〜<cN>と、N個のコーディングパケット<y1>〜<yN>とに基づいて、上述したデコード手段13における方法と同じ方法によって、コーディングパケット<y1>〜<yN>をデコードする。
Then, the decoding means 13A of each of the
このように、実施の形態2においては、デコード手段13Aは、他の無線装置から予め送信されて保持している符号列FC1と、結合パケットPKT_CBBに含まれるビット列FC2とに基づいて、符号ベクトル<c>を生成し、その生成した符号ベクトル<c>を用いてコーディングパケット<y>をデコードする。
As described above, in the second embodiment, the
実施の形態2においては、無線装置1〜6は、周期T1において、それぞれ、パケットPKT1(1)〜PKT6(1)を生成してブロードキャストする(図5参照)。そして、各無線装置1〜6は、他の無線装置から受信したパケットPKT(1)のデータを再生して視覚情報として各無線装置1〜6の操作者に与える。
In the second embodiment,
その後、無線装置1のパケット生成手段16は、周期T2において、シーケンス番号Seq=2の単一のパケットPKT1(2)を生成し、その生成したパケットPKT1(2)をバッファ14に格納するとともに送信手段18Aへ出力する。また、無線装置1のコーディング手段17Aは、周期T2において、バッファ14に格納されたパケットPKT1(1),PKT2(1),PKT3(1),PKT4(1)を読み出すとともに、符号c11,c12,c13,c14,c15,c16をランダムに発生させ、符号列FC1_1=(c11,c12,c13,c14,c15,c16)を生成する。
Thereafter, the packet generation means 16 of the
そして、無線装置1のコーディング手段17Aは、受信手段11がパケットPKT5(1),PKT6(1)を受信できていないので、パケットPKT1(1),PKT2(1),PKT3(1),PKT4(1)をそれぞれパケットP11,P12,P13,P14として、パケット<P1>=(P11,P12,P13,P14,0,0)を生成するとともに、符号列FC1_1の符号c15,c16の各々を“0”に設定して符号ベクトル<c1>=(c11,c12,c13,c14,0,0)を生成する。
Then, the
そうすると、無線装置1のコーディング手段17Aは、パケット<P1>=(P11,P12,P13,P14,0,0)および符号ベクトル<c1>=(c11,c12,c13,c14,0,0)に基づいて、上述した方法によって、コーディングパケット<y1>=(c11,c12,c13,c14,0,0)×(P11,P12,P13,P14,0,0)Tを生成する。
Then, the
そして、無線装置1のコーディング手段17Aは、符号ベクトル<c1>=(c11,c12,c13,c14,0,0)に基づいて、上述した方法によって、ビット列FC2_1=(1,1,1,1,0,0)を生成し、その生成したビット列FC2_1=(1,1,1,1,0,0)とコーディングパケット<y1>=(c11,c12,c13,c14,0,0)×(P11,P12,P13,P14,0,0)Tとを送信手段18Aへ出力する。
Then, the
無線装置1の送信手段18Aは、周期T2において、パケット生成手段16からパケットPKT1(2)を受け、コーディング手段17Aからビット列FC2_1=(1,1,1,1,0,0)とコーディングパケット<y1>=(c11,c12,c13,c14,0,0)×(P11,P12,P13,P14,0,0)Tとを受ける。
The
そして、無線装置1の送信手段18Aは、バッファ14からパケットPKT1(1)を読み出すとともに、ブロードキャストアドレスFFを“ヘッダ”に格納し、パケットPKT1(1)を“自発パケット(Seq=k)”に格納し、パケットPKT1(2)を“自発パケット(Seq=k+1)”に格納し、ビット列FC2_1=(1,1,1,1,0,0)を“デコード情報”に格納し、コーディングパケット<y1>=(c11,c12,c13,c14,0,0)×(P11,P12,P13,P14,0,0)Tを“コーディングパケット(Seq=k)”に格納して結合パケットPKT_CBB1(2)=[FF/PKT1(2)/PKT1(1)/(1,1,1,1,0,0)/(c11,c12,c13,c14,0,0)×(P11,P12,P13,P14,0,0)T]を生成する。その後、無線装置1の送信手段18Aは、周期T2において、結合パケットPKT_CBB1(2)=[FF/PKT1(2)/PKT1(1)/(1,1,1,1,0,0)/(c11,c12,c13,c14,0,0)×(P11,P12,P13,P14,0,0)T]をブロードキャストする(図5参照)。
Then, the
また、無線装置2は、周期T2において、無線装置1と同様にして、結合パケットPKT_CBB2(2)=[FF/PKT2(2)/PKT2(1)/(1,1,1,0,1,1)/(c21,c22,c23,0,c25,c26)×(P21,P22,P23,0,P25,P26)T]を生成し、その生成した結合パケットPKT_CBB2(2)=[FF/PKT2(2)/PKT2(1)/(1,1,1,0,1,1)/(c21,c22,c23,0,c25,c26)×(P21,P22,P23,0,P25,P26)T]をブロードキャストする(図5参照)。この場合、パケットP21,P22,P23,P25,P26は、それぞれ、パケットPKT1(1),PKT2(1),PKT3(1),PKT5(1),PKT6(1)からなる。
Further, in the period T2, the
更に、無線装置3は、周期T2において、無線装置1と同様にして、結合パケットPKT_CBB3(2)=[FF/PKT3(2)/PKT3(1)/(1,1,1,1,1,1)/(c31,c32,c33,c34,c35,c36)×(P31,P32,P33,P34,P35,P36)T]を生成し、その生成した結合パケットPKT_CBB3(2)=[FF/PKT3(2)/PKT3(1)/(1,1,1,1,1,1)/(c31,c32,c33,c34,c35,c36)×(P31,P32,P33,P34,P35,P36)T]をブロードキャストする(図5参照)。この場合、パケットP31,P32,P33,P34,P35,P36は、それぞれ、パケットPKT1(1),PKT2(1),PKT3(1),PKT4(1),PKT5(1),PKT6(1)からなる。
Further, in the period T2, the
更に、無線装置4は、周期T2において、無線装置1と同様にして、結合パケットPKT_CBB4(2)=[FF/PKT4(2)/PKT4(1)/(1,0,1,1,1,1)/(c41,0,c43,c44,c45,c46)×(P41,0,P43,P44,P45,P46)T]を生成し、その生成した結合パケットPKT_CBB4(2)=[FF/PKT4(2)/PKT4(1)/(1,0,1,1,1,1)/(c41,0,c43,c44,c45,c46)×(P41,0,P43,P44,P45,P46)T]をブロードキャストする(図5参照)。この場合、パケットP41,P43,P44,P45,P46は、それぞれ、パケットPKT1(1),PKT3(1),PKT4(1),PKT5(1),PKT6(1)からなる。
Further, in the period T2, the wireless device 4 performs the combined packet PKT_CBB4 (2) = [FF / PKT4 (2) / PKT4 (1) / (1, 0, 1, 1, 1, 1) in the same manner as the
更に、無線装置5は、周期T2において、無線装置1と同様にして、結合パケットPKT_CBB5(2)=[FF/PKT5(2)/PKT5(1)/(0,1,1,1,1,1)/(0,c52,c53,c54,c55,c56)×(0,P52,P53,P54,P55,P56)T]を生成し、その生成した結合パケットPKT_CBB5(2)=[FF/PKT5(2)/PKT5(1)/(0,1,1,1,1,1)/(0,c52,c53,c54,c55,c56)×(0,P52,P53,P54,P55,P56)T]をブロードキャストする(図5参照)。この場合、パケットP52,P53,P54,P55,P56は、それぞれ、パケットPKT2(1),PKT3(1),PKT4(1),PKT5(1),PKT6(1)からなる。
Further, in the period T2, the
更に、無線装置6は、周期T2において、無線装置1と同様にして、結合パケットPKT_CBB6(2)=[FF/PKT6(2)/PKT6(1)/(0,1,1,1,1,1)/(0,c62,c63,c64,c65,c66)×(0,P62,P63,P64,P65,P66)T]を生成し、その生成した結合パケットPKT_CBB6(2)=[FF/PKT6(2)/PKT6(1)/(0,1,1,1,1,1)/(0,c62,c63,c64,c65,c66)×(0,P62,P63,P64,P65,P66)T]をブロードキャストする(図5参照)。この場合、パケットP62,P63,P64,P65,P66は、それぞれ、パケットPKT2(1),PKT3(1),PKT4(1),PKT5(1),PKT6(1)からなる。
Further, in the period T2, the wireless device 6 performs the combined packet PKT_CBB6 (2) = [FF / PKT6 (2) / PKT6 (1) / (0, 1, 1, 1, 1, 1) in the same manner as the
そうすると、無線装置1の受信手段11は、周期T2において、無線装置2,3,4からそれぞれ結合パケットPKT_CBB2(2),PKT_CBB3(2),PKT_CBB4(2)を受信し、その受信した結合パケットPKT_CBB2(2),PKT_CBB3(2),PKT_CBB4(2)を制御手段12へ出力する。
Then, the
無線装置1の制御手段12は、受信手段11から結合パケットPKT_CBB2(2),PKT_CBB3(2),PKT_CBB4(2)を受け、結合パケットPKT_CBB2(2),PKT_CBB3(2),PKT_CBB4(2)がそれぞれコーディングパケット<y2>,<y3>,<y4>を含むことを検知し、結合パケットPKT_CBB2(2),PKT_CBB3(2),PKT_CBB4(2)をデコード手段13Aへ出力する。
The
無線装置1のデコード手段13Aは、制御手段12から結合パケットPKT_CBB2(2),PKT_CBB3(2),PKT_CBB4(2)を受けると、バッファ14からコーディングパケット<y1>=(c11,c12,c13,c14,0,0)×(P11,P12,P13,P14,0,0)Tおよび符号ベクトル<c1>=(c11,c12,c13,c14,0,0)を読み出す。
Upon receiving the combined packets PKT_CBB2 (2), PKT_CBB3 (2), and PKT_CBB4 (2) from the
結合パケットPKT_CBB2(2)は、PKT_CBB2(2)=[FF/PKT2(2)/PKT2(1)/(1,1,1,0,1,1)/(c21,c22,c23,0,c25,c26)×(P21,P22,P23,0,P25,P26)T]からなり、結合パケットPKT_CBB3(2)は、PKT_CBB3(2)=[FF/PKT3(2)/PKT3(1)/(1,1,1,1,1,1)/(c31,c32,c33,c34,c35,c36)×(P31,P32,P33,P34,P35,P36)T]からなり、結合パケットPKT_CBB4(2)は、PKT_CBB4(2)=[FF/PKT4(2)/PKT4(1)/(1,0,1,1,1,1)/(c41,0,c43,c44,c45,c46)×(P41,0,P43,P44,P45,P46)T]からなる。
Combined packet PKT_CBB2 (2) is, PKT_CBB2 (2) = [FF / PKT2 (2) / PKT2 (1) / (1,1,1,0,1,1) / (c 21, c 22,
その後、無線装置1のデコード手段13Aは、結合パケットPKT_CBB2(2)からビット列FC2_2=(1,1,1,0,1,1)と、コーディングパケット<y2>=(c21,c22,c23,0,c25,c26)×(P21,P22,P23,0,P25,P26)Tとを取り出す。また、無線装置1のデコード手段13Aは、結合パケットPKT_CBB3(2)からビット列FC2_3=(1,1,1,1,1,1)と、コーディングパケット<y3>=(c31,c32,c33,c34,c35,c36)×(P31,P32,P33,P34,P35,P36)Tとを取り出す。更に、無線装置1のデコード手段13Aは、結合パケットPKT_CBB4(2)からビット列FC2_4=(1,0,1,1,1,1)と、コーディングパケット<y4>=(c41,0,c43,c44,c45,c46)×(P41,0,P43,P44,P45,P46)Tとを取り出す。
Thereafter, the
そうすると、無線装置1のデコード手段13Aは、予め無線装置2から受信して保持している符号列FC1_2=(c21,c22,c23,c24,c25,c26)と、ビット列FC2_2=(1,1,1,0,1,1)とに基づいて、上述した方法によって符号ベクトル<c2>=(c21,c22,c23,0,c25,c26)を生成する。
Then, the
また、無線装置1のデコード手段13Aは、同様にして、符号ベクトル<c3>=(c31,c32,c33,c34,c35,c36)を生成するとともに、符号ベクトル<c4>=(c41,0,c43,c44,c45,c46)を生成する。
Similarly, the
そして、無線装置1のデコード手段13Aは、受信手段11が周期T1においてパケットP15=PKT5(1)およびパケットP16=PKT6(1)を受信していないので、無線装置2〜4から受信した結合パケットPKT_CBB2(2),PKT_CBB3(3),PKT_CBB4(2)のデコード情報=FC2_2=(1,1,1,0,1,1),FC2_3=(1,1,1,1,1,1),FC2_4=(1,0,1,1,1,1)を参照して、受信手段11が周期T1において受信できなかったパケットP5=PKT5(1)およびパケットP6=PKT6(1)の情報を持っているコーディングパケットをコーディングパケット<y2>=(c21,c22,c23,0,c25,c26)×(P21,P22,P23,0,P25,P26)T,<y3>=(c31,c32,c33,c34,c35,c36)×(P31,P32,P33,P34,P35,P36)T,<y4>=(c41,0,c43,c44,c45,c46)×(P41,0,P43,P44,P45,P46)Tから選択する。
Then, the
この場合、コーディングパケット<y2>,<y3>,<y4>の各々がパケットP5=PKT5(1)およびパケットP6=PKT6(1)の情報を持っており、無線装置1の受信手段11が周期T1において受信できなかったパケットは、パケットP5=PKT5(1)およびパケットP6=PKT6(1)の2個である。 In this case, each of the coding packets <y 2 >, <y 3 >, <y 4 > has information of packet P 5 = PKT5 (1) and packet P 6 = PKT6 (1), and There are two packets that the receiving means 11 could not receive in the period T1, packet P 5 = PKT5 (1) and packet P 6 = PKT6 (1).
従って、無線装置1のデコード手段13Aは、コーディングパケット<y2>,<y3>,<y4>の中から任意の2個のコーディングパケットを選択する。この場合、無線装置1のデコード手段13Aは、2個のコーディングパケット<y2>,<y3>を選択するものとする。
Accordingly, the
そうすると、無線装置1のデコード手段13Aは、バッファ14に格納されたパケットP1=PKT1(1),P2=PKT2(1),P3=PKT3(1),P4=PKT4(1)を読み出し、その読み出したパケットP1=PKT1(1),P2=PKT2(1),P3=PKT3(1),P4=PKT4(1)と、コーディングパケット<y2>,<y3>,<y4>と、符号ベクトル<c2>=(c21,c22,c23,0,c25,c26),<c3>=(c31,c32,c33,c34,c35,c36),<c4>=(c41,0,c43,c44,c45,c46)とに基づいて、上述した式(5),(6)を用いてパケットP1,P2,P3,P4,P5,P6をデコードする。
Then, the
そして、無線装置1のデコード手段13Aは、パケットP5=PKT5(1)およびパケットP6=PKT6(1)を取得する。
Then, the
そうすると、無線装置1のデコード手段13Aは、結合パケットPKT_CBB2(2),PKT_CBB3(2),PKT_CBB4(2)からそれぞれパケットPKT2(2),PKT2(1)、パケットPKT3(2),PKT3(1)、およびパケットPKT4(2),PKT4(1)を取り出し、その取り出したパケットPKT2(2),PKT2(1);PKT3(2),PKT3(1);PKT4(2),PKT4(1)と、デコードしたパケットPKT5(1),PKT6(1)とを再生手段15へ出力する。
Then, the decoding means 13A of the
そして、無線装置1の再生手段15は、周期T1において、パケットPKT2(1),PKT3(1),PKT4(1)を既に再生していれば、パケットPKT2(2),PKT3(2),PKT4(2),PKT5(1),PKT6(1)のデータをそれぞれ再生し、無線装置1の操作者に視覚情報として与える。
If the
一方、無線装置1の再生手段15は、周期T1において、パケットPKT2(1),PKT3(1),PKT4(1)を再生していなければ、パケットPKT2(2),PKT3(2),PKT4(2),PKT2(1),PKT3(1),PKT4(1),PKT5(1),PKT6(1)のデータをそれぞれ再生し、無線装置1の操作者に視覚情報として与える。
On the other hand, the reproducing
また、無線装置2は、無線装置4からのパケットPKT4(1)を周期T1において受信していないので、無線装置1と同様にして、結合パケットPKT_CBB1(2),PKT_CBB3(2),PKT_CBB5(2),PKT_CBB6(2)に基づいて、パケットPKT4(1)を取得する。そして、無線装置2は、パケットPKT1(2),PKT3(2),PKT4(1),PKT5(2),PKT6(2)のデータをそれぞれ再生する。
Further, since the
また、無線装置4は、無線装置2からのパケットPKT2(1)を周期T1において受信していないので、無線装置1と同様にして、結合パケットPKT_CBB1(2),PKT_CBB3(2),PKT_CBB5(2),PKT_CBB6(2)に基づいて、パケットPKT2(1)を取得する。そして、無線装置4は、パケットPKT1(2),PKT2(1),PKT3(2),PKT5(2),PKT6(2)のデータをそれぞれ再生する。
Further, since the wireless device 4 has not received the packet PKT2 (1) from the
更に、無線装置5は、無線装置1からのパケットPKT1(1)を周期T1において受信していないので、無線装置1と同様にして、結合パケットPKT_CBB2(2),PKT_CBB3(2),PKT_CBB3(2),PKT_CBB4(2),PKT_CBB6(2)に基づいて、パケットPKT1(1)を取得する。そして、無線装置5は、パケットPKT1(1),PKT2(2),PKT3(2),PKT4(2),PKT6(2)のデータをそれぞれ再生する。
Further, since the
更に、無線装置6も、無線装置1からのパケットPKT1(1)を周期T1において受信していないので、無線装置1と同様にして、結合パケットPKT_CBB2(2),PKT_CBB3(2),PKT_CBB4(2),PKT_CBB5(2)に基づいて、パケットPKT1(1)を取得する。そして、無線装置6は、パケットPKT1(1),PKT2(2),PKT3(2),PKT4(2),PKT5(2)のデータをそれぞれ再生する。
Furthermore, since the wireless device 6 has not received the packet PKT1 (1) from the
なお、無線装置3は、周期T1において、パケットPKT1(1),PKT2(1),PKT4(1),PKT5(1),PKT6(1)の全てを受信しているので、コーディングパケットのデコードを行なわない。そして、無線装置3は、パケットPKT1(2),PKT2(2),PKT4(2),PKT5(2),PKT6(2)のデータをそれぞれ再生する。
The
その後、無線装置1〜6は、周期T3において、上述した方法によって、それぞれ、結合パケットPKT_CBB1(3)〜PKT_CBB6(3)を生成し、その生成した結合パケットPKT_CBB1(3)〜PKT_CBB6(3)をブロードキャストする(図6参照)。
Thereafter, the
そして、無線装置1は、周期T3において、上述した方法によって、パケットPKT2(3),PKT3(3),PKT4(3),PKT5(2),PKT6(2)を受信して再生する。また、無線装置2は、周期T3において、上述した方法によって、パケットPKT1(3),PKT3(3),PKT4(2),PKT5(3),PKT6(3)を受信して再生する。更に、周期T3において、上述した方法によって、無線装置3は、パケットPKT1(3),PKT2(3),PKT4(3),PKT5(3),PKT6(3)を受信して再生する。更に、無線装置4は、周期T3において、上述した方法によって、パケットPKT1(3),PKT2(2),PKT3(3),PKT5(3),PKT6(3)を受信して再生する。更に、無線装置5は、周期T3において、上述した方法によって、パケットPKT1(2),PKT2(3),PKT3(3),PKT4(3),PKT6(3)を受信して再生する。更に、無線装置6は、周期T3において、上述した方法によって、パケットPKT1(2),PKT2(3),PKT3(3),PKT4(3),PKT5(3)を受信して再生する(図6参照)。
Then, the
上述したように、実施の形態2においては、各無線装置1〜6は、第k+1番目の周期において、第k番目の周期において生成したパケットPKT(k)と、第k+1番目の周期において生成したパケットPKT(k+1)と、コーディングパケットPKT_cdとを含む結合パケットPKT_CBBを生成してブロードキャストするので、第k番目の周期において、パケット衝突によってパケットPKT(k)を正しく受信できない場合でも、第k+1番目の周期において、パケットPKT(k)を正しく受信して再生できる。
As described above, in the second embodiment, the
従って、この発明によれば、送信先へのパケット到達率を向上できる。 Therefore, according to the present invention, the packet arrival rate to the transmission destination can be improved.
その他、実施の形態2において、実施の形態1と同じ効果を享受できる。
In addition,
上述した実施の形態1,2においては、コーディング手段17は、コーディングパケットを生成する場合、符号ベクトル<c>およびパケット<P>の両方において、受信手段11が実際に受信していないパケットに対応する要素を“0”に設定すると説明したが、この発明の実施の形態においては、これに限らず、コーディング手段17は、符号ベクトル<c>およびパケット<P>の少なくとも一方において、受信手段11が実際に受信していないパケットに対応する要素を“0”に設定してコーディングパケットを生成するようにしてもよい。
In the first and second embodiments described above, when the
なお、この発明の実施の形態においては、パケット<P>は、「パケット行列」を構成する。 In the embodiment of the present invention, packet <P> constitutes a “packet matrix”.
また、この発明においては、ガロア体(GF2j)からランダムに発生させた符号列は、「ランダム符号列」を構成する。 In the present invention, the code sequence randomly generated from the Galois field (GF2 j ) constitutes a “random code sequence”.
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiments but by the scope of claims for patent, and is intended to include meanings equivalent to the scope of claims for patent and all modifications within the scope.
この発明は、送信先へのパケット到達の即時性を保持しつつパケットの到達率を向上可能な無線装置に適用される。また、この発明は、リンク品質が動的に変動する環境において効率的なエラー訂正が可能な無線装置に適用される。更に、このは、送信先へのパケット到達の即時性を保持しつつパケットの到達率を向上可能な無線装置を備える無線ネットワークに適用される。更に、この発明は、リンク品質が動的に変動する環境において効率的なエラー訂正が可能な無線装置を備えて無線ネットワークに適用される。 The present invention is applied to a radio apparatus capable of improving the arrival rate of packets while maintaining the immediacy of arrival of packets to a transmission destination. Further, the present invention is applied to a radio apparatus capable of performing error correction efficiently in an environment where link quality dynamically changes. Furthermore, this is applied to a wireless network including a wireless device capable of improving the arrival rate of packets while maintaining the immediacy of arrival of packets to the transmission destination. Furthermore, the present invention is applied to a wireless network including a wireless device capable of efficient error correction in an environment where link quality dynamically changes.
1〜6 無線装置、10 無線ネットワーク、11 受信手段、12 制御手段、13,13A デコード手段、14 バッファ、15 再生手段、16 パケット生成手段、17,17A コーディング手段、18,18A 送信手段。 1 to 6 wireless devices, 10 wireless networks, 11 receiving means, 12 control means, 13, 13A decoding means, 14 buffers, 15 reproducing means, 16 packet generating means, 17, 17A coding means, 18, 18A transmitting means.
Claims (9)
前記無線ネットワークを構成するN(Nは2以上の整数)個の無線装置のうちのN−1個の無線装置からn(nは1≦n≦N−1を満たす整数)個のパケットを第k(kは正の整数)番目の周期において受信する受信手段と、
前記受信手段によって受信された前記n個のパケットをランダムに発生されたランダム符号列を用いてネットワークコーディングするコーディング手段と、
送信するための自発パケットを周期的に生成するパケット生成手段と、
前記コーディング手段によって第k+1番目の周期においてネットワークコーディングされたコーディングパケットと、前記パケット生成手段によって前記第k+1番目の周期において生成された前記自発パケットと、前記コーディングパケットをデコードするためのデコード情報とを含む結合パケットを生成し、その生成した結合パケットを前記第k+1番目の周期においてブロードキャストする送信手段とを備える無線装置。 A wireless device constituting a wireless network that periodically transmits and receives packets,
N (n is an integer satisfying 1 ≦ n ≦ N−1) packets from N−1 wireless devices out of N (N is an integer of 2 or more) wireless devices constituting the wireless network. receiving means for receiving in the k-th period (k is a positive integer);
Coding means for network-coding the n packets received by the receiving means using a randomly generated random code sequence;
Packet generation means for periodically generating a spontaneous packet for transmission;
A coding packet network-coded in the (k + 1) th period by the coding means; the spontaneous packet generated in the (k + 1) th period by the packet generating means; and decoding information for decoding the coding packet. And a transmitting unit that generates a combined packet including the broadcast packet and broadcasts the generated combined packet in the (k + 1) th period.
前記送信手段は、前記符号ベクトルからなる前記デコード情報を含む前記結合パケットを生成してブロードキャストし、
前記デコード手段は、前記符号ベクトルからなる前記デコード情報と前記コーディングパケットとを前記結合パケットから取り出し、その取り出した符号ベクトルを用いて前記コーディングパケットをデコードする、請求項2に記載の無線装置。 The coding means generates a code vector composed of N codes constituting the random code string, and includes N-1 packets transmitted from the N-1 radio apparatuses and the spontaneous packets. A packet matrix is generated, and in at least one of the generated code vector and the packet matrix, an element corresponding to a packet not received by the receiving unit is set to zero and the code vector and the packet matrix are multiplied Network coding by
The transmission means generates and broadcasts the combined packet including the decoding information composed of the code vector,
The radio apparatus according to claim 2, wherein the decoding unit extracts the decoding information including the code vector and the coding packet from the combined packet, and decodes the coding packet using the extracted code vector.
前記送信手段は、前記N−1個の無線装置から送信されたN−1個のパケットを前記受信手段が実際に受信したか否かを示すビット列からなる前記デコード情報を含む前記結合パケットを生成してブロードキャストし、
前記デコード手段は、前記ビット列からなる前記デコード情報と前記コーディングパケットとを前記結合パケットから取り出し、その取り出したビット列と予め保持している前記ランダム符号列とを乗算して前記符号ベクトルを求め、その求めた符号ベクトルを用いて前記コーディングパケットをデコードする、請求項2に記載の無線装置。 The coding means generates a code vector composed of N codes constituting the random code string, and includes N-1 packets transmitted from the N-1 radio apparatuses and the spontaneous packets. A packet matrix is generated, and in at least one of the generated code vector and the packet matrix, an element corresponding to a packet not received by the receiving unit is set to zero and the code vector and the packet matrix are multiplied Network coding by
The transmitting unit generates the combined packet including the decoding information including a bit string indicating whether or not the receiving unit has actually received N-1 packets transmitted from the N-1 wireless devices. Broadcast
The decoding means extracts the decoding information consisting of the bit string and the coding packet from the combined packet, multiplies the extracted bit string and the random code string held in advance to obtain the code vector, The radio apparatus according to claim 2, wherein the coding packet is decoded using the obtained code vector.
前記送信手段は、前記コーディング手段によって前記第k+1番目の周期においてネットワークコーディングされたコーディングパケットと、前記パケット生成手段によって第1および第2の自発パケットと、前記デコード情報とを含む結合パケットを生成し、その生成した結合パケットを前記第k+1番目の周期においてブロードキャストする、請求項1に記載の無線装置。 The packet generation means generates a first spontaneous packet in the k-th cycle, generates a second spontaneous packet in the k + 1-th cycle,
The transmission means generates a combined packet including a coding packet network-coded in the k + 1 th cycle by the coding means, first and second spontaneous packets by the packet generation means, and the decoding information. The radio apparatus according to claim 1, wherein the generated combined packet is broadcast in the (k + 1) th period.
N(Nは2以上の整数)個の無線装置を備え、
前記N個の無線装置は、
N−1個の無線装置からn(nは1≦n≦N−1を満たす整数)個のパケットを第k(kは正の整数)番目の周期において受信し、その受信したn個のパケットをランダムに発生されたランダム符号列を用いて第k+1番目の周期においてネットワークコーディングし、前記第k+1番目の周期において送信するための自発パケットを生成するとともに、前記ネットワークコーディングしたコーディングパケットと、前記自発パケットと、前記コーディングパケットをデコードするためのデコード情報とを含む結合パケットを生成し、その生成した結合パケットを前記第k+1番目の周期においてブロードキャストする第1の無線装置と、
前記第1の無線装置からブロードキャストされた結合パケットを受信し、その受信した結合パケットから前記自発パケット、前記コーディングパケットおよび前記デコード情報を取り出すとともに、その取り出したデコード情報を用いて前記コーディングパケットをデコードする第2の無線装置とを含む、無線ネットワーク。 A wireless network in which packets are transmitted and received periodically,
N (N is an integer of 2 or more) wireless devices,
The N wireless devices are:
N (n is an integer satisfying 1 ≦ n ≦ N−1) packets are received from N−1 wireless devices in the k-th (k is a positive integer) period, and the received n packets Are network-coded in the (k + 1) -th cycle using a randomly generated random code sequence, and a spontaneous packet for transmission in the (k + 1) -th cycle is generated, and the network-coded coding packet and the spontaneous A first wireless device that generates a combined packet including a packet and decoding information for decoding the coding packet, and broadcasts the generated combined packet in the k + 1-th period;
Receiving a combined packet broadcast from the first wireless device, extracting the spontaneous packet, the coding packet, and the decoding information from the received combined packet, and decoding the coding packet using the extracted decoding information And a second wireless device.
前記第2の無線装置は、前記符号ベクトルからなる前記デコード情報と前記コーディングパケットと前記自発パケットとを前記結合パケットから取り出し、その取り出した符号ベクトルを用いて前記コーディングパケットをデコードする、請求項6に記載の無線ネットワーク。 The first radio apparatus generates a code vector composed of N codes constituting the random code sequence, and N-1 packets and the spontaneous packets transmitted from the N-1 radio apparatuses. And at least one of the generated code vector and the packet matrix, the element corresponding to the packet not received by the receiving means is set to zero, and the code vector and the packet matrix And the network-coded coding packet, the decoding information including the code vector, and the spontaneous packet are generated and broadcast in the (k + 1) th period. And
The second radio apparatus extracts the decoding information including the code vector, the coding packet, and the spontaneous packet from the combined packet, and decodes the coding packet using the extracted code vector. A wireless network as described in.
前記第2の無線装置は、前記ビット列からなる前記デコード情報と、前記コーディングパケットと、前記自発パケットとを前記結合パケットから取り出し、その取り出したビット列と予め保持している前記ランダム符号列とを乗算して前記符号ベクトルを求め、その求めた符号ベクトルを用いて前記コーディングパケットをデコードする、請求項6に記載の無線ネットワーク。 The first radio apparatus generates a code vector composed of N codes constituting the random code sequence, and N-1 packets and the spontaneous packets transmitted from the N-1 radio apparatuses. And at least one of the generated code vector and the packet matrix, the element corresponding to the packet not received by the receiving means is set to zero, and the code vector and the packet matrix And the network coding coding packet and a bit string indicating whether or not N-1 packets transmitted from the N-1 radio apparatuses are actually received. Generate the combined packet including the decoding information and the spontaneous packet Broadcast in the first (k + 1) th cycle Te,
The second radio apparatus extracts the decoding information composed of the bit string, the coding packet, and the spontaneous packet from the combined packet, and multiplies the extracted bit string and the random code string held in advance. The wireless network according to claim 6, wherein the code vector is obtained and the coding packet is decoded using the obtained code vector.
前記第2の無線装置は、前記第1の無線装置からブロードキャストされた結合パケットを受信し、その受信した結合パケットから前記第1および第2の自発パケット、前記コーディングパケットおよび前記デコード情報を取り出すとともに、その取り出したデコード情報を用いて前記コーディングパケットをデコードする、請求項6に記載の無線ネットワーク。 The first radio apparatus generates first and second spontaneous packets in the k-th cycle and the k + 1-th cycle, respectively, and the generated first and second spontaneous packets; generating a combined packet including a network-coded coding packet in the (k + 1) th period and the decoding information, and broadcasting the generated combined packet in the (k + 1) th period;
The second wireless device receives the combined packet broadcast from the first wireless device, extracts the first and second spontaneous packets, the coding packet, and the decoding information from the received combined packet. The wireless network according to claim 6, wherein the coding packet is decoded using the extracted decoding information.
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