(57)【要約】【課題】無線通信において、再送に要する時間を削減する。【解決手段】通信システムは、中継局装置と、送受信局装置とを具備する。中継局装置は、送受信局装置それぞれから受信したパケットごとに誤り検出が行われた結果を含む同報アクナレッジパケットを生成して、各送受信局装置に送信する。送受信局装置は、受信した同報アクナレッジパケットに基づいて、パケットを再送するか否か判定し、再送する場合、他の送受信局装置と同じタイムスロットにおいて、パケットを中継局装置に再送する。【選択図】図３
2011239210.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中継局装置と、少なくとも２つの送受信局装置とを具備し、該中継局装置、又は該送受信局装置のいずれかに割り当てられたタイムスロットにおいてパケットを送信する通信システムであって、
前記中継局装置は、
前記送受信局装置それぞれから受信したパケットに誤りが含まれているか否かを判定する誤り検出部と、
前記送受信局装置それぞれから受信したパケットごとに前記誤り検出部による誤り検出が行われた結果を含む同報アクナレッジパケットを生成する同報アクナレッジ生成部と、
前記同報アクナレッジ生成部により生成された同報アクナレッジパケットを前記送受信局装置に送信する中継局無線部とを備え、
前記送受信局装置は、
前記中継局装置にパケットを送信した後に、前記中継局装置から受信する同報アクナレッジパケットのうち、自装置から送信した前記パケットが前記中継局装置において誤りなく受信されたか否かを示す同報アクナレッジパケットに基づいて、前記パケットを再送するか否かを判定する同報アクナレッジ判定部と、
前記同報アクナレッジ判定部が前記パケットを再送すると判定すると、他の前記送受信局装置と同じタイムスロットにおいて、前記パケットを前記中継局装置に再送する送受信局無線部とを備える
ことを特徴とする通信システム。
【請求項２】
前記中継局装置は、更に、前記同じタイムスロットにおいて複数の前記送受信局装置からパケットが再送された場合、該送受信局装置それぞれから既に受信しているパケットの相関を用いて、再送されたパケット同士の干渉を除去する干渉除去部を備え、
前記誤り検出部は、前記干渉除去部により前記パケット同士の干渉が除去されたパケットに対して誤り判定をする
ことを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
【請求項３】
前記中継局装置は、更に、前記送受信局装置から受信したパケットであって誤りが含まれているパケットと、前記干渉除去部により干渉を除去されたパケットとを合成する合成部とを備え、
前記誤り検出部は、前記合成部により合成されたパケットに対して誤り判定をする
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。
【請求項４】
前記中継局装置は、更に、前記送受信局装置から受信したパケットに対して線型ネットワーク符号化をするネットワーク符号化部を備え、
前記中継局無線部は、前記ネットワーク符号化部により線型ネットワーク符号化されたパケットを前記送受信局装置に送信し、
前記送受信局装置は、更に、パケットを記憶する送信バッファ部と、前記中継局装置から受信した線型ネットワーク符号化されたパケットを、前記送信バッファ部に記憶されているパケットによりネットワーク復号化するネットワーク復号化部とを備える
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の通信システム。
【請求項５】
前記中継局無線部は、前記誤り検出部が前記送受信局装置より受信したパケットから誤りを検出しない場合、同報アクナレッジパケットを送信せずに、前記ネットワーク符号化部によりネットワーク符号化されたパケットを送信する
ことを特徴とする請求項４に記載の通信システム。
【請求項６】
通信装置と、少なくとも２つの送受信局装置とを具備し、該通信装置、又は該送受信局装置のいずれかに割り当てられたタイムスロットにおいてパケットを送信する通信システムにおける通信装置であって、
前記送受信局装置それぞれから受信したパケットに誤りが含まれているか否かを判定する誤り検出部と、
前記送受信局装置それぞれから受信したパケットごとに前記誤り検出部による誤り検出が行われた結果を含む同報アクナレッジパケットを生成する同報アクナレッジ生成部と、
前記同報アクナレッジ生成部により生成された同報アクナレッジパケットを前記送受信局装置に送信した後に、同じタイムスロットにおいて前記送受信局装置から再送されたパケットを受信する無線部と
を備えることを特徴とする通信装置。
【請求項７】
中継局装置と、少なくとも２つの通信装置とを具備し、該中継局装置、又は該通信装置のいずれかに割り当てられたタイムスロットにおいてパケットを送信する通信システムにおける通信装置であって、
前記中継局装置にパケットを送信した後に、前記中継局装置から受信する同報アクナレッジパケットのうち、送信した前記パケットが前記中継局装置において誤りなく受信されたか否かを示す同報アクナレッジパケットに基づいて、前記パケットを再送するか否かを判定する同報アクナレッジ判定部と、
前記同報アクナレッジ判定部が前記パケットを再送すると判定すると、他の前記通信装置と同じタイムスロットにおいて、前記パケットを前記中継局装置に再送する無線部と
を備えることを特徴とする通信装置。
【請求項８】
中継局装置と、少なくとも２つの送受信局装置とを具備し、該中継局装置、又は該送受信局装置のいずれかに割り当てられたタイムスロットにおいてパケットを送信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、前記送受信局装置それぞれから受信したパケットに誤りが含まれているか否かを判定する誤り検出部過程と、
前記中継局装置が、前記誤り検出過程における前記送受信局装置それぞれから受信したパケットごとに誤り検出が行われた結果を含む同報アクナレッジパケットを生成する同報アクナレッジ生成過程と、
前記中継局装置が、前記アクナレッジ生成過程において生成した同報アクナレッジパケットを前記送受信局装置に送信するアクナレッジ送信過程と、
前記送受信局装置が、前記中継局装置にパケットを送信した後に、前記中継局装置から受信する同報アクナレッジパケットに基づいて、前記中継局装置において送信した該パケットに誤りが検出されたか否かを判定する同報アクナレッジ判定過程と、
前記送受信局装置が、前記同報アクナレッジ判定過程において送信した前記パケットに誤りが検出されたと判定すると、他の前記送受信局装置と同じタイムスロットにおいて、前記パケットを前記中継局装置に再送する再送過程と
を有することを特徴とする通信方法。
【請求項９】
通信装置と、少なくとも２つの送受信局装置とを具備し、該通信装置、又は該送受信局装置のいずれかに割り当てられたタイムスロットにおいてパケットを送信する通信システムにおける通信装置に用いられる通信方法であって、
前記送受信局装置それぞれから受信したパケットに誤りが含まれているか否かを判定する誤り検出過程と、
前記誤り検出過程における前記送受信局装置それぞれから受信したパケットごとに誤り検出が行われた結果を含む同報アクナレッジパケットを生成する同報アクナレッジ生成過程と、
前記同報アクナレッジ生成過程において生成された同報アクナレッジパケットを前記送受信局装置に送信した後に、同じタイムスロットにおいて前記送受信局装置から再送されたパケットを受信する無線通信過程と
を有することを特徴とする通信方法。
【請求項１０】
中継局装置と、少なくとも２つの通信装置とを具備し、該中継局装置、又は該通信装置のいずれかに割り当てられたタイムスロットにおいてパケットを送信する通信システムにおける通信装置に用いられる通信方法であって、
前記中継局装置にパケットを送信した後に、前記中継局装置から受信する同報アクナレッジパケットのうち、自装置から送信した前記パケットが前記中継局装置において誤りなく受信されたか否かを示す同報アクナレッジパケットに基づいて、前記パケットを再送するか否かを判定する同報アクナレッジ判定過程と、
前記同報アクナレッジ判定過程において、前記パケットを再送すると判定されると、他の前記通信装置と同じタイムスロットにおいて、前記パケットを前記中継局装置に再送する再送過程と
を有することを特徴とする通信方法。
【請求項１１】
通信装置と、少なくとも２つの送受信局装置とを具備し、該通信装置、又は該送受信局装置のいずれかに割り当てられたタイムスロットにおいてパケットを送信する通信システムにおける前記通信装置に用いられるコンピュータを、
前記送受信局装置それぞれから受信したパケットに誤りが含まれているか否かを判定する誤り検出部、
前記送受信局装置それぞれから受信したパケットごとに前記誤り検出部による誤り検出が行われた結果を含む同報アクナレッジパケットを生成する同報アクナレッジ生成部、
前記同報アクナレッジ生成部により生成された同報アクナレッジパケットを前記送受信局装置に送信した後に、同じタイムスロットにおいて前記送受信局装置から再送されたパケットを受信する無線部、
として機能させることを特徴とするプログラム。
【請求項１２】
中継局装置と、少なくとも２つの通信装置とを具備し、該中継局装置、又は該通信装置のいずれかに割り当てられたタイムスロットにおいてパケットを送信する通信システムにおける前記通信装置に用いられるコンピュータを、
前記中継局装置にパケットを送信した後に、前記中継局装置から受信する同報アクナレッジパケットのうち、送信した前記パケットが前記中継局装置において誤りなく受信されたか否かを示す同報アクナレッジパケットに基づいて、前記パケットを再送するか否かを判定する同報アクナレッジ判定部、
前記同報アクナレッジ判定部が前記パケットを再送すると判定すると、他の前記通信装置と同じタイムスロットにおいて、前記パケットを前記中継局装置に再送する無線部、
として機能させることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信システム、通信装置、及び、それらの通信方法、プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
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（Network Coding：ＮＣ）技術が注目されている。ネットワークコーディング技術は、マルチホップ中継を行うネットワーク上の中継局において複数の情報系列を線形符号化することによって複数のマルチキャスト通信やユニキャスト通信を多重化した上で宛先ノードとなる複数の受信局に送信し、各受信局において復号操作を行う。これによって、ネットワークコーディングを用いない場合に比べてスループットの向上を図ることができる（非特許文献１、２）。
【０００３】
ネットワークコーディングを用いたマルチホップ無線ネットワークでは、無線通信の同報性とネットワークコーディングを活用することにより、スループットの向上を実現する。中継局の役割を果たすノードは、複数の送信局ノードから受信したパケットを線形符号によって符号化し、受信局に中継する。受信局は、他のノードから受信したパケットあるいは自身が保持しているパケットを用いて、符号化されたパケットを同様の線形符号によって復号し、元の情報を得ることができる。例えば、特許文献１には無線のネットワークコーディング技術が、非特許文献１には有線のネットワークコーディング技術が記載されている。
以下、あるパケットに対し、ネットワークコーディングによる符号化を施すことをＮＣ符号化と記載し、ネットワークコーディングにより符号化されたパケットを復号することをＮＣ復号と記載する。
【０００４】
ネットワークコーディング技術を、最も簡単なマルチホップ通信のトポロジであるＡｌｉｃｅ＆Ｂｏｂ型トポロジを例にして説明する。なお、ＮＣ符号化されたパケットをＮＣパケットと記載し、ＮＣ符号化されていないパケットをネイティブパケットと記載する。パケットとは、あるノードに記憶されているビット情報のことである。また、ＮＣ符号化には、例えば、排他的論理和（ＸＯＲ）を用いるものとする。
【０００５】
図１３は、Ａｌｉｃｅ＆Ｂｏｂ型トポロジにおけるネットワークコーディング技術を用いた通信手順の一例を示す図である。同図に示すトポロジでは、両端の送受信局装置であるノードＡ及びノードＢが、中継局装置であるノードＲを介して、互いに双方向の通信を行う。各ノードの送信タイミングは、タイムスロットに割り当てられており、各ノードから送信されたパケットが干渉しないようになっている。
【０００６】
図１３において、時刻Ｔ１に、ノードＡは、ノードＲに向けてネイティブパケットαを送信する。
時刻Ｔ２において、ノードＲは、ネイティブパケットαを正しく受信できなかったことを示すＮＡＣＫ（Negative Acknowledgement：否定応答）をノードＡに向けて送信する。
時刻Ｔ３において、ノードＡは、ネイティブパケットαに対するＮＡＣＫをノードＲから受信すると、ノードＲに向けてネイティブパケットαを再送する。
【０００７】
時刻Ｔ４において、ノードＲは、再送されたネイティブパケットαを正しく受信できたことを示すＡＣＫ（Acknowledgement：肯定応答）をノードＡに向けて送信する。
時刻Ｔ５において、ノードＢは、ネイティブパケットβをノードＲに向けて送信する。
時刻Ｔ６において、ノードＲは、ネイティブパケットβを正しく受信できなかったことを示すＮＡＣＫをノードＢに向けて送信する。
【０００８】
時刻Ｔ７において、ノードＢは、ネイティブパケットβに対するＮＡＣＫをノードＲから受信すると、ノードＲに向けてネイティブパケットβを再送する。
時刻Ｔ８において、ノードＲは、再送されたネイティブパケットβを正しくできたことを示すＡＣＫをノードＢに向けて送信する。
時刻Ｔ９において、ノードＲは、再送により正しく受信したネイティブパケットα、β同士の排他的論理和（ＸＯＲ）演算することにより、ＮＣ符号化されたＮＣパケットχ（＝α XOR β）を生成してノードＡ、Ｂに向けて送信する。
【０００９】
時刻Ｔ１０において、ノードＡは、ＮＣパケットχを正しく受信したことを示すＡＣＫをノードＲに向けて送信する。
時刻Ｔ１１において、ノードＢは、ノードＡと同様に、ＮＣパケットχを正しく受信できたことを示すＡＣＫをノードＲに向けて送信する。
このように、ノードＲが、無線の同報性を活用して、ＮＣ符号化されたＮＣパケットχをノードＡ、Ｂに送信することにより、スループットの向上、及び遅延特性の向上を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００９−２０６７７８号公報
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】R.Ahlswede, S.Li, and R. Yeung, “Network information flow,” IEEE Trans. Inf. Theory, vol.46, no.4, pp.1204-1216, Jul.2000
【非特許文献２】Sachin Katti, Hariharan Rahul, et al “XORs in The Air: Practical Wireless Network Coding,” Proc. ACM SIGCOMM 2006, Pisa, Italy, Sep.2006, pp.243-254
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、上述のように、パケットを中継するノードＲに対するネイティブパケットの再送が生じると、再送に要するタイムスロット数（時間）が増加してしまう。その結果、通信全体のタイムスロット数における、パケットネットワークコーディング技術により短縮されたタイムスロット数の割合が低下して、スループットの向上、及び遅延特性の向上の度合いが低下してしまうという問題がある。
換言すると、再送に要する時間が増加することにより、ネットワークコーディング技術によるスループットの向上、及び遅延特性の向上の度合いが低下してしまうという問題がある。
【００１３】
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、無線通信において、再送に要する時間を削減することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上述した課題を解決するために、本発明は、中継局装置と、少なくとも２つの送受信局装置とを具備し、該中継局装置、又は該送受信局装置のいずれかに割り当てられたタイムスロットにおいてパケットを送信する通信システムであって、前記中継局装置は、前記送受信局装置それぞれから受信したパケットに誤りが含まれているか否かを判定する誤り検出部と、前記送受信局装置それぞれから受信したパケットごとに前記誤り検出部による誤り検出が行われた結果を含む同報アクナレッジパケットを生成する同報アクナレッジ生成部と、前記同報アクナレッジ生成部により生成された同報アクナレッジパケットを前記送受信局装置に送信する中継局無線部とを備え、前記送受信局装置は、前記中継局装置にパケットを送信した後に、前記中継局装置から受信する同報アクナレッジパケットのうち、自装置から送信した前記パケットが前記中継局装置において誤りなく受信されたか否かを示す同報アクナレッジパケットに基づいて、前記パケットを再送するか否かを判定する同報アクナレッジ判定部と、前記同報アクナレッジ判定部が前記パケットを再送すると判定すると、他の前記送受信局装置と同じタイムスロットにおいて、前記パケットを前記中継局装置に再送する送受信局無線部とを備えることを特徴とする通信システムである。
【００１５】
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、前記同じタイムスロットにおいて複数の前記送受信局装置からパケットが再送された場合、該送受信局装置それぞれから既に受信しているパケットの相関を用いて、再送されたパケット同士の干渉を除去する干渉除去部を備え、前記誤り検出部は、前記干渉除去部により前記パケット同士の干渉が除去されたパケットに対して誤り判定をすることを特徴とする。
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、前記送受信局装置から受信したパケットであって誤りが含まれているパケットと、前記干渉除去部により干渉を除去されたパケットとを合成する合成部とを備え、前記誤り検出部は、前記合成部により合成されたパケットに対して誤り判定をすることを特徴とする。
【００１６】
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、前記送受信局装置から受信したパケットに対して線型ネットワーク符号化をするネットワーク符号化部を備え、前記中継局無線部は、前記ネットワーク符号化部により線型ネットワーク符号化されたパケットを前記送受信局装置に送信し、前記送受信局装置は、更に、パケットを記憶する送信バッファ部と、前記中継局装置から受信した線型ネットワーク符号化されたパケットを、前記送信バッファ部に記憶されているパケットによりネットワーク復号化するネットワーク復号化部とを備えることを特徴とする。
また、本発明は、上記に記載の発明において、前記中継局無線部は、前記誤り検出部が前記送受信局装置より受信したパケットから誤りを検出しない場合、同報アクナレッジパケットを送信せずに、前記ネットワーク符号化部によりネットワーク符号化されたパケットを送信することを特徴とする。
【００１７】
また、本発明は、通信装置と、少なくとも２つの送受信局装置とを具備し、該通信装置、又は該送受信局装置のいずれかに割り当てられたタイムスロットにおいてパケットを送信する通信システムにおける通信装置であって、前記送受信局装置それぞれから受信したパケットに誤りが含まれているか否かを判定する誤り検出部と、前記送受信局装置それぞれから受信したパケットごとに前記誤り検出部による誤り検出が行われた結果を含む同報アクナレッジパケットを生成する同報アクナレッジ生成部と、前記同報アクナレッジ生成部により生成された同報アクナレッジパケットを前記送受信局装置に送信した後に、同じタイムスロットにおいて前記送受信局装置から再送されたパケットを受信する無線部とを備えることを特徴とする通信装置である。
【００１８】
また、本発明は、中継局装置と、少なくとも２つの通信装置とを具備し、該中継局装置、又は該通信装置のいずれかに割り当てられたタイムスロットにおいてパケットを送信する通信システムにおける通信装置であって、前記中継局装置にパケットを送信した後に、前記中継局装置から受信する同報アクナレッジパケットのうち、送信した前記パケットが前記中継局装置において誤りなく受信されたか否かを示す同報アクナレッジパケットに基づいて、前記パケットを再送するか否かを判定する同報アクナレッジ判定部と、前記同報アクナレッジ判定部が前記パケットを再送すると判定すると、他の前記通信装置と同じタイムスロットにおいて、前記パケットを前記中継局装置に再送する無線部とを備えることを特徴とする通信装置である。
【００１９】
また、本発明は、中継局装置と、少なくとも２つの送受信局装置とを具備し、該中継局装置、又は該送受信局装置のいずれかに割り当てられたタイムスロットにおいてパケットを送信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、前記送受信局装置それぞれから受信したパケットに誤りが含まれているか否かを判定する誤り検出部過程と、前記中継局装置が、前記誤り検出過程における前記送受信局装置それぞれから受信したパケットごとに誤り検出が行われた結果を含む同報アクナレッジパケットを生成する同報アクナレッジ生成過程と、前記中継局装置が、前記アクナレッジ生成過程において生成した同報アクナレッジパケットを前記送受信局装置に送信するアクナレッジ送信過程と、前記送受信局装置が、前記中継局装置にパケットを送信した後に、前記中継局装置から受信する同報アクナレッジパケットに基づいて、前記中継局装置において送信した該パケットに誤りが検出されたか否かを判定する同報アクナレッジ判定過程と、前記送受信局装置が、前記同報アクナレッジ判定過程において送信した前記パケットに誤りが検出されたと判定すると、他の前記送受信局装置と同じタイムスロットにおいて、前記パケットを前記中継局装置に再送する再送過程とを有することを特徴とする通信方法である。
【００２０】
また、本発明は、通信装置と、少なくとも２つの送受信局装置とを具備し、該通信装置、又は該送受信局装置のいずれかに割り当てられたタイムスロットにおいてパケットを送信する通信システムにおける通信装置に用いられる通信方法であって、前記送受信局装置それぞれから受信したパケットに誤りが含まれているか否かを判定する誤り検出過程と、前記誤り検出過程における前記送受信局装置それぞれから受信したパケットごとに誤り検出が行われた結果を含む同報アクナレッジパケットを生成する同報アクナレッジ生成過程と、前記同報アクナレッジ生成過程において生成された同報アクナレッジパケットを前記送受信局装置に送信した後に、同じタイムスロットにおいて前記送受信局装置から再送されたパケットを受信する無線通信過程とを有することを特徴とする通信方法である。
【００２１】
また、本発明は、中継局装置と、少なくとも２つの通信装置とを具備し、該中継局装置、又は該通信装置のいずれかに割り当てられたタイムスロットにおいてパケットを送信する通信システムにおける通信装置に用いられる通信方法であって、前記中継局装置にパケットを送信した後に、前記中継局装置から受信する同報アクナレッジパケットのうち、自装置から送信した前記パケットが前記中継局装置において誤りなく受信されたか否かを示す同報アクナレッジパケットに基づいて、前記パケットを再送するか否かを判定する同報アクナレッジ判定過程と、前記同報アクナレッジ判定過程において、前記パケットを再送すると判定されると、他の前記通信装置と同じタイムスロットにおいて、前記パケットを前記中継局装置に再送する再送過程とを有することを特徴とする通信方法である。
【００２２】
また、本発明は、通信装置と、少なくとも２つの送受信局装置とを具備し、該通信装置、又は該送受信局装置のいずれかに割り当てられたタイムスロットにおいてパケットを送信する通信システムにおける前記通信装置に用いられるコンピュータを、前記送受信局装置それぞれから受信したパケットに誤りが含まれているか否かを判定する誤り検出部、前記送受信局装置それぞれから受信したパケットごとに前記誤り検出部による誤り検出が行われた結果を含む同報アクナレッジパケットを生成する同報アクナレッジ生成部、前記同報アクナレッジ生成部により生成された同報アクナレッジパケットを前記送受信局装置に送信した後に、同じタイムスロットにおいて前記送受信局装置から再送されたパケットを受信する無線部、として機能させることを特徴とするプログラムである。
【００２３】
また、本発明は、中継局装置と、少なくとも２つの通信装置とを具備し、該中継局装置、又は該通信装置のいずれかに割り当てられたタイムスロットにおいてパケットを送信する通信システムにおける前記通信装置に用いられるコンピュータを、前記中継局装置にパケットを送信した後に、前記中継局装置から受信する同報アクナレッジパケットのうち、送信した前記パケットが前記中継局装置において誤りなく受信されたか否かを示す同報アクナレッジパケットに基づいて、前記パケットを再送するか否かを判定する同報アクナレッジ判定部、前記同報アクナレッジ判定部が前記パケットを再送すると判定すると、他の前記通信装置と同じタイムスロットにおいて、前記パケットを前記中継局装置に再送する無線部、として機能させることを特徴とするプログラムである。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、中継局装置が複数の送受信局装置それぞれから受信したパケットごとに誤りが含まれているか否かを示す同報アクナレッジパケットを複数の送受信局装置に送信し、各送受信局装置が受信した同報アクナレッジパケットに基づいて同じタイムスロットにおいてパケットの再送をすることにより、再送されるパケットの数に関わらず１つのタイムスロットにおいて再送が行われるので、再送に要するタイムスロット数を削減することができる。これにより、パケットを正しく受信できなかった際に行う再送に要する時間を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施形態における通信システムの全体構成図である。
【図２】同実施形態において送受信局装置１ａ、１ｂ、及び中継局装置２が送受信するパケットの無線フレーム構成の一例を示す図である。
【図３】同実施形態における通信システム１０の動作概要を示す図である。
【図４】同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。
【図５】同実施形態における送受信局装置１による送信処理を示すフローチャートである。
【図６】同実施形態における送受信局装置１による受信処理を示すフローチャートである。
【図７】同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。
【図８】同実施形態の中継局装置２における干渉除去、及び合成の処理を示す模式図である。
【図９】同実施形態における中継局装置２による中継処理を示すフローチャートである。
【図１０】第２実施形態における送受信局装置１の送信処理を示すフローチャートである。
【図１１】同実施形態における中継局装置２の中継処理を示すフローチャートである。
【図１２】同実施形態における通信システムの動作の概要を示す図である。
【図１３】Ａｌｉｃｅ＆Ｂｏｂ型トポロジにおけるネットワークコーディング技術を用いた通信手順の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、図面を参照して、本発明に係る実施形態を詳細に説明する。
【００２７】
[第１実施形態]
図１は、第１実施形態における通信システム１０の全体構成を示す図である。
同図に示すように、本実施形態における通信システム１０は、少なくとも２つの送受信局装置１と、中継局装置２との２種類の通信装置を具備している。ここでは、２つの送受信局装置１が、中継局装置２を介して、パケットを送受信する２ホップの無線中継システムを例にして説明する。以下、２つの送受信局装置１それぞれを、送受信局装置１ａ、１ｂという。
【００２８】
また、通信システム１０は、ネットワークコーディング（Network Coding：ＮＣ）技術を用いたシステムであり、中継局装置２が、各送受信局装置１ａ、１ｂから受信したパケットに対してＮＣ符号化をして各送受信局装置１ａ、１ｂに送信する。また、通信システム１０において、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）に基づいて動作し、キャリアセンスが理想的に機能するものとする。
そして、送受信局装置１ａ、１ｂ、及び中継局装置２それぞれは、割り当てられたタイムスロットにおいて、パケットを送信するものとする。また、通信システム１０におけるｎ番目のタイムスロットを時刻Ｔｎと表す。また、送受信局装置１ａ、１ｂは、受信したパケットを、当該パケットの宛先に関わらず復調するプロミスキャスモードで動作する。
【００２９】
図２は、本実施形態において送受信局装置１ａ、１ｂ、及び中継局装置２が送受信するパケットの無線フレーム構成の一例を示す図である。本実施形態における通信システム１０は、標準規格（ＩＥＥＥ８０２．１１）に準拠したＭＡＣ（Medium Access Control：媒体アクセス制御）フレームを用いて通信する場合について説明する。
同図に示すように、ＭＡＣフレームは、当該フレームの種類を示すフィールド（Frame Control）と、送信先アドレス、送信元アドレス、中継アドレスなどが設定される３つのアドレス・フィールド（Address1、Address2、Address3、Address4）と、送信するデータのシーケンス番号を示すフィールド（Sequence Control）と、送信されるパケットなどが設定されるペイロード（Payload）と、当該フレームの誤り検出及び訂正を行うために付加される符号を示すフィールド（Frame Check Sequence：FCS）とを有している。
【００３０】
ペイロードには、ネットワークコーディングによる符号化が施されたパケットであるＮＣパケットや、ネットワークコーディングが施されていないパケットであるネイティブパケット、中継局装置２において送受信局装置１ａ、１ｂから受信したパケットを正しく受信したか否かを示す情報を含むパケットである同報アクナレッジパケットなどが設定される。
以下、ネットワークコーディングの符号化を施すことを「ＮＣ符号化」と記載し、ネットワークコーディングにより符号化されたパケットを復号することを「ＮＣ復号」と記載する。
【００３１】
送受信局装置１から他の送受信局装置１宛のパケットを中継局装置２へ送信する場合、例えば、アドレス・フィールドAddress1に中継局装置２のアドレスが設定され、アドレス・フィールドAddress2にパケットの送信元である送受信局装置１のアドレスが設定され、アドレス・フィールドAddress3に最終的な宛先となる送受信局装置１のアドレスが設定される。
【００３２】
また、中継局装置２から送受信局装置１へパケットを送信する場合、例えば、アドレス・フィールドAddress2に中継局装置２のアドレスが設定される。そして、ペイロードに設定されるパケットがＮＣパケットであるとき、アドレス・フィールドAddress1に送受信局装置１いずれか一方のアドレスが設定され、アドレス・フィールドAddress3に他方の送受信局装置１のアドレスが設定される。また、ペイロードに設定されるパケットがネイティブパケットである場合、アドレス・フィールドAddress1にパケットの最終的な宛先となる送受信局装置１のアドレスが、アドレス・フィールドAddress3にはパケットの送信元である送受信局装置１のアドレスが設定される。
【００３３】
図３は、本実施形態における通信システム１０の動作概要を示す図である。この動作において、中継局装置２は、図１３に示した動作と同様に、何らかの原因により送受信局装置１ａ、１ｂから最初に送信されるネイティブパケットを正しく受信できない場合について説明する。また、送受信局装置１ａには、ネイティブパケットαが予め記憶され、送受信局装置１ｂには、ネイティブパケットβが予め記憶されているものとする。
【００３４】
同図において、時刻Ｔ１に、送受信局装置１ａは、送信機会を得ると、送受信局装置１ｂ宛のネイティブパケットαを送信する。中継局装置２は、送受信局装置１ａからネイティブパケットαを受信する。
時刻Ｔ２において、送受信局装置１ｂは、送信機会を得ると、送受信局装置１ａ宛のネイティブパケットβを送信する。中継局装置２は、送受信局装置１ｂからネイティブパケットβを受信する。
【００３５】
時刻Ｔ３において、中継局装置２は、送信機会を得ると、送受信局装置１ａ、１ｂそれぞれから受信したパケットに対する応答である同報アクナレッジパケットを送信する。この同報アクナレッジパケットは、時刻Ｔ１及び時刻Ｔ２において受信したネイティブパケットα、βごとに誤り検出が行われた結果を含んでいる。ここでは、同報アクナレッジパケットは、中継局装置２において受信されたネイティブパケットα、βそれぞれに誤りが検出された結果を含み、ネイティブパケットα、βそれぞれが中継局装置２において正しく受信されなかったこと示している。
【００３６】
また、送受信局装置１ａは、中継局装置２から同報アクナレッジパケットを受信すると、受信した同報アクナレッジパケットに基づいて、自装置が送信したネイティブパケットαが中継局装置２において正しく受信されたか否かを判定する。また、送受信局装置１ｂは、送受信局装置１ａと同様に、同報アクナレッジパケットに基づいて、ネイティブパケットβが中継局装置２において正しく受信されたか否かを判定する。
【００３７】
時刻Ｔ４において、送受信局装置１ａは、ネイティブパケットαが正しく受信されていなかったと判定すると、ネイティブパケットαを再送する。また、送受信局装置１ｂも、送受信局装置１ａと同様に、ネイティブパケットβが正しく受信されていなかったと判定すると、ネイティブパケットβを再送する。なお、本実施形態においては、各送受信局装置１は、同報アクナレッジパケットを受信し、自装置が送信したパケットが正しく受信されていなかったと判定すると、同報アクナレッジパケットを受信した次のタイムスロットに再送を行うようにしている。
【００３８】
中継局装置２は、送受信局装置１ａ、１ｂから再送されたネイティブパケットα、βを受信し、時刻Ｔ４において受信したネイティブパケットα、βに対して、時刻Ｔ１、Ｔ２において受信したネイティブパケットα、βを用いた干渉除去及び合成をして、干渉除去及び合成により得られたパケットα’’、β’’に誤りが含まれているか否かを判定し、誤りが含まれていないと判定する。
【００３９】
時刻Ｔ５において、中継局装置２は、送信機会を得ると、干渉除去及び合成により得られたパケットα’’、β’’に対する同報アクナレッジパケットを送信する。この同報アクナレッジパケットには、パケットα’’、β’’のどちらにも誤りが検出されなかったことを示す情報が含まれている。
時刻Ｔ６において、中継局装置２は、パケットα’’、β’’から得られた誤りの含まれていないネイティブパケットα、β同士によりＮＣ符号化を行い、ＮＣ符号化により得られたＮＣパケットχを送受信局装置１ａ、１ｂ宛に送信する。ＮＣ符号化は、線型性を有する関数、例えば、排他的論理和（ＸＯＲ）などにより行う。
【００４０】
送受信局装置１ａは、ＮＣパケットχを受信すると、ＮＣパケットχを正しく受信できたか否かを判定する。そして、送受信局装置１ａは、ＮＣパケットχを正しく受信したと判定し、記憶しているネイティブパケットαによりＮＣ復号を行い、ネイティブパケットβを復号する。また、送受信局装置１ｂは、送受信局装置１ａと同様に、受信したＮＣパケットχを正しく受信したかを判定して、記憶しているネイティブパケットβによりＮＣ復号を行い、ネイティブパケットαを復号する。
【００４１】
時刻Ｔ７において、送受信局装置１ａは、ＮＣパケットχを正しく受信したことを示すアクナレッジパケットを中継局装置２宛てに送信する。
時刻Ｔ８において、送受信局装置１ｂは、ＮＣパケットχを正しく受信したことを示すアクナレッジパケットを中継局装置２宛てに送信する。
以上のようにして、中継局装置２を中継して、ネイティブパケットαを送受信局装置１ｂに送信し、ネイティブパケットβを送受信局装置１ａに送信する伝送を行う。
【００４２】
図４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。
同図に示すように、送受信局装置１は、送信バッファ回路１０１、入力切替回路１０２、誤り検出ビット付加回路１０３、変調回路１０４、無線送受信部１０５、復調回路１０６、誤り検出回路１０７、出力切替回路１０８、受信パケット記憶回路１０９、合成回路１１０、出力制御回路１１１、出力切替回路１１２、ＮＣ（Network Coding：ネットワークコーディング）復号回路１１３、及び同報ＡＣＫ（Acknowledge：アクナレッジ）判定回路１１４を備えている。
【００４３】
送信バッファ回路１０１は、上位レイヤの処理部（不図示）より入力されるパケットを記憶する。ここで、上位レイヤの処理部より入力されるパケットには、送信するデータと、当該データを送信する宛先を示す情報とが含まれている。入力切替回路１０２は、同報ＡＣＫ判定回路１１４の制御に応じて、送信バッファ回路１０１に記憶されているパケットと、上位レイヤの処理部より入力されるパケットとのいずれか一方を誤り検出ビット付加回路１０３に出力する。誤り検出ビット付加回路１０３は、入力切替回路１０２から入力されるパケットに対して誤り検出をするための誤り検出ビットを付加し、誤り検出ビットを付加したパケットを当該パケットに付加して変調回路１０４に出力する。誤り検出ビット付加回路１０３が付加する誤り検出ビットは、例えば、フィールドＦＣＳ（図２）である。
【００４４】
変調回路１０４は、誤り検出ビット付加回路１０３から入力されるパケットを、通信に利用するＭＡＣフレームのフィールド構成（図２）に変換し、ＭＡＣフレームに変換したパケットを変調して無線送受信部１０５に出力する。
無線送受信部１０５は、変調されたパケットが変調回路１０４から入力され、当該パケットを送信する。また、無線送受信部１０５は、受信するパケットを復調回路１０６に出力する。復調回路１０６は、無線送受信部１０５から入力されるパケット、又は合成回路１１０から入力されるパケットを復調し、復調したパケットを誤り検出回路１０７に出力するとともに、復調したパケットを出力切替回路１０８に出力する。
【００４５】
誤り検出回路１０７は、復調回路１０６から入力されるパケットに含まれる誤り検出ビットにより、入力されるパケットに誤りが含まれているか否かを判定する。また、誤り検出回路１０７は、入力されるパケットの種類、及び判定結果に応じて、復調回路１０６が出力する信号の種類、並びに出力切替回路１０８がパケットを出力する先を制御する。具体的には、誤り検出回路１０７は、入力されるパケットに誤りがない場合、復調回路１０６の出力を硬判定ビットとし、出力切替回路１０８の出力先を出力制御回路１１１及び出力切替回路１１２に設定する。
また、誤り検出回路１０７は、入力されるパケットに誤りがある場合、入力された復調前の変調シンボルを出力させる制御を復調回路１０６に対して行うとともに、出力切替回路１０８の出力先を受信パケット記憶回路１０９に設定する。これにより、復調前の変調シンボルを受信パケット記憶回路１０９に記憶させる。
【００４６】
また、誤り検出回路１０７は、入力されるパケットが再送パケットである場合、入力された復調前の変調シンボルを出力させる制御を復調回路１０６に対して行うとともに、出力切替回路１０８の出力先を合成回路１１０に設定する。ここで、復調回路１０６が出力する変調シンボルは、軟判定値によって表された軟判定ビットと置き換えてもよい。なお、誤り検出回路１０７は、入力されたパケットが再送パケットであるか否かの判定を、ＭＡＣフレーム中のFrame Controlフィールド(図２)に含まれる情報に基づいて行う。
出力切替回路１０８は、誤り検出回路１０７の制御に応じて、復調回路１０６から入力されるパケットを受信パケット記憶回路１０９、合成回路１１０、又は、出力制御回路１１１及び出力切替回路１１２に出力する。なお、出力記憶回路１０８が出力制御回路１１１及び出力切替回路１１２に出力する場合は、前記復調回路１０６からの入力の硬判定値を出力する。
【００４７】
受信パケット記憶回路１０９は、出力切替回路１０８から入力されるパケットを記憶する。合成回路１１０は、出力切替回路１０８から入力されるパケットと、受信パケット記憶回路１０９に記憶されているパケットとを合成し、合成したパケットを復調回路１０６に出力する。本実施形態における送受信局装置１は、受信パケット記憶回路１０９と合成回路１１０とを備えることにより、パケットが再送される際に、受信パケット記憶回路１０９に記憶されているパケット（既に受信したパケット）と、出力切替回路１０８から出力されるパケット（再送されたパケット）とを合成して時間ダイバーシチ利得とＳＮＲを増大させる効果を得られるようにしている。
【００４８】
出力制御回路１１１は、出力切替回路１０８から入力されるパケットに応じて、出力切替回路１１２がパケットを出力する先を切り替える制御をする。具体的には、出力制御回路１１１は、入力されるパケットがＮＣパケットである場合、出力切替回路１１２がパケットを出力する先をＮＣ復号回路１１３に設定し、入力されるパケットが同報アクナレッジパケットである場合、出力切替回路１１２がパケットを出力する先を同報ＡＣＫ判定回路１１４に設定する。同報アクナレッジパケットと、ＮＣパケットとの区別は、例えば、ＭＡＣフレーム中のFrame Controlフィールド（図２）の示す値により行われる。
【００４９】
出力切替回路１１２は、出力制御回路１１１の制御に応じて、出力切替回路１０８から入力されるパケットをＮＣ復号回路１１３、又は同報ＡＣＫ判定回路１１４のいずれか一方に出力する。
ＮＣ復号回路１１３は、出力切替回路１１２から入力されるＮＣパケットと、送信バッファ回路１０１に記憶されているパケットとによりＮＣ復号を行い、ＮＣパケットに含まれているパケットを復号して、上位レイヤの処理部に出力する。
【００５０】
同報ＡＣＫ判定回路１１４は、出力切替回路１１２から入力される同報アクナレッジパケットに応じて、送信したパケットを再送するか否かを判定する。具体的には、同報ＡＣＫ判定回路１１４は、自装置から送信したパケットが中継局装置２において誤りを含んで受信されたことを示す情報が同報アクナレッジパケットに含まれている場合に再送をすると判定し、自装置から送信したパケットが中継局装置２において誤りを含まずに受信されたことを示す情報が同報アクナレッジパケットに含まれている場合に、再送をしないと判定する。
また、同報ＡＣＫ判定回路１１４は、パケットを再送すると判定すると、自装置が送信したパケットを再送させるために入力切替回路１０２を制御する。具体的には、同報ＡＣＫ判定回路１１４は、入力切替回路１０２が、送信バッファ回路１０１に記憶されている当該パケットを読み出して誤り検出ビット付加回路１０３に出力するように制御を行う。
【００５１】
図５は、本実施形態における送受信局装置１による送信処理を示すフローチャートである。送受信局装置１は、送信機会を得ると、上位レイヤの処理部より入力されたパケットを送信バッファ回路１０１に記憶するとともに、入力切替回路１０２、誤り検出ビット付加回路１０３、変調回路１０４、及び無線送受信部１０５を通じて、入力されたパケットを中継局装置２に向けて送信し（ステップＳ１０２）、同報アクナレッジパケット（同報ＡＣＫ）を受信するまで待機する（ステップＳ１０４）。
【００５２】
無線送受信部１０５は、送信したパケットに対応する同報アクナレッジパケットを中継局装置２から受信すると、復調回路１０６、出力切替回路１０８、及び出力切替回路１１２を通じて同報ＡＣＫ判定回路１１４に出力する（ステップＳ１０６）。同報ＡＣＫ判定回路１１４は、入力された同報アクナレッジパケットに自装置に対する再送の要求が含まれているか否かを判定する（ステップＳ１０８)。ここで、自装置に対する再送の要求とは、自装置が送信したパケットに誤りが検出されたことを示す情報が含まれていることである。
【００５３】
自装置に対する再送の要求が含まれていない場合（ステップＳ１０８：無）、同報ＡＣＫ判定回路１１４は、他の送受信局装置１に対する再送の要求が含まれているか否かを判定し（ステップＳ１１０)、他の送受信局装置１に対する再送の要求が含まれていない場合（ステップＳ１１０：無）、送信処理を終了する。
一方、他の送受信局装置１に対する再送の要求が含まれている場合(ステップＳ１１０:有)、同報アクナレッジパケットを再度受信するまで待機し（ステップＳ１１２）、以後ステップＳ１０６以降の動作を行う。
【００５４】
ステップＳ１０８において、同報アクナレッジパケットに自装置に対する再送の要求が含まれている場合（ステップＳ１０８：有）、同報ＡＣＫ判定回路１１４は、入力切替回路１０２を制御して、送信バッファ回路１０１に記憶されているパケットを入力切替回路１０２、誤り検出ビット付加回路１０３、変調回路１０４、及び無線送受信部１０５を通じて、同報アクナレッジパケットを受信した次のタイムスロットにおいて、再送させる（ステップＳ１１４）。
無線送受信部１０５は、再送したパケットに対応する同報アクナレッジパケットを受信すると（ステップＳ１１６）、復調回路１０６、出力切替回路１０８、１１２を通じて同報ＡＣＫ判定回路１１４に受信した同報アクナレッジパケットを出力する。同報ＡＣＫ判定回路１１４は、入力された同報アクナレッジパケットに自装置に対する再送の要求が含まれているか否かを判定する（ステップＳ１１８)。
【００５５】
自装置に対する再送の要求が含まれていない場合（ステップＳ１１８：無）、同報ＡＣＫ判定回路１１４は、他の送受信局装置１に対する再送の要求が含まれているか否かを判定し（ステップＳ１２０)、他の送受信局装置１に対する再送の要求が含まれていない場合（ステップＳ１２０：無）、送信処理を終了する。一方、他の送受信局装置１に対する再送の要求が含まれている場合(ステップＳ１２０:有)、同報アクナレッジパケットを再度受信するまで待機し（ステップＳ１２２）、以後ステップＳ１１６以降の動作を行う。
また、ステップＳ１１８において、同報アクナレッジパケットに自装置に対する再送の要求が含まれている場合（ステップＳ１１８：有）、ステップＳ１１４以降の動作を行う。
【００５６】
図６は、本実施形態における送受信局装置１による受信処理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１０５は、ＮＣパケットを受信すると（ステップＳ１４２）、復調回路１０６を通じて、受信したＮＣパケットを誤り検出回路１０７に出力する。
誤り検出回路１０７は、入力されたＮＣパケットに誤りが含まれているか否かを判定し（ステップＳ１４４）、誤りが含まれている場合（ステップＳ１４４：誤）、無線送受信部１０５を介して、中継局装置２に対して再送の要求を送信する（ステップＳ１４６）。
以後、ステップＳ１４２以降の動作を繰り返す。
【００５７】
ステップＳ１４４において、誤り検出回路１０７は、入力されたＮＣパケットに誤りが含まれていない場合(ステップＳ１４４：正)、無線送受信部１０５を介して、ＮＣパケットを正しく受信したことを示すアクナレッジパケットを中継局装置２に送信する（ステップＳ１４８）。受信したＮＣパケットは、復調回路１０６、出力切替回路１０８、１１２を通じて、無線送受信部１０５からＮＣ復号回路１１３に出力される。そして、ＮＣ復号回路１１３において、ＮＣパケットは、送信バッファ回路１０１に記憶されているパケットによりＮＣ復号され、復号により得られたパケットが上位レイヤの処理部に出力される。
【００５８】
図７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。
同図に示すように中継局装置２は、無線送受信部２０１、復調回路２０２、誤り検出回路２０３、出力切替回路２０４、受信パケット記憶回路２０５、干渉除去回路２０６、合成回路２０７、同報ＡＣＫ生成回路２０８、入力切替回路２０９、誤り検出ビット付加回路２１０、変調回路２１１、送信バッファ回路２１２、及びＮＣ符号化部２４０を備えている。
ＮＣ符号化部２４０は、バッファ制御回路２４１、出力切替回路２４２、第１バッファ回路２４３、第２バッファ回路２４４、ＮＣ符号化回路２４５、入力切替回路２４６を有している。
【００５９】
中継局装置２において、無線送受信部２０１は、変調されたパケットを受信し、受信したパケットを復調回路２０２に出力する。また、無線送受信部２０１は、変調回路２１１から入力される変調されたパケットを送信し、再送の要求を受信すると、送信バッファ回路２１２に記憶されているパケットを読み出して再送する。
復調回路２０２は、無線送受信部２０１から入力されるパケット、又は合成回路２０７から入力されるパケットを復調し、復調したパケットを誤り検出回路２０３及び出力切替回路２０４に出力する。
【００６０】
誤り検出回路２０３は、復調回路２０２から入力されるパケットに誤りが含まれているか否かを判定する。そして、誤り検出回路２０３は、入力されるパケットの種類と、判定結果とに応じて出力切替回路２０４がパケットを出力する先を切り替える制御をする。
具体的には、誤り検出回路２０３は、入力されるパケットが同一のタイムスロットにおいて再送された２つのパケットである場合、受信パケット記憶回路２０５、及び干渉除去回路２０６を出力切替回路２０４の出力先に設定する。また、誤り検出回路２０３は、入力されるパケットに誤りが含まれている場合、受信パケット記憶回路２０５を出力切替回路２０４の出力先に設定し、入力されるパケットに誤りが含まれていない場合、受信パケット記憶回路２０５、バッファ制御回路２４１、及び出力切替回路２４２を出力切替回路２０４の出力先に設定する。
なお、誤り検出回路２０３は、送受信局装置１に備えられている誤り検出回路１０７(図４)と同様に、入力されたパケットが再送パケットであるか否かの判定を、ＭＡＣフレーム中のFrame Controlフィールド(図２)に含まれる情報に基づいて行う。
また、誤り検出回路２０３は、判定結果と、判定の対象となったパケットの送信元を示す情報とを同報ＡＣＫ生成回路２０８に出力して、同報アクナレッジパケットを生成させる。
【００６１】
出力切替回路２０４は、誤り検出回路２０３の制御に応じて、復調回路２０２から入力されるパケットを受信パケット記憶回路２０５、干渉除去回路２０６、又は、バッファ制御回路２４１及び出力切替回路２４２に出力する。
受信パケット記憶回路２０５は、出力切替回路２０４から入力されるパケットを記憶する。干渉除去回路２０６は、受信パケット記憶回路２０５に記憶されているパケットを用いて、出力切替回路２０４から入力されるパケットに含まれる干渉を除去し、干渉を除去したパケットを合成回路２０７に出力する。合成回路２０７は、干渉除去回路２０６から入力されるパケットと、受信パケット記憶回路２０５に記憶されているパケットとを合成し、合成したパケットを復調回路２０２に出力する。
【００６２】
中継局装置２は、受信パケット記憶回路２０５、干渉除去回路２０６、及び合成回路２０７を備えることにより、同一タイムスロットにおいて各送受信局装置１から同時に再送されるパケットの干渉除去、及び時間ダイバーシチ利得とＳＮＲを増大させる効果を得られるようにしている。
以下に、受信パケット記憶回路２０５、干渉除去回路２０６、及び合成回路２０７により行われる干渉除去、及び時間ダイバーシチ利得を得るための合成について説明する。
【００６３】
図８は、本実施形態の中継局装置２における干渉除去、及び合成の処理を示す模式図である。ここでは、図３において説明した動作に基づいて、中継局装置２における干渉除去、及び合成の処理を説明する。
図８（ａ）は、中継局装置２が各送受信局装置１から受信するパケットを示している。ここでは、受信パケット記憶回路２０５には、時刻Ｔ１において送受信局装置１ａ受信し、誤りが含まれていると判定されたネイティブパケットαと、時刻Ｔ２において送受信局装置１ｂから受信し、誤りが含まれていると判定されたネイティブパケットβとが記憶されているものとする。そして、時刻Ｔ４において行われる干渉除去、及び合成の処理を具体的に説明する。
【００６４】
干渉除去回路２０６には、各送受信局装置１から再送されたネイティブパケットα、βが合成されたパケットγが出力切替回路２０４から入力される。このとき、受信パケット記憶回路２０５にパケットγが出力されて記憶される。干渉除去回路２０６は、受信パケット記憶回路２０５に記憶されているネイティブパケットα及びネイティブパケットβのうち確からしいネイティブパケットβを読み出す。そして、干渉除去回路２０６は、図８（ｂ）に示すように、入力されたパケットγから、読み出したネイティブパケットβを減算してパケットα’を算出し、算出したパケットα’を合成回路２０７に出力する。ここで、干渉除去回路２０６が選択する確からしいネイティブパケットは、例えば、軟判定値の絶対値の総和が大きいネイティブパケットとする。
【００６５】
合成回路２０７は、干渉除去回路２０６が減算に用いなかったネイティブパケットαを読み出す。そして、合成回路２０７は、図８（ｃ）に示すように、干渉除去回路２０６から入力されたパケットα’と、読み出したネイティブパケットαとを合成したパケットα’’を算出し、算出したパケットα’’を復調回路２０２に出力する。そして、復調回路２０２は、入力されたパケットα’’を復調し、復調したパケットα’’を誤り検出回路２０３及び出力切替回路２０４に出力する。
誤り検出回路２０３は、入力されたパケットα’’に誤りが含まれていない場合、干渉除去回路２０６、バッファ制御回路２４１、及び出力切替回路２４２を出力切替回路２０４の出力先に設定する。これにより、出力切替回路２０４は、誤りが含まれていないパケットα’’を干渉除去回路２０６、バッファ制御回路２４１、及び出力切替回路２４２に出力する。
【００６６】
干渉除去回路２０６は、誤りが含まれていないパケットα’’からネイティブパケットαのレプリカを生成する。また、干渉除去回路２０６は、上述と同様の干渉除去及び合成により、受信パケット記憶回路２０５に記憶されているパケットγと、生成したネイティブパケットαのレプリカとからネイティブパケットβに対応するパケットβ’’を算出し、復調及び誤り検出を行う。
【００６７】
このように、既に受信して受信パケット記憶回路２０５に記憶されているネイティブパケットα、βを用いて、中継局装置２による再送の要求に応じて同一スロットにおいて各送受信局装置１から送信されたネイティブパケット同士の干渉を除去する。受信パケット記憶回路２０５に記憶されているネイティブパケットα、βは、誤りが含まれているが、再送されたパケットと同じパケットであり相関が高いので、効率よく干渉を除去することができる。
また、既に受信して受信パケット記憶回路２０５に記憶されているネイティブパケットと、干渉を除去したパケットと合成することにより、時間ダイバーシチ利得を得るようにして、ネイティブパケットのＳＩＮＲ（Signal to Interference and Noise power Ratio：信号対雑音干渉電力比）を改善させて復調を行う。
なお、合成回路２０７によるネイティブパケットの合成を行わずに、干渉除去回路２０６から出力されるパケットを復調回路２０２に出力するようにしてもよい。
また、復調回路２０２の出力として軟判定ビットを用いて干渉除去を行う場合、干渉除去、合成、及び復調結果のネイティブパケットを用いて、再度干渉除去、合成及び復調を繰り返す、繰り返し処理を行うことで、ＳＩＮＲをより向上させるようにしてもよい。
【００６８】
図７に戻り、中継局装置２において、同報ＡＣＫ生成回路２０８には、誤り検出回路２０３から、誤り検出の判定結果と、判定の対象となったパケットの送信元を示す情報とが入力される。同報ＡＣＫ生成回路２０８は、各送受信局装置１からパケットを受信するタイムスロットの後に、誤り検出回路２０３から入力される判定結果と、判定結果に対応する送信元とからなる複数の応答を含む同報アクナレッジパケットを生成する。そして、同報ＡＣＫ生成回路２０８は、生成した同報アクナレッジパケットを入力切替回路２０９に出力するとともに、当該同報アクナレッジパケットが誤り検出ビット付加回路２１０に出力されるように入力切替回路２０９を制御する。具体的には、同報ＡＣＫ生成回路２０８は、同報アクナレッジパケットを出力する場合に、同報アクナレッジパケットが誤り検出ビット付加回路２１０に出力されるように入力切替回路２０９の出力先を切り替える。
【００６９】
入力切替回路２０９は、同報ＡＣＫ生成回路２０８の制御に応じて、同報ＡＣＫ生成回路２０８から入力される同報アクナレッジパケットと、ＮＣ符号化部２４０が有する入力切替回路２４６から入力されるパケットとのいずれか一方を誤り検出ビット付加回路２１０に出力する。
誤り検出ビット付加回路２１０は、入力切替回路２０９から入力されるパケットに対して誤りを検出するためのビットを生成し、当該パケットに生成したビットを付加したパケットを変調回路２１１に出力する。変調回路２１１は、誤り検出ビット付加回路２１０から入力されるパケットを変調し、変調したパケットを送信バッファ回路２１２及び無線送受信部２０１に出力する。送信バッファ回路２１２は、変調回路２１１から入力されるパケットを記憶する。
【００７０】
バッファ制御回路２４１は、出力切替回路２０４から入力されるパケットの送信元に応じて、出力切替回路２４２がパケットを出力する先を切り替える制御を行う。例えば、バッファ制御回路２４１は、第１バッファ回路２４３に記憶されるパケットの送信元が同じになるようにするとともに、第２バッファ回路２４４に記憶されるパケットの送信元が同じになるように、出力切替回路２４２の出力先を切り替える。
出力切替回路２４２は、バッファ制御回路２４１の制御に応じて、出力切替回路２０４から入力されるパケットを第１バッファ回路２４３又は第２バッファ回路２４４のいずれか一方に出力する。
【００７１】
第１バッファ回路２４３、及び第２バッファ回路２４４は、出力切替回路２４２から入力されるパケットを記憶する。
ＮＣ符号化回路２４５は、第１バッファ回路２４３及び第２バッファ回路２４４それぞれにパケットが記憶されている場合、第１バッファ回路２４３及び第２バッファ回路２４４からパケットを読み出し、読み出したパケット同士によりＮＣ符号化を行い、入力切替回路２４６を介して、ＮＣ符号化したパケットを入力切替回路２０９に出力する。
【００７２】
なお、バッファ制御回路２４１は、第１バッファ回路２４３、又は第２バッファ回路２４４のいずれか一方のみにパケットが記憶されている状態が所定の期間を越えて続く場合、第１バッファ回路２４３、又は第２バッファ回路２４４の一方に記憶されているパケットを読み出させて入力切替回路２０９に出力する制御を入力切替回路２４６に対して行うようにしてもよい。このとき、所定の時間は、通信システム１０に要求される中継遅延の許容時間に応じて設定するようにしてもよい。
【００７３】
図９は、本実施形態における中継局装置２による中継処理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、送受信局装置１から送信されたパケットを受信すると、復調回路２０２を通じて、受信したパケットを誤り検出回路２０３に出力する（ステップＳ２０２）。
続いて、無線送受信部２０１は、送受信局装置１から送信されたパケットを受信すると、復調回路２０２を通じて、受信したパケットを誤り検出回路２０３に出力する（ステップＳ２０４)。
【００７４】
誤り検出回路２０３は、入力されたパケットに対して誤り検出を行う（ステップＳ２０６）。
そして、同報ＡＣＫ生成回路２０８は、誤り検出の結果に応じた同報アクナレッジパケット（同報ＡＣＫ）を生成し、入力切替回路２０９、誤り検出ビット付加回路２１０、及び変調回路２１１を通じて、生成した同報アクナレッジパケットを無線送受信部２０１に出力して、送受信局装置１に向けて送信させる（ステップＳ２０８）。
【００７５】
ステップＳ２０８において送信した同報アクナレッジパケットが再送の要求を含まない場合（ステップＳ２０８：再送無）、復調回路２０２は、出力切替回路２０４、２４２を通じて、誤り検出回路２０３により誤り検出されたパケットを第１バッファ回路２４３と第２バッファ回路２４４とに記憶させる。そして、ＮＣ符号化回路２４５は、第１バッファ回路２４３及び第２バッファ回路２４４それぞれに記憶されているパケットを読み出し、読み出したパケット同士によるＮＣ符号化を行う（ステップＳ２１０）。
無線送受信部２０１は、入力切替回路２０９、誤り検出ビット付加回路２１０、及び変調回路２１１を通じて、ＮＣ符号化回路２４５から入力されたＮＣパケットを各送受信局装置１に向けて送信する（ステップＳ２１２)。
【００７６】
無線送受信部２０１は、ステップＳ２１２において送信したＮＣパケットに対するアクナレッジパケットを受信し、受信したアクナレッジパケットに再送要求が含まれているか否かを判定する（ステップＳ２１４）。アクナレッジパケットに再送の要求が含まれていない場合（ステップＳ２１４：無）、中継局装置２は、中継処理を終了する。
一方、アクナレッジパケットに再送の要求が含まれている場合（ステップＳ２１４：有）、無線送受信部２０１は、送信バッファ回路２１２から再送を要求されたＮＣパケットを読み出して再送する（ステップＳ２１６）。以後、中継局装置２は、中継処理が終了するまで、ステップＳ２１４、Ｓ２１６を繰り返して行う。
【００７７】
ステップＳ２０８において送信した同報アクナレッジパケットがステップＳ２０２又はステップＳ２０４にて受信したいずれか一方のパケットに対する再送の要求を含む場合（ステップＳ２０８：一方のみに再送有）、無線送受信部２０１は、再送の要求をしたパケットを受信すると、復調回路２０２を通じて、再送されたパケットを誤り検出回路２０３及び出力切替回路２０４に出力する（ステップＳ２１６）。以後、中継局装置２は、中継処理が終了するまで、ステップＳ２０６以降の動作を繰り返して行う。
【００７８】
ステップＳ２０８において送信した同報アクナレッジパケットが、ステップＳ２０２又はステップＳ２０４にて受信した双方のパケットに対する再送の要求を含む場合（ステップＳ２０８：双方に再送有）、無線送受信部２０１は、再送の要求をした双方のパケットを受信すると、復調回路２０２を通じて、再送されたパケットを誤り検出回路２０３及び出力切替回路２０４に出力する（ステップＳ２１８）。
そして、干渉除去回路２０６、及び合成回路２０７は、上述したように、再送されたパケットに対する干渉除去及び合成の処理を行い、干渉除去及び合成により得られたパケットを復調回路２０２に出力する（ステップＳ２２０）。以後、中継局装置２は、中継処理が完了するまで、ステップＳ２０６以降の動作を繰り返して行う。
【００７９】
続いて、図５、図６、及び図９に示したフローチャートの各ステップに対応させて、図３に示した通信システム１０の動作を詳細に説明する。
【００８０】
図３における時刻Ｔ１にて、送受信局装置１ａにおいて、入力切替回路１０２には、上位レイヤの処理部から入力される送受信局装置１ｂ宛のネイティブパケットαが入力される。そして、ネイティブパケットαは、誤り検出ビット付加回路１０３及び変調回路１０４を通じて無線送受信部１０５に入力されて中継局装置２に向けて送信される（図５、ステップＳ１０２）。
また、中継局装置２に備えられている無線送受信部２０１は、送受信局装置１ａから送信されたネイティブパケットαを受信し（図９、ステップＳ２０２）、復調回路２０２を通じて、受信したネイティブパケットαを誤り検出回路２０３及び出力切替回路２０４に出力する。
【００８１】
時刻Ｔ２において、送受信局装置１ｂにおいて、入力切替回路１０２には、上位レイヤの処理部から入力される送受信局装置１ａ宛のネイティブパケットβが入力される。そして、ネイティブパケットβは、誤り検出ビット付加回路１０３及び変調回路１０４を通じて無線送受信部１０５に入力されて中継局装置２に向けて送信される（図５、ステップＳ１０２）。
また、中継局装置２に備えられている無線送受信部２０１は、送受信局装置１ａから送信されたネイティブパケットβを受信し（図９、ステップＳ２０４）、復調回路２０２を通じて、受信したネイティブパケットβを誤り検出回路２０３及び出力切替回路２０４に出力する。
【００８２】
時刻Ｔ３において、中継局装置２に備えられている誤り検出回路２０３は、入力されたネイティブパケットα、βに誤りが含まれていると判定し、それぞれの送信元を示す情報と、誤りが含まれていたことを示す判定結果とを含む情報を同報ＡＣＫ生成回路２０８に出力する（図９、ステップＳ２０６）。このとき、出力切替回路２０４は、入力されたネイティブパケットα、βを受信パケット記憶回路２０５に記憶させる。
そして、同報ＡＣＫ生成回路２０８は、ネイティブパケットα、βの双方に誤りが含まれているという判定結果に応じた同報アクナレッジパケットを生成し、判定入力切替回路２０９、誤り検出ビット付加回路２１０、及び変調回路２１１を通じて、生成した同報アクナレッジパケットを無線送受信部２０１に出力して、送受信局装置１ａ、１ｂに向けて送信する（図９、ステップＳ２０８：双方に再送有）。
送受信局装置１ａ、１ｂに備えられている無線送受信部１０５は、中継局装置２から同報アクナレッジパケットを受信すると、受信した同報アクナレッジパケットを同報ＡＣＫ判定回路１１４に出力する（図５、ステップＳ１０６）。
【００８３】
時刻Ｔ４において、送受信局装置１ａに備えられている同報ＡＣＫ判定回路１１４は、入力された同報アクナレッジパケットに含まれている再送の要求に基づいて、時刻Ｔ１において送信したネイティブパケットαを再送させる制御を入力切替回路１０２に対して行う（図５、ステップＳ１０８：有、ステップＳ１１４）。
また、送受信局装置１ｂに備えられている同報ＡＣＫ判定回路１１４は、入力された同報アクナレッジパケットに含まれている再送の要求に基づいて、時刻Ｔ２において送信したネイティブパケットβを再送させる制御を入力切替回路１０２に対して行う（図５、ステップＳ１０８：有、ステップＳ１１４）。
中継局装置２に備えられている無線送受信部２０１は、送受信局装置１ａ、１ｂから同時に送信されたネイティブパケットα、βが合成されたパケットγを受信し、誤り検出回路２０３及び出力切替回路２０４にパケットγを出力する（図９、ステップＳ２１８）。
【００８４】
時刻Ｔ５において、中継局装置２に備えられている誤り検出回路２０３は、出力切替回路２０４から受信パケット記憶回路２０５及び干渉除去回路２０６にパケットγを出力させる。干渉除去回路２０６、及び合成回路２０７は、受信パケット記憶回路２０５に記憶されているネイティブパケットα、βと、入力されたパケットγとからパケットα’’及びパケットβ’’を算出して復調回路２０２に出力する（図９、ステップＳ２２０）。
復調回路２０２は、入力されたパケットα’’及びパケットβ’’を、誤り検出回路２０３及び出力切替回路２０４に出力する。誤り検出回路２０３は、入力されたパケットα’’及びパケットβ’’に誤りが含まれていないと判定する（図９、ステップＳ２０６）。そして、同報ＡＣＫ生成回路２０８は、誤り検出回路２０３の判定結果に応じた同報アクナレッジパケットを生成し、生成した同報アクナレッジパケットを無線送受信部２０１に出力して、送受信局装置１ａ、１ｂに向けて送信する（図９、ステップＳ２０８：再送無）。このとき、パケットα’’から得られた正しいネイティブパケットαは、第１バッファ回路２４３に記憶され、パケットβ’’から得られた正しいネイティブパケットβは、第２バッファ回路２４４に記憶される。
【００８５】
送受信局装置１ａに備えられている無線送受信部１０５は、再送したネイティブパケットαに対する同報アクナレッジパケットを受信し（図５、ステップＳ１１６）、受信したアクナレッジパケットを同報ＡＣＫ判定回路１１４に出力する。同報ＡＣＫ判定回路１１４が、入力された同報アクナレッジパケットに、自装置及び送受信局装置１ｂに対する再送の要求を含まれていないことを判定すると（図５、ステップＳ１１８：無、ステップＳ１２０：無）、送受信局装置１ａは送信処理を終了する。
送受信局装置１ｂは、送受信局装置１ａと同様に、再送したネイティブパケットβに対する同報アクナレッジパケットを受信し（図５、ステップＳ１１６）、再送の要求が含まれていないと判定して（図５、ステップＳ１１８：無、ステップＳ１２０：無）、送信処理を終了する。
【００８６】
時刻Ｔ６において、ＮＣ符号化回路２４５は、第１バッファ回路２４３に記憶されているネイティブパケットαと、第２バッファ回路２４４に記憶されているネイティブパケットβとをＮＣ符号化してＮＣパケットχを生成する（図９、ステップＳ２１０）。そして、無線送受信部２０１が、生成されたＮＣパケットχを送受信局装置１ａ、１ｂに向けて送信する（図９、ステップＳ２１２）。
送受信局装置１ａに備えられている無線送受信部１０５は、中継局装置２からＮＣパケットχを受信し（図６、ステップＳ１４２）、受信したＮＣパケットχを誤り検出回路１０７に出力する。また、送受信局装置１ｂに備えられている無線送受信部１０５は、同様に、中継局装置２からＮＣパケットχを受信し（図６、ステップＳ１４２）、受信したＮＣパケットχを誤り検出回路１０７に出力する。
【００８７】
時刻Ｔ７において、送受信局装置１ａに備えられている誤り検出回路１０７が、入力されたＮＣパケットχに誤りが含まれていないと判定し（図６、ステップＳ１４４：正）、無線送受信部１０５を介して、ＮＣパケットを正しく受信したことを示すアクナレッジパケットを中継局装置２に送信する（図６、ステップＳ１４８）。そして、ＮＣ復号回路１１３は、送信バッファ回路１０１に記憶されているネイティブパケットαと、入力されたＮＣパケットχとからＮＣ復号によりネイティブパケットβを算出して上位レイヤの処理部に出力する。これにより、送受信局装置１ａの受信処理は終了する。
【００８８】
時刻Ｔ８において、送受信局装置１ｂに備えられている誤り検出回路１０７が、入力されたＮＣパケットχに誤りが含まれていないと判定し（図６、ステップＳ１４４：正）、無線送受信部１０５を介して、ＮＣパケットを正しく受信したことを示すアクナレッジパケットを中継局装置２に送信する（図６、ステップＳ１４８）。そして、ＮＣ復号回路１１３は、送信バッファ回路１０１に記憶されているネイティブパケットβと、入力されたＮＣパケットχとからＮＣ復号によりネイティブパケットαを算出して上位レイヤの処理部に出力する。これにより、送受信局装置１ｂの受信処理は終了する。
【００８９】
中継局装置２は、無線送受信部２０１が送信したＮＣパケットχに対する送受信局装置１ａ、１ｂのアクナレッジパケットに再送要求が含まれていないと判定し（図９、ステップＳ２１４：無）、中継処理を終了する。
以上のように、本実施形態の通信システム１０は、中継局装置２を中継して、ネイティブパケットαを送受信局装置１ｂに送信し、ネイティブパケットβを送受信局装置１ａに送信する伝送を行う。また、本実施形態の通信システム１０は、図１３に示した例と同様に再送の要求が生じているにもかかわらず、通信に要する時間を３タイムスロット分削減することができている。
【００９０】
本実施形態では、中継局装置２が、送受信局装置１ａ、１ｂそれぞれから受信したネイティブパケットに対する誤り検出の結果を示す情報を含む同報アクナレッジパケットを生成し、生成した同報アクナレッジパケットを送受信局装置１ａ、１ｂに向けて送信して、無線の同報性を利用するようにした。これにより、送受信局装置１ａ、１ｂに対して個別にアクナレッジパケットを送信する必要がなくなり、１つのタイムスロットにおいて受信したネイティブパケットに対する応答を送信するので、通信に要する時間を削減することができる。その結果、再送が生じた場合においても、再送に要する時間を削減することができる。
【００９１】
また、本実施形態では、送受信局装置１ａ、１ｂがともに再送の要求を受信した場合においても、再送の要求を受信した次のタイムスロットにパケットの再送をするようにした。すなわち、送受信局装置１ａ、１ｂは、同報アクナレッジパケットにより再送の要求を受けると、同じタイムスロットにおいて、再送の要求をされたネイティブパケットを送信するようにした。これにより、送受信局装置１ａ、１ｂが異なるタイムスロットにおいて再送をせずに、１つのタイムスロットにおいて再送をするので、ネイティブパケットの再送に要する時間を削減することができる。その結果、繰り返し再送が生じた場合においても、再送に要する時間を削減することができる。
【００９２】
また、本実施形態では、中継局装置２は、送受信局装置１ａ、１ｂから再送されたネイティブパケットα、βが互いに干渉したパケットχを受信する場合、干渉除去回路２０６が、受信パケット記憶回路２０５に記憶されているネイティブパケットα、βにより、パケットχに含まれるネイティブパケットα又はネイティブパケットβのいずれか一方の成分を低減させるようにした。これにより、ネイティブパケットの再送を同一のタイムスロットにおいて行うために生じるネイティブパケット同士の干渉を低減させることができ、ネイティブパケット同士の干渉により発生する誤りを低減させることができる。
【００９３】
また、本実施形態では、中継局装置２は、送受信局装置１ａ、１ｂから再送されたネイティブパケットα、βが互いに干渉したパケットχを受信する場合、合成回路２０７が、受信パケット記憶回路２０５に記憶されているネイティブパケットα、βにより、パケットχに含まれるネイティブパケットα又はネイティブパケットβのいずれか一方の成分を
増加させるようにした。これにより、ネイティブパケットの再送を同一のタイムスロットにおいて行うために生じるネイティブパケット同士の干渉により発生する誤りを低減させることができる。
【００９４】
[第２実施形態]
続いて、本発明の第２実施形態について説明する。第２実施形態における通信システムの構成は、第１実施形態と同じであるので、その説明を省略する。また、送受信局装置、及び中継局装置の構成も、それぞれ第１実施形態と同じであるので、その構成の説明を省略し、同じ符号を用いて送受信局装置における送信処理、及び中継局装置における中継処理を説明する。なお、本実施形態の送受信局装置における受信処理は、第１実施形態の送受信局装置１における受信処理と同じであるので、その説明を省略する。
本実施形態における送信処理及び中継処理では、中継局装置２が送受信局装置１ａ、１ｂからネイティブパケットを誤りなく正しく受信した場合、同報アクナレッジパケットを送信せずに、ＮＣ符号化されたＮＣパケットを送信する点が、第１実施形態と異なる。
【００９５】
図１０は、第２実施形態における送受信局装置１の送信処理を示すフローチャートである。本実施形態の送信処理は、受信したパケットの種別を判定するステップＳ３０６を有する点と、ステップＳ１１４の後にステップＳ３０６に戻る点とが、第１実施形態における送受信局装置１の送信処理と異なる。なお、図１０に示す送信処理において、第１実施形態の送信処理と同じステップについては、同じステップ番号を付してその説明を省略する。
送受信局装置１において、無線送受信部１０５は、パケットを中継局装置２に向けて送信後の待機中に（ステップＳ１０４）、中継局装置２からパケットを受信すると、受信したパケットが同報アクナレッジパケットであるか、又はＮＣパケットであるかを判定する（ステップＳ３０６）。
【００９６】
受信したパケットが同報アクナレッジパケットの場合（ステップＳ３０６：同報ＡＣＫ）、無線送受信部１０５は、復調回路１０６、出力切替回路１０８、１１２を通じて、受信した同報アクナレッジパケットを同報ＡＣＫ判定回路１１４に出力し、ステップＳ３０６以降の動作を行う。
一方、受信したパケットがＮＣパケットである場合、（ステップＳ３０６：ＮＣパケット）、無線送受信部１０５は、図６に示した受信処理を開始して、送信処理を終了する。
【００９７】
図１１は、本実施形態における中継局装置２の中継処理を示すフローチャートである。本実施形態の中継処理は、各送受信局装置１からパケットを受信した後に、受信したパケットに誤りが含まれているか否かを判定するステップＳ４０６と、誤りが含まれている場合に、一方のパケットのみに誤りが含まれているか、双方のパケットに誤りが含まれているかを判定するステップＳ４０８を有する点が、第１実施形態の中継処理と異なる。なお、図１１に示す中継処理において、第１実施形態の中継処理と同じステップについては、同じステップ番号を付してその説明を省略する。
中継局装置２において、誤り検出回路２０３は、ステップＳ２０２及びステップＳ２０４にて受信したパケットそれぞれに誤りが含まれているか否かを判定する（ステップＳ４０６）。
【００９８】
受信したパケット双方に誤りが含まれていない場合（ステップＳ４０６：誤り無）、誤り検出回路２０３は、第１バッファ回路２４３及び第２バッファ回路２４４に記憶されているパケット同士によるＮＣ符号化を行う指示をＮＣ符号化回路２４５に対して出力し、ステップＳ２１０以降の動作を行う。
一方、受信したパケットに誤りが含まれている場合（ステップＳ４０６：どちらかに誤り有）、誤り検出回路２０３は、一方のパケットのみに誤りが含まれているか、双方のパケットに誤りが含まれているかを判定する（ステップＳ４０８）。
【００９９】
受信した２つのパケットのうち一方に誤りが含まれている場合（ステップＳ４０８：一方のみに再送有）、同報ＡＣＫ生成回路２０８は、誤り検出回路２０３により検出された誤り検出の結果に応じた同報アクナレッジパケットを生成し、入力切替回路２０９、誤り検出ビット付加回路２１０、及び変調回路２１１を通じて、生成した同報アクナレッジパケット（同報ＡＣＫ）を無線送受信部２０１に出力して、送受信局装置１に向けて送信させる。以後、中継局装置２は、ステップＳ２１６以降の動作を行う。
一方、受信した２つのパケットの双方に誤りが含まれている場合（ステップＳ４０８：
双方に再送有）、同報ＡＣＫ生成回路２０８は、誤り検出回路２０３により検出された誤り検出の結果に応じた同報アクナレッジパケットを生成し、入力切替回路２０９、誤り検出ビット付加回路２１０、及び変調回路２１１を通じて、生成した同報アクナレッジパケット（同報ＡＣＫ）を無線送受信部２０１に出力して、送受信局装置１に向けて送信させる。以後、中継局装置２は、ステップＳ２１８以降の動作を行う。
【０１００】
図１２は、本実施形態における通信システムの動作の概要を示す図である。
図１２における通信システムの動作を、図６、図１０、及び図１１に示したフローチャートの各ステップに対応させて説明する。なお、図１２において、時刻Ｔ１から時刻Ｔ２までの各タイムスロットにおける動作は、第１実施形態の図３における時刻Ｔ１から時刻Ｔ２までの各タイムスロットにおける動作と同じであるので、その説明を省略して、時刻Ｔ３以降の各タイムスロットにおける動作を説明する。
【０１０１】
図１２における時刻Ｔ３において、中継局装置２に備えられている誤り検出回路２０３は、時刻Ｔ１及び時刻Ｔ２にて送受信局装置１ａ、１ｂから受信したネイティブパケットα、βに誤りが含まれているか否かを判定する（図１１、ステップＳ４０６）。そして、誤り検出回路２０３は、双方のネイティブパケットに誤りが含まれていることを検出する（図１１、ステップＳ４０６：どちらかに誤り有）とともに、同報ＡＣＫ生成回路２０８に対して、同報アクナレッジパケットを生成させる制御をする。同報ＡＣＫ生成回路２０８は、送受信局装置１ａ、１ｂに再送の要求をする同報アクナレッジパケットを生成し、入力切替回路２０９、誤り検出ビット付加回路２１０、及び変調回路２１１を通じて、生成した同報アクナレッジパケットを無線送受信部２０１に出力して送信させる（図１１、ステップＳ４０８：双方に再送有）。
送受信局装置１ａ、１ｂに備えられている無線送受信部１０５は、中継局装置２からパケットを受信すると、受信したパケットが同報アクナレッジパケットであることを判定し（図１０、ステップＳ３０６：同報ＡＣＫ）、受信した同報アクナレッジパケットを同報ＡＣＫ判定回路１１４に出力する。
【０１０２】
時刻Ｔ４において、送受信局装置１ａに備えられている同報ＡＣＫ判定回路１１４は、入力された同報アクナレッジパケットに含まれている再送の要求に基づいて、時刻Ｔ１において送信したネイティブパケットαを再送させる（図１０、ステップＳ１０８：有、ステップＳ１１４）。また、送受信局装置１ｂに備えられている同報ＡＣＫ判定回路１１４は、入力された同報アクナレッジパケットに含まれている再送の要求に基づいて、時刻Ｔ２において送信したネイティブパケットβを再送させる（図１０、ステップＳ１０８：有、ステップＳ１１４）。
中継局装置２に備えられている無線送受信部２０１は、送受信局装置１ａ、１ｂから送信されたネイティブパケットα、βを合成したパケットγを受信し、復調回路２０２を通じて、誤り検出回路２０３及び出力切替回路２０４にパケットγを出力する（図１１、ステップＳ２１８）。
そして、干渉除去回路２０６、及び合成回路２０７は、受信パケット記憶回路２０５に記憶されているネイティブパケットα、βと、入力されたパケットγとからパケットα’’及びパケットβ’’を算出する処理を行う（図９、ステップＳ２２０）。
【０１０３】
時刻Ｔ５において、中継局装置２に備えられている誤り検出回路２０３は、算出されたパケットα’’及びパケットβ’’に誤りが含まれていないと判定する（図１１、ステップＳ４０６：誤り無）。このとき、パケットα’’から得られた正しいネイティブパケットαは、第１バッファ回路２４３に記憶され、パケットβ’’から得られた正しいネイティブパケットβは、第２バッファ回路２４４に記憶される。
ＮＣ符号化回路２４５は、第１バッファ回路２４３に記憶されているネイティブパケットαと、第２バッファ回路２４４に記憶されているネイティブパケットβとをＮＣ符号化してＮＣパケットχを生成する（図１１、ステップＳ２１０）。そして、無線送受信部２０１が、生成されたＮＣパケットχを送受信局装置１ａ、１ｂに向けて送信する（図１１、ステップＳ２１２）。
【０１０４】
送受信局装置１ａに備えられている無線送受信部１０５は、中継局装置２からパケットを受信すると、受信したパケットがＮＣパケットであることを判定し（図１０、ステップＳ３０６：ＮＣパケット）、送信処理を終了するとともに、受信処理（図６）を開始して受信したＮＣパケットχを誤り検出回路１０７に出力する（図６、ステップＳ１４２）。
また、送受信局装置１ｂに備えられている無線送受信部１０５は、同様に、中継局装置２からパケットを受信すると、受信したパケットがＮＣパケットであることを判定し（図１０、ステップＳ３０６：ＮＣパケット）、送信処理を終了するとともに、受信処理（図６）を開始して受信したＮＣパケットχを誤り検出回路１０７に出力する（図６、ステップＳ１４２）。
【０１０５】
時刻Ｔ６において、送受信局装置１ａに備えられている誤り検出回路１０７が、入力されたＮＣパケットχに誤りが含まれていないと判定し（図６、ステップＳ１４４：正）、無線送受信部１１５を介して、ＮＣパケットを正しく受信したことを示すアクナレッジパケットを中継局装置２に送信する（図６、ステップＳ１４８）。そして、ＮＣ復号回路１１３は、送信バッファ回路１０１に記憶されているネイティブパケットαと、入力されたＮＣパケットχとからＮＣ復号によりネイティブパケットβを算出して上位レイヤの処理部に出力する。これにより、送受信局装置１ａの受信処理は終了する。
【０１０６】
時刻Ｔ７において、送受信局装置１ｂに備えられている誤り検出回路１０７が、入力されたＮＣパケットχに誤りが含まれていないと判定し（図６、ステップＳ１４４：正）、無線送受信部１１５を介して、ＮＣパケットを正しく受信したことを示すアクナレッジパケットを中継局装置２に送信する（図６、ステップＳ１４８）。そして、ＮＣ復号回路１１３は、送信バッファ回路１０１に記憶されているネイティブパケットβと、入力されたＮＣパケットχとからＮＣ復号によりネイティブパケットαを算出して上位レイヤの処理部に出力する。これにより、送受信局装置１ｂの受信処理は終了する。
【０１０７】
上述のように、本実施形態では、中継局装置２が送受信局装置１ａ、１ｂからネイティブパケットを受信し、受信したネイティブパケットに誤りが含まれていない場合、同報アクナレッジパケットを送信せずに、ＮＣ符号化されたＮＣパケットを送信するようにした。すなわち、中継局装置２においてネイティブパケットを誤りなく受信できた場合、受信したネイティブパケットに対する応答としてＮＣパケットを送信するようにした。
これにより、送受信局装置１ａ、１ｂから受信したネイティブパケットに誤りが含まれていない場合、更に、同報アクナレッジパケットを送信する時間を削減することができ、システムスループット及び遅延特性を改善することができる。
【０１０８】
また、上述した第１実施形態及び第２実施形態において説明した、再送に要する時間を削減する手法は、シングルキャリアによる通信、又はマルチキャリアによる通信を問わずと適用することができる。また、変調方式を問わずに本手法を適用することができる。
【０１０９】
なお、上述した第１実施形態及び第２実施形態において、ＮＣ符号化を用いた通信システムを例にして、パケットの再送に要する時間を削減する処理について説明したが、これに限ることなく、１つの通信装置（中継局装置）が、異なる複数の通信装置（送受信局装置）からパケットを受信し、受信したパケットに基づいて処理を行う通信システムに適用するようにしてもよい。
【０１１０】
また、上述した第１実施形態及び第２実施形態において、Ａｌｉｃｅ＆Ｂｏｂ型トポロジのネットワーク構成における通信システムを例にして説明したが、これに限ることなく、ライン型トポロジや、Ｘ型トポロジのネットワーク構成の通信システムに適用するようにしてもよい。
例えば、ライン型トポロジのネットワーク構成の通信システムに適用する場合、送受信局装置１はネットワークの両端に配置され、複数の中継局装置２は送受信局装置１の間に配置されるようにする。複数の中継局装置２のうち１つが各送受信局装置１より送信されたネイティブパケット同士をＮＣ符号化して送信し、他の中継局装置２は、受信したネイティブパケット及びＮＣパケットを隣接する中継局装置２又は送受信局装置１に中継する動作をするようにする。
【０１１１】
また、上述した第１実施形態及び第２実施形態において、送受信局装置１が２つの場合を例にして説明したが、これに限ることなく、送受信局装置１が３つ以上あってもよい。
例えば、送受信局装置１ａ又は送受信局装置１ｂが送信するネイティブパケットを予め記憶している送受信局装置１ｃを通信システムに設け、送受信局装置１ｃが中継局装置２から受信するＮＣパケットをＮＣ復号するようにしてもよい。
また、上述した第１実施形態及び第２実施形態において、中継局装置２は、１組の送受信局装置１の間におけるネイティブパケットの伝送を中継する構成を例にして説明したが、複数の組の送受信局装置１の間におけるネイティブパケットの伝送を中継するようにしてもよい。
【０１１２】
また、上述した第１実施形態及び第２実施形態において、送受信局装置１に備えられている送信バッファ回路１０１が、送信するネイティブパケットを記憶する構成を説明したが、これに限らずに、ネイティブパケットを予め記憶しておいてもよい。これにより、予め記憶しているネイティブパケットをＮＣ復号するための共通の情報にして、マルチキャストされたＮＣパケットを復号するようにしてもよい。
【０１１３】
また、上述した第１実施形態及び第２実施形態において、図５、１０に示した送受信局装置１の送信処理では、ネイティブパケットを中継局装置２に送信した後に同報アクナレッジパケットを受信する構成を説明した。しかし、これに限らず、予め定められた時間が経過しても中継局装置２から同報アクナレッジパケットを受信できない場合、中継局装置２において送信したパケットが正しく受信されなかったとみなして、ステップＳ１１４〜Ｓ１２２の動作を行うようにしてもよい。これにより、送受信局装置１が同報アクナレッジパケットを受信できずに待機状態になったままになることを回避して、スループット及び遅延特性の低下を防ぐことができる。
【０１１４】
また、上述した第１実施形態及び第２実施形態において、図９、１１に示した中継局装置２の中継処理では、ＮＣパケットを送受信局装置１に送信した後に、送受信局装置1からアクナレッジパケットを受信する構成を説明した。しかし、これに限らず、予め定められた時間が経過しても送受信局装置１からアクナレッジパケットを受信できない場合、ステップＳ２１２を再度繰り返してＮＣパケットを再送するようにしてもよい。
【０１１５】
また、上述した第１実施形態及び第２実施形態において、中継局装置２に備えられた誤り検出回路２０３は、ネイティブパケットを受信したタイムスロットにて誤り検出をする構成（図９、１２のステップＳ２０２、Ｓ２０４）を説明したが、これに限らずに、同報アクナレッジパケットを送信するまでに誤り検出をすればよい。
【０１１６】
なお、上述の送受信局装置１、及び、中継局装置２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の送信処理及び受信処理、中継局装置２の中継処理それぞれにおける動作の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータシステムが読み出して実行することによって、上記処理が行われるようにしてもよい。ここでいうコンピュータシステムとは、ＣＰＵ及び各種メモリやＯＳ、周辺機器等のハードウェアを含むものである。
【０１１７】
また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。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合せで実現できるものであっても良い。
【符号の説明】
【０１１８】
１，１ａ，１ｂ…送受信局装置
２…中継局装置
１０…通信システム
１０１…送信バッファ回路
１０２…入力切替回路
１０３…誤り検出ビット付加回路
１０４…変調回路
１０５…無線送受信部
１０６…復調回路
１０７…誤り検出回路
１０８…出力切替回路
１０９…受信パケット記憶回路
１１０…合成回路
１１１…出力制御回路
１１２…出力切替回路
１１３…ＮＣ復号回路
１１４…同報ＡＣＫ判定回路
２０１…無線送受信部
２０２…復調回路
２０３…誤り検出回路
２０４…出力切替回路
２０５…受信パケット記憶回路
２０６…干渉除去回路
２０７…合成回路
２０８…同報ＡＣＫ生成回路
２０９…入力切替回路
２１０…誤り検出ビット付加回路
２１１…変調回路
２１２…送信バッファ回路
２４０…ＮＣ符号化部
２４１…バッファ制御回路
２４２…出力切替回路
２４３…第１バッファ回路
２４４…第２バッファ回路
２４５…ＮＣ符号化回路
２４６…入力切替回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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