(57)【要約】【課題】ある方向のデータ送信に、他の方向のデータ送信を利用して効率的に通信する通信システムの通信装置を提供する。【解決手段】通信装置は、対向装置から受信する所定長の受信ビット列と、前記対向装置に送信する前記所定長の送信ビット列とのハミング距離を求める距離算出手段と、前記ハミング距離に閾値以下のものがあると、前記ハミング距離が閾値以下である受信ビット列を特定する情報と、当該受信ビット列と前記送信ビット列とでビットの値が一致しないビット位置を示す情報と、を前記対向装置に送信する送信手段と、を備えている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向装置から受信する所定長の受信ビット列と、前記対向装置に送信する前記所定長の送信ビット列とのハミング距離を求める距離算出手段と、
前記ハミング距離に閾値以下のものがあると、前記ハミング距離が前記閾値以下である受信ビット列を特定する情報と、当該受信ビット列と前記送信ビット列とでビットの値が一致しないビット位置を示す情報と、を前記対向装置に送信する送信手段と、
を備えていることを特徴とする通信装置。
【請求項２】
前記対向装置は、２以上の所定数の前記受信ビット列を送信し、
前記距離算出手段は、前記所定数の前記受信ビット列それぞれについて、前記送信ビット列との前記ハミング距離を求め、
前記送信手段は、前記所定数の前記受信ビット列それぞれの前記ハミング距離に前記閾値以下のものがあると、前記ハミング距離が前記閾値以下である受信ビット列を特定する情報と、当該受信ビット列と前記送信ビット列とでビットの値が一致しないビット位置を示す情報と、を前記対向装置に送信することを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
【請求項３】
前記送信手段は、前記所定数の前記受信ビット列それぞれの前記ハミング距離に前記閾値以下のものがないと、前記送信ビット列を前記対向装置に送信することを特徴とする請求項２に記載の通信装置。
【請求項４】
前記所定数をｍとし、前記所定長をｎとし、前記閾値をＴｈとすると、
Ｔｈ≦（ｎ−ｌоｇ２ｍ）／ｌоｇ２ｎ
の関係があることを特徴とする請求項２又は３に記載の通信装置。
【請求項５】
対向装置に所定長のビット列を送信する送信手段と、
前記対向装置から、前記ビット列を特定する情報と、特定された前記ビット列のビット位置を示す情報と、を受信すると、特定された前記ビット列の前記示されたビット位置を修正し、修正後の前記ビット列を前記対向装置が送信したビット列として受信する受信手段と、
を備えていることを特徴とする通信装置。
【請求項６】
前記送信手段は、前記対向装置に２以上の所定数の前記ビット列を送信し、
前記所定数の前記ビット列のうちの任意の２つのビット列のハミング距離は閾値より大きいことを特徴とする請求項５に記載の通信装置。
【請求項７】
前記所定数をｍとし、前記所定長をｎとし、前記閾値をＴｈとすると、
Ｔｈ≦（ｎ−ｌоｇ２ｍ）／ｌоｇ２ｎ
の関係があることを特徴とする請求項６に記載の通信装置。
【請求項８】
請求項１から４のいずれか１項に記載の通信装置としてコンピュータを機能させることを特徴とするプログラム。
【請求項９】
請求項５から７のいずれか１項に記載の通信装置としてコンピュータを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、ある方向のデータ送信に、他の方向のデータ送信を利用する通信システムの通信装置及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、通信ネットワークを介した通信装置間の通信においてスループットが非対称になる場合がある。例えば、移動通信ネットワークが基地局と移動端末との間に設定する無線リンクは、一般的に、上り方向（移動端末から基地局への方向）より下り方向（基地局から移動端末への方向）の伝送速度が速い。したがって、移動端末が移動通信ネットワークを介して、例えば、インターネット上のサーバと通信する場合、移動端末からサーバへの方向のスループットは、サーバから移動端末への方向のスループットより低くなる。同様のことが、例えば、ＡＤＳＬシステムを介する通信にも当てはまる。以下では、双方向の通信において、スループットの低い通信方向を上り方向と呼び、スループットの高い通信方法を下り方向と呼ぶものとする。また、上り方向にデータを送信する装置を第１通信装置と呼び、下り方向にデータを送信する装置を第２通信装置と呼ぶものとする。
【０００３】
非特許文献１は、第１通信装置と第２通信装置との通信において、第２通信装置が第１通信装置にランダムなビット列を送信し、第１通信装置は、送信したいデータに対応するビット列を第２通信装置から受信すると、一致したことを示すデータを第２通信装置に送信する構成を開示している。非特許文献１によると、下り方向のスループットは、上り方向のスループットより高いため、この構成により効率的に上り方向の通信が行えるとしている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】受信者代弁型情報伝送プロトコルの基礎検討、電子情報通信学会技術研究報告、ＩＮ２０１５−１１４、ｐｐ．３７−４２、２０１５年
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら非特許文献１の構成では、第２通信装置がランダムに選択したビット列と、第１通信装置が送信したいデータ列に対応するビット列とが一致するまで第１通信装置は待ち続けることになり、却って通信時間が長くなり得る。
【０００６】
本発明は、ある方向のデータ送信に、他の方向のデータ送信を利用して効率的に通信する通信システムの通信装置及びプログラムを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様によると、通信装置は、対向装置から受信する所定長の受信ビット列と、前記対向装置に送信する前記所定長の送信ビット列とのハミング距離を求める距離算出手段と、前記ハミング距離に閾値以下のものがあると、前記ハミング距離が前記閾値以下である受信ビット列を特定する情報と、当該受信ビット列と前記送信ビット列とでビットの値が一致しないビット位置を示す情報と、を前記対向装置に送信する送信手段と、を備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によると、ある方向のデータ送信に、他の方向のデータ送信を利用して効率的に通信することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】一実施形態による通信システムの構成図。
【図２】一実施形態による上り方向のデータ送信方法の説明図。
【図３】一実施形態による上り方向のデータ送信方法の説明図。
【図４】一実施形態による第１通信装置の構成図。
【図５】一実施形態による第２通信装置の構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の例示的な実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の実施形態は例示であり、本発明を実施形態の内容に限定するものではない。また、以下の各図においては、実施形態の説明に必要ではない構成要素については図から省略する。
【００１１】
図１は、本実施形態の通信システムの構成図である。図１によると、第１通信装置と第２通信装置が対向して通信を行っている。ここで、第１通信装置から第２通信装置への方向の通信のスループットは、第２通信装置から第１通信装置への方向の通信のスループットより小さい。以下では、第１通信装置から第２通信装置への方向を上り方向と呼び、第２通信装置から第１通信装置への方向を下り方向と呼ぶ。
【００１２】
図２は、本実施形態の上り方向のデータ送信方法の説明図である。本実施形態において、第１通信装置は、第２通信装置に送信すべきデータをｎビット列に区切り、ｎビット列を単位として第２通信装置に送信を行う。なお、本例においてｎ＝８とする。Ｓ１で、第１通信装置は、第２通信装置へ送信するビット列"００１０１０１１"（以下、送信ビット列）を有している。第２通信装置は、Ｓ２で、第１通信装置にｎビットのビット列（以下、受信ビット列）を、連続してｍ回送信する。第１通信装置は、Ｓ３で、受信ビット列と、送信ビット列"００１０１０１１"とのハミング距離を計算する。例えば、第２通信装置がＳ２で最初に送信した受信ビット列は"１０１０１１００"であり、送信ビット列"００１０１０１１"と比較すると、第１ビット、第６ビット、第７ビット及び第８ビットの値が異なるため、ハミング距離は４となる。一方、第２通信装置がＳ２で２回目に送信した受信ビット列は"００１０１０１０"であり、送信ビット列"００１０１０１１"と比較すると第８ビットの値が異なるため、ハミング距離は１である。
【００１３】
第１通信装置は、受信ビット列に、送信ビット列"００１０１０１１"とのハミング距離が閾値以下のものがあると、その受信ビット列を特定する情報と、一致しないビット位置の情報を第２通信装置に送信する。本例では、閾値を２とする。上記の通り、第２通信装置がＳ２で２回目に送信した受信ビット列とのハミング距離は１であり、閾値以下であるため、第１通信装置は、Ｓ３で、第２通信装置による受信ビット列の送信番号（本例では２）と、一致しないビット位置（本例では第８ビット）を示す情報を第１通信装置に送信する。なお、図２では、図面の簡略化のため、第２通信装置がｎビットの受信ビット列を、連続してｍ回送信した後に、第１通信装置は、ハミング距離が閾値以下の受信ビット列を特定する情報と、ビットの値が異なる位置を第２通信装置に通知している。しかしながら、第１通信装置は、ハミング距離が閾値以下の受信ビット列を受信すると、直ちに、ハミング距離が閾値以下の受信ビット列を特定する情報と、ビットの値が異なる位置を第２通信装置に通知することができる。この場合、第２通信装置は、第１通信装置から通知を受けると、その時点で未送信の受信ビット列があっても、残りの受信ビット列の送信は行わず、次のｎビット列の送信に移行する。
【００１４】
また、図２によると、Ｓ４で、第１通信装置は、送信ビット列"１１１０１０１１"を有している。第２通信装置は、Ｓ５で、ｎビットの受信ビット列を、連続してｍ回、第１通信装置に送信する。ここで、第２受信装置が送信するｍ個の受信ビット列のいずれも、送信ビット列"１１１０１０１１"とのハミング距離が閾値より大きかったものとする。この場合、第１通信装置は、Ｓ６で、送信ビット列"１１１０１０１１"を第２通信装置に送信する。
【００１５】
図３は、変形形態を示している。Ｓ１０で、第１通信装置は、送信ビット列"００１０１０１１"を有している。第２通信装置は、Ｓ１１で、ｎビットの受信ビット列をｍ個含むパケットを第１通信装置に送信する。図３ではｍ＝４としている。第１通信装置は、Ｓ１２で、受信したｍ個の受信ビット列と、送信ビット列"００１０１０１１"とのハミング距離をそれぞれ計算する。そして、第１通信装置は、Ｓ１２で、受信したｍ個の受信ビット列に、送信ビット列とのハミング距離が閾値以下のものがあると、当該受信ビット列を特定する情報と、ビットの値が異なる位置を、Ｓ１２で、第２通信装置に通知する。
【００１６】
例えば、第２通信装置がＳ１１で送信したパケットに含まれる最初の受信ビット列は"１０１０１１００"であり、送信ビット列"００１０１０１１"とのハミング距離は４である。また、第２通信装置がＳ１１で送信したパケットに含まれる２番目の受信ビット列は"１１０１００１１"であり、送信ビット列"００１０１０１１"とのハミング距離は５である。また、第２通信装置がＳ１１で送信したパケットに含まれる３番目の受信ビット列は"０１０１００１０"であり、送信ビット列"００１０１０１１"とのハミング距離は５である。また、第２通信装置がＳ１１で送信したパケットに含まれる４番目の受信ビット列は"００１０１０００"であり、送信ビット列"００１０１０１１"とのハミング距離は２である。したがって、４番目の受信ビット列とのハミング距離は、閾値である２以下であるため、第１通信装置は、Ｓ１２で、４番目を示す情報と、ビットの値が異なる位置、本例では、第７ビットと、第８ビットとを送信する。なお、ハミング距離が閾値以下のものが複数あると、第１通信装置は、最もハミング距離の小さい受信ビット列を特定する情報と、ビットの値が異なる位置とを、第２通信装置に通知する。また、第２通信装置がＳ１１で送信したパケットに含まれるｍ個の受信ビット列に、ハミング距離が閾値以下のものがないと、図２で説明したのと同様に、第１通信装置は、Ｓ１２で、送信ビット列"００１０１０１１"を第２通信装置に送信する。
【００１７】
続いて、ビット列ｎと、第２通信装置が第１通信装置に連続して、或いは、１つのパケットで送信するビット列の個数ｍと、閾値Ｔｈとの関係を述べる。上述した様に、第１通信装置は、第２通信装置に、受信ビット列を特定する情報と、一致しないビット位置を示す情報を送信しなければならない。ここで、ビット列を特定するためには、ｌоｇ２ｍビットが必要となる。また、ビット位置を示すためには、ｌоｇ２ｎビットが必要となる。また、第２通信装置に通知すべきビット位置の最大数はＴｈである。したがって、受信ビット列を特定する情報と、一致しないビット位置を示す情報とを表現するために必要なビット数の最大値は、
ｌоｇ２ｍ＋Ｔｈ×ｌоｇ２ｎ      （１）
となる。
【００１８】
式（１）の値が、ｎビットを超えると、第１通信装置は、送信すべきビット列を単に送信すれば良くなる。したがって、以下の式を満たす様にすることで、上り方向の送信効率を高くすることができる。
ｌоｇ２ｍ＋Ｔｈ×ｌоｇ２ｎ≦ｎ      （２）
式（２）を変形すると、閾値Ｔｈに関する以下の式が得られる。
Ｔｈ≦（ｎ−ｌоｇ２ｍ）／ｌоｇ２ｎ    （３）
【００１９】
なお、式（１）で示される値は、第１通信装置が第２通信装置に、受信ビット列を特定する情報と、一致しないビット位置を示す情報を通知するのに必要なビット数の最大値であり、第１通信装置は、常に、式（１）で示される数のビットを送信する必要はない。例えば、受信したビット列にハミング距離が０のものがあると、第１通信装置は、受信ビット列を特定する情報のみを送信する構成とすることができる。
【００２０】
また、第２通信装置は、ｍ個のビット列のうちの任意の２つのビット列のハミング距離が閾値より大きくなる様に、ｍ個のビット列を選択して送信する。これは、第２通信装置が送信するｍ個のビット列に、送信ビット列とのハミング距離が閾値以下であるものが含まれる確率を高くするためである。
【００２１】
図４は、第１通信装置の構成図である。バッファ部１３は、送信データを保持しており、データの送信順序に従い、ｎビットの送信ビット列を距離算出部１２に出力する。受信部１１は、対向装置である第２通信装置から受信ビット列を受信すると、受信ビット列を距離算出部１２に出力する。距離算出部１２は、受信部１１から入力される受信ビット列それぞれについて、送信ビット列とのハミング距離を計算する。そして、距離算出部１２は、ハミング距離が閾値以下であると、ハミング距離が閾値以下である受信ビット列を特定する情報と、当該受信ビット列と送信ビット列とでビットの値が異なるビット位置を示す情報と、を送信部１０に出力する。送信部１０は、ハミング距離が閾値以下である受信ビット列を特定する情報と、当該受信ビット列と送信ビット列とでビットの値が異なるビット位置を示す情報と、を第２通信装置に送信する。
【００２２】
図５は、第２通信装置の構成図である。生成部２２は、ｍ個の受信ビット列を生成する。なお、生成するｍ個の受信ビット列間のハミング距離については、式（３）で示される閾値より大きくなる様にする。生成部２２は、生成したｍ個の受信ビット列を送信部２０及び修正部２３に出力する。送信部２０は、ｍ個の受信ビット列を順に、或いは、１つのパケットに含めて第１通信装置に送信する。受信部２１は、第１通信装置から受信する、受信ビット列を特定する情報と、ビット位置を示すビット位置情報と、を修正部２３に出力する。修正部２３は、受信ビット列を特定する情報に基づき、生成部２２から入力されたｍ個の受信ビット列の１つを特定する。そして、当該受信ビット列のビット位置情報が示す位置のビットの値を修正、より具体的には反転させる。そして、修正部２３は、修正後の受信ビット列を、第１通信装置から受信したビット列として図示しない第２通信装置の他の機能ブロックに出力する。
【００２３】
なお、本発明による第１通信装置及び第２通信装置は、コンピュータを上記第１通信装置や、上記第２通信装置して動作させるプログラムにより実現することができる。これらコンピュータプログラムは、コンピュータが読み取り可能な記憶媒体に記憶されて、又は、ネットワーク経由で配布が可能なものである。
【符号の説明】
【００２４】
１２：距離算出部、１０：送信部、１１：受信部
【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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