(57)【要約】【課題】パケットが欠損しない場合には、データ待ち合わせと符号化処理のオーバーヘッドを軽減し、パケット欠損により再送が発生した場合でも、符号化処理終了前については従来のARQと、符号化処理終了後については従来のHybrid ARQと同じ性能で再送処理を実施する。【解決手段】パケット再送判定部は、符号化パケット生成部から符号化パケットとオリジナルパケットを受け取り、オリジナルパケットを次段の通信装置に送信させるとともに、次段の通信装置に送信されたオリジナルパケットのうち、次段の通信装置に到達しなかったパケットである欠損パケットを判定し、符号化パケット生成部から符号化パケットを受け取る前は、オリジナルパケットのうち欠損パケットに対応するパケットを次段の通信装置に送信させ、符号化パケットを受け取ったのちは、符号化パケットのうち、欠損パケットを復元するために必要なパケットを次段の通信装置に送信させる。【選択図】図１
2015170886.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
前段の通信装置から受信したパケットを複製し、複製されたパケットであるオリジナルパケットを出力する複製手段と、
前記オリジナルパケットを受け取り、オリジナルパケットとその冗長パケットからなる符号化パケットを生成する符号化手段と、
前記符号化パケットと前記オリジナルパケットを受け取り、前記オリジナルパケットを次段の通信装置に送信させるとともに、前記次段の通信装置に送信されたオリジナルパケットのうち、前記次段の通信装置に到達しなかったパケットである欠損パケットを判定し、前記符号化パケットを受け取る前は、前記オリジナルパケットのうち前記欠損パケットに対応するパケットを前記次段の通信装置に送信させ、前記符号化パケットを受け取ったのちは、前記符号化パケットのうち、前記欠損パケットを復元するために必要なパケットを前記次段の通信装置に送信させる判定手段と
を有するパケット中継装置。
【請求項２】
前段の通信装置から受信したパケットを複製し、複製されたパケットであるオリジナルパケットを出力する複製手段と、
前記オリジナルパケットを受け取り、前記オリジナルパケットとその冗長パケットからなる符号化パケットを生成する複数の符号化手段であって、それぞれが異なる復元力を有する符号化パケットを生成する複数の符号化手段と、
前記符号化パケットと前記オリジナルパケットを受け取り、前記オリジナルパケットを次段の通信装置に送信させるとともに、前記次段の通信装置に送信されたオリジナルパケットのうち、前記次段の通信装置に到達しなかったパケットである欠損パケットを判定し、前記符号化パケットを受け取る前は、前記オリジナルパケットのうち前記欠損パケットに対応するパケットを前記次段の通信装置に送信させ、前記符号化パケットのいずれかを受け取ったのちは、受け取った符号化パケットのうち、最も復元力の強い符号化パケットから前記欠損パケットを復元するために必要なパケットを前記次段の通信装置に送信させる判定手段と
を有するパケット中継装置。
【請求項３】
前段の通信装置から受信したパケットを複製し、複製されたパケットであるオリジナルパケットを出力する複製手段と、
前記オリジナルパケットを受け取り、前記オリジナルパケットの冗長パケットである第１の冗長パケットを生成し、前記オリジナルパケットと前記第１の冗長パケットからなる第１の符号化パケットを出力する第１の符号化手段と、
前記第１の符号化パケットを受け取り、前記オリジナルパケットから前記第１の冗長パケットとは異なる冗長パケットである第２の冗長パケットを生成し、前記オリジナルパケットと、前記第１の冗長パケットと、前記第２の冗長パケットからなる第２の符号化パケットを出力する第２の符号化手段と、
前記オリジナルパケットと、前記第１の符号化パケットと、前記第２の符号化パケットを受け取り、前記オリジナルパケットを次段の通信装置に送信させるとともに、前記次段の通信装置に送信されたオリジナルパケットのうち、前記次段の通信装置に到達しなかったパケットである欠損パケットを判定し、前記第１の符号化パケットを受け取るまでは、前記オリジナルパケットのうち前記欠損パケットに対応するパケットを前記次段の通信装置に送信させ、前記第２の符号化パケットを受け取るまでは、前記第１の符号化パケットうち、前記欠損パケットを復元するために必要なパケットを前記次段の通信装置に送信させ、前記第２の符号化パケットを受け取った後は、前記第２の符号化パケットのうち、前記欠損パケットを復元するために必要なパケットを前記次段の通信装置に送信させる判定手段と
を有するパケット中継装置。
【請求項４】
前記第１の符号化手段から前記第１の符号化パケットを受け取り、前記第１の冗長パケット及び前記第２の冗長パケットとは異なる冗長パケットである第３の冗長パケットを生成し、前記オリジナルパケット及び前記第３の冗長パケットを有する第３の符号化パケットを出力する第３の符号化手段をさらに有し、
前記判定手段は、前記第２の符号化パケットを受け取った後前記第３の符号化パケットを受け取るまでは、前記第２の符号化パケットのうち、前記欠損パケットを復元するために必要なパケットを前記次段の通信装置に送信させ、前記第３の符号化パケットを受け取った後は、前記第３の符号化パケットのうち、前記欠損パケットを復元するために必要なパケットを前記次段の通信装置に送信させる
請求項３に記載のパケット中継装置。
【請求項５】
前段の通信装置から受信したパケットを複製し、複製されたパケットであるオリジナルパケットを出力する複製手段と、
前記オリジナルパケットを受け取り、前記オリジナルパケットの冗長パケットである第１の冗長パケットを生成し、前記オリジナルパケットと第１の冗長パケットからなる第１の符号化パケットを出力する第１の符号化手段と、
前記オリジナルパケットを受け取り、前記第１の冗長パケットとは異なる冗長パケットであって、前記オリジナルパケットの冗長パケットである第２の冗長パケットを生成し、前記オリジナルパケットと第２の冗長パケットからなる第２の符号化パケットを出力する第２の符号化手段と、
前記第１の符号化パケットと、前記第２の符号化パケットを受け取り、前記オリジナルパケットと前記第１の冗長パケットと前記第２の冗長パケットからなる第３の符号化パケットを出力する第３の符号化手段と、
前記オリジナルパケットと、前記第１の符号化パケットと、前記第２の符号化パケットと、前記第３の符号化パケットを受け取り、前記オリジナルパケットを次段の通信装置に送信させるとともに、前記次段の通信装置に送信されたオリジナルパケットのうち、前記次段の通信装置に到達しなかったパケットである欠損パケットを判定し、前記第１の符号化パケットを受け取るまでは、前記オリジナルパケットのうち前記欠損パケットに対応するパケットを前記次段の通信装置に送信させ、前記第２の符号化パケットを受け取るまでは、前記第１の符号化パケットから前記欠損パケットを復元するために必要なパケットを前記次段の通信装置に送信させ、前記第２の符号化パケットを受け取った後前記第３の符号化パケットを受け取るまでは、前記第２の符号化パケットのうち、前記欠損パケットを復元するために必要なパケットを前記次段の通信装置に送信させ、前記第３の符号化パケットを受け取った後は、前記第３の符号化パケットのうち、前記欠損パケットを復元するために必要なパケットを前記次段の通信装置に送信させる判定手段と
を有するパケット中継装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書に記載の実施の形態は、パケット中継装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年のネットワークの普及発展に伴うクラウド時代には、WANを経由するシステムが増加し、そのようなシステムでは、ネットワーク遅延やパケット欠損がシステムの性能劣化につながる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１４１４１３号公報
【特許文献２】特許第４６６６３０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
パケット欠損に対してはARQ（Automatic Repeat reQuest）という再送技術が存在しているが、単なる再送のため、ネットワーク遅延の大きい経路では遅延が問題である。ARQでは、単純に欠損したパケット全てを再送するため、パケット欠損が多い経路の場合、再送によるラウンドトリップ(RTT)分の遅延や帯域使用量増大などが生じてしまう。
【０００５】
また、再送による遅延を防ぐためには、FEC（Forwarding Error Correction）という誤り訂正技術が存在しているが、この訂正技術では、冗長パケットによる帯域使用率の増加や符号／復号のための処理時間が問題だった。FECでは、送信側で符号化することで、冗長パケットを生成し、受信側で復号することで再送遅延を防ぐが、以下の問題がある。
【０００６】
(1)符号化のためのデータ待ち合わせ時間
(2)符号／復号の演算によるオーバ-ヘッド
(3)冗長パケットの帯域消費
【０００７】
また、近年は無線通信を中心にHybrid  ARQという手法もあるが、この手法でも最初に符号化する時間が必要となる。無線分野で使用されているHARQにおいては、上記FEC の問題点(3)は解決されているものの、送信前に符号化することには変わりない。よって、Hybrid  ARQでは、上記FEC の問題点(1)と(2)は解決されていない。
【０００８】
本発明の目的は、パケットが欠損しない場合には、データ待ち合わせと符号化処理のオーバーヘッドを軽減し、パケット欠損により再送が発生した場合でも、符号化処理終了前については従来のARQと、符号化処理終了後については従来のHybrid ARQと同じ性能で再送処理を実施できる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１の実施の形態はパケット中継装置として提案される。このパケット中継装置は、複製手段と、符号化手段と、判定手段とを有する。
複製手段は、前段の通信装置から受信したパケットを複製し、複製されたパケットであるオリジナルパケットを出力する。
符号化手段は、オリジナルパケットを受け取り、オリジナルパケットとその冗長パケットからなる符号化パケットを生成する。
【００１０】
判定手段は、符号化パケットとオリジナルパケットを受け取り、オリジナルパケットを次段の通信装置に送信させるとともに、次段の通信装置に送信されたオリジナルパケットのうち、次段の通信装置に到達しなかったパケットである欠損パケットを判定し、符号化パケットを受け取る前は、オリジナルパケットのうち欠損パケットに対応するパケットを次段の通信装置に送信させ、符号化パケットを受け取ったのちは、符号化パケットのうち、欠損パケットを復元するために必要なパケットを次段の通信装置に送信させる。
【００１１】
本発明の第２の実施の形態はパケット中継装置として提案される。このパケット中継装置は、複製手段と、複数の符号化手段と、判定手段とを有する。
複製手段は、前段の通信装置から受信したパケットを複製し、複製されたパケットであるオリジナルパケットを出力する。
【００１２】
複数の符号化手段は、オリジナルパケットを受け取り、オリジナルパケットとその冗長パケットからなる符号化パケットを生成する複数の符号化手段であって、それぞれが異なる復元力を有する符号化パケットを生成する。
【００１３】
判定手段は、符号化パケットとオリジナルパケットを受け取り、オリジナルパケットを次段の通信装置に送信させるとともに、次段の通信装置に送信されたオリジナルパケットのうち、次段の通信装置に到達しなかったパケットである欠損パケットを判定し、符号化パケットを受け取る前は、オリジナルパケットのうち欠損パケットに対応するパケットを次段の通信装置に送信させ、符号化パケットのいずれかを受け取ったのちは、受け取った符号化パケットのうち、最も復元力の強い符号化パケットから欠損パケットを復元するために必要なパケットを次段の通信装置に送信させる。
【００１４】
本発明の第３の実施の形態はパケット中継装置として提案される。このパケット中継装置は、複製手段と、第１の符号化手段と、第２の符号化手段と、判定手段とを有する。
複製手段は、前段の通信装置から受信したパケットを複製し、複製されたパケットであるオリジナルパケットを出力する。
【００１５】
第１の符号化手段は、オリジナルパケットを受け取り、オリジナルパケットの冗長パケットである第１の冗長パケットを生成し、オリジナルパケットと第１の冗長パケットからなる第１の符号化パケットを出力する。
【００１６】
第２の符号化手段は、第１の符号化パケットを受け取り、オリジナルパケットから第１の冗長パケットとは異なる冗長パケットである第２の冗長パケットを生成し、オリジナルパケットと、第１の冗長パケットと、第２の冗長パケットからなる第２の符号化パケットを出力する。
【００１７】
判定手段は、オリジナルパケットと、第１の符号化パケットと、第２の符号化パケットを受け取り、オリジナルパケットを次段の通信装置に送信させるとともに、次段の通信装置に送信されたオリジナルパケットのうち、次段の通信装置に到達しなかったパケットである欠損パケットを判定し、第１の符号化パケットを受け取るまでは、オリジナルパケットのうち欠損パケットに対応するパケットを次段の通信装置に送信させ、第２の符号化パケットを受け取るまでは、第１の符号化パケットうち、欠損パケットを復元するために必要なパケットを次段の通信装置に送信させ、第２の符号化パケットを受け取った後は、第２の符号化パケットのうち、欠損パケットを復元するために必要なパケットを次段の通信装置に送信させる。
【００１８】
第３の実施の形態に係るパケット中継装置は、第１の符号化手段から第１の符号化パケットを受け取り、第１の冗長パケット及び第２の冗長パケットとは異なる冗長パケットである第３の冗長パケットを生成し、オリジナルパケット及び第３の冗長パケットを有する第３の符号化パケットを出力する第３の符号化手段をさらに有し、判定手段は、第２の符号化パケットを受け取った後第３の符号化パケットを受け取るまでは、第２の符号化パケットのうち、欠損パケットを復元するために必要なパケットを次段の通信装置に送信させ、第３の符号化パケットを受け取った後は、第３の符号化パケットのうち、欠損パケットを復元するために必要なパケットを次段の通信装置に送信させる、という構成としても良い。
【００１９】
本発明の第５の実施の形態はパケット中継装置として提案される。このパケット中継装置は、複製手段と、第１の符号化手段と、第２の符号化手段と、第３の符号化手段と、判定手段とを有する。
複製手段は、前段の通信装置から受信したパケットを複製し、複製されたパケットであるオリジナルパケットを出力する。
【００２０】
第１の符号化手段は、オリジナルパケットを受け取り、オリジナルパケットの冗長パケットである第１の冗長パケットを生成し、オリジナルパケットと第１の冗長パケットからなる第１の符号化パケットを出力する。
【００２１】
第２の符号化手段と、オリジナルパケットを受け取り、第１の冗長パケットとは異なる冗長パケットであって、オリジナルパケットの冗長パケットである第２の冗長パケットを生成し、オリジナルパケットと第２の冗長パケットからなる第２の符号化パケットを出力する。
【００２２】
第３の符号化手段は、第１の符号化パケットと、第２の符号化パケットを受け取り、オリジナルパケットと第１の冗長パケットと第２の冗長パケットからなる第３の符号化パケットを出力する。
【００２３】
判定手段は、オリジナルパケットと、第１の符号化パケットと、第２の符号化パケットと、第３の符号化パケットを受け取り、オリジナルパケットを次段の通信装置に送信させるとともに、次段の通信装置に送信されたオリジナルパケットのうち、次段の通信装置に到達しなかったパケットである欠損パケットを判定し、第１の符号化パケットを受け取るまでは、オリジナルパケットのうち欠損パケットに対応するパケットを次段の通信装置に送信させ、第２の符号化パケットを受け取るまでは、第１の符号化パケットから欠損パケットを復元するために必要なパケットを次段の通信装置に送信させ、第２の符号化パケットを受け取った後第３の符号化パケットを受け取るまでは、第２の符号化パケットのうち、欠損パケットを復元するために必要なパケットを次段の通信装置に送信させ、第３の符号化パケットを受け取った後は、第３の符号化パケットのうち、欠損パケットを復元するために必要なパケットを次段の通信装置に送信させる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】第１の実施の形態に係るパケット中継装置の構成例を示す機能ブロック図
【図２】パケット受信処理の一例を示したフローチャート
【図３】ＡＣＫパケット受信時再送処理及びＡＣＫタイムアウト時再送処理の一例を示すフローチャート
【図４】パケット複製処理の一例を示すフローチャート
【図５】再送パケット切り替え処理の一例を示すフローチャート
【図６】パケット再送判定処理の一例を示すフローチャート
【図７】パケット送信指示処理の一例を示すフローチャート
【図８】パケット中継装置にパケットが入力されている状態を示す図
【図９】9個のパケットから生成される符号化パケットの例を示す図
【図１０】パケット「１」、パケット「２」がパケット中継装置に到達した状態を示す図
【図１１】パケット「１」からパケット「７」までがパケット中継装置に到達した状態を示す図
【図１２】パケット「１」からパケット「９」までがパケット中継装置の符号化パケット生成部に到達した状態を示す図
【図１３】符号化パケットが生成された状態を示す図
【図１４】パケット再送判定部の符号化パケットバッファの内容が、新たに受け取った符号化パケットに置き換えられた状態を示す図
【図１５】符号化パケットのうちパケット「２」、「３」、「５」、「６」が欠損パケットである状態を示す図
【図１６】図１５に示した符号化パケットのうち、欠損パケットを復元可能な再送パケットを示す図
【図１７】従来技術おけるパケット送信に係る時間と、本実施の形態におけるパケット送信に係る時間との比較を示す図
【図１８】本実施形態の変形例に係るパケット中継装置の機能ブロック図
【図１９】図１８に示したパケット中継装置１の変形例の処理時間を示す図
【図２０】第２の実施の形態に係るパケット中継装置の構成例を示す機能ブロック図
【図２１】符号化パケット生成部性能表のデータ構成例を示す図
【図２２】第２の実施の形態における再送パケット切り替え処理の一例を示したフローチャート
【図２３】第２の実施の形態におけるパケット再送判定処理の一例を示したフローチャート
【図２４】第２の実施の形態に係るパケット中継装置の処理時間を示す図
【図２５】第３の実施の形態に係るパケット中継装置の構成例を示す機能ブロック図
【図２６】第３の実施の形態に係るパケット中継装置の処理時間を示す図
【図２７】第４の実施の形態に係るパケット中継装置の構成例を示す機能ブロック図
【図２８】第１符号化パケット生成部、第２符号化パケット生成部、第３符号化パケット生成部によって生成される符号化パケットの例を示す図
【図２９】第４の実施の形態に係るパケット中継装置の処理時間を示す図
【図３０】第５の実施の形態に係るパケット中継装置の構成例を示す機能ブロック図
【図３１】第１符号化パケット生成部、第２符号化パケット生成部、第３符号化パケット生成部によって生成される符号化パケットの例を示す図
【図３２】第５の実施の形態に係るパケット中継装置の処理時間を示す図
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態に係るパケット中継装置を説明する。
［０．用語の定義］
本明細書中で使用する用語の定義を述べる。
［０．１．符号化］
「符号化」とは、冗長化と同義である。
［０．２．組織的符号化］
「組織的符号化」とは、符号語に元のデータが含まれるような符号化をいう。
［０．３．ARQ (Automatic Repeat reQuest)］
「ARQ」とは、受信側からパケット受信結果を返信し、欠損したパケットを再送する仕組みをいう。
【００２６】
［０．４．FEC (Forwarding Error Correction)］
「FEC」とは、送信側で符号化により冗長パケットを作成・送信し、受信側で復号することにより、欠損パケットを復元する仕組みをいう。
［０．４．HARQ (Hybrid ARQ)］
「HARQ」とは、FECとARQを合わせた通信方法をいう。HARQは、組織的符号化により符号化パケットを作成し、元のデータのみをまず送る。受信側からのパケット受信状況に応じ、冗長パケットを送信していく。HARQは、再送が発生しない場合には帯域使用率が抑えられる。
【００２７】
［１．第１の実施の形態］
本発明の第１の実施の形態は、パケット中継装置として提案される。このパケット中継装置は、前段の通信装置から受信した通信パケットを次段の通信装置に送信する装置であって、次段の通信装置が受信できなかった通信パケットである欠損パケットが発生したと判定した場合には、当該欠損パケットに対応するオリジナルパケット又は符号化パケットを次段の通信装置に送信する装置である。
【００２８】
パケット中継装置は、コンピュータ、ワークステーション、サーバなどの情報処理装置であって、この情報処理装置は、演算処理装置（ＣＰＵ）、主メモリ（ＲＡＭ）、読み出し専用メモリ（ROM）、入出力装置（Ｉ／Ｏ）、及び必要な場合にはハードディスク装置等の外部記憶装置を具備している装置である。
【００２９】
［１．１．構成例］
本発明の実施の形態に係るパケット中継装置の構成について説明する。図１は、本実施の形態に係るパケット中継装置の構成例を示す機能ブロック図である。なお、機能ブロック図中に示す構成要素は、パケット中継装置の機能を機能ごとにまとめてブロックとして捉えたものであり、パケット中継装置が各構成要素に対応する基板、装置、回路、部品などの物理的構成要素を備えていなければならないことを意味するわけではない。また、「接続」とは、データ、情報、命令などの送信及び／又は受信、受け取り、受け渡しなどが可能な状態になっていることをいい、互いに配線で連結されているような物理的な接続に限られる意味ではない。本明細書中の他の構成要素の機能ブロック図の説明についても同様である。
【００３０】
本発明の実施の形態に係るパケット中継装置１は、パケット複製部１０と、符号化パケット生成部２０と、パケット再送判定部３０と、ＡＣＫ受信部４０と、パケット送信部５０とを有している。
パケット複製部１０は、本実施の形態の複製手段に相当する。符号化パケット生成部２０は本実施の形態の符号化手段に相当する。パケット再送判定部３０は本実施の形態の判定手段に相当する。
【００３１】
パケット複製部１０は、符号化パケット生成部２０とパケット再送判定部３０に接続されている。符号化パケット生成部２０はパケット再送判定部３０に接続されている。ＡＣＫ受信部４０はパケット再送判定部３０に接続されている。パケット再送判定部３０はパケット送信部５０に接続されている。
【００３２】
パケット複製部１０は、このパケット中継装置１に接続された前段の通信装置に接続されている。前段の通信装置は、パーソナル・コンピュータ、携帯電話器、移動体通信端末、ネットワーク家電機器、他のパケット中継装置、ルータ等のネットワーク通信機器などである。
【００３３】
ＡＣＫ受信部４０及びパケット送信部５０は、パケット中継装置１に接続された次段の通信装置に接続されている。次段の通信装置は、パーソナル・コンピュータ、携帯電話器、移動体通信端末、ネットワーク家電機器、他のパケット中継装置、ルータ等のネットワーク通信機器などである。
【００３４】
送信側の装置である前段の通信装置からパケットが入力された際、パケット複製部１０はパケットを複製し、符号化パケット生成部２０とパケット再送判定部３０に渡す。この構成によって、符号化パケット生成部２０における符号化処理と並行して、送信パケットを受信側の装置である次段の通信装置へ送信することができる。このことにより、パケット中継装置１は以下の課題：
(1)  符号化に必要なデータ量の待ち合わせ、
(2)  符号化によるオーバ-ヘッドのデメリット
を解消できる。
【００３５】
パケット中継装置１は、パケット再送の際、以下のパケット群を使って再送判定を行う。すなわち、符号化処理終了前においては、オリジナルのパケット群の中から再送判定を行い、符号化処理終了後においては、符号化パケット群の中から再送判定を行う。つまり、符号化処理終了前は従来のARQと同様に再送判定を行い、符号化処理終了後は従来のHybrid ARQと同様に再送判定を行う。
【００３６】
なお、パケットの再送の実行のきっかけとなるトリガは、従来通り、(1)タイムアウト、または、(2)受信側からのACKパケットにおける欠損パケットの発見、等であってよい。
【００３７】
以下にパケット中継装置１の動作概要を述べる。
［動作概要１：パケット送信と符号化］
まず、前段の通信装置からの送信パケットがパケット中継装置１、より詳しくはパケット複製部１０に入力される。
パケット複製部１０は、入力された送信パケットを複製し、複製した送信パケットを符号化パケット生成部２０とパケット再送判定部３０の両方に渡す。
複製された送信パケットについて、パケット中継装置１は以下2つの処理を並行して実行する。
【００３８】
まず、パケット再送判定部３０はオリジナルパケットバッファに上記複製された送信パケットを格納しつつ、パケット送信部５０に複製されたパケットを次段の通信装置に順次送信させる。
【００３９】
一方、符号化パケット生成部２０は、ＡＣＫパケットの受信又はタイムアウトの発生をトリガとして、特定個数の送信パケットからなるパケット群のパケットの符号化処理を開始する。なお、ここでの符号化処理は、組織的符号化である必要がある。
【００４０】
［動作概要２：符号化完了］
符号化パケット生成部２０は符号化処理を終えると、パケット再送判定部３０に符号化処理終了を通知するとともに、符号化処理によって生成した符号化パケット群をパケット再送判定部３０に渡す。
【００４１】
パケット再送判定部３０は、再送判定処理中でなければ、符号化パケット生成部２０から受け取った符号化パケットを符号化パケットバッファに格納する。再送判定処理中であれば、再送判定処理終了まで待つ。
【００４２】
［動作概要３：パケット再送］
パケット再送判定部３０はタイムアウトの発生又はＡＣＫ受信部４０の呼び出しにより再送判定処理を実行する。
符号化処理終了前にパケット再送を指示する場合、パケット再送判定部３０は、既に次段の通信装置に送信したパケットのうち、次段の通信装置において欠損したパケットを、オリジナルパケットバッファから読み込み、読み込んだパケットを送信パケットバッファに格納し、送信パケットバッファに格納されたパケットをパケット送信部５０に送信させる。
【００４３】
一方、符号化処理終了後にパケット再送を指示する場合、パケット再送判定部３０は、符号化パケットバッファに格納されているパケットのうち、再送するパケットを決定し、決定したパケットを再送パケットバッファに格納し、再送パケットバッファに格納されたパケットをパケット送信部５０に送信させる。
パケット再送判定部３０は、入力されたオリジナルの送信パケットであるオリジナルパケットの全てについて送達確認が取れるまで再送判定処理を繰り返す。
【００４４】
以下に、パケット中継装置１の各構成要素を説明する。
［１．１．１．パケット複製部］
パケット複製部１０は、前段の通信装置から受信したパケットを複製し、複製したパケットを出力する機能を有する。
［１．１．２．符号化パケット生成部］
符号化パケット生成部２０は、受け取ったパケットから符号化パケットを生成する機能を有する。
【００４５】
［１．１．３．パケット再送判定部］
パケット再送判定部３０は、オリジナルパケットバッファと符号化パケットバッファのいずれかを選択して、選択したバッファから再送のためのパケットを取り出させる再送パケット切り替え機能と、次段の通信装置から受信したＡＣＫパケットの内容に基づいて、選択したバッファから再送の対象となるパケットである再送パケットを判定し、判定により再送パケットとされたパケットを送信パケットバッファ又は再送パケットバッファに格納する再送パケット判定機能と、送信パケットバッファ又は再送パケットバッファに格納されたパケットをパケット送信部５０に送信させるパケット送信指示機能を有する。
【００４６】
パケット再送判定部３０は、パケットを格納する記憶領域として、複製された送信パケットを格納するオリジナルパケットバッファと、符号化パケットを格納する符号化パケットバッファと、オリジナルパケットバッファに格納されたパケットのうち再送の対象として選択されたパケット格納する送信パケットバッファと、符号化パケットバッファに格納されたパケットのうち再送の対象として選択されたパケットを格納する再送パケットバッファとを有する。
【００４７】
なお、「再送パケット」とは、実際に次段の通信装置に再送されるパケットをいう。
「オリジナルパケット」とは、パケット中継装置１に外部から入力された元々の送信パケット群の複製をいう。
「冗長パケット」とは、オリジナルパケットから符号化パケット生成部２０によって作られるパケット群をいう。
「符号化パケット」とは、オリジナルパケットと冗長パケットから構成されるパケット群をいう。
【００４８】
［１．１．４．ＡＣＫ受信部］
ＡＣＫ受信部４０は、次段の通信装置からＡＣＫパケットを受信し、これをパケット再送判定部３０に渡す機能を有する。
［１．１．５．パケット送信部］
パケット送信部５０は、パケット再送判定部３０からの指示に応じて、オリジナルパケット又は再送パケットを次段の通信装置に送信する機能を有する。
【００４９】
［１．２．動作例］
上記パケット中継装置１の動作について説明する。
［１．２．１．全体動作］
上記パケット中継装置１は、前段の通信装置から送信パケットを受信すると、パケット受信処理を実行する。図２は、パケット受信処理の一例を示したフローチャートである。
【００５０】
上記パケット中継装置１は送信パケットを受信すると、パケット複製部１０が送信パケットを複製するパケット複製処理を実行する（Ｓ１０）。パケット複製部１０は複製した送信パケットをパケット再送判定部３０及び符号化パケット生成部２０のそれぞれに渡す。
【００５１】
複製された送信パケットを受け取ったパケット再送判定部３０は、複製された送信パケットをオリジナルパケットバッファに格納し、オリジナルパケットバッファに格納されたパケットを次段の通信装置に送信するよう指示するパケット送信指示処理を実行する（Ｓ２０）。パケット送信部５０は、オリジナルパケットバッファに格納されたパケットを次段の通信装置に送信するパケット送信処理を実行する（Ｓ３０）。以上でパケット受信処理は完了する。
【００５２】
一方、複製された送信パケットを受け取った符号化パケット生成部２０は、送信パケット群を組織的符号化することにより、符号化パケットを生成する符号化処理を実行する（Ｓ４０）。符号化パケットを受け取ったパケット再送判定部３０は、符号化パケットを符号化パケットバッファに格納し、再送パケット切り替え処理（Ｓ５０）を実行しパケット受信処理を完了する。
【００５３】
上記パケット受信処理とは別に、パケット中継装置１はＡＣＫパケットの受信をトリガとしてパケットの再送を実行する処理であるＡＣＫパケット受信処理、及びタイムアウトの発生をトリガとしてパケットの再送を実行する処理であるＡＣＫタイムアウト処理を実行する。図３は、ＡＣＫパケット受信時再送処理及びＡＣＫタイムアウト時再送処理の一例を示すフローチャートである。
【００５４】
ＡＣＫパケット受信時再送処理において、ＡＣＫ受信部４０は、次段の通信装置からＡＣＫパケットを受信する処理であるＡＣＫパケット受信処理を実行する（Ｓ６０）。ＡＣＫ受信部４０は、ステップＳ６０で受信したＡＣＫパケットをパケット再送判定部３０に渡す。
【００５５】
ＡＣＫパケットを受け取ったパケット再送判定部３０は、ＡＣＫパケットに基づいて、再送すべきパケットを決定する処理であるパケット再送判定処理を実行する（Ｓ７０）。
【００５６】
再送すべきパケットを決定したパケット再送判定部３０は、再送すべきパケットをオリジナルパケットバッファ又は符号化パケットバッファから取り出し、送信パケットバッファ又は再送パケットバッファに格納し、パケット送信部５０に送信パケットバッファ又は再送パケットバッファに格納されたパケットを次段の通信装置に送信するよう、パケット送信部５０に指示するパケット送信指示処理を実行する（Ｓ８０）。
【００５７】
パケット送信部５０は、送信パケットバッファ又は再送パケットバッファに格納されたパケットを次段の通信装置に送信する処理であるパケット送信処理を実行する（Ｓ９０）。以上でパケット中継装置１はＡＣＫパケット受信時再送処理を終了する。
【００５８】
次に、ＡＣＫタイムアウト時再送処理について説明する。ＡＣＫタイムアウト時再送処理において、パケット再送判定部３０は、ＡＣＫタイムアウトとなったパケットをオリジナルパケットバッファ若しくは符号化パケットバッファから取り出し、このパケットを送信パケットバッファ又は再送パケットバッファに格納し、パケット送信指示処理を実行する（Ｓ８０）。次に、パケット送信部５０は、送信パケットバッファ又は再送パケットバッファに格納されたパケットを次段の通信装置に送信する処理であるパケット送信処理を実行する（Ｓ９０）。以上でパケット中継装置１はＡＣＫタイムアウト時再送処理を終了する。
【００５９】
［１．２．１．１．パケット複製処理］
上述したパケット複製処理（Ｓ１０）の内容を説明する。図４は、パケット複製処理の一例を示すフローチャートである。
【００６０】
パケット複製処理において、パケット複製部１０は送信パケットをパケット再送判定部３０に渡す（Ｓ２１０）。次にパケット複製部１０は送信パケットを符号化パケット生成部２０に渡す（Ｓ２２０）。以上で、パケット複製処理（Ｓ１０）は終了する。
【００６１】
［１．２．１．２．再送パケット切り替え処理］
上述した再送パケット切り替え処理（Ｓ５０）の内容を説明する。図５は、再送パケット切り替え処理の一例を示すフローチャートである。
【００６２】
再送パケット切り替え処理において、パケット再送判定部３０は、パケット再送判定処理（Ｓ７０）が処理中である場合、パケット再送判定処理終了まで待つ（Ｓ３１０）。
【００６３】
次にパケット再送判定部３０は、符号化パケット生成部２０から入力される符号化パケットを符号化パケットバッファに格納し、以降のパケット再送判定処理に符号化パケットバッファに格納された符号化パケットを用いる（Ｓ３２０）。
以上で、再送パケット切り替え処理は終了する。
【００６４】
［１．２．１．３．パケット再送判定処理］
上述したパケット再送判定処理（Ｓ７０）の内容を説明する。図６は、パケット再送判定処理の一例を示すフローチャートである。
【００６５】
パケット再送判定処理において、パケット再送判定部３０は再送パケットの取得先として、オリジナルパケットバッファと符号化パケットバッファのどちらを用いるかを判定する（Ｓ４１０）。
【００６６】
ステップＳ４１０においてオリジナルパケットバッファに格納されているパケットを用いると判定した場合（Ｓ４１０，「オリジナルパケットバッファ」）、パケット再送判定部３０は従来のＡＲＱでの再送パケット判定を行う（Ｓ４２０）。その後、後述するステップＳ４４０に進む。
【００６７】
一方、ステップＳ４１０において符号化パケットバッファに格納されているパケットを用いると判定した場合（Ｓ４１０，「符号化パケットバッファ」）、パケット再送判定部３０は従来のＨＡＲＱでの再送パケット判定を行う（Ｓ４３０）。その後、後述するステップＳ４４０に進む。
ステップＳ４４０において、パケット再送判定部３０は再送パケットバッファの内容を再送するパケットで更新する（Ｓ４４０）。
【００６８】
次にパケット再送判定部３０はパケット送信部５０に再送パケットバッファに格納されているパケットを送信させる（Ｓ４５０）。以上でパケット再送判定処理は終了する。
上記ステップＳ４２０、Ｓ４３０における再送判定方法を述べる。
受信側から送られるACKパケットにより、次段の通信装置が受信できなかったであるパケットである欠損したパケットが判明する。
従来のARQでの再送判定方法を用いるステップＳ４２０においては、パケット再送判定部３０は欠損したパケットを再送すべきパケットと判定する。
従来のHARQでの再送判定方法を用いるステップＳ４３０においては、欠損パケットの復元に必要なパケットを符号化パケットの中から選択し、再送パケットと判定する。
【００６９】
［１．２．１．４．パケット送信指示処理］
上述したパケット送信指示処理（Ｓ８０）の内容を説明する。図７は、パケット送信指示処理の一例を示すフローチャートである。
【００７０】
パケット送信指示処理において、パケット再送判定部３０は、呼び出し原因（パケット送信指示処理の起動原因）が、パケット複製部１０からの呼び出しであるか、それ以外であるかを判定する（Ｓ５１０）。
【００７１】
呼び出し原因がパケット複製部１０からの呼び出しであると判定した場合（Ｓ５１０，「パケット複製部」）、パケット再送判定部３０は伝達されたパケットをオリジナルパケットバッファにコピーする（Ｓ５２０）。次にパケット再送判定部３０はパケット送信部５０に、オリジナルパケットバッファに格納されているパケットを次段の通信装置に送信するよう命令する（Ｓ５３０）。以上でパケット送信指示処理は終了する。
【００７２】
一方、ステップＳ５１０において、呼び出し原因がパケット複製部１０からの呼び出し以外であると判定した場合（Ｓ５１０，「他」）、パケット再送判定部３０は、パケット送信部５０に送信パケットバッファ又は再送パケットバッファに格納されているパケット群を次段の通信装置に送信するよう命令する（Ｓ５４０）。以上でパケット送信指示処理は終了する。
【００７３】
［１．３．動作の具体例］
パケット中継装置１の動作について、具体例を示しながら説明する。
図８は、パケット中継装置１にパケットが入力されている状態を示す図である。パケット中継装置１に対し、図８のように9個のパケット１００が順に到達し、パケット中継装置１に入力されていく場合を説明する。なお、図中のパケット内に示した番号は、パケットのパケット中継装置１への到着順を表している。
【００７４】
上記9個のパケット１００がパケット中継装置１へ到着すると、符号化パケット生成部２０は、符号化パケット（パケット群）を生成する。図９は、9個のパケット１００から生成される符号化パケットの例を示す図である。
【００７５】
符号化パケット生成部２０は、2次元FECブロックである符号化パケットを生成するように符号化処理を行う。符号化パケットは、元となる9個のパケット１００と、水平パリティパケット「Ｐ−Ｈ１」、「Ｐ−Ｈ２」、「Ｐ−Ｈ３」と、垂直パリティパケット「Ｐ−Ｖ１」、「Ｐ−Ｖ２」、「Ｐ−Ｖ３」とから構成される。符号化パケット生成部２０は、水平パリティパケット「Ｐ−Ｈ１」、「Ｐ−Ｈ２」、「Ｐ−Ｈ３」と、垂直パリティパケット「Ｐ−Ｖ１」、「Ｐ−Ｖ２」、「Ｐ−Ｖ３」とを作成する。この符号化の場合、各行・各列で1個の誤りは訂正することができる。
なお、各パケットはペイロード中のデータなどで一意に識別可能であるとする。
［１．３．１．パケット「１」、パケット「２」の到達］
【００７６】
パケット「１」、パケット「２」がパケット中継装置１に到達した状態を説明する。図１０は、パケット「１」、パケット「２」がパケット中継装置１に到達した状態を示す図である。
【００７７】
パケット「１」、パケット「２」がパケット中継装置１に到達すると、パケット複製部１０は、パケット「１」、パケット「２」を複製し、それぞれを符号化パケット生成部２０及びパケット再送判定部３０に渡す。このパケット複製部１０は、ハードウェアでもソフトウェアでも実現可能である。ソフトウェアの場合、具体的にはOpenFlowによるマルチパス送信によりパケット複製部１０は実現可能となる。
【００７８】
［１．３．２．パケット「７」まで到達］
パケット「１」からパケット「７」までがパケット中継装置１に到達した状態を説明する。図１１は、パケット「１」からパケット「７」までがパケット中継装置１に到達した状態を示す図である。
【００７９】
パケット「１」、パケット「２」はパケット送信部５０から次段の通信装置に送信されていおり、パケット「３」はパケット送信部５０が取得し、送信準備中となっている。パケット「４」、パケット「５」はパケット再送判定部３０のオリジナルバッファに格納された状態になっている。パケット「６」、パケット「７」はパケット複製部１０に到達しており、パケット複製部１０はパケット「６」、パケット「７」を複製し、複製したパケット「６」、パケット「７」は符号化パケット生成部２０及びパケット再送判定部３０のそれぞれに送られている。パケット「８」、パケット「９」は前段の通信装置からパケット中継装置１に送信されている途中である。
【００８０】
符号化パケット生成部２０に到達しているパケット「１」からパケット「５」は、パケットの符号化のためにバッファリングされている。本例の符号化パケット生成部２０では9個のパケットが貯まるまでバッファリングする。
【００８１】
パケット再送判定部３０では1つ1つのパケットについて、オリジナルパケットバッファと送信パケットバッファにバッファリングされるとともに、直ちにパケット送信部５０を通じてパケットが次段の通信装置に送信されていく。
【００８２】
［１．３．３．パケット「９」まで到達］
パケット「１」からパケット「９」までの９個のパケットがパケット中継装置１に到達した状態を説明する。図１２は、パケット「１」からパケット「９」までがパケット中継装置１の符号化パケット生成部２０に到達した状態を示す図である。
【００８３】
符号化パケット生成部２０は、所定の個数（この例では9個）のパケットが入力されるか、1つ以上のパケットが入力された状況で特定のタイムアウト時間が経過すると、符号化処理を開始する。
【００８４】
［１．３．４．符号化パケット作成］
符号化パケット生成部２０による符号化処理によって符号化パケットが生成される。図１３は、符号化パケットが生成された状態を示す図である。符号化パケット生成部２０は、オリジナルパケット「１」から「９」を用いて水平パリティパケット「Ｐ−Ｈ１」、「Ｐ−Ｈ２」、「Ｐ−Ｈ３」及び垂直パリティパケット「Ｐ−Ｖ１」、「Ｐ−Ｖ２」、「Ｐ−Ｖ３」を生成する。
【００８５】
オリジナルパケット「１」から「９」と、水平パリティパケット「Ｐ−Ｈ１」、「Ｐ−Ｈ２」、「Ｐ−Ｈ３」と、垂直パリティパケット「Ｐ−Ｖ１」、「Ｐ−Ｖ２」、「Ｐ−Ｖ３」からなるパケット群が符号化パケットである。
【００８６】
［１．３．５．符号化パケットバッファの更新］
符号化処理終了後、符号化パケット生成部２０は、パケット再送判定部３０の再送パケット切り替え処理を呼び出し、再送パケット切り替え処理が実行される。このとき符号化パケット生成部２０からパケット再送判定部３０へ符号化パケットが渡され、パケット再送判定部３０の符号化パケットバッファの内容は、新たに受け取った符号化パケットに置き換えられる。図１４にパケット再送判定部３０の符号化パケットバッファの内容が、新たに受け取った符号化パケットに置き換えられた状態を示す。
【００８７】
［１．３．６．パケット再送の更新］
ＡＣＫ受信部４０に次段の通信装置から送信されたACKパケットが入力されると、ＡＣＫ受信部４０はパケット再送判定部３０の再送パケット判定機能を呼び出し、パケット再送判定部３０にパケット再送判定処理を実行させる。
【００８８】
ACKパケットの中身は、受信に成功したパケットを示すデータである。例えば、パケット「１」から「９」までの９個のパケットのうち1、4、7、8、9を受信した場合、”1,4,7,8,9”などの文字列がACKパケットの中身となる。
【００８９】
パケット再送判定部３０は、再送パケット切り替え処理が呼ばれていない場合、オリジナルパケットバッファを参照して再送パケットを判定し、結果（再送パケットとして決定されたパケット）を送信パケットバッファに格納する。
【００９０】
パケット再送判定部３０は、上述したACKパケットによりパケット1,4,7,8,9が受信確認できた場合、パケット2,3,5,6を再送するパケットと判定する。
【００９１】
一方、パケット再送判定部３０は、再送パケット切り替え処理が呼ばれていた場合、欠損パケットを復元可能な再送パケットを、符号化パケットバッファから決定する。再送パケットと判定されたパケットは再送パケットバッファに格納される。
【００９２】
一例を述べる。受信したACKパケットの中身により、パケット「２」、「３」、「５」、「６」が欠損パケットであることが判明したとする。図１５に符号化パケットのうちパケット「２」、「３」、「５」、「６」が欠損パケットである状態を示す。この図では黒塗り白抜き文字で数字が表示されたパケットが欠損パケットに当たる。
【００９３】
パケット「２」、「３」、「５」、「６」が欠損パケットである場合、再送パケット切り替え処理が呼ばれていた場合、欠損パケットを復元可能な再送パケットは、パケット「２」、「３」、「５」、「６」、水平パリティパケット「Ｐ−Ｈ１」、「Ｐ−Ｈ２」及び垂直パリティパケット「Ｐ−Ｖ２」、「Ｐ−Ｖ３」となる。図１６に、図１５に示した符号化パケットのうち、欠損パケットを復元可能な再送パケットを示す。この図１６では黒塗り白抜き文字で数字が表示されたパケットが再送パケットに当たる。
【００９４】
［１．３．７．利点］
第１の実施の形態に係るパケット中継装置１によれば、符号化処理と並行してパケット送信処理が実施されるため、パケットが欠損しない場合には、データ待ち合わせと符号化処理のオーバーヘッドがなくなる。
【００９５】
パケット欠損により再送が発生した場合でも、符号化処理終了前については従来のARQと、符号化処理終了後については従来のHybrid ARQと同じ性能で再送処理が実施される。図１７に、従来技術おけるパケット送信に係る時間と、本実施の形態におけるパケット送信に係る時間との比較を示す図を掲げる。
【００９６】
［１．４．その他］
パケット中継装置１は、複数の異なる符号化パケット生成部を有していてもよい。各符号化パケット生成部は冗長度・処理時間が異なる。図１８に４つの異なる符号化パケット生成部を有するパケット中継装置１である、本実施形態の変形例に係るパケット中継装置１の機能ブロック図を示す。
【００９７】
パケット複製部１０は、第１の符号化パケット生成部２０と第２の符号化パケット生成部２０に接続されており、第１の符号化パケット生成部２０は第３の符号化パケット生成部２０と第４の符号化パケット生成部２０に接続されている。第１の符号化パケット生成部２０、第２の符号化パケット生成部２０、第３の符号化パケット生成部２０、第４の符号化パケット生成部２０のそれぞれはパケット再送判定部３０に接続されている。その他の構成については第１の実施の形態に係るパケット中継装置１と同様である。
【００９８】
第１の符号化パケット生成部２０と第２の符号化パケット生成部２０は、独立の関係であって、一方の符号化パケットを他方が利用することはない。この構成により、符号化処理を多重化することができる。
【００９９】
第１の符号化パケット生成部２０と第３の符号化パケット生成部２０は、包含の関係にあり、第３の符号化パケット生成部２０は、第１の符号化パケット生成部２０が生成する符号化パケットを利用して、独自の符号化パケットを生成する。第１の符号化パケット生成部２０の結果を利用することで第３の符号化パケット生成部２０は、単独で処理するよりも速く符号化処理できる(符号化処理の多段化)。
【０１００】
第１の符号化パケット生成部２０と第３の符号化パケット生成部２０及び第４の符号化パケット生成部２０は、分岐の関係となっており、第３の符号化パケット生成部２０及び第４の符号化パケット生成部２０は、第１の符号化パケット生成部２０によって作成された符号化パケットを受け取り、これを利用してそれぞれ独自の符号化パケットを生成する。
【０１０１】
第４の符号化パケット生成部２０と第１の符号化パケット生成部２０及び第２の符号化パケット生成部２０は、並列の関係となっており、第４の符号化パケット生成部２０は、第１の符号化パケット生成部２０と第２の符号化パケット生成部２０で並列的に実行される結果を使用できる。
【０１０２】
図１９に、図１８に示したパケット中継装置１の変形例の処理時間を示す。パケット欠損により再送が発生した場合、それぞれの符号化パケット生成部２０の符号化処理の終了段階に応じて、徐々に復元力の強い符号化パケット群を使って再送判定することができる。なお、複数の符号化パケット生成部２０があっても、元のデータは並行して送信される。
【０１０３】
［２．第２の実施の形態］
第２の実施の形態に係るパケット中継装置１＿２を説明する。
［２．１．構成例］
第２の実施の形態に係るパケット中継装置１＿２は、性能の異なる複数の独立した符号化パケット生成部を有する点で、第１の実施の形態と異なっている。なお、その他の構成については第１の実施の形態と同様であり、共通の構成要素には共通の参照符号を付し、それらの詳細な説明は省略する。図２０に、第２の実施の形態に係るパケット中継装置１＿２の構成例を示す機能ブロック図を掲げる。
【０１０４】
パケット中継装置１＿２は、パケット複製部１０と、第１符号化パケット生成部２０＿２＿１から第ｎ符号化パケット生成部２０＿２＿ｎまでのｎ個（ｎは任意の自然数）の符号化パケット生成部２０と、パケット再送判定部３０＿２と、ＡＣＫ受信部４０と、パケット送信部５０とを有している。
パケット複製部１０は、本実施の形態の複製手段に相当する。符号化パケット生成部２０＿２＿１から符号化パケット生成部２０＿２＿ｎは本実施の形態の複数の符号化手段に相当する。パケット再送判定部３０＿２は本実施の形態の判定手段に相当する。
【０１０５】
パケット複製部１０は、第１符号化パケット生成部２０＿２＿１から第ｎ符号化パケット生成部２０＿２＿ｎまでのｎ個の符号化パケット生成部のそれぞれとパケット再送判定部３０＿２に接続されている。第１符号化パケット生成部２０＿２＿１から第ｎ符号化パケット生成部２０＿２＿ｎまでのｎ個の符号化パケット生成部のそれぞれはパケット再送判定部３０＿２に接続されている。ＡＣＫ受信部４０はパケット再送判定部３０＿２に接続されている。パケット再送判定部３０＿２はパケット送信部５０に接続されている。
【０１０６】
第１符号化パケット生成部２０＿２＿１から第ｎ符号化パケット生成部２０＿２＿ｎまでのｎ個の符号化パケット生成部２０は順に、処理時間が長くなり、作成された符号化パケットは復元力が強くなる。
【０１０７】
パケット再送判定部３０＿２は、第１の実施の形態におけるパケット再送判定部３０が有する再送パケットバッファ、符号化パケットバッファ、オリジナルパケットバッファ、送信パケットバッファに加えて、符号化パケット生成部性能表を有している。
【０１０８】
符号化パケット生成部性能表は、ｎ個の符号化パケット生成部それぞれの優先度を記述したデータである。図２１に、符号化パケット生成部性能表のデータ構成例を示す。符号化パケット生成部性能表は、各符号化パケット生成部について、一つのレコードを有しており、一つのレコードは符号化パケット生成部を一意に特定する情報である「符号化パケット生成部番号」を格納するフィールドと、その符号化パケット生成部に対応する「優先度」を格納するフィールドを有している。従来、符号化する際には「符号化パケット中のどのパケットであるか」を識別する情報が加えられる。第１の実施の形態の例では「P-H1」などである。第２の実施の形態では、この情報に加え、どの符号化パケット生成部により符号化されたかを識別する情報を加える処理が、各符号化パケット生成部によって行われる。例えば、第２符号化パケット生成部２０＿２＿２が「P-H1」パケットを生成する場合、”2P-H1”などとする。この情報の先頭の「2」は、どの符号化パケット生成部により符号化されたかを識別する情報に相当し、この情報からこの符号化パケットは第２符号化パケット生成部２０＿２によって作成された符号化パケットであることが分かる。より現実的には、符号化パケット中の位置を示す番号を事前に振っておき、「2,13」＝第２符号化パケット生成部により生成された13番目のパケット、などとしてもよい。上記「どの符号化パケット生成部により符号化されたかを識別する情報」は、図２１に示す「符号化パケット生成部番号」に相当する。
【０１０９】
［２．２．動作例］
第２の実施の形態に係るパケット中継装置１＿２の動作例を説明する。なお、第１の実施の形態と異なる処理について説明し、第１の実施の形態と同様の処理については、説明を省略する。
【０１１０】
［２．２．１．再送パケット切り替え処理］
第２の実施の形態における再送パケット処理（第１の実施の形態、ステップＳ５０参照）を説明する。図２２は、第２の実施の形態における再送パケット切り替え処理の一例を示したフローチャートである。
【０１１１】
再送パケット切り替え処理において、パケット再送判定部３０＿２は、パケット再送判定処理と再送パケット切り替え処理が処理中でなくなるまで待つ（Ｓ６１０）。
【０１１２】
次にパケット再送判定部３０＿２は、符号化パケットバッファが空か否かを判定する（Ｓ６２０）。符号化パケットバッファが空でないと判定した場合（Ｓ６２０、Ｎｏ）、パケット再送判定部３０＿２は、符号化パケット生成部性能表の優先度を参照して、符号化パケットバッファに格納されている符号化パケット中の符号化パケット生成部番号に対応する優先度と、入力された符号化パケット中の符号化パケット生成部番号に対応する優先度とを比較して、優先度の高い方の符号化パケット生成部の符号化パケットを符号化パケットバッファに格納する（Ｓ６３０）。その後パケット再送判定部３０＿２は再送パケット切り替え処理を終了する。
【０１１３】
一方、ステップＳ６２０において、符号化パケットバッファが空であると判定した場合（Ｓ６２０、Ｙｅｓ）、パケット再送判定部３０＿２は、符号化パケット生成部から受け取った符号化パケットを符号化パケットバッファに格納し、以降のパケット再送判定処理で符号化パケットバッファを用いるようにする（Ｓ６４０）。その後パケット再送判定部３０＿２は再送パケット切り替え処理を終了する。
以上で、第２の実施の形態における再送パケット切り替え処理の説明を終了する。
【０１１４】
［２．２．２．パケット再送判定処理］
第２の実施の形態におけるパケット再送判定処理（第１の実施の形態、ステップＳ７０参照）を説明する。図２３は、第２の実施の形態におけるパケット再送判定処理の一例を示したフローチャートである。
【０１１５】
パケット再送判定処理において、パケット再送判定部３０＿２は再送パケットの取得先として、オリジナルパケットバッファと符号化パケットバッファのどちらを用いるかを判定する（Ｓ７１０）。
【０１１６】
ステップＳ７１０においてオリジナルパケットバッファに格納されているパケットを用いると判定した場合（Ｓ７１０，「オリジナルパケットバッファ」）、パケット再送判定部３０＿２は従来のＡＲＱでの再送パケット判定を行う（Ｓ７２０）。その後、後述するステップＳ７４０に進む。
【０１１７】
一方、ステップＳ７１０において符号化パケットバッファに格納されているパケットを用いると判定した場合（Ｓ７１０，「符号化パケットバッファ」）、パケット再送判定部３０＿２は、パケット内の符号化パケット生成部番号から符号演算方法を判断し、従来のHARQでの再送パケット判定を行う（Ｓ７３０）。その後、後述するステップＳ７４０に進む。
ステップＳ７４０において、パケット再送判定部３０＿２は再送パケットバッファを再送するパケットで更新する（Ｓ７４０）。
【０１１８】
次にパケット再送判定部３０＿２はパケット送信部５０に再送パケットバッファに格納されているパケットを送信させる命令を出す処理であるパケット送信指示処理の実行を要求する（Ｓ７５０）。
以上でパケット再送判定処理は終了する。
【０１１９】
［２．３．動作の具体例］
第２の実施の形態に係るパケット中継装置１＿２の動作について、具体例を示しながら説明する。
パケット中継装置１＿２にパケットが入力されるとパケット複製部１０でパケットが複製され、複製されたパケットは全ての符号化パケット生成部２０＿２＿１から２０＿２＿ｎと、パケット再送判定部３０＿２に送られる。
【０１２０】
第１符号化パケット生成部２０＿２＿１での符号化処理終了後、パケット再送判定部３０＿２の再送パケット切り替え処理により符号化パケットバッファの内容が更新され、第１符号化パケット生成部２０＿１によって生成された符号化パケットが格納される。第２符号化パケット生成部２０＿２＿２での符号化機能終了までは、この符号化パケットバッファに記憶された符号化パケットがパケット再送判定部３０＿２で用いられる。この間も第２符号化パケット生成部２０＿２＿２から第ｎ符号化パケット生成部２０＿２＿ｎのそれぞれにおいて、符号化パケットの生成が行われている。
【０１２１】
第２符号化パケット生成部２０＿２での符号化処理終了後、再送パケット切り替え処理により符号化パケットバッファの内容が更新され、第２符号化パケット生成部２０＿２＿２によって生成された符号化パケットが格納される。第３符号化パケット生成部２０＿２＿３での符号化処理終了までは、この符号化パケットバッファに記憶された符号化パケットがパケット再送判定部３０＿２で用いられる。
以下、第３符号化パケット生成部２０＿２＿３から第ｎ符号化パケット生成部２０＿２＿ｎまで同様に符号化パケットバッファの内容の更新が行われる。
一方、パケット再送判定部３０＿２は、パケット再送のトリガが発生した時点での符号化パケットバッファを使用してパケット再送判定処理を実施する。
【０１２２】
図２４に、第２の実施の形態に係るパケット中継装置１＿２の処理時間を示す。第２の実施の形態では、各符号化パケット生成部の符号化処理と並行してパケット送信処理が実施されるため、パケットが欠損しない場合にはデータ待ち合わせと符号化のオーバーヘッドがなくなる。
【０１２３】
次段の通信装置において発生したパケット欠損によりパケット再送が発生した場合、各符号化パケット生成部での符号化処理が終了していくにつれて、徐々に復元力の強い符号化パケットを使って再送判定することができる。
【０１２４】
［３．第３の実施の形態］
第３の実施の形態に係るパケット中継装置１＿３を説明する。
［３．１．構成例］
第３の実施の形態に係るパケット中継装置１＿３は、包含関係にある複数の符号化パケット生成部を有する点で、第１の実施の形態と異なっている。「包含関係にある複数の符号化パケット生成部」とは、一の符号化パケット生成部は、他の符号化パケット生成部が生成した符号化パケットの一部または全部を利用して、符号化パケットの生成を行う関係にある複数の符号化パケット生成部をいう。なお、その他の構成については第１の実施の形態と同様であり、共通の構成要素には共通の参照符号を付し、それらの詳細な説明は省略する。図２５に、第３の実施の形態に係るパケット中継装置１＿３の構成例を示す機能ブロック図を掲げる。この構成例では、２つの符号化パケット生成部である第１符号化パケット生成部２０＿３＿１と第２符号化パケット生成部２０＿３＿２を有するパケット中継装置１＿３を取り上げるが、符号化パケット生成部の個数が２個に限られる趣旨ではなく、２個以上の符号化パケット生成部を有する構成としても、本実施の形態は成立する。
【０１２５】
パケット中継装置１＿３は、パケット複製部１０と、第１符号化パケット生成部２０＿３＿１及び第２符号化パケット生成部２０＿３＿２と、パケット再送判定部３０＿３と、ＡＣＫ受信部４０と、パケット送信部５０とを有している。
パケット複製部１０は、本実施の形態の複製手段に相当する。第１符号化パケット生成部２０＿３＿１は本実施の形態の第１の符号化手段に相当する。第２符号化パケット生成部２０＿３＿２は本実施の形態の第２の符号化手段に相当する。パケット再送判定部３０＿３は本実施の形態の判定手段に相当する。
【０１２６】
パケット複製部１０は、第１符号化パケット生成部２０＿３＿１から第２符号化パケット生成部２０＿３＿２のそれぞれとパケット再送判定部３０＿３に接続されている。第１符号化パケット生成部２０＿３＿１及び第２符号化パケット生成部２０＿３＿２のそれぞれはパケット再送判定部３０＿３に接続されている。第１符号化パケット生成部２０＿３＿１は第２符号化パケット生成部２０＿３＿２に接続されている。ＡＣＫ受信部４０はパケット再送判定部３０＿３に接続されている。パケット再送判定部３０＿３はパケット送信部５０に接続されている。
【０１２７】
第２符号化パケット生成部２０＿３＿２の符号演算処理は、第１符号化パケット生成部２０＿３＿１の結果を流用できる符号演算処理である。
第１符号化パケット生成部２０＿３＿１と第２符号化パケット生成部２０＿３＿２の符号化パケット作成を説明する。
【０１２８】
第１符号化パケット生成部２０＿３＿１は、所定個数（この例では９個とする）のオリジナルパケットから所定個数（この例では３個）の水平パリティパケットと垂直パリティパケットの一方のみを生成する。
【０１２９】
第１符号化パケット生成部２０＿３＿１は、生成した水平パリティパケットと垂直パリティパケットの一方を第２符号化パケット生成部２０＿３＿２に渡す。第２符号化パケット生成部２０＿３＿２は、オリジナルパケットから所定個数（この例では３個）の水平パリティパケットと垂直パリティパケットの他方を生成する。第１符号化パケット生成部２０＿３＿１から受け取った、水平パリティパケットと垂直パリティパケットの一方はそのまま用いる。第２符号化パケット生成部２０＿３＿２は、前記オリジナルパケットについて２次元ＦＥＣブロックである符号化パケットを出力することができる。
【０１３０】
［３．２．動作］
第３の実施の形態に係るパケット中継装置１＿３の動作例を説明する。なお、第１の実施の形態と異なる処理について説明し、第１の実施の形態と同様の処理については、説明を省略する。
【０１３１】
パケット中継装置１＿３に前段の通信装置からパケットが入力されるとパケット複製部１０でパケットが複製され、複製されたパケットは第１符号化パケット生成部２０＿３＿１とパケット再送判定部３０＿３に送られる。
【０１３２】
第１符号化パケット生成部２０＿３＿１は符号化処理終了後、符号化パケット（一方のパリティパケットのみ含む）をパケット再送判定部３０＿３に渡し、再送パケット切り替え処理をパケット再送判定部３０に実行させるとともに、第１符号化パケット生成部２０＿３＿１は符号化パケット（一方のパリティパケットのみ含む）を第２符号化パケット生成部２０＿３＿２に渡す。
【０１３３】
第２符号化パケット生成部２０＿３＿２は、他方のパリティパケットを生成する符号化処理終了後、両方のパリティパケットを含む符号化パケットをパケット再送判定部３０に渡し、パケット再送判定部３０に再送パケット切り替え処理を実行させる。
パケット送信部５０は、所定のタイミング（再送のトリガの発生）で送信パケットバッファに格納されたパケットを次段の通信装置に送信する。
【０１３４】
図２６に、第３の実施の形態に係るパケット中継装置１＿３の処理時間を示す。第３の実施の形態では、第２符号化パケット生成部２０＿３＿２による2次元FECブロック符号化が終了する前に、途中の符号化（第１符号化パケット生成部２０＿３＿１）の出力を使用して再送判定ができる。
【０１３５】
［４．第４の実施の形態］
第４の実施の形態に係るパケット中継装置１＿４を説明する。
［４．１．構成例］
第４の実施の形態に係るパケット中継装置１＿４は、複数の符号化パケット生成部であって、ある符号化パケット生成部が複数の符号化パケット生成部と包含関係にある符号化パケット生成部を有する点で、第１の実施の形態と異なっている。なお、その他の構成については第１の実施の形態と同様であり、共通の構成要素には共通の参照符号を付し、それらの詳細な説明は省略する。
【０１３６】
図２７に、第４の実施の形態に係るパケット中継装置１＿４の構成例を示す機能ブロック図を掲げる。この構成例では、３つの符号化パケット生成部である第１符号化パケット生成部２０＿４＿１と第２符号化パケット生成部２０＿４＿２と第３符号化パケット生成部２０＿４＿３を有するパケット中継装置１＿３を取り上げるが、符号化パケット生成部の個数が３個に限られる趣旨ではなく、４個以上の符号化パケット生成部を有する構成としても本実施の形態は成立する。
【０１３７】
パケット中継装置１＿４は、パケット複製部１０と、第１符号化パケット生成部２０＿４＿１と、第２符号化パケット生成部２０＿４＿２と、第３符号化パケット生成部２０＿４＿３と、パケット再送判定部３０＿４と、ＡＣＫ受信部４０と、パケット送信部５０とを有している。
パケット複製部１０は、本実施の形態の複製手段に相当する。第１符号化パケット生成部２０＿４＿１は本実施の形態の第１の符号化手段に相当する。第２符号化パケット生成部２０＿４＿２は本実施の形態の第２の符号化手段に相当する。第３符号化パケット生成部２０＿４＿３は本実施の形態の第３の符号化手段に相当する。パケット再送判定部３０＿３は本実施の形態の判定手段に相当する。
【０１３８】
パケット複製部１０は、第１符号化パケット生成部２０＿４＿１とパケット再送判定部３０＿４に接続されている。第１符号化パケット生成部２０＿４＿１は第２符号化パケット生成部２０＿４＿２、第３符号化パケット生成部２０＿４＿３、及びパケット再送判定部３０＿４に接続されている。第２符号化パケット生成部２０＿４＿２はパケット再送判定部３０＿４に接続されている。第３符号化パケット生成部２０＿４＿３はパケット再送判定部３０＿４に接続されている。ＡＣＫ受信部４０はパケット再送判定部３０＿４に接続されている。パケット再送判定部３０＿４はパケット送信部５０に接続されている。
【０１３９】
第２符号化パケット生成部２０＿４＿２の符号演算処理は、第１符号化パケット生成部２０＿４＿１の結果を流用できる符号演算処理である。また、第３符号化パケット生成部２０＿４＿３の符号演算処理は、第１符号化パケット生成部２０＿４＿１の結果を流用できる符号演算処理である。
【０１４０】
本実施の形態における第１符号化パケット生成部２０＿４＿１、第２符号化パケット生成部２０＿４＿２、第３符号化パケット生成部２０＿４＿３の符号化パケット作成の一例を説明する。図２８は、第１符号化パケット生成部２０＿４＿１、第２符号化パケット生成部２０＿４＿２、第３符号化パケット生成部２０＿４＿３によって生成される符号化パケットの例を示す図である。
【０１４１】
第１符号化パケット生成部２０＿４＿１は、所定個数（この例では９個とする）のオリジナルパケット「Data1」、「Data2」、「Data3」、「Data4」、「Data5」、「Data6」、「Data7」、「Data8」、「Data9」から所定個数（この例では３個）の水平パリティパケット「P-H1」、「P-H2」、「P-H3」を生成する。
【０１４２】
第１符号化パケット生成部２０＿４＿１は、生成した水平パリティパケットを第２符号化パケット生成部２０＿４＿２及び第３符号化パケット生成部２０＿４＿３に渡す。第２符号化パケット生成部２０＿４＿２は、オリジナルパケットから所定個数（この例では３個）の垂直パリティパケット「P-V1」、「P-V2」、「P-V3」を生成する。第２符号化パケット生成部２０＿４＿２は、第１符号化パケット生成部２０＿４＿１から受け取った水平パリティパケット「P-H1」、「P-H2」、「P-H3」をそのまま用いて、水平パリティパケット「P-H1」、「P-H2」、「P-H3」及び垂直パリティパケット「P-V1」、「P-V2」、「P-V3」を含む２次元ＦＥＣブロックである符号化パケットを出力する。第２符号化パケット生成部２０＿４＿２は、２次元ＦＥＣブロックである符号化パケットをパケット再送判定部３０＿４に渡す。
【０１４３】
一方、第１符号化パケット生成部２０＿４＿１から受け取ったオリジナルパケット及び水平パリティパケット「P-H1」、「P-H2」、「P-H3」を受け取った第３符号化パケット生成部２０＿５＿２は、これらパケットからCRC符号付き水平符号化パケット「CRC-H1」、「CRC-H2」、「CRC-H3」を生成し、オリジナルパケットとともにパケット再送判定部３０＿４に渡す。
【０１４４】
図２９に、第４の実施の形態に係るパケット中継装置１＿４の処理時間を示す。第４の実施の形態では、複数の符号化である、第２符号化パケット生成部２０＿４＿２での符号化パケットの作成、及び第３符号化パケット生成部２０＿４＿３での符号化パケットの作成を実施する際に、共通する符号化処理を1ヶ所（第１符号化パケット生成部２０＿４＿１）で行いその結果を効率的に活用できる。また、本実施の形態では、共通する符号化処理（第１符号化パケット生成部２０＿４＿１での符号化処理）を終えた時点の結果も利用することができる。
【０１４５】
［５．第５の実施の形態］
第５の実施の形態に係るパケット中継装置１＿５を説明する。
［５．１．構成例］
第５の実施の形態に係るパケット中継装置１＿５は、複数の符号化パケット生成部であって、ある符号化パケット生成部が他の複数の符号化パケット生成部の出力結果を流用する点で、第１の実施の形態と異なっている。なお、その他の構成については第１の実施の形態と同様であり、共通の構成要素には共通の参照符号を付し、それらの詳細な説明は省略する。
【０１４６】
図３０に、第５の実施の形態に係るパケット中継装置１＿５の構成例を示す機能ブロック図を掲げる。この構成例では、３つの符号化パケット生成部である第１符号化パケット生成部２０＿５＿１と第２符号化パケット生成部２０＿５＿２と第３符号化パケット生成部２０＿５＿３を有するパケット中継装置１＿５を取り上げるが、符号化パケット生成部の個数が３個に限られる趣旨ではなく、４個以上の符号化パケット生成部を有する構成としても、本実施の形態は成立する。
【０１４７】
パケット中継装置１＿５は、パケット複製部１０と、第１符号化パケット生成部２０＿５＿１第２符号化パケット生成部２０＿５＿２と、第３符号化パケット生成部２０＿５＿３と、パケット再送判定部３０＿５と、ＡＣＫ受信部４０と、パケット送信部５０とを有している。
パケット複製部１０は、本実施の形態の複製手段に相当する。第１符号化パケット生成部２０＿５＿１は本実施の形態の第１の符号化手段に相当する。第２符号化パケット生成部２０＿５＿２は本実施の形態の第２の符号化手段に相当する。第３符号化パケット生成部２０＿５＿３は本実施の形態の第３の符号化手段に相当する。パケット再送判定部３０＿３は本実施の形態の判定手段に相当する。
【０１４８】
パケット複製部１０は、第１符号化パケット生成部２０＿５＿１と、第２符号化パケット生成部２０＿５＿２と、パケット再送判定部３０に接続されている。第１符号化パケット生成部２０＿５＿１は第３符号化パケット生成部２０＿５＿３及びパケット再送判定部３０に接続されている。第２符号化パケット生成部２０＿５＿２は第３符号化パケット生成部２０＿５＿３及びパケット再送判定部３０＿５に接続されている。第３符号化パケット生成部２０＿５＿３はパケット再送判定部３０＿５に接続されている。ＡＣＫ受信部４０はパケット再送判定部３０＿５に接続されている。パケット再送判定部３０＿５はパケット送信部５０に接続されている。
【０１４９】
本実施の形態における第１符号化パケット生成部２０＿５＿１、第２符号化パケット生成部２０＿５＿２、第３符号化パケット生成部２０＿５＿３の符号化パケット作成の一例を説明する。図３１は、第１符号化パケット生成部２０＿５＿１、第２符号化パケット生成部２０＿５＿２、第３符号化パケット生成部２０＿５＿３によって生成される符号化パケットの例を示す図である。
【０１５０】
第１符号化パケット生成部２０＿５＿１は、所定個数（この例では９個とする）のオリジナルパケット「Data1」、「Data2」、「Data3」、「Data4」、「Data5」、「Data6」、「Data7」、「Data8」、「Data9」から所定個数（この例では３個）の水平パリティパケット「P-H1」、「P-H2」、「P-H3」を生成する。
【０１５１】
第１符号化パケット生成部２０＿５＿１は、生成した水平パリティパケット含む符号化パケットを第３符号化パケット生成部２０＿５＿３及びパケット再送判定部３０＿５に渡す。
【０１５２】
第２符号化パケット生成部２０＿５＿２は、オリジナルパケットから所定個数（この例では３個）の垂直パリティパケット「P-V1」、「P-V2」、「P-V3」を生成する。第２符号化パケット生成部２０＿５＿２は、水平パリティパケット「P-H1」、「P-H2」、「P-H3」を含む符号化パケットを第３符号化パケット生成部２０＿５＿３及びパケット再送判定部３０に渡す。
【０１５３】
一方、第１符号化パケット生成部２０＿５＿１から水平パリティパケット「P-H1」、「P-H2」、「P-H3」を含む符号化パケットを受け取り、さらに第２符号化パケット生成部２０＿５＿２から垂直パリティパケット「P-V1」、「P-V2」、「P-V3」を含む符号化パケットを受け取った第３符号化パケット生成部２０＿５＿３は、これらパケットを統合して、水平パリティパケット「P-H1」、「P-H2」、「P-H3」及び垂直パリティパケット「P-V1」、「P-V2」、「P-V3」の双方を含む符号化パケットである2次元FECブロックを生成し、これをパケット再送判定部３０＿５に渡す。
【０１５４】
図３２に、第５の実施の形態に係るパケット中継装置１＿５の処理時間を示す。第５の実施の形態では、符号化を実施する際に、処理を並列化して効率的に計算できる。また、本実施の形態では、並列化した符号化のそれぞれの結果についても再送判定に使用することができる。
【０１５５】
［６．利点］
本実施の形態によれば、パケットが欠損しない場合には、データ待ち合わせと符号化処理のオーバーヘッドを軽減し、パケット欠損により再送が発生した場合でも、符号化処理終了前については従来のARQと、符号化処理終了後については従来のHybrid ARQと同じ性能で再送処理を実施することが可能となる。
【０１５６】
［７．まとめ、その他］
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更、追加、組み合わせ等が可能である。
【符号の説明】
【０１５７】
１・・・パケット中継装置；  １０・・・パケット複製部；  ２０・・・符号化パケット生成部；  ３０・・・パケット再送判定部；  ４０・・・ＡＣＫ受信部；  ５０・・・パケット送信部；
【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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【図６】
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【図７】
2015170886.tif 000009
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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