(57)【要約】  データ再送方法、データ再送装置、およびデータ再送システムが、通信分野に関する本発明によって提供され、データパケット再送の成功率を向上させることができる。このデータ再送方法は、送信元ノードがゴーバックN自動再送要求に従って少なくとも2つのデータパケットを宛先ノードに連続的に送信した後、中継ノードがこの少なくとも2つのデータパケットを監視し、復号し、正常に復号されたデータパケットのコピーが格納され、宛先ノードから送信元ノードに戻される、各データパケットに対する応答メッセージが監視され、監視された応答メッセージが受信失敗メッセージNACKである場合、この受信失敗メッセージNACKに対応するデータパケットのコピーが、宛先ノードに伝送される。
2014501059.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中継ノードにより、送信元ノードによって最初にゴーバックN自動再送要求GBN-ARQモードで宛先ノードに送信された各データパケットを監視し、復号するステップと、
正常に復号されたデータパケットのコピーを格納するステップと、
各データパケットに対する応答メッセージを監視し、前記応答メッセージは、前記宛先ノードによって前記送信元ノードに戻される、ステップと、
前記監視された応答メッセージが受信否定応答メッセージNACKである場合、前記受信否定応答メッセージNACKに対応するデータパケットのコピーを前記宛先ノードに送信するステップとを備えるデータ再送方法。
【請求項２】
前記送信元ノードは、前記中継ノードが前記受信否定応答メッセージNACKに対応する前記データパケットの前記コピーを前記宛先ノードに送信するフレーム内で、前記受信否定応答メッセージNACKに対応する前記データパケットを前記宛先ノードに再送信し、前記送信元ノードは前記データパケットを再送することを、前記中継ノードは前記データパケットの前記コピーを送信することを、同一のフレーム内の送信元ノードに対応するタイムスロットの中、および中継ノードに対応するタイムスロットの中でそれぞれ行う請求項1に記載のデータ再送方法。
【請求項３】
前記受信否定応答メッセージNACKに対応する前記データパケットを再送信した後、前記送信元ノードは、前記受信否定応答メッセージNACKに対応する前記データパケットの後に続く送信されたデータパケットを順に再送信する請求項1または2に記載のデータ再送方法。
【請求項４】
前記送信元ノードが、前記受信否定応答メッセージNACKに対応する前記データパケットの後に続く前記送信されたデータパケットを再送信する際、前記中継ノードにより、正しく復号されなかった送信されたデータパケットを再監視し、再復号するステップ、または
前記中継ノードにより、前記送信元ノードによって順に再送信され、前記NACKに対応する前記データパケットの後に続く送信されたすべてのデータパケットを再監視し、再復号するステップをさらに備える請求項3に記載のデータ再送方法。
【請求項５】
前記NACKを監視した後、前記中継ノードにより、前記受信否定応答メッセージNACKに対応する前記データパケットの前記コピーより前のデータパケットの格納されたすべてのコピーを削除するステップをさらに備える請求項1から4のいずれか一項に記載のデータ再送方法。
【請求項６】
送信元ノードによって最初にゴーバックN自動再送要求GBN-ARQモードで宛先ノードに送信された各データパケットを監視し、復号するように構成された第1の監視-復号部と、
正常に復号されたデータパケットのコピーを格納するように構成されたコピー格納部と、
前記宛先ノードによって前記送信元ノードに戻される応答メッセージを監視するように構成された応答監視部と、
前記監視された応答メッセージが受信否定応答メッセージNACKである場合、前記受信否定応答メッセージNACKに対応するデータパケットのコピーを前記宛先ノードに送信するように構成されたコピー送信部とを備えるデータ再送装置。
【請求項７】
前記コピー送信部は、前記送信元ノードが、前記受信否定応答メッセージNACKに対応する前記データパケットを前記宛先ノードに再送信するのと同一のフレーム内で、中継ノードに対応するタイムスロットの中で、前記受信否定応答メッセージNACKに対応する前記データパケットの前記コピーを送信するように特に構成される請求項6に記載のデータ再送装置。
【請求項８】
前記送信元ノードが、前記受信否定応答メッセージNACKに対応する前記データパケットの後に続く送信されたデータパケットを再送信する際、正しく復号されなかった、送信されたデータパケットを再監視し、再復号するように構成され、または
前記送信元ノードによって順に再送信され、前記NACKに対応する前記データパケットの後に続く送信されたすべてのデータパケットを再監視し、再復号するように構成された第2の監視-復号部をさらに備える請求項6または7に記載のデータ再送装置。
【請求項９】
前記NACKが監視された後、前記受信否定応答メッセージNACKに対応する前記データパケットの前記コピーより前のデータパケットの格納されたすべてのコピーを削除するように構成されたコピー削除部をさらに備える請求項6から8のいずれか一項に記載のデータ再送装置。
【請求項１０】
データパケットをゴーバックN自動再送要求GBN-ARQモードで宛先ノードに送信し、各データパケットに対する前記宛先ノードの応答メッセージを受信するように構成された送信元ノードと、
前記送信元ノードによって最初にゴーバックN自動再送要求GBN-ARQモードで前記宛先ノードに送信された各データパケットを監視し、復号し、正常に復号されたデータパケットのコピーを格納するように構成された中継ノードと、
前記送信元ノードによって送信された前記データパケットを受信し、応答メッセージを戻すように構成された前記宛先ノードとを備えるデータ再送システムであって、
前記中継ノードは、前記監視された応答メッセージが受信否定応答メッセージNACKである場合、前記受信否定応答メッセージNACKに対応するデータパケットのコピーを前記宛先ノードに送信するようにさらに構成され、
前記宛先ノードは、前記データパケットの前記コピーを受信するようにさらに構成され、前記データパケットの前記コピーは、前記中継ノードによって送信される、データ再送システム。
【請求項１１】
前記送信元ノードは、前記中継ノードが前記受信否定応答メッセージNACKに対応する前記データパケットの前記コピーを送信するフレーム内で、前記受信否定応答メッセージNACKに対応する前記データパケットを再送信するようにさらに構成され、前記送信元ノードは前記データパケットを再送信することを、前記中継ノードは前記データパケットの前記コピーを送信することを、前記同一のフレーム内の送信元ノードに対応するタイムスロットの中、および中継ノードに対応するタイムスロットの中でそれぞれ行う請求項10に記載のデータ再送システム。
【請求項１２】
前記送信元ノードは、前記受信否定応答メッセージNACKに対応する前記データパケットを再送信した後、前記受信否定応答メッセージNACKに対応する前記データパケットの後に続く送信されたすべてのデータパケットを順に再送信するようにさらに構成される請求項10または11に記載のデータ再送システム。
【請求項１３】
前記中継ノードは、前記送信元ノードが前記送信されたすべてのデータパケットを再送信する際、正しく復号されなかった送信されたデータパケットを再監視し、再復号するようにさらに構成され、または
前記中継ノードは、前記送信元ノードによって順に再送信され、前記NACKに対応する前記データパケットの後に続く前記送信されたすべてのデータパケットを再監視し、再復号するようにさらに構成される請求項12に記載のデータ再送システム。
【請求項１４】
前記NACKを監視した後、前記中継ノードは、前記受信否定応答メッセージNACKに対応する前記データパケットの前記コピーより前のデータパケットの格納されたすべてのコピーを削除する請求項10から13のいずれか一項に記載のデータ再送システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信の分野に関し、より詳細には、データパケット再送方法、データパケット再送装置、データパケット再送システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ワイヤレス通信システムのデータパケットは、しばしば、正しく受信されない可能性がある。データ伝送の信頼性を向上させるのに、自動再送要求(ARQ, automatic repeat request)技術が、従来技術において提供されている。
【０００３】
ARQ技術において、ストップアンドウェイトARQ(SW-ARQ, stop and wait automatic repeat request)技術およびゴーバックN ARQ(GBN-ARQ, go-back-N automatic repeat request)技術が、しばしば使用される。SW-ARQ技術において、受信端が前のデータパケットに関して受信肯定応答メッセージ(ACK)を戻すと、送信端は、次のデータパケットを送信し、受信端が前のデータパケットに関して受信否定応答メッセージ(NACK)を戻すと、送信端は、その前のデータパケットを再送する。したがって、この技術を使用することによって、ACK/NACKを待つプロセスにおいてシステムリソースが浪費される。GBN-ARQ技術において、送信端は、データパケットを順に連続的に送信し、受信端によって戻されたNACKを受信すると、送信端は、新たなデータパケットを送信することを停止し、そのNACKに対応するデータパケットを再送し、そのNACKに対応するデータパケットの後に続くデータパケットを順に再送する。SW-ARQ技術と比べて、GBN-ARQ技術を使用することによって、チャネルの利用率が向上する。
【０００４】
GBN-ARQを使用することによるデータ再送の実施中、本発明者は、従来技術が少なくとも以下の問題を有することを見出した。中継協調通信(relay cooperation communications)技術が、データ伝送の成功率を向上させるのに既存の通信システムにおいてますます使用されているが、GBN-ARQの場合、中継協調通信技術のソリューションは、使用されず、したがって、データ再送が、GBN-ARQ技術を使用することによって実行される場合、データパケット再送の成功率は比較的低い。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の実施形態は、データパケット再送の成功率を向上させることができるデータ再送方法、データ再送装置、およびデータ再送システムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前述の目的を実現するため、本発明の実施形態は、以下の技術的ソリューションを採用する。
【０００７】
データ再送方法が、
中継ノードにより、送信元ノードによって最初にゴーバックN自動再送要求GBN-ARQモードで宛先ノードに送信された各データパケットを監視し、復号するステップと、
正常に復号されたデータパケットのコピーを格納するステップと、
宛先ノードによって送信元ノードに戻される、各データパケットに対する応答メッセージを監視するステップと、
監視された応答メッセージが受信否定応答メッセージNACKである場合、受信否定応答メッセージNACKに対応するデータパケットのコピーを宛先ノードに送信するステップとを含む。
【０００８】
データ再送装置が、
送信元ノードによって最初にゴーバックN自動再送要求GBN-ARQモードで宛先ノードに送信された各データパケットを監視し、復号するように構成された第1の監視-復号部と、
正常に復号されたデータパケットのコピーを格納するように構成されたコピー格納部と、
宛先ノードによって送信元ノードに戻される応答メッセージを監視するように構成された応答監視部と、
監視された応答メッセージが受信否定応答メッセージNACKである場合、受信否定応答メッセージNACKに対応するデータパケットのコピーを宛先ノードに送信するように構成されたコピー送信部とを含む。
【０００９】
データ再送システムが、
データパケットをゴーバックN自動再送要求GBN-ARQモードで宛先ノードに送信し、各データパケットに対する宛先ノードの応答メッセージを受信するように構成された送信元ノードと、
送信元ノードによって最初にゴーバックN自動再送要求GBN-ARQモードで宛先ノードに送信された各データパケットを監視し、復号し、正常に復号されたデータパケットのコピーを格納するように構成された中継ノードと、
送信元ノードによって送信された少なくとも2つのデータパケットを受信し、応答メッセージを戻すように構成された宛先ノードとを含み、
中継ノードは、監視された応答メッセージが受信否定応答メッセージNACKである場合、受信否定応答メッセージNACKに対応するデータパケットのコピーを宛先ノードに送信するようにさらに構成され、
宛先ノードは、中継ノードによって送信される、データパケットのコピーを受信するようにさらに構成される。
【００１０】
本発明の実施形態において提供されるデータ再送方法、データ再送装置、およびデータ再送システムでは、既存のGBN-ARQプロトコルにおいて、中継協調通信技術が使用され、中継ノードが、監視および復号を実行し、データ伝送を実行することに参加するように設定され、したがって、通信システムがゴーバックNモードでデータ再送を実行する際、監視される応答メッセージに従って、中継ノードがデータ再送を実行して、その結果、システムのデータ再送の成功率を向上させるようにする。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態1によるデータ再送方法を示す流れ図である。
【図２】本発明の実施形態1によるデータ再送装置を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施形態2によるデータ再送方法を示す流れ図である。
【図４】本発明の実施形態3によるデータ再送装置を示すブロック図である。
【図５】本発明の実施形態4による、応答メッセージがNACKである場合のデータ再送システムを示すブロック図である。
【図６】本発明の実施形態4による、応答メッセージがACKである場合のデータ再送システムを示すブロック図である。
【図７】本発明の実施形態4によるデータ再送システムの動作方法を示す流れ図である。
【図８】本発明の実施形態2によるフレームの構造を示す概略図である。
【図９】本発明の実施形態2による、各ノードによってデータパケットを正常に受信/送信することを示す概略図である。
【図１０】本発明の実施形態2による、データを送信する際に中継ノードによって送信元ノードを支援することを示す概略図である。
【図１１】本発明の実施形態2による、中継ノードがデータパケットを復号することに失敗して、データパケットのコピーを送信できないことを示す概略図である。
【図１２】本発明の実施形態3による、中継ノードが、再送信されたデータパケットを再監視し、再復号することを示す概略図である。
【図１３】本発明の実施形態4によるシミュレーション実験を示すシミュレーションデータ図である。
【図１４】本発明の実施形態4によるシミュレーション実験を示すシミュレーションデータ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の実施形態における技術的ソリューションを、本発明の実施形態における添付の図面を参照して以下に明確に、完全に説明する。明らかに、説明される実施形態は、本発明の実施形態のすべてではなく、一部分に過ぎない。創造的な取組みなしに本発明の実施形態に基づいて当業者によって得られる他のすべての実施形態が、本発明の保護範囲に含まれる。
実施形態1
【００１３】
本発明の一実施形態が、データ再送方法を提供する。図1に示されるとおり、この方法は、以下のステップを含む。
【００１４】
101:送信元ノードによって最初にゴーバックN自動再送要求GBN-ARQモードで宛先ノードに送信された各データパケットを監視し、復号する。
【００１５】
データパケットをゴーバックN自動再送要求(GBN-ARQ)モードで送信する際、送信元ノードはまず、少なくとも2つのデータパケットである、N個のデータパケットを連続的に送信する。N個のデータパケットが送信されると、中継ノードが、これらのデータパケットを監視し、復号しようと試みる。N個のデータパケットを送信することを終えた後、送信元ノードは、データパケット送信を一時的に停止し、ACKまたはNACKが戻されるのを待ち、このACKまたはNACKは、送信されたN個のデータパケットのうちの送信された第1のデータパケットに対応する。
【００１６】
102:正常に復号されたデータパケットのコピーを格納する。
【００１７】
正常に復号されたデータパケットに関して、中継ノードが、データパケットのコピーを格納する。
【００１８】
103:各データパケットに対する応答メッセージを監視し、ただし、応答メッセージは、宛先ノードによって送信元ノードに戻される。
【００１９】
宛先ノードが、送信元ノードによって送信されたデータパケットを受信することに成功した場合は、戻される応答メッセージは、ACKであり、宛先ノードが、送信元ノードによって送信されたデータパケットを受信することに成功することができない場合は、戻される応答メッセージは、NACKである。中継ノードが、各データパケットに対する応答メッセージを監視する。
【００２０】
104:監視された応答メッセージがNACKである場合、このNACKに対応するデータパケットのコピーを送信する。
【００２１】
NACKが監視された際、このNACKに対応するデータパケットが正常に復号された場合、中継ノードは、あるフレーム内の、中継ノード自体に対応するタイムスロットで、監視されたNACKに対応するデータパケットのコピーを宛先ノードに送信する。
【００２２】
本発明の一実施形態が、データ再送装置をさらに提供する。図2に示されるとおり、この装置は、第1の監視-復号部21と、コピー格納部22と、応答監視部23と、コピー送信部24とを含む。
【００２３】
第1の監視-復号部21は、送信元ノードによって最初にゴーバックN自動再送要求GBN-ARQモードで宛先ノードに送信された各データパケットを監視し、復号するように構成される。コピー格納部22は、正常に復号されたデータパケットのコピーを格納するように構成される。応答監視部23は、宛先ノードによって送信元ノードに戻された応答メッセージを監視するように構成される。コピー送信部24は、監視された応答メッセージがNACKである場合、そのNACKに対応するデータパケットのコピーを送信するように構成される。
【００２４】
本発明の実施形態において提供されるデータ再送方法およびデータ再送装置では、既存のGBN-ARQプロトコルにおいて、中継協調通信技術が使用され、中継ノードが、監視および復号を実行し、データ伝送を実行することに参加するように設定され、したがって、通信システムがGBN-ARQプロトコルに準拠してゴーバックNモードでデータ再送を実行する際、監視される応答メッセージに応じて、中継ノードがデータ再送を実行して、その結果、システムのデータ再送の成功率を向上させるようにする。
実施形態2
【００２５】
本発明の一実施形態が、データ再送方法を提供する。図3に示されるとおり、この方法は、以下のステップを含む。
【００２６】
301:送信元ノードによって最初にゴーバックN自動再送要求GBN-ARQモードで宛先ノードに送信された各データパケットを監視し、復号する。
【００２７】
データパケットをGBN-ARQに準拠して送信する際、送信元ノードはまず、少なくとも2つのデータパケットである、N個のデータパケットを連続的に送信する。N個のデータパケットが送信されると、中継ノードが、これらのデータパケットを監視し、復号しようと試みる。
【００２８】
N個のデータパケットを送信することを終えた後、送信元ノードは、データパケット送信を一時的に停止し、ACKまたはNACKが戻されるのを待ち、このACKまたはNACKは、送信された少なくとも2つのデータパケットのうちの送信された第1のデータパケットに対応し、送信元ノードは、戻された応答メッセージに応じて次のアクションを実行する。
【００２９】
302:正常に復号されたデータパケットのコピーを格納する。
【００３０】
正常に復号されたデータパケットに関して、中継ノードが、データパケットのコピーを格納する。
【００３１】
303:各データパケットに対する応答メッセージを監視し、ただし、応答メッセージは、宛先ノードによって送信元ノードに戻される。
【００３２】
宛先ノードが、送信元ノードによって送信されたデータパケットを受信することに成功した場合は、戻される応答メッセージはACKであり、さらに宛先ノードが、送信元ノードによって送信されたデータパケットを受信することに成功することができない場合は、戻される応答メッセージは、NACKである。中継ノードが、各データパケットに対する応答メッセージを監視する。
【００３３】
304:監視される応答メッセージがNACKであるかどうかを判定する。
【００３４】
監視される応答メッセージがNACKである場合、ステップ305を実行し、NACKではない場合、ステップ307に進む。
【００３５】
305:監視された応答メッセージがNACKである場合、この受信否定応答メッセージNACKに対応するデータパケットのコピーより前のデータパケットの格納されたすべてのコピーを削除する。
【００３６】
306:NACKに対応するデータパケットのコピーを送信する。
【００３７】
ステップ305とステップ306の順序は、限定されなくてもよい。
【００３８】
このNACKは、送信元ノードによっても受信される。このNACKを受信した後、送信元ノードは、このNACKに対応するデータパケット、および後続で送信されたデータパケットを再送信する。
【００３９】
具体的には、中継ノードが、このNACKに対応するデータパケットのコピーを送信するフレーム内で、送信元ノードもまた、このNACKに対応するデータパケットを宛先ノードに再送信する。送信元ノードはデータパケットを再送することを、中継ノードはデータパケットのコピーを送信することを、同一のフレーム内の送信元ノードに対応するタイムスロットの中、および中継ノードに対応するタイムスロットの中でそれぞれ行う。図8は、フレームの構造の概略図である。フレーム全体の持続時間は、TFであり、1つのフレームは、M個のタイムスロットによって形成され、さらに各タイムスロットの持続時間は、TF/Mである。例えば、タイムスロットs3は、送信元ノードに対応するタイムスロットであり、さらにタイムスロットsRは、中継ノードに対応するタイムスロットである。
【００４０】
一般に、宛先ノードは、データパケットを順に受信し、さらにデータパケットの受信に誤りが生じると、後続のデータパケットが破棄される。したがって、このNACKに対応するデータパケットを再送信した後、送信元ノードは、このNACKに対応するデータパケットの後に続く送信されたデータパケットを宛先ノードに順に再送信する必要がある。送信元ノードが、このNACKに対応するデータパケットの後に続く送信されたデータパケットを順に再送信する際、中継ノードが、正しく復号されなかった、送信されたデータパケットを再監視し、さらに再復号する。明らかに、代替として、中継ノードは、送信元ノードによって順に再送信され、さらにこのNACKに対応するデータパケットの後に続く送信されたすべてのデータパケットを再監視し、再復号することもできる。
【００４１】
307:監視された応答メッセージがACKである場合、送信元ノードによって送信された新たなデータパケットを監視し、復号する。
【００４２】
ACKを受信した後、送信元ノードは、新たなデータパケットを宛先ノードに送信することを続け、この時点で、中継ノードが、送信元ノードによって送信された、これらの新たなデータパケットを監視し、復号しようと試みる。
【００４３】
本発明のこの実施形態において説明される方法が、例を用いることによって以下に説明される。図9に示されるとおり、フレームの持続時間が、TFであり、送信元ノードが、データパケットを送信するのにフレームのタイムスロットS1を占有し、さらに中継ノードが、データパケットのコピーを送信するのにフレームのタイムスロットSRを占有するものと想定される。図9に示されるシステムにおいて、GBN-ARQに準拠してデータパケットを送信する際、送信元ノードはまず、5個のデータパケットを、PACKET1からPACKET5まで順に連続的に送信し、その後、送信を停止し、ACK/NACKが戻されるのを待つものと想定される。例えば、PACKET1に関して、PACKET1の応答メッセージは、ACK1またはNACK1である。送信元ノードがデータパケットを送信すると、中継ノードがそのデータパケットを監視する。図9で、送信元ノードがPACKET1からPACKET5までを送信することを終えると、PACKET1の応答メッセージが送信元ノードに戻される。応答メッセージがACK1である場合、送信元ノードが、第6のデータパケットPACKET6を送信することを続け、さらに中継ノードが、監視を実行することを続ける。
【００４４】
第2のデータパケットPACKET2の応答メッセージがNACK2である際、中継ノードが、PACKET2を正常に復号した場合、図10に示されるとおり、送信元ノードおよび中継ノードがPACKET2を宛先ノードに再送信することを、同一のフレーム内の送信元ノードに対応するタイムスロットの中、および中継ノードに対応するタイムスロットの中でそれぞれ行う。その一方で、送信元ノードは、第2のデータパケットの後に続く伝送されたすべてのデータパケット、つまりPACKET3からPACKET6までを再送信する。中継ノードがPACKET2を復号することに失敗した場合、図11に示されるとおり、中継ノードが、PACKET2のコピーを送信することはできず、送信元ノードだけが、PACKET2を再送信する。
【００４５】
さらに、中継ノードが、このNACKに対応するデータパケットの後に続くパケットを復号することに失敗した場合、中継ノードは、このNACKに対応するデータパケットの後に続いており、復号することに失敗したデータパケットを、送信元ノードの再送信プロセスにおいて、再監視し、再復号する。図12に示されるとおり、中継ノードは、PACKET1を正常に復号するが、PACKET2を復号することには失敗し、さらにPACKET1に対応する応答メッセージは、NACK1である。NACK1を受信した後、送信元ノードは、データパケットをPACKET1からPACKET5まで再送信する。PACKET2を再送信する際、中継ノードは、復号することに失敗したPACKET2を再監視し、さらに再復号する。明らかに、代替として、中継ノードは、送信元ノードによって順に再送信されるPACKET1からPACKET5までのすべてのデータパケットを再監視し、再復号することもできる。
【００４６】
本発明のこの実施形態において提供されるデータ再送方法では、既存のGBN-ARQプロトコルにおいて、中継協調通信技術が使用され、さらに中継ノードが、監視および復号を実行し、データ伝送を実行することに参加するように設定され、したがって、通信システムがGBN-ARQプロトコルに準拠してゴーバックNモードでデータ再送を実行する際、送信元ノードと中継ノードが、同一のフレーム内の異なるタイムスロットの中でデータ再送を実行することが可能であり、その結果、システムのデータ再送の成功率を向上させるようにする。
実施形態3
【００４７】
本発明の一実施形態が、データ再送装置を提供する。図4に示されるとおり、この装置は、第1の監視-復号部41と、コピー格納部42と、応答監視部43と、コピー送信部44と、コピー削除部45とを含む。
【００４８】
第1の監視-復号部41は、送信元ノードによって最初にゴーバックN自動再送要求GBN-ARQモードで宛先ノードに送信された各データパケットを監視し、さらに復号するように構成される。コピー格納部42は、正常に復号されたデータパケットのコピーを格納するように構成される。応答監視部43は、宛先ノードによって送信元ノードに戻される応答メッセージを監視するように構成される。コピー送信部44は、監視された応答メッセージがNACKである場合に、このNACKに対応するデータパケットのコピーを送信するように構成される。コピー削除部45は、NACKが監視された後、このNACKに対応するデータパケットのコピーより前のデータパケットの格納されたすべてのコピーを削除するように構成される。
【００４９】
中継ノードのコピー格納部42が、このNACKに対応するデータパケットのコピーを送信するフレーム内で、送信元ノードもやはり、このNACKに対応するデータパケットを宛先ノードに再送信し、さらに送信元ノードおよび中継ノードは、データパケットを送信することを、同一のフレーム内の送信元ノードに対応するタイムスロットの中、および中継ノードに対応するタイムスロットの中でそれぞれ行う。
【００５０】
ACKを受信した際、送信元ノードは、新たなデータパケットを宛先ノードに送信することを続ける。この時点で、第1の監視-復号部41が、送信元ノードによって送信された、この新たなデータパケットを監視し、復号する。さらに、NACKに対応するデータパケットを再送信した後、送信元ノードは、このNACKに対応するデータパケットの後に続く送信されたデータパケットを順に送信する。場合により、この装置は、送信元ノードが、このNACKに対応するデータパケットの後に続く送信されたデータパケットを再送信する際、正しく復号されなかった、送信されたデータパケットを再監視し、再復号するように構成された第2の監視-復号部412を含んでもよい。
【００５１】
本発明のこの実施形態において提供されるデータ再送装置では、既存のGBN-ARQプロトコルにおいて、中継協調通信技術が使用され、さらに中継ノードが、監視および復号を実行し、データ伝送を実行することに参加するのに使用され、したがって、通信システムがGBN-ARQプロトコルに準拠してゴーバックNモードでデータ再送を実行する際、送信元ノードと中継ノードが、同一のフレーム内の異なるタイムスロットの中でデータ再送を実行することが可能であり、その結果、システムのデータ再送の成功率を向上させるようにする。
実施形態4
【００５２】
本発明の一実施形態が、データ再送システムを提供する。図5および図6に示されるとおり、このシステムは、送信元ノード51と、中継ノード52と、宛先ノード53とを含む。
【００５３】
送信元ノード51は、ゴーバックN自動再送要求GBN-ARQモードで宛先ノードにN個のデータパケットを送信し、各データパケットに対する宛先ノードの応答メッセージを受信するように構成される。中継ノード52は、送信元ノード51によって最初にゴーバックN自動再送要求GBN-ARQモードで宛先ノードに送信された各データパケットを監視し、復号し、正常に復号されたデータパケットのコピーを格納するように構成される。宛先ノード53は、送信元ノード51によって送信されたN個のデータパケットを受信し、応答メッセージを送信元ノード51に戻すように構成される。
【００５４】
具体的には、図5に示されるとおり、送信元ノード51が、データパケットiを宛先ノード53に送信し、中継ノード52が、データパケットiを監視して、復号する。送信元ノード51によって受信され、データパケットiに対応する応答メッセージがNACKである場合、送信元ノード51は、データパケットiを再送信し、データパケットiの後に続く送信されたデータパケットを宛先ノード53に順に再送信する。このNACKを監視した後、中継ノード52自体が、データパケットiを正常に復号することを終えた場合、中継ノード52は、データパケットiのコピーを送信する。
【００５５】
各フレーム内で、送信元ノード51は、送信元ノード51に対応する固定のタイムスロットの中でデータを送信する、または再送信する。送信元ノード51が、このNACKに対応するデータパケットを再送信するのと同一のフレーム内で、中継ノード52は、中継ノード52に対応するタイムスロットの中で、このNACKに対応するデータパケットのコピーを送信する。中継ノード52は、送信元ノードが送信されたすべてのデータパケットを再送信する際、正常に復号されなかった、送信されたデータパケットを再監視し、さらに再復号するようにさらに構成される。
【００５６】
送信元ノードによって受信された応答メッセージがACKである場合、図6に示されるとおり、送信元ノードは、データパケットiの後に続く新たなデータパケットを送信する。
【００５７】
中継ノード52が、送信元ノード51によって送信されたデータパケットを監視する際、復号失敗が生じ得る。中継ノード52が、データパケットを復号することに失敗し、さらに宛先ノード53が、このデータパケットに関してNACKを戻すと、中継ノード52が、このデータパケットに対応するNACKを監視した後、中継ノード52は、復号することに失敗したデータパケットのコピーを送信することはできないが、送信元ノード51が、送信元ノード51がこのNACKを受信した後、このデータパケットを再送信することができる。
【００５８】
このNACKを監視した後、中継ノード52は、このNACKに対応するデータパケットのコピーより前のデータパケットの格納されたすべてのコピーを削除する必要がさらにある。このNACKに対応するデータパケットのコピーより前のデータパケットの格納されたすべてのコピーを削除することによって、中継ノード52のキャッシュスペースが、新たに着信するデータパケットのコピーを格納するために節約される。
【００５９】
本発明のこの実施形態において提供されるデータ再送システムは、図7に示されるとおり、以下の手順に従ってデータ伝送を実行する。
【００６０】
701:送信元ノードが、ゴーバックN自動再送要求GBN-ARQモードで宛先ノードにN個のデータパケットを送信し、ただし、N個のデータパケットは、少なくとも2つのデータパケットである。
【００６１】
702:中継ノードが、このN個のデータパケットを監視し、さらに復号しようと試みる。
【００６２】
703:送信元ノードによって送信されたデータパケットを受信した後、宛先ノードが、応答メッセージを戻す。送信元ノードによって送信されたデータパケットが正常に受信され、さらに戻された応答メッセージがACKである場合、ステップ704に進み、送信元ノードによって送信されたデータパケットが正常に受信され得ず、戻された応答メッセージがNACKである場合、ステップ705に進む。
【００６３】
704:ACKを受信した後、送信元ノードが、新たなデータパケットを送信することを続ける。
【００６４】
705:NACKを受信した後、送信元ノードが、このNACKに対応するデータパケットを再送信する。
【００６５】
706:NACKを監視した後、中継ノードが、このNACKに対応するデータパケットを正常に復号した場合、中継ノードが、このNACKに対応するデータパケットのコピーを送信する。
【００６６】
NACKを監視した後、中継ノードは、このNACKに対応するデータパケットのコピーより前のデータパケットの格納されたコピーを削除する必要がある。中継ノードが、このNACKに対応するデータパケットを正常に復号できなかった場合、中継ノードは、このNACKに対応するデータパケットのコピーを宛先ノードに送信することができない。
【００６７】
送信元ノードおよび中継ノードが、データパケットを再送すること、および/またはデータパケットのコピーを伝送することを終えた後、手順は、ステップ707に進む。
【００６８】
707:送信元ノードが、このNACKに対応するデータパケットの後に続く送信されたデータパケットを宛先ノードに順に再送信する。
【００６９】
708:送信元ノードが、これらのデータパケットを順に再送信する際、中継ノードが、順に再送信されるすべてのデータパケットのなかで第1の伝送中に正常に復号されなかったデータパケットを再監視し、再復号する。
【００７０】
本発明のこの実施形態の効果が、MATLABソフトウェアを使用することによって実行されるシミュレーション実験を介して以下に説明される。
【００７１】
このシミュレーション実験におけるパラメータを、最初に説明する。
【００７２】
各フレームの持続時間は、TFであり、各フレームは、M個のタイムスロットを有し、タイムスロットの長さは、
【００７３】
【数１】
2014501059.tif 000003
【００７４】
である。
【００７５】
送信元ノードからデータパケットを送信する時点からACK/NACKを受信する時点までの間の遅延は、TRであり、さらにTR=N・TFであり、ただし、N>1であるものと想定される。
【００７６】
送信元ノードから宛先ノードにデータパケットを伝送する時間は、Ttである。
【００７７】
宛先ノードから送信元ノードにACK/NACKを戻す伝送時間は、Tfである。
【００７８】
宛先ノードに着信するデータパケットは、パラメータλ=0.01であるポアソン分布に従うものと想定される。
【００７９】
以下を得ることができる。
TR=TF+Tt+Tf
【００８０】
システムの動作ステータスの持続時間は、
【００８１】
【数２】
2014501059.tif 000004
【００８２】
である。
【００８３】
システムのアイドルステータスの持続時間は、
【００８４】
【数３】
2014501059.tif 000005
【００８５】
である。
【００８６】
各フレームが送信される際の誤り確率は、Pである。
【００８７】
データパケットを送信することに成功するのに要求される時間は、Xである。
【００８８】
システムが安定したステータスに達すると、システムのスループット率は、Thであり、さらにTh=1/Xである。
【００８９】
各データパケットがサービスを得るまでの要求される待ち時間は、Wであり、さらに
【００９０】
【数４】
2014501059.tif 000006
【００９１】
であり、ただし、
【００９２】
【数５】
2014501059.tif 000007
【００９３】
である。
【００９４】
データパケットが次のフレームのタイムスロットを待つ待ち時間は、Vである。
【００９５】
以下を得ることができる。すなわち、
【００９６】
【数６】
2014501059.tif 000008
【００９７】
以上の結果に基づいて、以下を得ることができる。すなわち、
【００９８】
【数７】
2014501059.tif 000009
【００９９】
システムにおける各データパケットの合計の伝送時間は、
【０１００】
【数８】
2014501059.tif 000010
【０１０１】
である。
【０１０２】
送信元ノードから宛先ノードまでの平均パケットロス率は、
【０１０３】
【数９】
2014501059.tif 000011
【０１０４】
である。
【０１０５】
送信元から中継ノードまでの平均パケットロス率は、
【０１０６】
【数１０】
2014501059.tif 000012
【０１０７】
である。
【０１０８】
中継ノードから宛先ノードまでの平均パケットロス率は、
【０１０９】
【数１１】
2014501059.tif 000013
【０１１０】
である。
【０１１１】
GBN-ARQ技術、およびGBN-ARQに基づく中継協調通信技術を使用する場合の本発明のこの実施形態における技術(シミュレーション実験においてGBN-CARQによって表される)技術に関して、データパケットが送信されることに失敗すると、送信元ノードは、送信されることに失敗したデータパケット、ならびに送信されることに失敗したデータパケットの後に続く(N-1)個の送信されたデータパケットを再送信する。したがって、最終的に、これらのデータパケットを送信することに成功するのに要求される時間は、
【０１１２】
【数１２】
2014501059.tif 000014
【０１１３】
であり、ただし、
【０１１４】
【数１３】
2014501059.tif 000015
【０１１５】
は、第1の伝送の失敗確率を示し、さらに
【０１１６】
【数１４】
2014501059.tif 000016
【０１１７】
は、再送の失敗確率を示す。
【０１１８】
したがって、以下を得ることができる。
【０１１９】
【数１５】
2014501059.tif 000017
【０１２０】
および
【０１２１】
【数１６】
2014501059.tif 000018
【０１２２】
(1)GBN-ARQの場合、具体的なアルゴリズムが、
【０１２３】
【数１７】
2014501059.tif 000019
【０１２４】
であり、ただし、Thは、システム全体のスループット率である。
【０１２５】
【数１８】
2014501059.tif 000020
【０１２６】
ただし、Tは、システム全体が安定したステータスに達した際に各データパケットがシステム内に留まる時間である。
【０１２７】
(2)本発明のこの実施形態によるGBN-CARQの場合、具体的なアルゴリズムが、
【０１２８】
【数１９】
2014501059.tif 000021
【０１２９】
であり、ただし、Thは、システム全体のスループット率である。
【０１３０】
【数２０】
2014501059.tif 000022
【０１３１】
ただし、Tは、システム全体が安定したステータスに達した際に各データパケットがシステム内に留まる時間である。
【０１３２】
Table1(表1)は、(1)および(2)における基本的なパラメータの設定を示す。
【０１３３】
【表１】
2014501059.tif 000023
【０１３４】
計算を容易にするのに、
【０１３５】
【数２１】
2014501059.tif 000024
【０１３６】
が、シミュレーションにおいて想定され得る。(1)および(2)におけるThの計算式によれば、MATLABソフトウェアが実行されて、図13に示されるとおり、平均パケットロス率
【０１３７】
【数２２】
2014501059.tif 000025
【０１３８】
に沿ってThが変化することを示す曲線が得られる。GBN-CARQ技術のスループット率は、平均パケットロス率が増加すると、GBN-ARQ技術のスループット率より高いことを見て取ることができる。さらに、図14に示されるとおり、
【０１３９】
【数２３】
2014501059.tif 000026
【０１４０】
に沿ってTが変化することを示す曲線を得ることもできる。GBN-CARQ技術におけるTの増加する振幅は、平均パケットロス率が増加すると、GBN-ARQ技術におけるTの振幅より小さく、つまり、GBN-CARQ技術において、各データパケットがシステム内に留まる時間は、システム全体が安定したステータスに達すると、より短いことを見て取ることができる。
【０１４１】
本発明のこの実施形態において提供されるデータ再送システムでは、既存のGBN-ARQプロトコルにおいて、中継協調通信技術が使用され、さらに中継ノードが、監視および復号を実行し、データ伝送を実行することに参加するのに使用され、したがって、通信システムがGBN-ARQプロトコルに準拠してゴーバックNモードでデータ再送を実行する際、送信元ノードが、データパケットを再送することを、さらに中継ノードが、データパケットのコピーを送信することを、再送フレーム内の異なるタイムスロットの中でそれぞれ行うことができ、その結果、システムのデータ再送の成功率を向上させるとともに、システム全体のスループット率も向上させるようにする。
【０１４２】
これらの実施形態の以上の説明を介して、当業者は、本発明が、ソフトウェアと必要な汎用のハードウェアによって実施されることが可能であり、さらに明らかに、ハードウェアによって実施されることも可能であるが、多くの事例において、ソフトウェア実施形態が選好されることを明確に理解することが可能である。そのような理解に基づいて、基本的には本発明の技術的ソリューションが、または従来技術に寄与する部分が、ソフトウェア製品の形態で実施され得る。このコンピュータソフトウェア製品は、読み取り可能な記憶媒体、例えば、コンピュータのフロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、または光ディスクの中に格納され、さらに本発明の実施形態において説明される方法を実行するようコンピュータデバイス(パーソナルコンピュータ、サーバ、またはネットワークデバイス)に命令するためのいくつかの命令を含む。
【０１４３】
以上の説明は、本発明の特定の実施形態に過ぎないが、本発明の保護範囲を限定することは意図していない。本発明において開示される技術範囲に含まれる、当業者によって容易に考え出される任意の変形または置換はすべて、本発明の保護範囲に含まれるものとされる。したがって、本発明の保護範囲は、特許請求の範囲の保護範囲の対象となるものとされる。
【符号の説明】
【０１４４】
41  第1の監視-復号部
42  コピー格納部
43  応答監視部
44  コピー送信部
45  コピー削除部
412  第2の監視-復号部
51  送信元ノード
52  中継ノード
53  宛先ノード
【図１】
2014501059.tif 000027
【図２】
2014501059.tif 000028
【図３】
2014501059.tif 000029
【図４】
2014501059.tif 000030
【図５】
2014501059.tif 000031
【図６】
2014501059.tif 000032
【図７】
2014501059.tif 000033
【図８】
2014501059.tif 000034
【図９】
2014501059.tif 000035
【図１０】
2014501059.tif 000036
【図１１】
2014501059.tif 000037
【図１２】
2014501059.tif 000038
【図１３】
2014501059.tif 000039
【図１４】
2014501059.tif 000040
【手続補正書】
【提出日】平成25年4月25日(2013.4.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０５】
送信元ノードから中継ノードまでの平均パケットロス率は、
【国際調査報告】
2014501059.tif 000041
2014501059.tif 000042
2014501059.tif 000043
2014501059.tif 000044