無線装置
【課題】ブロードキャストの信頼性を向上可能な無線装置を提供する。
【解決手段】無線装置２は、無線装置４〜６からのパケットを無線装置１へ送信するときに無線装置１が無線装置４〜６からのパケットをデコードできるように、無線装置１に対して自己が生成すべきコーディングパケットの個数を決定する。無線装置２は、この処理を自己の周辺に存在する全ての１ホップ以内の無線装置について実行する。そして、無線装置２は、上記の処理によって得られたコーディングパケットの個数のうち、最大の個数を自己が生成すべきコーディングパケットの個数として決定する。
【解決手段】無線装置２は、無線装置４〜６からのパケットを無線装置１へ送信するときに無線装置１が無線装置４〜６からのパケットをデコードできるように、無線装置１に対して自己が生成すべきコーディングパケットの個数を決定する。無線装置２は、この処理を自己の周辺に存在する全ての１ホップ以内の無線装置について実行する。そして、無線装置２は、上記の処理によって得られたコーディングパケットの個数のうち、最大の個数を自己が生成すべきコーディングパケットの個数として決定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、パケットを定期的に送受信する無線装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、定期的に送信されるリアルタイムアプリケーションのデータパケットに対し、受信パケットから符号化パケットを生成し、次のシーケンスのデータパケットによりＰｉｇｇｙ−ｂａｃｋすることで、悪伝搬路を持つ端末間のブロードキャスト通信を補填することが行われている（非特許文献１）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】Y. Kondo, H. Yomo, S. Yamaguchi, P. Davis, R. Miura, S. Obana, “Wireless Broadcast with Random Network Coding for Real-time Applications”, Proc. of the IEEE Wireless Communications & Networking Conference (WCNC 2009), April 2009.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来のブロードキャストの通信方式では、２ホップ以内のトポロジーにおいて、中継が必要な端末数が中継を行う端末数よりも多い場合、中継が必要な端末において符号化パケットを復号することができないという問題がある。
【０００５】
そこで、この発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、ブロードキャストの信頼性を向上可能な無線装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明の実施の形態によれば、無線装置は、パケットを周期的に送受信する無線ネットワークを構成する無線装置であって、受信手段と、トポロジー作成手段と、決定手段と、コーディング手段と、パケット生成手段と、送信手段とを備える。受信手段は、無線ネットワークを構成するＮ（Ｎは２以上の整数）個の無線装置のうちのＮ−１個の無線装置からｎ（ｎは１≦ｎ≦Ｎ−１を満たす整数）個のパケットを第ｋ（ｋは正の整数）番目の周期において受信する。トポロジー作成手段は、当該無線装置から２ホップまでの範囲に配置された無線装置のトポロジーを作成する。決定手段は、トポロジー作成手段によって作成されたトポロジーに基づいて当該無線装置が生成するべきコーディングパケットの個数を決定する。コーディング手段は、受信手段によって受信されたｎ個のパケットを決定手段によって決定されたコーディングパケットの個数と同じ個数のランダム符号列を用いてネットワークコーディングする。パケット生成手段は、送信するための自発パケットを周期的に生成する。送信手段は、コーディング手段によって第ｋ＋１番目の周期においてネットワークコーディングされたｍ（ｍは正の整数）個のコーディングパケットと、パケット生成手段によって第ｋ＋１番目の周期において生成された自発パケットと、コーディングパケットをデコードするためのデコード情報とを含む結合パケットを生成し、その生成した結合パケットを第ｋ＋１番目の周期においてブロードキャストする。
【０００７】
好ましくは、トポロジー作成手段は、当該無線装置の周辺に存在する無線装置からパケットを受信したときの受信信号強度が第１の閾値よりも大きい無線リンクを安定リンクとし、受信信号強度が第１の閾値よりも小さい第２の閾値よりも小さい無線リンクを不安定リンクとし、安定リンクに基づいてトポロジーを作成する。
【０００８】
好ましくは、第１および第２の閾値の各々は、パケットを受信したときのパケットの送信レートに応じて決定される。
【０００９】
好ましくは、送信手段は、当該無線装置が安定リンクを介してパケットを受信できるときのパケットの送信元に関する第１の情報と、当該無線装置が安定リンクを介してパケットを送信できるときのパケットの送信先に関する第２の情報とを更に含めて結合パケットを生成し、その生成した結合パケットを送信する。トポロジー作成手段は、受信手段によって受信された結合パケットに含まれる第１および第２の情報に基づいてトポロジーを作成する。
【００１０】
好ましくは、決定手段は、トポロジーを参照して、当該無線装置に隣接する第１の隣接無線装置から当該無線装置に隣接する第２の隣接無線装置へパケットを中継するときに当該無線装置とともに第２の隣接無線装置へパケットを中継可能な無線装置の個数をカウントし、そのカウントした個数の逆数を演算する第１の処理を第１の隣接無線装置の全てについて実行し、かつ、第１の処理において演算した全ての逆数の総和を演算することによって１個の第２の隣接無線装置に送信すべきコーディングパケットの個数をカウントする個数カウント処理を第２の隣接無線装置の全てについて実行し、個数カウント処理において得られたコーディングパケットの個数のうち、最大の個数を当該無線装置が生成するべきコーディングパケットの個数として決定する。
【発明の効果】
【００１１】
この発明の実施の形態による無線装置は、２ホップ以内のトポロジーにおいて、パケットの送信元からパケットの送信先へパケットを中継するときに、パケットの送信元の個数に等しい個数分のコーディングパケットを生成してブロードキャストする。その結果、パケットの送信先は、ブロードキャストされたコーディングパケットを用いて送信元からのパケットをデコードする。
【００１２】
従って、ブロードキャストの信頼性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】この発明の実施の形態による無線ネットワークの概略図である。
【図２】図１に示す無線装置の構成図である。
【図３】自発パケットとコーディングパケットとを結合した結合パケットの構成図である。
【図４】安定リンクおよび不安定リンクの判定方法を示す概念図である。
【図５】トポロジーの具体例を示す図である。
【図６】１ホップで受信および送信可能な無線装置を示すワンホップテーブルの概念図である。
【図７】コーディングパケットの個数を決定する方法を説明するためのフローチャートである。
【図８】この発明の実施の形態における通信方法を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００１５】
図１は、この発明の実施の形態による無線ネットワークの概略図である。図１を参照して、この発明の実施の形態による無線ネットワーク１０は、無線装置１〜６を備える。
【００１６】
無線装置１〜６の各々は、例えば、携帯ゲーム機からなる。無線装置１〜６は、無線通信空間に配置され、自律的に無線ネットワーク１０を構成する。そして、無線装置１〜６は、相互にパケットを定期的に送受信し、対戦型のゲームを実行する。
【００１７】
この対戦型のゲームにおける必要な性能は、例えば、無線装置１〜６の各々が他の５個の無線装置の各々とパケットを送受信することであり、フレームレートが６０ｆｐｓであり、パケット生成周期が１６．７ｍｓであり、パケットサイズが５０〜２００バイトであり、許容遅延が５０ｍｓであり、パケット到達率が最も遠い無線装置間で９９％以上である。
【００１８】
無線装置１〜６が対戦型のゲームを実行する場合、各無線装置１〜６が他の無線装置からのパケットを受信できなければ、対戦型のゲームを実行することが困難になる。例えば、無線装置１が無線通信環境によって無線装置５からのパケットを受信できない場合、無線装置１と無線装置５との間で対戦型のゲームを実行することができなくなる。
【００１９】
そこで、以下においては、無線ネットワーク１０において、パケットのブロードキャストに対する信頼性を向上させる方法について説明する。
【００２０】
図２は、図１に示す無線装置１の構成図である。図２を参照して、無線装置１は、受信手段１１と、制御手段１２と、デコード手段１３と、バッファ１４と、再生手段１５と、パケット生成手段１６と、コーディング手段１７と、送信手段１８と、トポロジー作成手段１９と、決定手段２０とを含む。
【００２１】
受信手段１１は、単一のパケットからなるパケットＰＫＴを他の無線装置から受信し、その受信したパケットＰＫＴを制御手段１２へ出力する。
【００２２】
また、受信手段１１は、パケットを受信したときの受信電力ＲＳＳＩを検出し、その検出した受信電力ＲＳＳＩをトポロジー作成手段１９へ出力する。
【００２３】
更に、受信手段１１は、後述する方法によって、他の無線装置においてネットワークコーディングされたコーディングパケットと、他の無線装置が生成した自発パケットと、コーディングパケットをデコードするためのデコード情報とを含む結合パケットＰＫＴ＿ＣＢを他の無線装置から受信し、その受信した結合パケットＰＫＴ＿ＣＢを制御手段１２へ出力する。
【００２４】
制御手段１２は、受信手段１１からパケットＰＫＴを受けると、その受けたパケットＰＫＴの宛先を確認する。そして、制御手段１２は、パケットＰＫＴの宛先が無線装置１のアドレスからなる場合、パケットＰＫＴを再生手段１５へ出力し、パケットＰＫＴの宛先がブロードキャストアドレスからなる場合、パケットＰＫＴを再生手段１５へ出力するとともに、パケットＰＫＴをバッファ１４に格納する。
【００２５】
また、制御手段１２は、受信手段１１から結合パケットＰＫＴ＿ＣＢを受けると、その受けた結合パケットＰＫＴ＿ＣＢをデコード手段１３およびトポロジー作成手段１９へ出力する。
【００２６】
デコード手段１３は、制御手段１２から結合パケットＰＫＴ＿ＣＢを受けると、その受けた結合パケットＰＫＴ＿ＣＢを後述する方法によってデコードし、そのデコードしたパケットを再生手段１５へ出力する。
【００２７】
バッファ１４は、制御手段１２によって格納されたパケットＰＫＴと、パケット生成手段１６によって格納されたパケットＰＫＴと、コーディング手段１７によって格納されたコーディングパケットおよびデコード情報とを保持する。
【００２８】
再生手段１５は、制御手段１２またはデコード手段１３からパケットを受け、その受けたパケットのデータを再生する。そして、再生手段１５は、その再生したデータを表示手段（図示せず）によって視覚情報として無線装置１の操作者に与える。
【００２９】
パケット生成手段１６は、タイマー（図示せず）を内蔵しており、タイマーを参照して、他の無線装置へブロードキャストするための自発パケットＰＫＴ＿Ｓｅｌｆを周期Ｔ＝１６．７［ｍｓ］毎に生成する。そして、パケット生成手段１６は、その生成した自発パケットＰＫＴ＿Ｓｅｌｆをバッファ１４に格納するとともに送信手段１８へ出力する。
【００３０】
コーディング手段１７は、パケット生成手段１６が内蔵するタイマーと同期が取れたタイマー（図示せず）を内蔵している。また、コーディング手段１７は、生成すべきコーディングパケットの個数を決定手段２０から受ける。そして、コーディング手段１７は、その内蔵したタイマーを参照して、バッファ１４に格納されたパケットを後述する方法によって周期Ｔ毎にネットワークコーディングする。この場合、コーディング手段１７は、決定手段２０から受けたコーディングパケットの個数分だけコーディングパケットＰＫＴ_ｃｄを生成する。
【００３１】
そうすると、コーディング手段１７は、その生成したコーディングパケットＰＫＴ＿ｃｄと、コーディングパケットＰＫＴ＿ｃｄをデコードするためのデコード情報とをバッファ１４に格納するとともに送信手段１８へ出力する。
【００３２】
送信手段１８は、パケット生成手段１６に内蔵されたタイマーおよびコーディング手段１７に内蔵されたタイマーと同期が取れたタイマーを内蔵している。そして、送信手段１８は、パケット生成手段１６から自発パケットＰＫＴ＿Ｓｅｌｆを受け、コーディング手段１７からコーディングパケットＰＫＴ＿ｃｄとデコード情報とを受け、無線装置１がパケットを安定して受信できる１ホップ以内の無線装置に関する情報であるＲｘ情報と、無線装置１がパケットを安定して送信できる１ホップ以内の無線装置に関する情報であるＴｘ情報とをトポロジー作成手段１９から受けると、タイマーを参照して、自発パケットＰＫＴ＿Ｓｅｌｆ、コーディングパケットＰＫＴ＿ｃｄ、デコード情報、Ｒｘ情報およびＴｘ情報を含む結合パケットＰＫＴ＿ＣＢを周期Ｔ毎に生成し、その生成した結合パケットＰＫＴ＿ＣＢをブロードキャストする。
【００３３】
トポロジー作成手段１９は、制御手段１２から結合パケットＰＫＴ_ＣＢを受け、その受けた結合パケットＰＫＴ_ＣＢに含まれるＲｘ情報およびＴｘ情報に基づいて、無線装置１から２ホップ以内における無線装置のトポロジーを作成する。
【００３４】
そして、トポロジー作成手段１９は、その作成したトポロジーに基づいて、無線装置１におけるＲｘ情報およびＴｘ情報を作成し、その作成したＲｘ情報およびＴｘ情報を送信手段１８へ出力する。
【００３５】
また、トポロジー作成手段１９は、その作成したトポロジーを決定手段２０へ出力する。
【００３６】
決定手段２０は、トポロジー作成手段１９からトポロジーを受け、その受けたトポロジーに基づいて、後述する方法によって、無線装置１が生成するべきコーディングパケットの個数を決定する。そして、決定手段２０は、その決定したコーディングパケットの個数をコーディング手段１７へ出力する。
【００３７】
なお、図１に示す無線装置２〜６の各々も、図２に示す無線装置２の構成と同じ構成からなる。
【００３８】
次に、ネットワークコーディングの方法について説明する。なお、各無線装置１〜６のバッファ１４は、無線ネットワーク１０がＮ（Ｎは２以上の整数）個の無線装置によって構成される場合、受信手段１１が他のＮ−１個の無線装置から受信したｎ（ｎは、１≦ｎ≦Ｎ−１を満たす整数）個のパケットＰ１〜Ｐｎと、パケット生成手段１６によって格納された自発パケットＰＫＴ＿Ｓｅｌｆとのｎ＋１個のパケットＰ１〜Ｐｎ＋１を格納しているものとする。この場合、ｎ＋１個のパケットＰ１〜Ｐｎ＋１の各々は、単一のパケットＰＫＴからなる。
【００３９】
各無線装置１〜６のコーディング手段１７は、バッファ１４に格納されたｎ＋１個のパケットＰ１〜Ｐｎ＋１を取り出し、その取り出したｎ＋１個のパケットＰ１〜Ｐｎ＋１に基づいて、パケット＜Ｐ＞＝（Ｐ１，Ｐ２，・・・，ＰＮ）を生成する。なお、この発明の実施の形態においては、＜Ｘ＞の表記は、行列ＸまたはベクトルＸを表すものとする。
【００４０】
ｎ＝Ｎ−１である場合、Ｎ−１個のパケットＰ１〜ＰＮ−１の各々は、受信手段１１によって他のＮ−１個の無線装置から実際に受信されたパケットからなる。一方、ｎ＜Ｎ−１である場合、Ｎ−１個のパケットＰ１〜ＰＮ−１のうち、ｎ個のパケットＰ１〜Ｐｎの各々は、受信手段１１によって他の無線装置から実際に受信されたパケットからなり、Ｎ−１個のパケットＰ１〜ＰＮ−１のうち、Ｎ−１−ｎ個のパケットの各々は、“０”からなる。
【００４１】
無線ネットワーク１０においては、各無線装置１〜６は、相互にパケットを送受信するので、各無線装置１〜６のコーディング手段１７は、無線ネットワーク１０を構成する無線装置の個数Ｎを知っており、各周期Ｔにおいて、バッファ１４に格納されるパケットの最大数がＮ個であることを知っている。
【００４２】
従って、無線ネットワーク１０を構成する無線装置の個数がＮ個である場合、各無線装置１〜６のコーディング手段１７は、最大でＮ個のパケットＰ１〜ＰＮが各周期Ｔにおいてバッファ１４に格納されていることを知っている。
【００４３】
そうすると、各無線装置１〜６のコーディング手段１７は、バッファ１４から実際に取り出したパケットがＮ個である場合（ｎ＝Ｎ−１である場合）、その取り出したＮ個のパケットＰ１〜ＰＮからなるパケット＜Ｐ＞＝（Ｐ１，Ｐ２，・・・，ＰＮ）を生成する。
【００４４】
また、各無線装置１〜６のコーディング手段１７は、バッファ１４から実際に取り出したパケットの個数がＮ個よりも少ない場合（ｎ＜Ｎ−１である場合）、その取り出したｎ＋１個のパケットＰ１〜Ｐｎ＋１と、バッファ１４に格納されていなかったパケットに対して設定されたＮ−（ｎ＋１）個の“０”とからなるパケット＜Ｐ＞＝（Ｐ１，Ｐ２，・・・，０，・・・，０，・・・ＰＮ）を生成する。
【００４５】
この場合、パケット＜Ｐ＞の各要素Ｐｉ（ｉ＝１〜Ｎ）は、次式によって表される。
【００４６】
【数１】
【００４７】
なお、式（１）において、Ｂは、各パケットＰ１〜ＰＮのパケットサイズをガロア体（ＧＦ２ｊ）（ｊは２以上の整数）の“ｊ”によって除算し、小数点を切り上げた整数からなる。そして、パケット＜Ｐｉ＞の各要素Ｐｉ１，Ｐｉ２，・・・，ＰｉＢは、ｊビットの“１”または“０”の数値列からなる。
【００４８】
各無線装置１〜６のコーディング手段１７は、ガロア体（ＧＦ２ｊ）を予め保持しており、パケット＜Ｐ＞を生成すると、ガロア体（ＧＦ２ｊ）からランダムに数値を取り出して符号列（ｃｊ１，ｃｊ２，・・・，ｃｊＮ）（ｊ＝１〜Ｎ）を生成する。この場合、符号ｃｊ１，ｃｊ２，・・・，ｃｊＮは、それぞれ、パケットＰ１，Ｐ２，・・・，ＰＮに対応している。
【００４９】
そして、各無線装置１〜６のコーディング手段１７は、符号列（ｃｊ１，ｃｊ２，・・・，ｃｊＮ）のうち、受信手段１１が実際に受信しなかったパケット（パケットＰ１，Ｐ２，・・・，ＰＮの少なくとも１つ）に対応する要素（ｃｊ１，ｃｊ２，・・・，ｃｊＮの少なくとも１つ）を“０”に設定して符号ベクトル＜ｃｊ＞を生成する。なお、符号ベクトル＜ｃｊ＞は、無線装置ｊにおけるネットワークコーディングに用いられる符号ベクトルである。
【００５０】
そうすると、各無線装置１〜６のコーディング手段１７は、符号ベクトル＜ｃｊ＞とパケット＜Ｐ＞とに基づいて、次式によってコーディングパケット＜ｙｊ＞を生成する。
【００５１】
【数２】
【００５２】
なお、式（２）において、符号ベクトル＜ｃｊ＞の各要素ｃｊ１，ｃｊ２，・・・，ｃｊＮは、ｊビットの“１”または“０”の数値列からなる。
【００５３】
この場合、各無線装置１〜６のコーディング手段１７は、決定手段２０から受けたコーディングパケットの個数と等しい個数のコーディングパケット＜ｙｊ＞を生成する。
【００５４】
より具体的には、各無線装置１〜６のコーディング手段１７は、決定手段２０から受けたコーディングパケットの個数分だけ符号ベクトル＜ｃｊ＞を変化させて、決定手段２０から受けたコーディングパケットの個数と等しい個数のコーディングパケット＜ｙｊ＞を生成する。
【００５５】
なお、符号ベクトル＜ｃｊ＞をどのように変化させるかは、予め、各無線装置１〜６のコーディング手段１７に格納されている。
【００５６】
このように、各無線装置１〜６のコーディング手段１７は、ランダムに発生された符号に基づいて生成した符号ベクトル＜ｃｊ＞とパケット＜Ｐ＞とを乗算してパケットＰ１，Ｐ２，・・・，ＰＮをネットワークコーディングする（即ち、コーディングパケット＜ｙｊ＞を生成する）。
【００５７】
図３は、自発パケットとコーディングパケットとを結合した結合パケットＰＫＴ＿ＣＢの構成図である。
【００５８】
結合パケットＰＫＴ＿ＣＢは、ヘッダと、Ｒｘ情報と、Ｔｘ情報と、自発パケット（Ｓｅｑ＝ｋ＋１）と、デコード情報と、コーディングパケット（Ｓｅｑ＝ｋ）とを含む。ヘッダは、ブロードキャストアドレスを含む。Ｒｘ情報は、パケットを安定して受信できる無線リンクであるか否かを表す。また、Ｒｘ情報は、無線ネットワーク１０を構成する無線装置の個数Ｎに等しいＮビットからなる。そして、“１”は、パケットを安定して受信できる安定リンクであることを表し、“０”は、パケットを安定して受信できない不安定リンクであることを表す。
【００５９】
Ｔｘ情報は、パケットを安定して送信できる無線リンクであるか否かを表す。また、Ｔｘ情報は、無線ネットワーク１０を構成する無線装置の個数Ｎに等しいＮビットからなる。そして、“１”は、パケットを安定して送信できる安定リンクであることを表し、“０”は、パケットを安定して送信できない不安定リンクであることを表す。
【００６０】
Ｒｘ情報およびＴｘ情報の各ビットがどの無線装置を表すかは、ゲームスタート前のネゴシエーションのフェーズにおいて決定される。そして、Ｒｘ情報およびＴｘ情報の各ビットは、例えば、無線装置のＩＤの小さい順に割り当てられる。
【００６１】
自発パケット（Ｓｅｑ＝ｋ＋１）は、第ｋ＋１（ｋは正の整数）番目の周期において生成されたパケットからなる。デコード情報は、符号ベクトル＜ｃｊ＞からなる。コーディングパケット（Ｓｅｑ＝ｋ）は、第ｋ番目の周期において他の無線装置から受信したＮ−１個のパケットと自発パケット（Ｓｅｑ＝ｋ）とからなるＮ個のパケットを上述した方法によってネットワークコーディングしたパケットからなる。そして、コーディングパケット（Ｓｅｑ＝ｋ）は、１個以上の個数からなる。
【００６２】
従って、図３においては、自発パケット（Ｓｅｑ＝ｋ＋１）のシーケンス番号Ｓｅｑを“ｋ＋１”と表記し、コーディングパケット（Ｓｅｑ＝ｋ）のシーケンス番号Ｓｅｑを“ｋ”と表記している。
【００６３】
なお、コーディングパケット（Ｓｅｑ＝ｋ）が２個以上である場合、デコード情報に格納される符号ベクトル＜ｃｊ＞は、コーディングパケット（Ｓｅｑ＝ｋ）の個数に等しい個数からなる。
【００６４】
引き続いて、各無線装置１〜６の送信手段１８における結合パケットＰＫＴ＿ＣＢの生成方法について説明する。
【００６５】
各無線装置１〜６の送信手段１８は、パケット生成手段１６から自発パケットＰＫＴ＿Ｓｅｌｆを受け、コーディング手段１７からコーディングパケット＜ｙｊ＞と符号ベクトル＜ｃｊ＞とを受け、Ｒｘ情報およびＴｘ情報をトポロジー作成手段１９から受けると、Ｒｘ情報を“Ｒｘ情報”に格納し、Ｔｘ情報を“Ｔｘ情報”に格納し、自発パケットＰＫＴ＿Ｓｅｌｆを“自発パケット（Ｓｅｑ＝ｋ＋１）”に格納し、符号ベクトル＜ｃｊ＞を“デコード情報”に格納し、コーディングパケット＜ｙｊ＞を“コーディングパケット（Ｓｅｑ＝ｋ）”に格納し、ブロードキャストアドレスを“ヘッダ”に格納して結合パケットＰＫＴ＿ＣＢを生成する。
【００６６】
各無線装置１〜６のデコード手段１３におけるコーディングパケット＜ｙｊ＞のデコード方法について説明する。この場合、各無線装置１〜６は、他のＮ−１個の無線装置からＮ−１個の結合パケットＰＫＴ＿ＣＢ＿１〜ＰＫＴ＿ＣＢ＿Ｎ−１を受信しているものとする。なお、結合パケットＰＫＴ＿ＣＢ＿１〜ＰＫＴ＿ＣＢ＿Ｎ−１は、それぞれ、コーディングパケット＜ｙ１＞〜＜ｙＮ−１＞を含む。
【００６７】
各無線装置１〜６のデコード手段１３は、制御手段１２からＮ−１個の結合パケットＰＫＴ＿ＣＢ＿１〜ＰＫＴ＿ＣＢ＿Ｎ−１を受けると、その受けたＮ−１個の結合パケットＰＫＴ＿ＣＢ＿１〜ＰＫＴ＿ＣＢ＿Ｎ−１からそれぞれコーディングパケット＜ｙ１＞〜＜ｙＮ−１＞と、符号ベクトル＜ｃ１＞〜＜ｃＮ−１＞とを取り出す。また、各無線装置１〜６のデコード手段１３は、コーディング手段１７がネットワークコーディングして生成したコーディングパケット＜ｙｊ＞と、符号ベクトル＜ｃｊ＞とをバッファ１４から読み出す。
【００６８】
この場合、他の無線装置から受信したＮ−１個のコーディングパケット＜ｙ１＞〜＜ｙＮ−１＞と、各無線装置１〜６において生成されたコーディングパケット＜ｙｊ＞とを含むＮ個のコーディングパケット＜ｙ１＞〜＜ｙＮ＞の各々は、式（２）によって表される。
【００６９】
そうすると、各無線装置１〜６のデコード手段１３は、Ｎ個の符号ベクトル＜ｃ１＞〜＜ｃＮ＞およびＮ個のコーディングパケット＜ｙ１＞〜＜ｙＮ＞に基づいて、次式を生成する。
【００７０】
【数３】
【００７１】
そして、各無線装置１〜６のデコード手段１３は、式（３）の右辺の先頭に配置された符号ベクトル＜ｃ１＞〜＜ｃＮ＞からなる符号行列＜Ｃ＞の逆行列＜Ｃ＞−１を演算し、その演算した逆行列＜Ｃ＞−１を式（３）の両辺に乗算する。その結果、各無線装置１〜６のデコード手段１３は、次式を得る。
【００７２】
【数４】
【００７３】
式（４）の右辺の要素Ｐ１１，Ｐ１２，・・・，Ｐ１Ｂ，Ｐ２１，Ｐ２２，・・・，ＰＢ，・・・，ＰＮ１，ＰＮ２，・・・，ＰＮＢは、それぞれ、パケットＰ１，Ｐ２，・・・，ＰＮである。
【００７４】
従って、各無線装置１〜６のデコード手段１３は、元のＮ個のパケットＰ１〜ＰＮを取得できる。
【００７５】
このように、各無線装置１〜６のデコード手段１３は、式（３）に示す連立方程式を解くことによって元のＮ個のパケットＰ１〜ＰＮを取得する。
【００７６】
安定リンクおよび不安定リンクの判定方法について説明する。図４は、安定リンクおよび不安定リンクの判定方法を示す概念図である。
【００７７】
図４を参照して、トポロジー作成手段１９は、閾値Ｔｈ１（Ｒａｔｅ），Ｔｈ２（Ｒａｔｅ）および時間Ｔ１を予め保持している。そして、トポロジー作成手段１９は、受信電力ＲＳＳＩが閾値Ｔｈ１(Ｒａｔｅ)よりも大きいとき、受信電力ＲＳＳＩが得られるパケットの送信元との間の無線リンクを安定リンクと判定する。
【００７８】
また、トポロジー作成手段１９は、受信電力ＲＳＳＩが閾値Ｔｈ２(Ｒａｔｅ)よりも小さいとき、またはＴ１秒間、結合パケットＰＫＴ＿ＣＢを受信しないとき、受信電力ＲＳＳＩが得られるパケットの送信元との間の無線リンクを不安定リンクと判定する。
【００７９】
そして、閾値Ｔｈ１(Ｒａｔｅ)，Ｔｈ２(Ｒａｔｅ)は、Ｒａｔｅに応じて決定されており、Ｒａｔｅは、受信パケットの送信レートとする。
【００８０】
また、閾値Ｔｈ１(Ｒａｔｅ)，Ｔｈ２(Ｒａｔｅ)は、Ｔｈ１(Ｒａｔｅ)＞Ｔｈ２(Ｒａｔｅ)を満たす。
【００８１】
閾値Ｔｈ１(Ｒａｔｅ)，Ｔｈ２(Ｒａｔｅ)の具体例は、次のとおりである。Ｔｈ１（６）＝−７０［ｄＢｍ］、Ｔｈ１（９）＝−６５［ｄＢｍ］、Ｔｈ２（６）＝−８０［ｄＢｍ］、およびＴｈ２（９）＝−７５［ｄＢｍ］である。また、Ｔ１は、例えば、０．１秒である。
【００８２】
各レートで２００ｂｙｔｅのデータパケットを送受信したときのパケットエラー率が１％となる受信電力ＲＳＳＩを閾値Ｔｈ１とし、各レートで２００ｂｙｔｅのデータパケットを送受信したときのパケットエラー率が２０％となる受信電力ＲＳＳＩを閾値Ｔｈ２とした。
【００８３】
なお、安定リンクから不安定リンクへ移行するときの閾値Ｔｈ２を不安定リンクから安定リンクへ移行するときの閾値Ｔｈ１よりも小さくしているのは、受信電力ＲＳＳＩのゆらぎによる影響を抑制するためである。
【００８４】
トポロジー作成手段１９は、上述した方法によって安定リンクか不安定リンクかの判定を行い、１ホップ内の安定リンクのみに基づいて、２ホップ以内のトポロジーを作成する。
【００８５】
トポロジーの作成方法について説明する。図５は、トポロジーの具体例を示す図である。
【００８６】
無線装置２のトポロジー作成手段１９は、無線装置１から送信された結合パケットＰＫＴ＿ＣＢを制御手段１２から受け、結合パケットＰＫＴ＿ＣＢを受信したときの受信電力ＲＳＳＩを受信手段１１から受ける。
【００８７】
そして、無線装置２のトポロジー作成手段１９は、例えば、受信電力ＲＳＳＩが閾値Ｔｈ１よりも大きいと判定する。
【００８８】
そうすると、無線装置２のトポロジー作成手段１９は、結合パケットＰＫＴ＿ＣＢに含まれるＲｘ情報＝［０｜１｜１｜０｜０｜０］を参照して、無線装置２（自端末）に該当するビットが“１”であることを検知する。
【００８９】
そして、無線装置２のトポロジー作成手段１９は、無線装置１−無線装置２間の無線リンクが安定リンクであることを検知し、無線装置１を無線装置２からの１ホップ内の隣接無線装置とする。
【００９０】
また、無線装置２のトポロジー作成手段１９は、無線装置１に該当するビットを“１”に設定したＴｘ情報＝［１｜０｜０｜０｜０｜０］を作成する。
【００９１】
更に、無線装置２のトポロジー作成手段１９は、Ｒｘ情報＝［０｜１｜１｜０｜０｜０］を参照して、無線装置１−無線装置３間の無線リンクが安定リンクであることを検知する。
【００９２】
そして、無線装置２のトポロジー作成手段１９は、無線装置１に該当するビットを“１”に設定したＲｘ情報＝［１｜１｜１｜０｜０｜０］を作成する。
【００９３】
このＲｘ情報＝［１｜１｜１｜０｜０｜０］およびＴｘ情報＝［１｜０｜０｜０｜０｜０］は、無線装置２において生成される結合パケットＰＫＴ＿ＣＢに含まれてブロードキャストされる。
【００９４】
無線装置４は、Ｒｘ情報＝［１｜１｜１｜０｜０｜０］およびＴｘ情報＝［１｜０｜０｜０｜０｜０］を含む結合パケットＰＫＴ＿ＣＢを無線装置２から直接受信し、結合パケットＰＫＴ＿ＣＢを受信したときの受信電力ＲＳＳＩに基づいて、無線装置２−無線装置４間のリンクが安定リンクであると上述した方法によって判定し、無線装置２を隣接無線装置として検知する。
【００９５】
そして、無線装置４は、結合パケットＰＫＴ＿ＣＢに含まれるＲｘ情報＝［１｜１｜１｜０｜０｜０］の第１ビットに基づいて、無線装置１−無線装置２間の無線リンクが安定リンクであることを検知し、Ｒｘ情報＝［１｜１｜１｜０｜０｜０］の第３ビットに基づいて、無線装置２−無線装置３間の無線リンクが安定リンクであることを検知する。その結果、無線装置４は、自己から２ホップの位置に存在する無線装置１，３を検知する。
【００９６】
無線装置２のトポロジー作成手段１９は、無線装置２の周辺に存在する無線装置から送信されたＲｘ情報およびＴｘ情報に基づいて安定リンクを検出し、無線装置４〜６を検知する。そして、無線装置２のトポロジー作成手段１９は、例えば、図５に示すトポロジーを作成する。
【００９７】
また、無線装置１，３〜６のトポロジー作成手段１９も、上述した方法によって、無線装置１，３〜６から２ホップ以内のトポロジーを作成する。
【００９８】
無線装置２のトポロジー作成手段１９は、トポロジー（図５参照）を作成すると、その作成したトポロジーに基づいて、Ｒｘ情報＝［１｜０｜１｜１｜１｜１］およびＴｘ情報＝［１｜０｜１｜１｜１｜１］を作成し、その作成したＲｘ情報＝［１｜０｜１｜１｜１｜１］およびＴｘ情報＝［１｜０｜１｜１｜１｜１］を送信手段１８へ出力する。
【００９９】
無線装置１，３〜６のトポロジー作成手段１９も、同様にして、Ｒｘ情報およびＴｘ情報を作成し、その作成したＲｘ情報およびＴｘ情報を送信手段１８へ出力する。
【０１００】
また、各無線装置１〜６のトポロジー作成手段１９は、その作成したトポロジーと、他の無線装置から受信した結合パケットＰＫＴ＿ＣＢに含まれるＲｘ情報およびＴｘ情報とを決定手段２０へ出力する。
【０１０１】
図６は、１ホップで受信および送信可能な無線装置を示すワンホップテーブルの概念図である。
【０１０２】
図６を参照して、ワンホップテーブルＯＨＴは、１ホップで受信可能な無線装置Ｎ１Ｒｘ（ｉ）と、１ホップで送信可能な無線装置Ｎ１Ｔｘ（ｉ）とを含む。
【０１０３】
Ｎ１Ｒｘ（ｉ）は、無線装置ｉへの安定リンクを持ち、結合パケットＰＫＴ＿ＣＢを直接受信可能な無線装置の集合である。そして、Ｎ１Ｒｘ（ｉ）は、無線装置ｉからの結合パケットＰＫＴ＿ＣＢに含まれるＲｘ情報から構成される。
【０１０４】
Ｎ１Ｔｘ（ｉ）は、無線装置ｉからの安定リンクを持ち、結合パケットＰＫＴ＿ＣＢを直接送信可能な無線装置の集合である。そして、Ｎ１Ｔｘ（ｉ）は、無線装置ｉからの結合パケットＰＫＴ＿ＣＢに含まれるＴｘ情報から構成される。
【０１０５】
各無線装置１〜６の決定手段２０は、トポロジー作成手段１９から結合パケットＰＫＴ＿ＣＢを受けると、その受けた結合パケットＰＫＴ＿ＣＢに含まれるＲｘ情報およびＴｘ情報を検出し、その検出したＲｘ情報およびＴｘ情報に基づいて、ワンホップテーブルＯＨＴを作成する。なお、各無線装置１〜６の決定手段２０は、周辺の全ての無線装置についてワンホップテーブルＯＨＴを作成する。
【０１０６】
各無線装置１〜６において生成すべきコーディングパケットの個数を決定する方法について説明する。なお、図５に示すトポロジーにおいて、無線装置２の決定手段２０がコーディングパケットの個数を決定する場合について説明する。
【０１０７】
無線装置２の決定手段２０は、トポロジー（図５）およびワンホップテーブルＯＨＴを参照して、無線装置１に対して無線装置４のパケットを送信できるのは、無線装置２のみであることを検知し、中継端末数ｒｅｌａｙ＿ｎｏｄｅをｒｅｌａｙ＿ｎｏｄｅ＝１に設定する。そして、無線装置２の決定手段２０は、無線装置４のパケットを無線装置１に送信するときのコーディングパケットの個数ｔｘ＿４−１＝１／ｒｅｌａｙ＿ｎｏｄｅ＝１を演算する。
【０１０８】
次に、無線装置２の決定手段２０は、トポロジー（図５）およびワンホップテーブルＯＨＴを参照して、無線装置１に対して無線装置５のパケットを送信できるのは、無線装置２および無線装置３であることを検知し、中継端末数ｒｅｌａｙ＿ｎｏｄｅをｒｅｌａｙ＿ｎｏｄｅ＝２に設定する。そして、無線装置２の決定手段２０は、無線装置５のパケットを無線装置１に送信するときのコーディングパケットの個数ｔｘ＿５−１＝１／ｒｅｌａｙ＿ｎｏｄｅ＝１／２を演算する。
【０１０９】
無線装置２の決定手段２０は、同様にして、無線装置６のパケットを無線装置１に送信するときのコーディングパケットの個数ｔｘ＿６−１＝１／ｒｅｌａｙ＿ｎｏｄｅ＝１／２を演算する。
【０１１０】
そうすると、無線装置２の決定手段２０は、無線装置１に対して無線装置２が生成すべきコーディングパケットの個数ｔｘ＿１をｔｘ＿１＝ｔｘ＿４−１＋ｔｘ＿５−１＋ｔｘ＿６−１＝１＋１／２＋１／２＝２と演算する。
【０１１１】
無線装置２の決定手段２０は、上述した方法によって、ワンホップテーブルＯＨＴの集合Ｎ１Ｔｘ（２）に含まれる全ての無線装置について、無線装置２が生成すべきコーディングパケットの個数ｔｘを演算する。この場合、無線装置２が無線装置３に対して送信すべきコーディングパケットの個数ｔｘ＿３は、ｔｘ＿３＝１／３であり、無線装置２が無線装置４に対して送信すべきコーディングパケットの個数ｔｘ＿４は、ｔｘ＿４＝１＋１／３＝４／３であり、無線装置２が無線装置５に対して送信すべきコーディングパケットの個数ｔｘ＿５は、ｔｘ＿５＝１／２であり、無線装置２が無線装置６に対して送信すべきコーディングパケットの個数ｔｘ＿６は、ｔｘ＿６＝１／２である。
【０１１２】
そうすると、無線装置２の決定手段２０は、ｔｘ＿１，ｔｘ＿４，ｔｘ＿５，ｔｘ＿６の中から最大の個数（＝ｔｘ＿１＝２）を無線装置２が生成すべきコーディングパケットの個数ｍａｘ＿ｃｐとして決定する。
【０１１３】
そして、無線装置２の決定手段２０は、その決定したコーディングパケットの個数ｍａｘ＿ｃｐをコーディング手段１７へ出力する。
【０１１４】
なお、無線装置１，３〜６の決定手段２０も、上述した方法によって、無線装置１，３〜６が生成すべきコーディングパケットの個数ｍａｘ＿ｃｐを決定する。そして、無線装置１，３〜６の決定手段２０は、その決定したコーディングパケットの個数ｍａｘ＿ｃｐをコーディング手段１７へ出力する。
【０１１５】
また、演算されたコーディングパケットの個数ｍａｘ＿ｃｐは、整数でない場合もあるが、その場合、小数点以下を繰り上げた数値をコーディングパケットの個数ｍａｘ＿ｃｐとする。
【０１１６】
図７は、コーディングパケットの個数を決定する方法を説明するためのフローチャートである。
【０１１７】
図７を参照して、一連の動作が開始されると、各無線装置１〜６の決定手段２０は、コーディングパケットの個数ｍａｘ＿ｃｐを“０”に設定する（ステップＳ１）。
【０１１８】
そして、各無線装置１〜６の決定手段２０は、自己が保持するワンホップテーブルＯＨＴに基づいて、自端末のＮ１Ｔｘ（Ｘ）の１つの要素に無線装置ｉを設定する（ステップＳ２）。
【０１１９】
その後、各無線装置１〜６の決定手段２０は、各送信先に対するコーディングパケットの個数ｔｘを“０”に設定する（ステップＳ３）。
【０１２０】
引き続いて、各無線装置１〜６の決定手段２０は、自己が保持するワンホップテーブルＯＨＴに基づいて、自端末のＮ１Ｒｘ（Ｘ）の１つの要素に無線装置ｊを設定する（ステップＳ４）。
【０１２１】
そうすると、各無線装置１〜６の決定手段２０は、無線装置ｊが集合Ｎ１Ｒｘ（ｉ）に含まれるか否かを判定する（ステップＳ５）。
【０１２２】
ステップＳ５において、無線装置ｊが集合Ｎ１Ｒｘ（ｉ）に含まれないと判定されたとき、各無線装置１〜６の決定手段２０は、中継端末数ｒｅｌａｔ＿ｎｏｄｅを“０”に設定する（ステップＳ６）。
【０１２３】
そして、各無線装置１〜６の決定手段２０は、自己が保持するワンホップテーブルＯＨＴに基づいて、無線装置ｋを集合Ｎ１Ｔｘ（ｊ）の１つの要素に設定する（ステップＳ７）。
【０１２４】
そうすると、各無線装置１〜６の決定手段２０は、無線装置ｉが集合Ｎ１Ｔｘ（ｋ）に含まれるか否かを判定する（ステップＳ８）。
【０１２５】
ステップＳ８において、無線装置ｉが集合Ｎ１Ｔｘ（ｋ）に含まれると判定されたとき、各無線装置１〜６の決定手段２０は、ｒｅｌａｙ＿ｎｏｄｅ＝ｒｅｌａｙ＿ｎｏｄｅ＋１を演算する（ステップＳ９）。
【０１２６】
そして、ステップＳ８において、無線装置ｉが集合Ｎ１Ｔｘ（ｋ）に含まれないと判定されたとき、またはステップＳ９の後、各無線装置１〜６の決定手段２０は、全ての無線装置ｋについて終了したか否かを判定する（ステップＳ１０）。
【０１２７】
ステップＳ１０において、全ての無線装置ｋについて終了していないと判定されたとき、各無線装置１〜６の決定手段２０は、無線装置ｋを集合Ｎ１Ｔｘ（ｊ）の別の要素に設定する（ステップＳ１１）。その後、一連の動作は、ステップＳ８へ戻り、ステップＳ１０において、全ての無線装置ｋについて終了していると判定されるまで、ステップＳ８〜ステップＳ１１が繰り返し実行される。
【０１２８】
そして、ステップＳ１０において、全ての無線装置ｋについて終了したと判定されると、各無線装置１〜６の決定手段２０は、ｔｘ＝ｔｘ＋１／ｒｅｌａｙ＿ｎｏｄｅを演算する（ステップＳ１２）。
【０１２９】
ステップＳ５において、無線装置ｊが集合Ｎ１Ｒｘ（ｉ）に含まれると判定されたとき、またはステップＳ１２の後、各無線装置１〜６の決定手段２０は、全ての無線装置ｊについて終了したか否かを判定する（ステップＳ１３）。
【０１３０】
ステップＳ１３において、全ての無線装置ｊについて終了していないと判定されたとき、各無線装置１〜６の決定手段２０は、無線装置ｊを集合Ｎ１Ｒｘ（Ｘ）の別の要素に設定する（ステップＳ１４）。その後、一連の動作は、ステップＳ５へ戻り、ステップＳ１３において、全ての無線装置ｊについて終了していると判定されるまで、ステップＳ５〜ステップＳ１４が繰り返し実行される。
【０１３１】
そして、ステップＳ１３において、全ての無線装置ｊについて終了したと判定されると、各無線装置１〜６の決定手段２０は、ｔｘがｍａｘ＿ｃｐよりも大きいか否かを判定する（ステップＳ１５）。
【０１３２】
ステップＳ１５において、ｔｘがｍａｘ＿ｃｐよりも大きいと判定されたとき、各無線装置１〜６の決定手段２０は、ｍａｘ＿ｃｐ＝ｔｘを設定する（ステップＳ１６）。
【０１３３】
そして、ステップＳ１５において、ｔｘがｍａｘ＿ｃｐ以下であると判定されたとき、またはステップＳ１６の後、各無線装置１〜６の決定手段２０は、無線装置ｉの全てについて終了したか否かを判定する（ステップＳ１７）。
【０１３４】
ステップＳ１７において、全ての無線装置ｉについて終了していないと判定されたとき、各無線装置１〜６の決定手段２０は、無線装置ｉを集合Ｎ１Ｔｘ（Ｘ）の別の要素に設定する（ステップＳ１８）。その後、一連の動作は、ステップＳ３へ戻り、ステップＳ１７において、全ての無線装置ｉについて終了していると判定されるまで、ステップＳ３〜ステップＳ１８が繰り返し実行される。
【０１３５】
そして、ステップＳ１７において、全ての無線装置ｉについて終了したと判定されると、一連の動作が終了する。
【０１３６】
各無線装置１〜６の決定手段２０は、図７に示すフローチャートに従ってコーディングパケットの個数ｍａｘ＿ｃｐを決定し、その決定した個数ｍａｘ＿ｃｐをコーディング手段１７へ出力する。
【０１３７】
そうすると、各無線装置１〜６のコーディング手段１７は、決定手段２０から受けた個数ｍａｘ＿ｃｐのコーディングパケット＜ｙｊ＞を生成する。この場合、各無線装置１〜６のコーディング手段１７は、予め決定された順番に従って符号ベクトル＜ｃｊ＞を個数ｍａｘ＿ｃｐ分だけ変化させながらコーディングパケット＜ｙ１＞〜＜ｙｍａｘ＿ｃｐ＞を生成する。
【０１３８】
そして、各無線装置１〜６の送信手段１８は、コーディング手段１７によって生成されたｍａｘ＿ｃｐ個のコーディングパケット＜ｙ１＞〜＜ｙｍａｘ＿ｃｐ＞をコーディング手段１７から受け、その受けたｍａｘ＿ｃｐ個のコーディングパケット＜ｙ１＞〜＜ｙｍａｘ＿ｃｐ＞を含む結合パケットＰＫＴ＿ＣＢを生成し、その生成した結合パケットＰＫＴ＿ＣＢをブロードキャストする。
【０１３９】
なお、各無線装置１〜６は、個数ｍａｘ＿ｃｐが“０”である場合、コーディングパケットを生成せず、ヘッダ／Ｒｘ情報／Ｔｘ情報／自発パケットからなるパケットを生成して送信する。即ち、各無線装置１〜６は、個数ｍａｘ＿ｃｐが“０”である場合、図３に示すパケットフォーマットからデコード情報およびコーディングパケットを削除したフォーマットからなるパケットを送信する。
【０１４０】
図５に示すトポロジーにおいては、無線装置２の送信手段１８は、２個のコーディングパケット＜ｙｊ＞を含む結合パケットＰＫＴ＿ＣＢ（２）を送信する。また、無線装置３の送信手段１８は、１個のコーディングパケット＜ｙｊ＞を含む結合パケットＰＫＴ＿ＣＢ（１）を送信する。
【０１４１】
そして、無線装置１は、無線装置２から結合パケットＰＫＴ＿ＣＢ（２）を受信し、無線装置１から結合パケットＰＫＴ＿ＣＢ（１）を受信する。
【０１４２】
無線装置１のデコード手段１３は、結合パケットＰＫＴ＿ＣＢ（２）から取り出された２個のコーディングパケット＜ｙｊ＞と、結合パケットＰＫＴ＿ＣＢ（１）から取り出された１個のコーディングパケット＜ｙｊ＞との３個のコーディングパケット＜ｙｊ＞を用いて、上述した方法によってデコードする。そして、無線装置１のデコード手段１３は、無線装置４〜６から送信された３個のパケットを取得する。
【０１４３】
従って、ブロードキャストの信頼を向上できる。
【０１４４】
なお、各無線装置１〜６のトポロジー作成手段１９が各無線装置１〜６から２ホップ以内のトポロジーを作成するのは、各無線装置１〜６が中継器である場合、２ホップ以内のトポロジーを作成すれば、パケットの送信先がコーディングパケットをデコードするために必要なコーディングパケットの個数ｍａｘ＿ｃｐを上述した方法によって算出できるからである。
【０１４５】
図８は、この発明の実施の形態における通信方法を説明するためのフローチャートである。
【０１４６】
図８を参照して、一連の動作が開始されると、各無線装置１〜６は、上述した方法によって、安定リンクに基づいて、２ホップ以内のトポロジーを作成する（ステップＳ２１）。
【０１４７】
そして、各無線装置１〜６は、上述した方法によって、生成すべきコーディングパケットの個数ｍａｘ＿ｃｐを決定する（ステップＳ２２）。
【０１４８】
そうすると、各無線装置１〜６は、上述した方法によって、その決定した個数ｍａｘ＿ｃｐ分のコーディングパケットを生成する（ステップＳ２３）。
【０１４９】
そして、各無線装置１〜６は、Ｒｘ情報、Ｔｘ情報、自発パケット、デコード情報、個数ｍａｘ＿ｃｐおよび個数ｍａｘ＿ｃｐ分のコーディングパケットを含む結合パケットＰＫＴ＿ＣＢを生成し（ステップＳ２４）、その生成した結合パケットＰＫＴ＿ＣＢをブロードキャストする（ステップＳ２５）。これによって、一連の動作が終了する。
【０１５０】
このように、各無線装置１〜６は、個数ｍａｘ＿ｃｐを含む結合パケットＰＫＴ＿ＣＢを生成する。従って、結合パケットＰＫＴ＿ＣＢを受信した無線装置（無線装置１〜６のいずれか）は、コーディングパケットの個数を容易に検知し、その検知した個数のコーディングパケットが結合パケットＰＫＴ＿ＣＢに含まれるか否かを容易に判定できる。
【０１５１】
上記においては、各無線装置１〜６は、閾値Ｔｈ１以上の受信電力ＲＳＳＩを有する無線リンク（＝安定リンク）に基づいて、トポロジーを作成し、その作成したトポロジーに基づいて、生成すべきコーディングパケットの個数ｍａｘ＿ｃｐを決定すると説明したが、この発明の実施の形態においては、これに限らず、各無線装置１〜６は、Ｈｅｌｌｏパケットの送受信によって２ホップ以内のトポロジーを作成し、その作成したトポロジーに基づいて、生成すべきコーディングパケットの個数ｍａｘ＿ｃｐを決定してもよく、何らかの方法によって２ホップ以内のトポロジーを作成し、その作成したトポロジーに基づいて、生成すべきコーディングパケットの個数ｍａｘ＿ｃｐを決定してもよい。
【０１５２】
なお、この発明の実施の形態においては、ガロア体（ＧＦ２ｊ）からランダムに発生させた符号列は、「ランダム符号列」を構成する。
【０１５３】
また、この発明の実施の形態においては、閾値Ｔｈ１（Ｒａｔｅ）は、「第１の閾値」を構成し、閾値Ｔｈ２（Ｒａｔｅ）は、「第２の閾値」を構成する。
【０１５４】
更に、この発明の実施の形態においては、Ｒｘ情報は、「第１の情報」を構成し、Ｔｘ情報は、「第２の情報」を構成する。
【０１５５】
更に、この発明の実施の形態においては、図７に示すステップＳ６〜ステップＳ１２は、「第１の処理」を構成し、図７に示すステップＳ４〜ステップＳ１４は、を全ての無線装置ｊについて実行する処理は、「個数カウント処理」を構成する。
【０１５６】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【０１５７】
この発明は、無線装置に適用される。
【符号の説明】
【０１５８】
１〜６ 無線装置、１０ 無線ネットワーク、１１ 受信手段、１２ 制御手段、１３，１３Ａ デコード手段、１４ バッファ、１５ 再生手段、１６ パケット生成手段、１７ コーディング手段、１８ 送信手段、１９ トポロジー作成手段、２０ 決定手段。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、パケットを定期的に送受信する無線装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、定期的に送信されるリアルタイムアプリケーションのデータパケットに対し、受信パケットから符号化パケットを生成し、次のシーケンスのデータパケットによりＰｉｇｇｙ−ｂａｃｋすることで、悪伝搬路を持つ端末間のブロードキャスト通信を補填することが行われている（非特許文献１）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】Y. Kondo, H. Yomo, S. Yamaguchi, P. Davis, R. Miura, S. Obana, “Wireless Broadcast with Random Network Coding for Real-time Applications”, Proc. of the IEEE Wireless Communications & Networking Conference (WCNC 2009), April 2009.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来のブロードキャストの通信方式では、２ホップ以内のトポロジーにおいて、中継が必要な端末数が中継を行う端末数よりも多い場合、中継が必要な端末において符号化パケットを復号することができないという問題がある。
【０００５】
そこで、この発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、ブロードキャストの信頼性を向上可能な無線装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明の実施の形態によれば、無線装置は、パケットを周期的に送受信する無線ネットワークを構成する無線装置であって、受信手段と、トポロジー作成手段と、決定手段と、コーディング手段と、パケット生成手段と、送信手段とを備える。受信手段は、無線ネットワークを構成するＮ（Ｎは２以上の整数）個の無線装置のうちのＮ−１個の無線装置からｎ（ｎは１≦ｎ≦Ｎ−１を満たす整数）個のパケットを第ｋ（ｋは正の整数）番目の周期において受信する。トポロジー作成手段は、当該無線装置から２ホップまでの範囲に配置された無線装置のトポロジーを作成する。決定手段は、トポロジー作成手段によって作成されたトポロジーに基づいて当該無線装置が生成するべきコーディングパケットの個数を決定する。コーディング手段は、受信手段によって受信されたｎ個のパケットを決定手段によって決定されたコーディングパケットの個数と同じ個数のランダム符号列を用いてネットワークコーディングする。パケット生成手段は、送信するための自発パケットを周期的に生成する。送信手段は、コーディング手段によって第ｋ＋１番目の周期においてネットワークコーディングされたｍ（ｍは正の整数）個のコーディングパケットと、パケット生成手段によって第ｋ＋１番目の周期において生成された自発パケットと、コーディングパケットをデコードするためのデコード情報とを含む結合パケットを生成し、その生成した結合パケットを第ｋ＋１番目の周期においてブロードキャストする。
【０００７】
好ましくは、トポロジー作成手段は、当該無線装置の周辺に存在する無線装置からパケットを受信したときの受信信号強度が第１の閾値よりも大きい無線リンクを安定リンクとし、受信信号強度が第１の閾値よりも小さい第２の閾値よりも小さい無線リンクを不安定リンクとし、安定リンクに基づいてトポロジーを作成する。
【０００８】
好ましくは、第１および第２の閾値の各々は、パケットを受信したときのパケットの送信レートに応じて決定される。
【０００９】
好ましくは、送信手段は、当該無線装置が安定リンクを介してパケットを受信できるときのパケットの送信元に関する第１の情報と、当該無線装置が安定リンクを介してパケットを送信できるときのパケットの送信先に関する第２の情報とを更に含めて結合パケットを生成し、その生成した結合パケットを送信する。トポロジー作成手段は、受信手段によって受信された結合パケットに含まれる第１および第２の情報に基づいてトポロジーを作成する。
【００１０】
好ましくは、決定手段は、トポロジーを参照して、当該無線装置に隣接する第１の隣接無線装置から当該無線装置に隣接する第２の隣接無線装置へパケットを中継するときに当該無線装置とともに第２の隣接無線装置へパケットを中継可能な無線装置の個数をカウントし、そのカウントした個数の逆数を演算する第１の処理を第１の隣接無線装置の全てについて実行し、かつ、第１の処理において演算した全ての逆数の総和を演算することによって１個の第２の隣接無線装置に送信すべきコーディングパケットの個数をカウントする個数カウント処理を第２の隣接無線装置の全てについて実行し、個数カウント処理において得られたコーディングパケットの個数のうち、最大の個数を当該無線装置が生成するべきコーディングパケットの個数として決定する。
【発明の効果】
【００１１】
この発明の実施の形態による無線装置は、２ホップ以内のトポロジーにおいて、パケットの送信元からパケットの送信先へパケットを中継するときに、パケットの送信元の個数に等しい個数分のコーディングパケットを生成してブロードキャストする。その結果、パケットの送信先は、ブロードキャストされたコーディングパケットを用いて送信元からのパケットをデコードする。
【００１２】
従って、ブロードキャストの信頼性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】この発明の実施の形態による無線ネットワークの概略図である。
【図２】図１に示す無線装置の構成図である。
【図３】自発パケットとコーディングパケットとを結合した結合パケットの構成図である。
【図４】安定リンクおよび不安定リンクの判定方法を示す概念図である。
【図５】トポロジーの具体例を示す図である。
【図６】１ホップで受信および送信可能な無線装置を示すワンホップテーブルの概念図である。
【図７】コーディングパケットの個数を決定する方法を説明するためのフローチャートである。
【図８】この発明の実施の形態における通信方法を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００１５】
図１は、この発明の実施の形態による無線ネットワークの概略図である。図１を参照して、この発明の実施の形態による無線ネットワーク１０は、無線装置１〜６を備える。
【００１６】
無線装置１〜６の各々は、例えば、携帯ゲーム機からなる。無線装置１〜６は、無線通信空間に配置され、自律的に無線ネットワーク１０を構成する。そして、無線装置１〜６は、相互にパケットを定期的に送受信し、対戦型のゲームを実行する。
【００１７】
この対戦型のゲームにおける必要な性能は、例えば、無線装置１〜６の各々が他の５個の無線装置の各々とパケットを送受信することであり、フレームレートが６０ｆｐｓであり、パケット生成周期が１６．７ｍｓであり、パケットサイズが５０〜２００バイトであり、許容遅延が５０ｍｓであり、パケット到達率が最も遠い無線装置間で９９％以上である。
【００１８】
無線装置１〜６が対戦型のゲームを実行する場合、各無線装置１〜６が他の無線装置からのパケットを受信できなければ、対戦型のゲームを実行することが困難になる。例えば、無線装置１が無線通信環境によって無線装置５からのパケットを受信できない場合、無線装置１と無線装置５との間で対戦型のゲームを実行することができなくなる。
【００１９】
そこで、以下においては、無線ネットワーク１０において、パケットのブロードキャストに対する信頼性を向上させる方法について説明する。
【００２０】
図２は、図１に示す無線装置１の構成図である。図２を参照して、無線装置１は、受信手段１１と、制御手段１２と、デコード手段１３と、バッファ１４と、再生手段１５と、パケット生成手段１６と、コーディング手段１７と、送信手段１８と、トポロジー作成手段１９と、決定手段２０とを含む。
【００２１】
受信手段１１は、単一のパケットからなるパケットＰＫＴを他の無線装置から受信し、その受信したパケットＰＫＴを制御手段１２へ出力する。
【００２２】
また、受信手段１１は、パケットを受信したときの受信電力ＲＳＳＩを検出し、その検出した受信電力ＲＳＳＩをトポロジー作成手段１９へ出力する。
【００２３】
更に、受信手段１１は、後述する方法によって、他の無線装置においてネットワークコーディングされたコーディングパケットと、他の無線装置が生成した自発パケットと、コーディングパケットをデコードするためのデコード情報とを含む結合パケットＰＫＴ＿ＣＢを他の無線装置から受信し、その受信した結合パケットＰＫＴ＿ＣＢを制御手段１２へ出力する。
【００２４】
制御手段１２は、受信手段１１からパケットＰＫＴを受けると、その受けたパケットＰＫＴの宛先を確認する。そして、制御手段１２は、パケットＰＫＴの宛先が無線装置１のアドレスからなる場合、パケットＰＫＴを再生手段１５へ出力し、パケットＰＫＴの宛先がブロードキャストアドレスからなる場合、パケットＰＫＴを再生手段１５へ出力するとともに、パケットＰＫＴをバッファ１４に格納する。
【００２５】
また、制御手段１２は、受信手段１１から結合パケットＰＫＴ＿ＣＢを受けると、その受けた結合パケットＰＫＴ＿ＣＢをデコード手段１３およびトポロジー作成手段１９へ出力する。
【００２６】
デコード手段１３は、制御手段１２から結合パケットＰＫＴ＿ＣＢを受けると、その受けた結合パケットＰＫＴ＿ＣＢを後述する方法によってデコードし、そのデコードしたパケットを再生手段１５へ出力する。
【００２７】
バッファ１４は、制御手段１２によって格納されたパケットＰＫＴと、パケット生成手段１６によって格納されたパケットＰＫＴと、コーディング手段１７によって格納されたコーディングパケットおよびデコード情報とを保持する。
【００２８】
再生手段１５は、制御手段１２またはデコード手段１３からパケットを受け、その受けたパケットのデータを再生する。そして、再生手段１５は、その再生したデータを表示手段（図示せず）によって視覚情報として無線装置１の操作者に与える。
【００２９】
パケット生成手段１６は、タイマー（図示せず）を内蔵しており、タイマーを参照して、他の無線装置へブロードキャストするための自発パケットＰＫＴ＿Ｓｅｌｆを周期Ｔ＝１６．７［ｍｓ］毎に生成する。そして、パケット生成手段１６は、その生成した自発パケットＰＫＴ＿Ｓｅｌｆをバッファ１４に格納するとともに送信手段１８へ出力する。
【００３０】
コーディング手段１７は、パケット生成手段１６が内蔵するタイマーと同期が取れたタイマー（図示せず）を内蔵している。また、コーディング手段１７は、生成すべきコーディングパケットの個数を決定手段２０から受ける。そして、コーディング手段１７は、その内蔵したタイマーを参照して、バッファ１４に格納されたパケットを後述する方法によって周期Ｔ毎にネットワークコーディングする。この場合、コーディング手段１７は、決定手段２０から受けたコーディングパケットの個数分だけコーディングパケットＰＫＴ_ｃｄを生成する。
【００３１】
そうすると、コーディング手段１７は、その生成したコーディングパケットＰＫＴ＿ｃｄと、コーディングパケットＰＫＴ＿ｃｄをデコードするためのデコード情報とをバッファ１４に格納するとともに送信手段１８へ出力する。
【００３２】
送信手段１８は、パケット生成手段１６に内蔵されたタイマーおよびコーディング手段１７に内蔵されたタイマーと同期が取れたタイマーを内蔵している。そして、送信手段１８は、パケット生成手段１６から自発パケットＰＫＴ＿Ｓｅｌｆを受け、コーディング手段１７からコーディングパケットＰＫＴ＿ｃｄとデコード情報とを受け、無線装置１がパケットを安定して受信できる１ホップ以内の無線装置に関する情報であるＲｘ情報と、無線装置１がパケットを安定して送信できる１ホップ以内の無線装置に関する情報であるＴｘ情報とをトポロジー作成手段１９から受けると、タイマーを参照して、自発パケットＰＫＴ＿Ｓｅｌｆ、コーディングパケットＰＫＴ＿ｃｄ、デコード情報、Ｒｘ情報およびＴｘ情報を含む結合パケットＰＫＴ＿ＣＢを周期Ｔ毎に生成し、その生成した結合パケットＰＫＴ＿ＣＢをブロードキャストする。
【００３３】
トポロジー作成手段１９は、制御手段１２から結合パケットＰＫＴ_ＣＢを受け、その受けた結合パケットＰＫＴ_ＣＢに含まれるＲｘ情報およびＴｘ情報に基づいて、無線装置１から２ホップ以内における無線装置のトポロジーを作成する。
【００３４】
そして、トポロジー作成手段１９は、その作成したトポロジーに基づいて、無線装置１におけるＲｘ情報およびＴｘ情報を作成し、その作成したＲｘ情報およびＴｘ情報を送信手段１８へ出力する。
【００３５】
また、トポロジー作成手段１９は、その作成したトポロジーを決定手段２０へ出力する。
【００３６】
決定手段２０は、トポロジー作成手段１９からトポロジーを受け、その受けたトポロジーに基づいて、後述する方法によって、無線装置１が生成するべきコーディングパケットの個数を決定する。そして、決定手段２０は、その決定したコーディングパケットの個数をコーディング手段１７へ出力する。
【００３７】
なお、図１に示す無線装置２〜６の各々も、図２に示す無線装置２の構成と同じ構成からなる。
【００３８】
次に、ネットワークコーディングの方法について説明する。なお、各無線装置１〜６のバッファ１４は、無線ネットワーク１０がＮ（Ｎは２以上の整数）個の無線装置によって構成される場合、受信手段１１が他のＮ−１個の無線装置から受信したｎ（ｎは、１≦ｎ≦Ｎ−１を満たす整数）個のパケットＰ１〜Ｐｎと、パケット生成手段１６によって格納された自発パケットＰＫＴ＿Ｓｅｌｆとのｎ＋１個のパケットＰ１〜Ｐｎ＋１を格納しているものとする。この場合、ｎ＋１個のパケットＰ１〜Ｐｎ＋１の各々は、単一のパケットＰＫＴからなる。
【００３９】
各無線装置１〜６のコーディング手段１７は、バッファ１４に格納されたｎ＋１個のパケットＰ１〜Ｐｎ＋１を取り出し、その取り出したｎ＋１個のパケットＰ１〜Ｐｎ＋１に基づいて、パケット＜Ｐ＞＝（Ｐ１，Ｐ２，・・・，ＰＮ）を生成する。なお、この発明の実施の形態においては、＜Ｘ＞の表記は、行列ＸまたはベクトルＸを表すものとする。
【００４０】
ｎ＝Ｎ−１である場合、Ｎ−１個のパケットＰ１〜ＰＮ−１の各々は、受信手段１１によって他のＮ−１個の無線装置から実際に受信されたパケットからなる。一方、ｎ＜Ｎ−１である場合、Ｎ−１個のパケットＰ１〜ＰＮ−１のうち、ｎ個のパケットＰ１〜Ｐｎの各々は、受信手段１１によって他の無線装置から実際に受信されたパケットからなり、Ｎ−１個のパケットＰ１〜ＰＮ−１のうち、Ｎ−１−ｎ個のパケットの各々は、“０”からなる。
【００４１】
無線ネットワーク１０においては、各無線装置１〜６は、相互にパケットを送受信するので、各無線装置１〜６のコーディング手段１７は、無線ネットワーク１０を構成する無線装置の個数Ｎを知っており、各周期Ｔにおいて、バッファ１４に格納されるパケットの最大数がＮ個であることを知っている。
【００４２】
従って、無線ネットワーク１０を構成する無線装置の個数がＮ個である場合、各無線装置１〜６のコーディング手段１７は、最大でＮ個のパケットＰ１〜ＰＮが各周期Ｔにおいてバッファ１４に格納されていることを知っている。
【００４３】
そうすると、各無線装置１〜６のコーディング手段１７は、バッファ１４から実際に取り出したパケットがＮ個である場合（ｎ＝Ｎ−１である場合）、その取り出したＮ個のパケットＰ１〜ＰＮからなるパケット＜Ｐ＞＝（Ｐ１，Ｐ２，・・・，ＰＮ）を生成する。
【００４４】
また、各無線装置１〜６のコーディング手段１７は、バッファ１４から実際に取り出したパケットの個数がＮ個よりも少ない場合（ｎ＜Ｎ−１である場合）、その取り出したｎ＋１個のパケットＰ１〜Ｐｎ＋１と、バッファ１４に格納されていなかったパケットに対して設定されたＮ−（ｎ＋１）個の“０”とからなるパケット＜Ｐ＞＝（Ｐ１，Ｐ２，・・・，０，・・・，０，・・・ＰＮ）を生成する。
【００４５】
この場合、パケット＜Ｐ＞の各要素Ｐｉ（ｉ＝１〜Ｎ）は、次式によって表される。
【００４６】
【数１】
【００４７】
なお、式（１）において、Ｂは、各パケットＰ１〜ＰＮのパケットサイズをガロア体（ＧＦ２ｊ）（ｊは２以上の整数）の“ｊ”によって除算し、小数点を切り上げた整数からなる。そして、パケット＜Ｐｉ＞の各要素Ｐｉ１，Ｐｉ２，・・・，ＰｉＢは、ｊビットの“１”または“０”の数値列からなる。
【００４８】
各無線装置１〜６のコーディング手段１７は、ガロア体（ＧＦ２ｊ）を予め保持しており、パケット＜Ｐ＞を生成すると、ガロア体（ＧＦ２ｊ）からランダムに数値を取り出して符号列（ｃｊ１，ｃｊ２，・・・，ｃｊＮ）（ｊ＝１〜Ｎ）を生成する。この場合、符号ｃｊ１，ｃｊ２，・・・，ｃｊＮは、それぞれ、パケットＰ１，Ｐ２，・・・，ＰＮに対応している。
【００４９】
そして、各無線装置１〜６のコーディング手段１７は、符号列（ｃｊ１，ｃｊ２，・・・，ｃｊＮ）のうち、受信手段１１が実際に受信しなかったパケット（パケットＰ１，Ｐ２，・・・，ＰＮの少なくとも１つ）に対応する要素（ｃｊ１，ｃｊ２，・・・，ｃｊＮの少なくとも１つ）を“０”に設定して符号ベクトル＜ｃｊ＞を生成する。なお、符号ベクトル＜ｃｊ＞は、無線装置ｊにおけるネットワークコーディングに用いられる符号ベクトルである。
【００５０】
そうすると、各無線装置１〜６のコーディング手段１７は、符号ベクトル＜ｃｊ＞とパケット＜Ｐ＞とに基づいて、次式によってコーディングパケット＜ｙｊ＞を生成する。
【００５１】
【数２】
【００５２】
なお、式（２）において、符号ベクトル＜ｃｊ＞の各要素ｃｊ１，ｃｊ２，・・・，ｃｊＮは、ｊビットの“１”または“０”の数値列からなる。
【００５３】
この場合、各無線装置１〜６のコーディング手段１７は、決定手段２０から受けたコーディングパケットの個数と等しい個数のコーディングパケット＜ｙｊ＞を生成する。
【００５４】
より具体的には、各無線装置１〜６のコーディング手段１７は、決定手段２０から受けたコーディングパケットの個数分だけ符号ベクトル＜ｃｊ＞を変化させて、決定手段２０から受けたコーディングパケットの個数と等しい個数のコーディングパケット＜ｙｊ＞を生成する。
【００５５】
なお、符号ベクトル＜ｃｊ＞をどのように変化させるかは、予め、各無線装置１〜６のコーディング手段１７に格納されている。
【００５６】
このように、各無線装置１〜６のコーディング手段１７は、ランダムに発生された符号に基づいて生成した符号ベクトル＜ｃｊ＞とパケット＜Ｐ＞とを乗算してパケットＰ１，Ｐ２，・・・，ＰＮをネットワークコーディングする（即ち、コーディングパケット＜ｙｊ＞を生成する）。
【００５７】
図３は、自発パケットとコーディングパケットとを結合した結合パケットＰＫＴ＿ＣＢの構成図である。
【００５８】
結合パケットＰＫＴ＿ＣＢは、ヘッダと、Ｒｘ情報と、Ｔｘ情報と、自発パケット（Ｓｅｑ＝ｋ＋１）と、デコード情報と、コーディングパケット（Ｓｅｑ＝ｋ）とを含む。ヘッダは、ブロードキャストアドレスを含む。Ｒｘ情報は、パケットを安定して受信できる無線リンクであるか否かを表す。また、Ｒｘ情報は、無線ネットワーク１０を構成する無線装置の個数Ｎに等しいＮビットからなる。そして、“１”は、パケットを安定して受信できる安定リンクであることを表し、“０”は、パケットを安定して受信できない不安定リンクであることを表す。
【００５９】
Ｔｘ情報は、パケットを安定して送信できる無線リンクであるか否かを表す。また、Ｔｘ情報は、無線ネットワーク１０を構成する無線装置の個数Ｎに等しいＮビットからなる。そして、“１”は、パケットを安定して送信できる安定リンクであることを表し、“０”は、パケットを安定して送信できない不安定リンクであることを表す。
【００６０】
Ｒｘ情報およびＴｘ情報の各ビットがどの無線装置を表すかは、ゲームスタート前のネゴシエーションのフェーズにおいて決定される。そして、Ｒｘ情報およびＴｘ情報の各ビットは、例えば、無線装置のＩＤの小さい順に割り当てられる。
【００６１】
自発パケット（Ｓｅｑ＝ｋ＋１）は、第ｋ＋１（ｋは正の整数）番目の周期において生成されたパケットからなる。デコード情報は、符号ベクトル＜ｃｊ＞からなる。コーディングパケット（Ｓｅｑ＝ｋ）は、第ｋ番目の周期において他の無線装置から受信したＮ−１個のパケットと自発パケット（Ｓｅｑ＝ｋ）とからなるＮ個のパケットを上述した方法によってネットワークコーディングしたパケットからなる。そして、コーディングパケット（Ｓｅｑ＝ｋ）は、１個以上の個数からなる。
【００６２】
従って、図３においては、自発パケット（Ｓｅｑ＝ｋ＋１）のシーケンス番号Ｓｅｑを“ｋ＋１”と表記し、コーディングパケット（Ｓｅｑ＝ｋ）のシーケンス番号Ｓｅｑを“ｋ”と表記している。
【００６３】
なお、コーディングパケット（Ｓｅｑ＝ｋ）が２個以上である場合、デコード情報に格納される符号ベクトル＜ｃｊ＞は、コーディングパケット（Ｓｅｑ＝ｋ）の個数に等しい個数からなる。
【００６４】
引き続いて、各無線装置１〜６の送信手段１８における結合パケットＰＫＴ＿ＣＢの生成方法について説明する。
【００６５】
各無線装置１〜６の送信手段１８は、パケット生成手段１６から自発パケットＰＫＴ＿Ｓｅｌｆを受け、コーディング手段１７からコーディングパケット＜ｙｊ＞と符号ベクトル＜ｃｊ＞とを受け、Ｒｘ情報およびＴｘ情報をトポロジー作成手段１９から受けると、Ｒｘ情報を“Ｒｘ情報”に格納し、Ｔｘ情報を“Ｔｘ情報”に格納し、自発パケットＰＫＴ＿Ｓｅｌｆを“自発パケット（Ｓｅｑ＝ｋ＋１）”に格納し、符号ベクトル＜ｃｊ＞を“デコード情報”に格納し、コーディングパケット＜ｙｊ＞を“コーディングパケット（Ｓｅｑ＝ｋ）”に格納し、ブロードキャストアドレスを“ヘッダ”に格納して結合パケットＰＫＴ＿ＣＢを生成する。
【００６６】
各無線装置１〜６のデコード手段１３におけるコーディングパケット＜ｙｊ＞のデコード方法について説明する。この場合、各無線装置１〜６は、他のＮ−１個の無線装置からＮ−１個の結合パケットＰＫＴ＿ＣＢ＿１〜ＰＫＴ＿ＣＢ＿Ｎ−１を受信しているものとする。なお、結合パケットＰＫＴ＿ＣＢ＿１〜ＰＫＴ＿ＣＢ＿Ｎ−１は、それぞれ、コーディングパケット＜ｙ１＞〜＜ｙＮ−１＞を含む。
【００６７】
各無線装置１〜６のデコード手段１３は、制御手段１２からＮ−１個の結合パケットＰＫＴ＿ＣＢ＿１〜ＰＫＴ＿ＣＢ＿Ｎ−１を受けると、その受けたＮ−１個の結合パケットＰＫＴ＿ＣＢ＿１〜ＰＫＴ＿ＣＢ＿Ｎ−１からそれぞれコーディングパケット＜ｙ１＞〜＜ｙＮ−１＞と、符号ベクトル＜ｃ１＞〜＜ｃＮ−１＞とを取り出す。また、各無線装置１〜６のデコード手段１３は、コーディング手段１７がネットワークコーディングして生成したコーディングパケット＜ｙｊ＞と、符号ベクトル＜ｃｊ＞とをバッファ１４から読み出す。
【００６８】
この場合、他の無線装置から受信したＮ−１個のコーディングパケット＜ｙ１＞〜＜ｙＮ−１＞と、各無線装置１〜６において生成されたコーディングパケット＜ｙｊ＞とを含むＮ個のコーディングパケット＜ｙ１＞〜＜ｙＮ＞の各々は、式（２）によって表される。
【００６９】
そうすると、各無線装置１〜６のデコード手段１３は、Ｎ個の符号ベクトル＜ｃ１＞〜＜ｃＮ＞およびＮ個のコーディングパケット＜ｙ１＞〜＜ｙＮ＞に基づいて、次式を生成する。
【００７０】
【数３】
【００７１】
そして、各無線装置１〜６のデコード手段１３は、式（３）の右辺の先頭に配置された符号ベクトル＜ｃ１＞〜＜ｃＮ＞からなる符号行列＜Ｃ＞の逆行列＜Ｃ＞−１を演算し、その演算した逆行列＜Ｃ＞−１を式（３）の両辺に乗算する。その結果、各無線装置１〜６のデコード手段１３は、次式を得る。
【００７２】
【数４】
【００７３】
式（４）の右辺の要素Ｐ１１，Ｐ１２，・・・，Ｐ１Ｂ，Ｐ２１，Ｐ２２，・・・，ＰＢ，・・・，ＰＮ１，ＰＮ２，・・・，ＰＮＢは、それぞれ、パケットＰ１，Ｐ２，・・・，ＰＮである。
【００７４】
従って、各無線装置１〜６のデコード手段１３は、元のＮ個のパケットＰ１〜ＰＮを取得できる。
【００７５】
このように、各無線装置１〜６のデコード手段１３は、式（３）に示す連立方程式を解くことによって元のＮ個のパケットＰ１〜ＰＮを取得する。
【００７６】
安定リンクおよび不安定リンクの判定方法について説明する。図４は、安定リンクおよび不安定リンクの判定方法を示す概念図である。
【００７７】
図４を参照して、トポロジー作成手段１９は、閾値Ｔｈ１（Ｒａｔｅ），Ｔｈ２（Ｒａｔｅ）および時間Ｔ１を予め保持している。そして、トポロジー作成手段１９は、受信電力ＲＳＳＩが閾値Ｔｈ１(Ｒａｔｅ)よりも大きいとき、受信電力ＲＳＳＩが得られるパケットの送信元との間の無線リンクを安定リンクと判定する。
【００７８】
また、トポロジー作成手段１９は、受信電力ＲＳＳＩが閾値Ｔｈ２(Ｒａｔｅ)よりも小さいとき、またはＴ１秒間、結合パケットＰＫＴ＿ＣＢを受信しないとき、受信電力ＲＳＳＩが得られるパケットの送信元との間の無線リンクを不安定リンクと判定する。
【００７９】
そして、閾値Ｔｈ１(Ｒａｔｅ)，Ｔｈ２(Ｒａｔｅ)は、Ｒａｔｅに応じて決定されており、Ｒａｔｅは、受信パケットの送信レートとする。
【００８０】
また、閾値Ｔｈ１(Ｒａｔｅ)，Ｔｈ２(Ｒａｔｅ)は、Ｔｈ１(Ｒａｔｅ)＞Ｔｈ２(Ｒａｔｅ)を満たす。
【００８１】
閾値Ｔｈ１(Ｒａｔｅ)，Ｔｈ２(Ｒａｔｅ)の具体例は、次のとおりである。Ｔｈ１（６）＝−７０［ｄＢｍ］、Ｔｈ１（９）＝−６５［ｄＢｍ］、Ｔｈ２（６）＝−８０［ｄＢｍ］、およびＴｈ２（９）＝−７５［ｄＢｍ］である。また、Ｔ１は、例えば、０．１秒である。
【００８２】
各レートで２００ｂｙｔｅのデータパケットを送受信したときのパケットエラー率が１％となる受信電力ＲＳＳＩを閾値Ｔｈ１とし、各レートで２００ｂｙｔｅのデータパケットを送受信したときのパケットエラー率が２０％となる受信電力ＲＳＳＩを閾値Ｔｈ２とした。
【００８３】
なお、安定リンクから不安定リンクへ移行するときの閾値Ｔｈ２を不安定リンクから安定リンクへ移行するときの閾値Ｔｈ１よりも小さくしているのは、受信電力ＲＳＳＩのゆらぎによる影響を抑制するためである。
【００８４】
トポロジー作成手段１９は、上述した方法によって安定リンクか不安定リンクかの判定を行い、１ホップ内の安定リンクのみに基づいて、２ホップ以内のトポロジーを作成する。
【００８５】
トポロジーの作成方法について説明する。図５は、トポロジーの具体例を示す図である。
【００８６】
無線装置２のトポロジー作成手段１９は、無線装置１から送信された結合パケットＰＫＴ＿ＣＢを制御手段１２から受け、結合パケットＰＫＴ＿ＣＢを受信したときの受信電力ＲＳＳＩを受信手段１１から受ける。
【００８７】
そして、無線装置２のトポロジー作成手段１９は、例えば、受信電力ＲＳＳＩが閾値Ｔｈ１よりも大きいと判定する。
【００８８】
そうすると、無線装置２のトポロジー作成手段１９は、結合パケットＰＫＴ＿ＣＢに含まれるＲｘ情報＝［０｜１｜１｜０｜０｜０］を参照して、無線装置２（自端末）に該当するビットが“１”であることを検知する。
【００８９】
そして、無線装置２のトポロジー作成手段１９は、無線装置１−無線装置２間の無線リンクが安定リンクであることを検知し、無線装置１を無線装置２からの１ホップ内の隣接無線装置とする。
【００９０】
また、無線装置２のトポロジー作成手段１９は、無線装置１に該当するビットを“１”に設定したＴｘ情報＝［１｜０｜０｜０｜０｜０］を作成する。
【００９１】
更に、無線装置２のトポロジー作成手段１９は、Ｒｘ情報＝［０｜１｜１｜０｜０｜０］を参照して、無線装置１−無線装置３間の無線リンクが安定リンクであることを検知する。
【００９２】
そして、無線装置２のトポロジー作成手段１９は、無線装置１に該当するビットを“１”に設定したＲｘ情報＝［１｜１｜１｜０｜０｜０］を作成する。
【００９３】
このＲｘ情報＝［１｜１｜１｜０｜０｜０］およびＴｘ情報＝［１｜０｜０｜０｜０｜０］は、無線装置２において生成される結合パケットＰＫＴ＿ＣＢに含まれてブロードキャストされる。
【００９４】
無線装置４は、Ｒｘ情報＝［１｜１｜１｜０｜０｜０］およびＴｘ情報＝［１｜０｜０｜０｜０｜０］を含む結合パケットＰＫＴ＿ＣＢを無線装置２から直接受信し、結合パケットＰＫＴ＿ＣＢを受信したときの受信電力ＲＳＳＩに基づいて、無線装置２−無線装置４間のリンクが安定リンクであると上述した方法によって判定し、無線装置２を隣接無線装置として検知する。
【００９５】
そして、無線装置４は、結合パケットＰＫＴ＿ＣＢに含まれるＲｘ情報＝［１｜１｜１｜０｜０｜０］の第１ビットに基づいて、無線装置１−無線装置２間の無線リンクが安定リンクであることを検知し、Ｒｘ情報＝［１｜１｜１｜０｜０｜０］の第３ビットに基づいて、無線装置２−無線装置３間の無線リンクが安定リンクであることを検知する。その結果、無線装置４は、自己から２ホップの位置に存在する無線装置１，３を検知する。
【００９６】
無線装置２のトポロジー作成手段１９は、無線装置２の周辺に存在する無線装置から送信されたＲｘ情報およびＴｘ情報に基づいて安定リンクを検出し、無線装置４〜６を検知する。そして、無線装置２のトポロジー作成手段１９は、例えば、図５に示すトポロジーを作成する。
【００９７】
また、無線装置１，３〜６のトポロジー作成手段１９も、上述した方法によって、無線装置１，３〜６から２ホップ以内のトポロジーを作成する。
【００９８】
無線装置２のトポロジー作成手段１９は、トポロジー（図５参照）を作成すると、その作成したトポロジーに基づいて、Ｒｘ情報＝［１｜０｜１｜１｜１｜１］およびＴｘ情報＝［１｜０｜１｜１｜１｜１］を作成し、その作成したＲｘ情報＝［１｜０｜１｜１｜１｜１］およびＴｘ情報＝［１｜０｜１｜１｜１｜１］を送信手段１８へ出力する。
【００９９】
無線装置１，３〜６のトポロジー作成手段１９も、同様にして、Ｒｘ情報およびＴｘ情報を作成し、その作成したＲｘ情報およびＴｘ情報を送信手段１８へ出力する。
【０１００】
また、各無線装置１〜６のトポロジー作成手段１９は、その作成したトポロジーと、他の無線装置から受信した結合パケットＰＫＴ＿ＣＢに含まれるＲｘ情報およびＴｘ情報とを決定手段２０へ出力する。
【０１０１】
図６は、１ホップで受信および送信可能な無線装置を示すワンホップテーブルの概念図である。
【０１０２】
図６を参照して、ワンホップテーブルＯＨＴは、１ホップで受信可能な無線装置Ｎ１Ｒｘ（ｉ）と、１ホップで送信可能な無線装置Ｎ１Ｔｘ（ｉ）とを含む。
【０１０３】
Ｎ１Ｒｘ（ｉ）は、無線装置ｉへの安定リンクを持ち、結合パケットＰＫＴ＿ＣＢを直接受信可能な無線装置の集合である。そして、Ｎ１Ｒｘ（ｉ）は、無線装置ｉからの結合パケットＰＫＴ＿ＣＢに含まれるＲｘ情報から構成される。
【０１０４】
Ｎ１Ｔｘ（ｉ）は、無線装置ｉからの安定リンクを持ち、結合パケットＰＫＴ＿ＣＢを直接送信可能な無線装置の集合である。そして、Ｎ１Ｔｘ（ｉ）は、無線装置ｉからの結合パケットＰＫＴ＿ＣＢに含まれるＴｘ情報から構成される。
【０１０５】
各無線装置１〜６の決定手段２０は、トポロジー作成手段１９から結合パケットＰＫＴ＿ＣＢを受けると、その受けた結合パケットＰＫＴ＿ＣＢに含まれるＲｘ情報およびＴｘ情報を検出し、その検出したＲｘ情報およびＴｘ情報に基づいて、ワンホップテーブルＯＨＴを作成する。なお、各無線装置１〜６の決定手段２０は、周辺の全ての無線装置についてワンホップテーブルＯＨＴを作成する。
【０１０６】
各無線装置１〜６において生成すべきコーディングパケットの個数を決定する方法について説明する。なお、図５に示すトポロジーにおいて、無線装置２の決定手段２０がコーディングパケットの個数を決定する場合について説明する。
【０１０７】
無線装置２の決定手段２０は、トポロジー（図５）およびワンホップテーブルＯＨＴを参照して、無線装置１に対して無線装置４のパケットを送信できるのは、無線装置２のみであることを検知し、中継端末数ｒｅｌａｙ＿ｎｏｄｅをｒｅｌａｙ＿ｎｏｄｅ＝１に設定する。そして、無線装置２の決定手段２０は、無線装置４のパケットを無線装置１に送信するときのコーディングパケットの個数ｔｘ＿４−１＝１／ｒｅｌａｙ＿ｎｏｄｅ＝１を演算する。
【０１０８】
次に、無線装置２の決定手段２０は、トポロジー（図５）およびワンホップテーブルＯＨＴを参照して、無線装置１に対して無線装置５のパケットを送信できるのは、無線装置２および無線装置３であることを検知し、中継端末数ｒｅｌａｙ＿ｎｏｄｅをｒｅｌａｙ＿ｎｏｄｅ＝２に設定する。そして、無線装置２の決定手段２０は、無線装置５のパケットを無線装置１に送信するときのコーディングパケットの個数ｔｘ＿５−１＝１／ｒｅｌａｙ＿ｎｏｄｅ＝１／２を演算する。
【０１０９】
無線装置２の決定手段２０は、同様にして、無線装置６のパケットを無線装置１に送信するときのコーディングパケットの個数ｔｘ＿６−１＝１／ｒｅｌａｙ＿ｎｏｄｅ＝１／２を演算する。
【０１１０】
そうすると、無線装置２の決定手段２０は、無線装置１に対して無線装置２が生成すべきコーディングパケットの個数ｔｘ＿１をｔｘ＿１＝ｔｘ＿４−１＋ｔｘ＿５−１＋ｔｘ＿６−１＝１＋１／２＋１／２＝２と演算する。
【０１１１】
無線装置２の決定手段２０は、上述した方法によって、ワンホップテーブルＯＨＴの集合Ｎ１Ｔｘ（２）に含まれる全ての無線装置について、無線装置２が生成すべきコーディングパケットの個数ｔｘを演算する。この場合、無線装置２が無線装置３に対して送信すべきコーディングパケットの個数ｔｘ＿３は、ｔｘ＿３＝１／３であり、無線装置２が無線装置４に対して送信すべきコーディングパケットの個数ｔｘ＿４は、ｔｘ＿４＝１＋１／３＝４／３であり、無線装置２が無線装置５に対して送信すべきコーディングパケットの個数ｔｘ＿５は、ｔｘ＿５＝１／２であり、無線装置２が無線装置６に対して送信すべきコーディングパケットの個数ｔｘ＿６は、ｔｘ＿６＝１／２である。
【０１１２】
そうすると、無線装置２の決定手段２０は、ｔｘ＿１，ｔｘ＿４，ｔｘ＿５，ｔｘ＿６の中から最大の個数（＝ｔｘ＿１＝２）を無線装置２が生成すべきコーディングパケットの個数ｍａｘ＿ｃｐとして決定する。
【０１１３】
そして、無線装置２の決定手段２０は、その決定したコーディングパケットの個数ｍａｘ＿ｃｐをコーディング手段１７へ出力する。
【０１１４】
なお、無線装置１，３〜６の決定手段２０も、上述した方法によって、無線装置１，３〜６が生成すべきコーディングパケットの個数ｍａｘ＿ｃｐを決定する。そして、無線装置１，３〜６の決定手段２０は、その決定したコーディングパケットの個数ｍａｘ＿ｃｐをコーディング手段１７へ出力する。
【０１１５】
また、演算されたコーディングパケットの個数ｍａｘ＿ｃｐは、整数でない場合もあるが、その場合、小数点以下を繰り上げた数値をコーディングパケットの個数ｍａｘ＿ｃｐとする。
【０１１６】
図７は、コーディングパケットの個数を決定する方法を説明するためのフローチャートである。
【０１１７】
図７を参照して、一連の動作が開始されると、各無線装置１〜６の決定手段２０は、コーディングパケットの個数ｍａｘ＿ｃｐを“０”に設定する（ステップＳ１）。
【０１１８】
そして、各無線装置１〜６の決定手段２０は、自己が保持するワンホップテーブルＯＨＴに基づいて、自端末のＮ１Ｔｘ（Ｘ）の１つの要素に無線装置ｉを設定する（ステップＳ２）。
【０１１９】
その後、各無線装置１〜６の決定手段２０は、各送信先に対するコーディングパケットの個数ｔｘを“０”に設定する（ステップＳ３）。
【０１２０】
引き続いて、各無線装置１〜６の決定手段２０は、自己が保持するワンホップテーブルＯＨＴに基づいて、自端末のＮ１Ｒｘ（Ｘ）の１つの要素に無線装置ｊを設定する（ステップＳ４）。
【０１２１】
そうすると、各無線装置１〜６の決定手段２０は、無線装置ｊが集合Ｎ１Ｒｘ（ｉ）に含まれるか否かを判定する（ステップＳ５）。
【０１２２】
ステップＳ５において、無線装置ｊが集合Ｎ１Ｒｘ（ｉ）に含まれないと判定されたとき、各無線装置１〜６の決定手段２０は、中継端末数ｒｅｌａｔ＿ｎｏｄｅを“０”に設定する（ステップＳ６）。
【０１２３】
そして、各無線装置１〜６の決定手段２０は、自己が保持するワンホップテーブルＯＨＴに基づいて、無線装置ｋを集合Ｎ１Ｔｘ（ｊ）の１つの要素に設定する（ステップＳ７）。
【０１２４】
そうすると、各無線装置１〜６の決定手段２０は、無線装置ｉが集合Ｎ１Ｔｘ（ｋ）に含まれるか否かを判定する（ステップＳ８）。
【０１２５】
ステップＳ８において、無線装置ｉが集合Ｎ１Ｔｘ（ｋ）に含まれると判定されたとき、各無線装置１〜６の決定手段２０は、ｒｅｌａｙ＿ｎｏｄｅ＝ｒｅｌａｙ＿ｎｏｄｅ＋１を演算する（ステップＳ９）。
【０１２６】
そして、ステップＳ８において、無線装置ｉが集合Ｎ１Ｔｘ（ｋ）に含まれないと判定されたとき、またはステップＳ９の後、各無線装置１〜６の決定手段２０は、全ての無線装置ｋについて終了したか否かを判定する（ステップＳ１０）。
【０１２７】
ステップＳ１０において、全ての無線装置ｋについて終了していないと判定されたとき、各無線装置１〜６の決定手段２０は、無線装置ｋを集合Ｎ１Ｔｘ（ｊ）の別の要素に設定する（ステップＳ１１）。その後、一連の動作は、ステップＳ８へ戻り、ステップＳ１０において、全ての無線装置ｋについて終了していると判定されるまで、ステップＳ８〜ステップＳ１１が繰り返し実行される。
【０１２８】
そして、ステップＳ１０において、全ての無線装置ｋについて終了したと判定されると、各無線装置１〜６の決定手段２０は、ｔｘ＝ｔｘ＋１／ｒｅｌａｙ＿ｎｏｄｅを演算する（ステップＳ１２）。
【０１２９】
ステップＳ５において、無線装置ｊが集合Ｎ１Ｒｘ（ｉ）に含まれると判定されたとき、またはステップＳ１２の後、各無線装置１〜６の決定手段２０は、全ての無線装置ｊについて終了したか否かを判定する（ステップＳ１３）。
【０１３０】
ステップＳ１３において、全ての無線装置ｊについて終了していないと判定されたとき、各無線装置１〜６の決定手段２０は、無線装置ｊを集合Ｎ１Ｒｘ（Ｘ）の別の要素に設定する（ステップＳ１４）。その後、一連の動作は、ステップＳ５へ戻り、ステップＳ１３において、全ての無線装置ｊについて終了していると判定されるまで、ステップＳ５〜ステップＳ１４が繰り返し実行される。
【０１３１】
そして、ステップＳ１３において、全ての無線装置ｊについて終了したと判定されると、各無線装置１〜６の決定手段２０は、ｔｘがｍａｘ＿ｃｐよりも大きいか否かを判定する（ステップＳ１５）。
【０１３２】
ステップＳ１５において、ｔｘがｍａｘ＿ｃｐよりも大きいと判定されたとき、各無線装置１〜６の決定手段２０は、ｍａｘ＿ｃｐ＝ｔｘを設定する（ステップＳ１６）。
【０１３３】
そして、ステップＳ１５において、ｔｘがｍａｘ＿ｃｐ以下であると判定されたとき、またはステップＳ１６の後、各無線装置１〜６の決定手段２０は、無線装置ｉの全てについて終了したか否かを判定する（ステップＳ１７）。
【０１３４】
ステップＳ１７において、全ての無線装置ｉについて終了していないと判定されたとき、各無線装置１〜６の決定手段２０は、無線装置ｉを集合Ｎ１Ｔｘ（Ｘ）の別の要素に設定する（ステップＳ１８）。その後、一連の動作は、ステップＳ３へ戻り、ステップＳ１７において、全ての無線装置ｉについて終了していると判定されるまで、ステップＳ３〜ステップＳ１８が繰り返し実行される。
【０１３５】
そして、ステップＳ１７において、全ての無線装置ｉについて終了したと判定されると、一連の動作が終了する。
【０１３６】
各無線装置１〜６の決定手段２０は、図７に示すフローチャートに従ってコーディングパケットの個数ｍａｘ＿ｃｐを決定し、その決定した個数ｍａｘ＿ｃｐをコーディング手段１７へ出力する。
【０１３７】
そうすると、各無線装置１〜６のコーディング手段１７は、決定手段２０から受けた個数ｍａｘ＿ｃｐのコーディングパケット＜ｙｊ＞を生成する。この場合、各無線装置１〜６のコーディング手段１７は、予め決定された順番に従って符号ベクトル＜ｃｊ＞を個数ｍａｘ＿ｃｐ分だけ変化させながらコーディングパケット＜ｙ１＞〜＜ｙｍａｘ＿ｃｐ＞を生成する。
【０１３８】
そして、各無線装置１〜６の送信手段１８は、コーディング手段１７によって生成されたｍａｘ＿ｃｐ個のコーディングパケット＜ｙ１＞〜＜ｙｍａｘ＿ｃｐ＞をコーディング手段１７から受け、その受けたｍａｘ＿ｃｐ個のコーディングパケット＜ｙ１＞〜＜ｙｍａｘ＿ｃｐ＞を含む結合パケットＰＫＴ＿ＣＢを生成し、その生成した結合パケットＰＫＴ＿ＣＢをブロードキャストする。
【０１３９】
なお、各無線装置１〜６は、個数ｍａｘ＿ｃｐが“０”である場合、コーディングパケットを生成せず、ヘッダ／Ｒｘ情報／Ｔｘ情報／自発パケットからなるパケットを生成して送信する。即ち、各無線装置１〜６は、個数ｍａｘ＿ｃｐが“０”である場合、図３に示すパケットフォーマットからデコード情報およびコーディングパケットを削除したフォーマットからなるパケットを送信する。
【０１４０】
図５に示すトポロジーにおいては、無線装置２の送信手段１８は、２個のコーディングパケット＜ｙｊ＞を含む結合パケットＰＫＴ＿ＣＢ（２）を送信する。また、無線装置３の送信手段１８は、１個のコーディングパケット＜ｙｊ＞を含む結合パケットＰＫＴ＿ＣＢ（１）を送信する。
【０１４１】
そして、無線装置１は、無線装置２から結合パケットＰＫＴ＿ＣＢ（２）を受信し、無線装置１から結合パケットＰＫＴ＿ＣＢ（１）を受信する。
【０１４２】
無線装置１のデコード手段１３は、結合パケットＰＫＴ＿ＣＢ（２）から取り出された２個のコーディングパケット＜ｙｊ＞と、結合パケットＰＫＴ＿ＣＢ（１）から取り出された１個のコーディングパケット＜ｙｊ＞との３個のコーディングパケット＜ｙｊ＞を用いて、上述した方法によってデコードする。そして、無線装置１のデコード手段１３は、無線装置４〜６から送信された３個のパケットを取得する。
【０１４３】
従って、ブロードキャストの信頼を向上できる。
【０１４４】
なお、各無線装置１〜６のトポロジー作成手段１９が各無線装置１〜６から２ホップ以内のトポロジーを作成するのは、各無線装置１〜６が中継器である場合、２ホップ以内のトポロジーを作成すれば、パケットの送信先がコーディングパケットをデコードするために必要なコーディングパケットの個数ｍａｘ＿ｃｐを上述した方法によって算出できるからである。
【０１４５】
図８は、この発明の実施の形態における通信方法を説明するためのフローチャートである。
【０１４６】
図８を参照して、一連の動作が開始されると、各無線装置１〜６は、上述した方法によって、安定リンクに基づいて、２ホップ以内のトポロジーを作成する（ステップＳ２１）。
【０１４７】
そして、各無線装置１〜６は、上述した方法によって、生成すべきコーディングパケットの個数ｍａｘ＿ｃｐを決定する（ステップＳ２２）。
【０１４８】
そうすると、各無線装置１〜６は、上述した方法によって、その決定した個数ｍａｘ＿ｃｐ分のコーディングパケットを生成する（ステップＳ２３）。
【０１４９】
そして、各無線装置１〜６は、Ｒｘ情報、Ｔｘ情報、自発パケット、デコード情報、個数ｍａｘ＿ｃｐおよび個数ｍａｘ＿ｃｐ分のコーディングパケットを含む結合パケットＰＫＴ＿ＣＢを生成し（ステップＳ２４）、その生成した結合パケットＰＫＴ＿ＣＢをブロードキャストする（ステップＳ２５）。これによって、一連の動作が終了する。
【０１５０】
このように、各無線装置１〜６は、個数ｍａｘ＿ｃｐを含む結合パケットＰＫＴ＿ＣＢを生成する。従って、結合パケットＰＫＴ＿ＣＢを受信した無線装置（無線装置１〜６のいずれか）は、コーディングパケットの個数を容易に検知し、その検知した個数のコーディングパケットが結合パケットＰＫＴ＿ＣＢに含まれるか否かを容易に判定できる。
【０１５１】
上記においては、各無線装置１〜６は、閾値Ｔｈ１以上の受信電力ＲＳＳＩを有する無線リンク（＝安定リンク）に基づいて、トポロジーを作成し、その作成したトポロジーに基づいて、生成すべきコーディングパケットの個数ｍａｘ＿ｃｐを決定すると説明したが、この発明の実施の形態においては、これに限らず、各無線装置１〜６は、Ｈｅｌｌｏパケットの送受信によって２ホップ以内のトポロジーを作成し、その作成したトポロジーに基づいて、生成すべきコーディングパケットの個数ｍａｘ＿ｃｐを決定してもよく、何らかの方法によって２ホップ以内のトポロジーを作成し、その作成したトポロジーに基づいて、生成すべきコーディングパケットの個数ｍａｘ＿ｃｐを決定してもよい。
【０１５２】
なお、この発明の実施の形態においては、ガロア体（ＧＦ２ｊ）からランダムに発生させた符号列は、「ランダム符号列」を構成する。
【０１５３】
また、この発明の実施の形態においては、閾値Ｔｈ１（Ｒａｔｅ）は、「第１の閾値」を構成し、閾値Ｔｈ２（Ｒａｔｅ）は、「第２の閾値」を構成する。
【０１５４】
更に、この発明の実施の形態においては、Ｒｘ情報は、「第１の情報」を構成し、Ｔｘ情報は、「第２の情報」を構成する。
【０１５５】
更に、この発明の実施の形態においては、図７に示すステップＳ６〜ステップＳ１２は、「第１の処理」を構成し、図７に示すステップＳ４〜ステップＳ１４は、を全ての無線装置ｊについて実行する処理は、「個数カウント処理」を構成する。
【０１５６】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【０１５７】
この発明は、無線装置に適用される。
【符号の説明】
【０１５８】
１〜６ 無線装置、１０ 無線ネットワーク、１１ 受信手段、１２ 制御手段、１３，１３Ａ デコード手段、１４ バッファ、１５ 再生手段、１６ パケット生成手段、１７ コーディング手段、１８ 送信手段、１９ トポロジー作成手段、２０ 決定手段。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パケットを周期的に送受信する無線ネットワークを構成する無線装置であって、
前記無線ネットワークを構成するＮ（Ｎは２以上の整数）個の無線装置のうちのＮ−１個の無線装置からｎ（ｎは１≦ｎ≦Ｎ−１を満たす整数）個のパケットを第ｋ（ｋは正の整数）番目の周期において受信する受信手段と、
当該無線装置から２ホップまでの範囲に配置された無線装置のトポロジーを作成するトポロジー作成手段と、
前記トポロジー作成手段によって作成されたトポロジーに基づいて当該無線装置が生成するべきコーディングパケットの個数を決定する決定手段と、
前記受信手段によって受信された前記ｎ個のパケットを前記決定手段によって決定された前記コーディングパケットの個数と同じ個数のランダム符号列を用いてネットワークコーディングするコーディング手段と、
送信するための自発パケットを周期的に生成するパケット生成手段と、
前記コーディング手段によって第ｋ＋１番目の周期においてネットワークコーディングされたｍ（ｍは正の整数）個のコーディングパケットと、前記パケット生成手段によって前記第ｋ＋１番目の周期において生成された前記自発パケットと、前記コーディングパケットをデコードするためのデコード情報とを含む結合パケットを生成し、その生成した結合パケットを前記第ｋ＋１番目の周期においてブロードキャストする送信手段とを備える無線装置。
【請求項２】
前記トポロジー作成手段は、当該無線装置の周辺に存在する無線装置からパケットを受信したときの受信信号強度が第１の閾値よりも大きい無線リンクを安定リンクとし、前記受信信号強度が前記第１の閾値よりも小さい第２の閾値よりも小さい無線リンクを不安定リンクとし、前記安定リンクに基づいて前記トポロジーを作成する、請求項１に記載の無線装置。
【請求項３】
前記第１および第２の閾値の各々は、パケットを受信したときの前記パケットの送信レートに応じて決定される、請求項２に記載の無線装置。
【請求項４】
前記送信手段は、当該無線装置が前記安定リンクを介してパケットを受信できるときの前記パケットの送信元に関する第１の情報と、当該無線装置が前記安定リンクを介してパケットを送信できるときの前記パケットの送信先に関する第２の情報とを更に含めて前記結合パケットを生成し、その生成した結合パケットを送信し、
前記トポロジー作成手段は、前記受信手段によって受信された前記結合パケットに含まれる前記第１および第２の情報に基づいて前記トポロジーを作成する、請求項２または請求項３に記載の無線装置。
【請求項５】
前記決定手段は、前記トポロジーを参照して、当該無線装置に隣接する第１の隣接無線装置から当該無線装置に隣接する第２の隣接無線装置へパケットを中継するときに当該無線装置とともに前記第２の隣接無線装置へパケットを中継可能な無線装置の個数をカウントし、そのカウントした個数の逆数を演算する第１の処理を前記第１の隣接無線装置の全てについて実行し、かつ、前記第１の処理において演算した全ての逆数の総和を演算することによって１個の前記第２の隣接無線装置に送信すべきコーディングパケットの個数をカウントする個数カウント処理を前記第２の隣接無線装置の全てについて実行し、前記個数カウント処理において得られた前記コーディングパケットの個数のうち、最大の個数を当該無線装置が生成するべきコーディングパケットの個数として決定する、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の無線装置。
【請求項１】
パケットを周期的に送受信する無線ネットワークを構成する無線装置であって、
前記無線ネットワークを構成するＮ（Ｎは２以上の整数）個の無線装置のうちのＮ−１個の無線装置からｎ（ｎは１≦ｎ≦Ｎ−１を満たす整数）個のパケットを第ｋ（ｋは正の整数）番目の周期において受信する受信手段と、
当該無線装置から２ホップまでの範囲に配置された無線装置のトポロジーを作成するトポロジー作成手段と、
前記トポロジー作成手段によって作成されたトポロジーに基づいて当該無線装置が生成するべきコーディングパケットの個数を決定する決定手段と、
前記受信手段によって受信された前記ｎ個のパケットを前記決定手段によって決定された前記コーディングパケットの個数と同じ個数のランダム符号列を用いてネットワークコーディングするコーディング手段と、
送信するための自発パケットを周期的に生成するパケット生成手段と、
前記コーディング手段によって第ｋ＋１番目の周期においてネットワークコーディングされたｍ（ｍは正の整数）個のコーディングパケットと、前記パケット生成手段によって前記第ｋ＋１番目の周期において生成された前記自発パケットと、前記コーディングパケットをデコードするためのデコード情報とを含む結合パケットを生成し、その生成した結合パケットを前記第ｋ＋１番目の周期においてブロードキャストする送信手段とを備える無線装置。
【請求項２】
前記トポロジー作成手段は、当該無線装置の周辺に存在する無線装置からパケットを受信したときの受信信号強度が第１の閾値よりも大きい無線リンクを安定リンクとし、前記受信信号強度が前記第１の閾値よりも小さい第２の閾値よりも小さい無線リンクを不安定リンクとし、前記安定リンクに基づいて前記トポロジーを作成する、請求項１に記載の無線装置。
【請求項３】
前記第１および第２の閾値の各々は、パケットを受信したときの前記パケットの送信レートに応じて決定される、請求項２に記載の無線装置。
【請求項４】
前記送信手段は、当該無線装置が前記安定リンクを介してパケットを受信できるときの前記パケットの送信元に関する第１の情報と、当該無線装置が前記安定リンクを介してパケットを送信できるときの前記パケットの送信先に関する第２の情報とを更に含めて前記結合パケットを生成し、その生成した結合パケットを送信し、
前記トポロジー作成手段は、前記受信手段によって受信された前記結合パケットに含まれる前記第１および第２の情報に基づいて前記トポロジーを作成する、請求項２または請求項３に記載の無線装置。
【請求項５】
前記決定手段は、前記トポロジーを参照して、当該無線装置に隣接する第１の隣接無線装置から当該無線装置に隣接する第２の隣接無線装置へパケットを中継するときに当該無線装置とともに前記第２の隣接無線装置へパケットを中継可能な無線装置の個数をカウントし、そのカウントした個数の逆数を演算する第１の処理を前記第１の隣接無線装置の全てについて実行し、かつ、前記第１の処理において演算した全ての逆数の総和を演算することによって１個の前記第２の隣接無線装置に送信すべきコーディングパケットの個数をカウントする個数カウント処理を前記第２の隣接無線装置の全てについて実行し、前記個数カウント処理において得られた前記コーディングパケットの個数のうち、最大の個数を当該無線装置が生成するべきコーディングパケットの個数として決定する、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の無線装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１１−２１７２３５（Ｐ２０１１−２１７２３５Ａ）
【公開日】平成２３年１０月２７日（２０１１．１０．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−８４９７９（Ｐ２０１０−８４９７９）
【出願日】平成２２年４月１日（２０１０．４．１）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２１年度独立行政法人情報通信研究機構、研究テーマ「高レスポンスマルチホップ自律無線通信システムの研究開発」に関する委託研究、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願
【出願人】（３９３０３１５８６）株式会社国際電気通信基礎技術研究所 (905)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月２７日（２０１１．１０．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年４月１日（２０１０．４．１）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２１年度独立行政法人情報通信研究機構、研究テーマ「高レスポンスマルチホップ自律無線通信システムの研究開発」に関する委託研究、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願
【出願人】（３９３０３１５８６）株式会社国際電気通信基礎技術研究所 (905)
【Ｆターム（参考）】
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