通信節點、無線通信系統和數據中繼方法

2023-10-25 12:24:57

專利名稱：通信節點、無線通信系統和數據中繼方法
技術領域：
本發明一般地涉及無線通信的技術領域，特別涉及使用多跳(multi-hop)方式和中繼方式及多輸入多輸出(MIMOMulti Input MultiOutput)方式的通信節點、無線通信系統和數據中繼方法。

背景技術：
在以往的中繼方法中，分時地進行發送接收，以使發送信號和接收信號在中繼節點中互不幹擾。但是，由於分時，導致通信容量大幅下降，限制了中繼系統的通信容量。
參照圖1說明以往的中繼方法。此處，示出通信容量受到較大限制的原因。
在圖1中，定義以下的參數。
s來自發送節點的發送信號向量 r接收信號向量 K可以使用的中繼節點數量 Hk第k發送節點-中繼節點間信道(後方信道)1≤k≤K Gk第k中繼節點-接收節點間信道(前方信道)1≤k≤K Wk第k中繼節點的權重矩陣1≤k≤K Ek第k中繼節點的功率限制係數1≤k≤K(限制各個中繼節點的最大功率) nk第k中繼節點的噪聲成分 z接收節點的噪聲成分 E(·)變量的集合平均值 如圖1所示，使用多個發送天線從發送節點(源節點)1發送的信號在各個中繼節點2處的接收信號可以用式(1)表示。
yk＝Hks+nk(1) 在中繼節點2中，對該信號乘以功率限制係數Ek和權重矩陣Wk，生成中繼發送信號。
Xk＝EkWkyk(2) 結果，目的地節點3處的接收信號成為式(3)。
其中，在中繼節點2中同時進行發送和接收時，從某個中繼節點發送的信號在其他中繼節點中被接收並成為幹擾。其結果，中繼節點不能正確接收從源節點1發送的信號。
因此，在以往的中繼方法中，如圖1所示，分開使用用於源節點1發送而中繼節點接收的時隙，和用於中繼節點發送而目的地節點3接收的時隙。為此，從源節點1發送的信息在到達目的地節點3之前，使用兩個時隙。此時的通信容量用下面的式(4)表示。
Cupper＝E{Hk，Gk}{(1/2)I(s；y1，…，yK，r |X1，…，Xk)} (4) 式(4)所示的1/2的項起因於使用兩個時隙。因此，限制了總體的通信容量。
非專利文獻1Rohit U.Nabar，et al.，」Capacity Scaling Laws in MIMOWireless networks」，Allerton Conference on Communication，Control，andComputing，Monticello，IL.pp.378-389，Oct.2003 非專利文獻2Hui Shi，et al.，」A Relaying Scheme using QRDecomposion with Phase Control for MIMO Wireless Networks」，IEEEInternational Conference on Communications，Volume 4，16-20May 2005Page(s)2705-2711 非專利文獻3G.D.Golden，G.J.Foschini，R.A.Valenzuela，andP.W.Wolniansky，「Detection Algorithm and Initial Laboratory Results usingthe V-Blast Space-Time Communication Architecture」，ElectronicLetters，Vol.35，No.1，Jan.7，1999. 但是，上述的背景技術存在以下問題。
如上所述，在以往的中繼系統中，分開使用用於源節點1發送中繼節點接收用的時隙，和用於中繼節點發送目的地節點3接收的時隙。這樣，通過分開中繼節點發送的時間和中繼節點接收的時間，可以避免中繼節點的多個天線間的幹擾和中繼節點之間的幹擾。但是，在表示通信容量的式(4)中，如1/2的乘法運算所示，存在通信容量降低的問題。


發明內容
本發明就是為了解決上述問題而提出的，其目的在於，提供在使用MIMO方式的多跳方式或中繼方式中可以改善通信容量的中繼節點、目的地節點和通信方法。
為了解決上述問題，本發明的通信節點是一種在無線通信系統中被用作目的地節點的通信節點，所述無線通信系統包括多個中繼節點、源節點以及目的地節點，利用相同的時隙由某個中繼節點從源節點接收信號，並且由其他中繼節點向目的地節點發送信號，其特徵在於，該通信節點具有去除在中繼節點之間產生的幹擾信號的幹擾去除單元。
通過形成這種結構，可以去除中繼節點間的幹擾，可以使進行接收的中繼節點和進行發送的中繼節點共存。因此，與以往的中繼方法相比，可以增大通信容量。
此外，本發明的無線通信系統包括多個中繼節點、源節點以及目的地節點，利用相同的時隙由某個中繼節點從源節點接收信號，並且由其他中繼節點向目的地節點發送信號，其特徵在於，所述目的地節點具有去除在中繼節點間產生的幹擾信號的幹擾去除單元。
通過形成這種結構，可以去除中繼節點間的幹擾，可以使進行接收的中繼節點和進行發送的中繼節點共存。因此，與以往的中繼方法相比，可以增大通信容量。
並且，本發明的數據中繼方法是一種無線通信系統中的數據中繼方法，所述無線通信系統包括多個中繼節點、源節點以及目的地節點，利用相同的時隙由某個中繼節點從源節點接收信號，並且由其他中繼節點向目的地節點發送信號，其特徵在於，該數據中繼方法包括以下步驟信道估計步驟，估計作為中繼節點間的信道和所述目的地節點與所述中繼節點之間的信道之積的信道信息，並且估計所述目的地節點與所述中繼節點之間的信道信息；發送信號估計步驟，根據通過所述信道估計步驟估計的信道信息，估計發送信號；存儲步驟，存儲所述發送信號估計步驟中估計的發送信號；幹擾去除步驟，根據所述存儲步驟中存儲的信號和所述信道估計步驟中估計的信道信息，去除幹擾信號；以及信號檢測步驟，根據去除幹擾後的接收信號，檢測來自源節點的信號。
通過形成這種結構，可以去除中繼節點間的幹擾，可以使進行接收的中繼節點和進行發送的中繼節點共存。因此，與以往的中繼方法相比，可以增大通信容量。
根據本發明的實施例，可以實現能夠在使用MIMO方式的多跳方式或中繼方式中改善通信容量的通信節點、無線通信系統和數據中繼方法。



圖1是表示無線通信系統的說明圖。
圖2是表示本發明的一個實施例的無線通信系統的說明圖。
圖3是表示本發明的一個實施例的中繼節點的方框圖。
圖4是表示本發明的一個實施例的數據中繼方法的流程圖。
圖5是表示本發明的一個實施例的目的地節點的方框圖。
圖6是表示本發明的一個實施例的數據中繼方法的流程圖。
圖7是表示本發明的一個實施例的中繼節點的方框圖。
圖8是表示本發明的一個實施例的數據中繼方法的流程圖。
圖9是表示本發明的一個實施例的無線通信系統的說明圖。
圖10是表示本發明的一個實施例的數據中繼方法的流程圖。
圖11是表示本發明的一個實施例的目的地節點的方框圖。
圖12是表示本發明的一個實施例的數據中繼方法的流程圖。
圖13是表示本發明的一個實施例的中繼節點的方框圖。
圖14是表示本發明的一個實施例的數據中繼方法的流程圖。

具體實施例方式 以下，參照

本發明的實施例。另外，在用於說明實施例的所有附圖中，具有相同功能的部分使用相同標號，並省略重複說明。
在本發明的實施例中，幹擾去除是指去除作為幹擾而接收到的來自其他通信節點的信號。另外，施加幹擾抑制是指抑制從某個中繼節點發送的信號作為幹擾而給其他中繼節點帶來的影響。
此外，在本發明的實施例中，通過使用與源節點之間的信道信息(後方信道)和與其他中繼節點之間的信道信息(中繼節點間信道)，求出Moor-Penrose逆矩陣而得到去除來自其他中繼節點的信號的矩陣(幹擾去除矩陣)。
此外，在本發明的實施例中，通過使用與目的地節點之間的信道信息(前方信道)，求出Moor-Penrose逆矩陣而得到抑制從某個中繼節點發送的信號作為幹擾而給其他中繼節點帶來的影響的矩陣(施加幹擾抑制矩陣)。
此外，在本發明的實施例中，通過對接收信號乘以與中繼節點之間的信道信息(前方信道)的Moor-Penrose逆矩陣而實現目的地節點的中繼信號檢測。
此外，在本發明的實施例中，通過從接收信號中減去所述存儲的估計中繼信號乘以中繼節點間信道和後方信道後的結果而實現目的地節點的幹擾去除。
此外，在本發明的實施例中，通過對中繼接收信號乘以後方信道與中繼節點間信道之積的Moor-Penrose逆矩陣而實現中繼節點的幹擾去除。
此外，在本發明的實施例中，目的地節點的信號檢測例如可以使用逐次型幹擾去除法來進行檢測(例如，參照非專利文獻3)。
在說明本實施例的無線通信系統時，定義以下參數。
[n]賦予各個變量的時間變量，表示第n個時隙。
s來自發送節點的發送信號向量 r接收信號向量 K可以使用的中繼節點數量 Hk第k發送節點-中繼節點間信道(後方信道)1≤k≤K Gk第k中繼節點-接收節點間信道(前方信道)1≤k≤K A中繼節點間信道矩陣 Wk第k中繼節點的權重矩陣1≤k≤K nk第k中繼節點的噪聲成分 z接收節點的噪聲成分 σr2中繼節點的噪聲功率(所有中繼節點相同) σd2接收節點的噪聲功率 P發送功率 E(·)變量的集合平均值 B-kM幹擾去除矩陣 Ck幹擾抑制矩陣 Lk發送給第k中繼節點的導頻信號 Zk1從第k中繼節點發送給第1中繼節點的導頻信號 參照圖2說明本實施例的無線通信系統。
本實施例的無線通信系統具有多個通信節點，該多個通信節點被分類為源節點(發送節點)、中繼節點和目的地節點(接收節點)。此外，從源節點發送的發送信號經由一個或多個中繼節點傳送到目標節點。
本實施例的無線通信系統具有源節點100、中繼節點(2001、2002)和目的地節點300。
在本實施例中，作為一例，說明把中繼節點數量K設為2、把源節點100和目的地節點300的天線數量設為M、把中繼節點2001的天線數量N1設為2M、把中繼節點2002的天線數量N2設為M時的情況，但中繼節點數量K也可以為1或3以上。
如圖2所示，在時隙n(Time slot n)中，在中繼節點2001接收從源節點100發送的信號的同時，中繼節點2002向目的地節點300發送信號。
然後，在時隙n+1(Time slot n+1)中，在中繼節點2001向目的地節點300發送信號的同時，中繼節點2002接收從源節點100發送的信號。
即，在各個時隙中，多個中繼節點中的至少一個以上的中繼節點接收來自源節點的發送信號，與接收來自源節點的發送信號的中繼節點不同的至少一個以上的中繼節點在同一時隙中向目的地節點發送信號。
在中繼節點中不進行幹擾去除和施加幹擾抑制的情況下，在時隙n中，中繼節點2001受到作為幹擾信號成分而從中繼節點2002發送的信號的影響。
此外，在時隙n+1中，中繼節點2002受到作為幹擾信號成分而從中繼節點2001發送的信號的影響。
在本實施例的無線通信系統中，中繼節點200具有幹擾去除功能和施加幹擾抑制功能，從而降低幹擾的影響。
在本實施例中，說明中繼節點2001具有幹擾去除功能和施加幹擾抑制功能，中繼節點2002不需要幹擾去除和施加幹擾抑制功能的結構，但也可以是中繼節點2001不需要幹擾去除功能和施加幹擾抑制功能，而中繼節點2002具有幹擾去除功能和施加幹擾抑制功能，還可以是中繼節點2001和中繼節點2002具有幹擾去除功能和施加幹擾抑制功能。
參照圖3說明本實施例的中繼節點200的結構。
本實施例的作為在源節點和目的地節點之間對信號進行中繼的通信節點的中繼節點200具有幹擾去除部202，其被輸入從源節點100發送的信號；施加幹擾抑制部204，其被輸入幹擾去除部202的輸出信號；加權乘法部206，其被輸入施加幹擾抑制部204的輸出信號，而輸出發送信號；以及信道估計部208，其被輸入從源節點100發送的信號。信道估計部208的輸出信號被輸入給幹擾去除部202和施加幹擾抑制部204。
信道估計部208根據從源節點100發送的信號(中繼接收信號)，估計與目的地節點300之間的信道信息(前方信道)、與源節點100之間的信道信息(後方信道)、以及與其他中繼節點之間的信道信息(中繼節點間信道)。並且，信道估計部208把後方信道和中繼節點間信道輸入給幹擾去除部202，把前方信道輸入給施加幹擾抑制部204。
幹擾去除部202使用所輸入的後方信道和中繼節點間信道，求出去除來自其他節點的信號的矩陣(幹擾去除矩陣B-kM)。幹擾去除部202把幹擾去除矩陣B-kM和中繼接收信號輸入給施加幹擾抑制部204。
施加幹擾抑制部204使用所輸入的前方信道，求出抑制施加幹擾、使得從本中繼節點發送的信號不被其他中繼節點作為幹擾信號而接收到的矩陣(施加幹擾抑制矩陣Ck)。此外，施加幹擾抑制部204把幹擾去除矩陣B-kM、施加幹擾抑制矩陣Ck和中繼接收信號輸入給加權乘法部206。
加權乘法部206對中繼接收信號乘以通過幹擾去除部202求出的幹擾去除矩陣、和通過施加幹擾抑制部204求出的施加幹擾抑制矩陣。
下面，參照圖4說明本實施例的無線通信系統的信號處理。
在本實施例中，生成幹擾去除矩陣和施加幹擾抑制矩陣的只是中繼節點2001，所以省略說明B-kM、Ck中的k。
首先，源節點100發送導頻信號L1(步驟S402)。並且，中繼節點2002發送導頻信號Z21(步驟S404)。
中繼節點2001的信道估計部210根據從源節點100和中繼節點2002發送的導頻信號L1和Z21，進行信道估計(步驟S406)。
然後，在第n個時隙中，源節點100向中繼節點2001發送信號s[n](步驟S408)。與此同時，中繼節點2002向目的地節點300發送具有s[n-1]信息的信號X2[n](步驟S410)。
中繼節點2001接收從源節點100發送的信號s[n]。並且，中繼節點2001接收從中繼節點2002發送的信號X2[n](步驟S412)。因此，在時隙n中，在中繼節點2001中接收到的信號y1[n]是從源節點100發送的信號和從中繼節點2002發送的信號之和，用下面的式(5)表示。
y1[n]＝H1[n]s[n]+n1[n]+A[n]X2[n] (5) 其中，n1[n]表示在中繼節點2001的接收放大器所附加的白噪聲成分。
然後，在中繼節點2001的幹擾去除部202中，使用後方信道和中繼節點間信道，進行幹擾去除矩陣B-kM的計算(步驟S414)。中繼節點2001的幹擾去除部202把幹擾去除矩陣B-kM和中繼接收信號輸入給施加幹擾抑制部204。
然後，在中繼節點2001的施加幹擾抑制部204中，使用前方信道進行施加幹擾抑制矩陣Ck的計算(步驟S416)。施加幹擾抑制部204把幹擾去除矩陣B-kM、施加幹擾抑制矩陣Ck和中繼接收信號輸入給加權乘法部206。
然後，在中繼節點2001的加權乘法部206中，通過對中繼接收信號乘以所輸入的幹擾去除矩陣和施加幹擾抑制矩陣，而生成中繼信號X1[n+1]。此外，向目的地節點300發送所生成的中繼信號(步驟S418)。與此同時，源節點100向中繼節點2002發送s[n+1](步驟S420)。
具體地講，中繼節點2001的加權乘法部206按照式(6)所示，對接收信號y1[n]乘以幹擾去除矩陣，去除作為幹擾從中繼節點2002接收到的信號成分。
B[n]-M+y1[n](6) 其中，B[n]＝(H1[n]A[n])，矩陣的元素數為2M×2M。此外，式7表示將矩陣B[n]進行Moor-Penrose逆矩陣變換後，把從第M+1行到第2M行的元素變換為0後的矩陣。
B[n]-M+ (7) 其結果，乘以幹擾去除矩陣後的接收信號由下式表示。
其中，T表示轉置矩陣。
然後，中繼節點2001的加權乘法部206在生成來自中繼節點2001的發送信號後，為了不作為幹擾而給中繼節點2002帶來影響，按照式(9)所示，對乘以幹擾去除矩陣後的接收信號乘以施加幹擾抑制矩陣C[n]。
C[n]B[n]-M+y1[n] (9) 其中，C[n]用式(10)表示。
C[n]＝V[n]H(10) 並且，C[n]如式(11)所示，由表示中繼節點間信道A[n+1]的信號部分空間的矩陣定義。此外，C[n]可以通過對中繼節點間信道A[n+1]進行奇異值分解而得到。
其中，A[n+1]是中繼節點2001在時隙n+1中發送信號時的中繼節點間信道。但是，在信道的時間變動較小時，可以使用A[n]代替。
如上所述，中繼節點2001的下一時隙中的發送信號X1[n+1]用式(12)表示。
另一方面，目的地節點300接收由中繼節點2002發送來的具有s[n-1]信息的信號X2[n](步驟S422)。該接收信號由式(13)表示。
r[n]＝G2[n]X2[n]+z[n] (13) 目的地節點300根據接收信號檢測s[n-1](步驟S424)。
另一方面，在步驟S420中，從源節點100發送的信號被中繼節點2002接收(步驟S426)。時隙n+1中的中繼節點2002的接收信號由式(14)表示。
y2[n+1]＝H2[n+1]s[n+1]+n2[n+1] (14) 其中，H2[n+1]是表示源節點100和中繼節點2002之間的後方信道的信道狀態的矩陣。在中繼節點2002中，把接收到的信號y2[n+1]作為X2[n+2]發送(步驟S428)。
另一方面，目的地節點300在步驟S418中接收到從中繼節點2001發送的中繼信號X1[n+1](步驟S430)。該接收信號由式(15)表示。
r[n+1]＝G1[n+1]X1[n+1]+z[n+1] (15) 目的地節點300從接收信號檢測S[n](步驟S432)。
然後，目的地節點300在步驟S428中接收從中繼節點2002發送的中繼信號(步驟S434)。該接收信號由式(16)表示。
r[n+2]＝G2[n+2]X2[n+2]+z[n+2] (16) 目的地節點300從接收信號檢測s[n+1](步驟S436)。
如上所述，在時隙n、n+1中，從源節點100發送的信號中的在目的地節點300處的接收信號分別由式(15)、式(16)表示。
r[n+1]＝G1[n+1]X1[n+1]+z[n+1](15) r[n+2]＝G2[n+2]X2[n+2]+z[n+2](16) 其中，z表示在目的地節點300的接收放大器所附加的噪聲成分。在目的地節點300中，根據式(15)和式(16)檢測信號s[n]、s[n+1]。
如上所述，通過使中繼節點2001具有去除(降低)來自中繼節點2002的信號幹擾的功能、和施加給中繼節點2002的幹擾的施加幹擾去除功能，可以同時進行中繼節點2001的接收和中繼節點2002的發送。
並且，由於可以同時進行中繼節點2001的接收和中繼節點2002的發送，所以與中繼節點分時進行發送和接收的以往方法相比，可以增大通信容量。
本實施例的具有幹擾去除功能和施加幹擾抑制功能的中繼節點所具有的天線數量，優選儘量多。
例如，在把源節點100和不具有幹擾去除功能和施加幹擾抑制功能的中繼節點的天線數量設為M時，在具有幹擾去除功能和施加幹擾抑制功能的中繼節點實現幹擾去除功能和施加幹擾抑制功能的基礎上進行迫零(zero-forcing)式信號處理的情況下，天線數量需要在(M×不具有幹擾去除功能和施加幹擾抑制功能的中繼節點數量)以上。
下面，說明本發明的第2實施例的無線通信系統。
在本實施例的無線通信系統中，中繼節點200直接發送接收到的信號。並且，在本實施例的無線通信系統中，在一部分中繼節點進行接收處理的同時，剩餘的其他中繼節點進行發送處理。
在這種情況下，本實施例的目的地節點300去除在中繼節點之間產生的幹擾。
本實施例的無線通信系統的結構與參照圖2說明的無線通信系統的結構系統相同，所以省略其說明。
參照圖5說明本實施例的目的地節點300的結構。
本實施例的作為通過中繼節點接收從源節點發送的信號的通信節點的目的地節點300具有發送信號估計部302，其被輸入從中繼節點200發送的信號；估計信號保存部304，其被輸入發送信號估計部302的輸出信號；幹擾去除部306，其被輸入估計信號保存部304的輸出信號；源節點信號檢測部308，其被輸入來自幹擾去除部306的輸出信號；以及信道估計部310，其被輸入從中繼節點200發送的信號。信道估計部310的輸出信號被輸入發送信號估計部302、幹擾去除部306和源節點信號檢測部308。
發送信號估計部302使用前方信道估計來自中繼節點200的信號，並向估計信號保存部304輸入所估計的信號。
估計信號保存部304保存由發送信號估計部302估計的信號。
幹擾去除部306使用存儲在估計信號保存部304中的信號以及將中繼節點間信道和後方信道相乘後的信道信息，去除幹擾。例如，幹擾去除部306使用在前一時隙中保存在估計信號保存部304中的信號，去除當前時隙的幹擾。
源節點信號檢測部308檢測來自源節點100的信號。
信道估計部310估計將前方信道以及中繼節點間信道和後方信道相乘後的信道信息。例如，信道估計部310估計中繼節點間信道和中繼節點的信道相乘後的信道信息、以及與中繼節點之間的信道信息。
下面，參照圖6說明本實施例的無線通信系統的信號處理。
在本實施例中，中繼節點200調整接收到的信號的功率後，不進行幹擾去除和施加幹擾抑制等，而發送給目的地節點300。
在時隙n中，源節點100把發送信號s[n]發送給中繼節點2001(步驟S602)。與此同時，中繼節點2002向目的地節點300發送中繼信號X2[n](步驟S604)。
中繼節點2001接收發送信號s[n]和中繼信號X2[n](步驟S606)。此時，中繼節點2001的接收信號如式(17)所示。
y1[n]＝H1[n]s[n]+n1[n]+A[n]X2[n] (17) 中繼節點2001進行該接收信號的功率調整後，把發送信號X1[n+1]＝y1[n]發送給目的地節點300(步驟S608)。與此同時，源節點100把發送信號s[n+1]發送給中繼節點2002(步驟S610)。
另一方面，目的地節點300在步驟S604中，接收從中繼節點2002發送的中繼信號(步驟S612)。
該接收信號由式(18)表示。
r[n]＝G2[n]X2[n]+z[n] (18) 目的地節點300的發送信號估計部302由接收信號r[n]來檢測中繼信號X2[n]，並保存在估計信號保存部304中(步驟S613)。
然後，目的地節點300利用前一時隙中的接收信號，去除中繼節點間產生的幹擾(步驟S614)。例如，相對於式(18)，前一個時隙n中的接收信號由式(19)表示。
r[n-1]＝G1[n-1]X1[n-1]+z[n-1] (19) 此處，利用信道信息G1[n-1]，估計X1[n-1]。
利用該估計值，可以去除時隙n的接收信號中包含的產生於中繼節點間的幹擾。具體地講，從接收信號中去除幹擾信號成分X1[n-1]。
然後，檢測來自源節點100的發送信號s[n-1](步驟S616)。
另一方面，在步驟S608發送的中繼信號X1[n+1]在時刻n+1被目的地節點300接收到(步驟S618)。該接收信號由式(20)表示。
r[n+1]＝G1[n+1]X1[n+1]+z[n+1]＝G1[n+1](H1[n]s[n]+n1[n]+A[n]X2[n])+z[n+1] (20) 目的地節點300的發送信號估計部302從接收信號r[n+1]中檢測中繼信號X1[n+1]，保存在估計信號保存部304中(步驟S619)。
然後，目的地節點300使用前一時隙中的接收信號，去除中繼節點間產生的幹擾(步驟S620)。例如，相對於式(20)，前一個時隙n中的接收信號由式(21)表示。
r[n]＝G1[n]X2[n]+z[n] (21) 此處，利用信道信息G1[n]，估計X2[n]。例如在進行迫零式信號檢測的情況下，X2[n]的估計值可以由式(22)表示。
利用該估計值，可以去除時隙n+1的接收信號中包含的產生於中繼節點間的幹擾。具體地講，使用式(20)和式(22)，如下所述從接收信號中去除幹擾信號成分X2[n]。
根據式(23)，檢測來自源節點100的發送信號s[n](步驟S622)。nerr是X2[n]的真值與估計值之間的誤差。
中繼節點2002接收在步驟S610發送的s[n+1]和在步驟S608中發送的X1[n+1](步驟S624)。此時，中繼節點2002的接收信號如式(24)所示。
y2[n+1]＝H2[n+1]s[n+1]+n2[n+1]+A[n+1]X1[n+1] (24) 中繼節點2002在進行該接收信號的功率調整後，把發送信號X2[n+2]＝y2[n+1]發送給目的地節點300(步驟S626)。
並且，該發送信號X2[n+2]也被中繼節點2001接收到。
如上所述，通過在目的地節點300中去除產生於中繼節點間的幹擾，可以同時進行中繼節點2001的接收和中繼節點2002的發送。
並且，也可以同時進行中繼節點2001的發送和中繼節點2002的接收。
因此，與中繼節點200分時進行發送和接收的以往方法相比，可以增大通信容量。
在本實施例的無線通信系統中，與第1實施例不同，對天線數量N和M沒有限制。
下面，說明本發明的第3實施例的無線通信系統。
在本實施例的無線通信系統中，通過各個中繼節點進行信號檢測，來去除中繼節點間的幹擾。這樣，在中繼節點中可以發送去除幹擾後的信號，而不需要進行施加幹擾抑制等。並且，不需要在目的地節點300中去除中繼節點間的幹擾。
本實施例的無線通信系統的結構與參照圖2說明的無線通信系統的結構相同，所以省略其說明。
參照圖7說明本實施例的中繼節點200的結構。
本實施例的作為在源節點和目的地節點之間對信號進行中繼的通信節點的中繼節點200具有被輸入接收信號的幹擾去除部202；被輸入幹擾去除部202的輸出信號的信號檢測部210；被輸入信號檢測部210的輸出信號的加權乘法部206；以及被輸入接收信號的信道估計部208。信道估計部208的輸出信號被輸入給幹擾去除部202和信號檢測部210。
幹擾去除部202使用源節點100和中繼節點200之間的信道信息(後方信道)、和與其他中繼節點之間的信道信息(中繼節點間信道)，在接收來自源節點的信號時，去除來自其他節點的信號。並且，幹擾去除部202把去除幹擾後的接收信號輸入給信號檢測部210。
信號檢測部210使用去除幹擾後的信號進行信號判定，由此檢測從源節點100發送的信號。例如，信號檢測部210使用後方信道的信道信息檢測所期望的信號。
加權乘法部206對信號檢測部210的輸出乘以權重，以生成發送信號。
信道估計部208估計後方信道和中繼節點間信道的信道信息。
下面，參照圖8說明本實施例的無線通信系統的信號處理。
在上述第1和第2實施例中說明了非再生中繼，但在本實施例中說明再生中繼。
把各個中繼節點200的天線數量設為N(N＝2M)。
首先，源節點100發送導頻信號L1(步驟S802)。中繼節點2002發送導頻信號Z21(步驟S804)。
中繼節點2001的信道估計部210根據從源節點100和中繼節點2002發送的導頻信號L1和Z21，進行信道估計(步驟S806)。
然後，中繼節點2001發送導頻信號Z12(步驟S807)。另外，中繼節點2001也可以在步驟S806的信道估計之前發送該導頻信號Z12。
然後，源節點100發送導頻信號L2(步驟S808)。該導頻信號L2可以是與導頻信號L1相同的信號。
中繼節點2002的信道估計部210根據從源節點100和中繼節點2001發送的導頻信號L2和Z12，進行信道估計(步驟S809)。
然後，與第1實施例相同，在時隙n中，源節點100向中繼節點2001發送信號s[n](步驟S810)。與此同時，中繼節點2002向目的地節點300發送具有s[n-1]信息的信號X2[n](步驟S812)。
中繼節點2001接收從源節點100發送的信號s[n]。並且，中繼節點2001接收從中繼節點2002發送的信號X2[n](步驟S814)。因此，在時隙n中，被中繼節點2001接收的信號y1[n]為從源節點100發送的信號和從中繼節點2002發送的信號之和，由下式(25)表示。
y1[n]＝H1[n]s[n]+n1[n]+A[n]X2[n] (25) 其中，n1[n]表示在中繼節點2001的接收放大器中附加的白噪聲成分。
然後，在中繼節點2001的幹擾去除部202中，使用後方信道和中繼節點間信道，去除來自其他節點的信號。幹擾去除部202把去除幹擾後的中繼接收信號輸入給信號檢測部210(步驟S816)。
然後，在信號檢測部210中，通過使用去除幹擾後的信號進行信號判定，檢測從源節點100發送的信號s[n](步驟S818)。
然後，在加權乘法部206中，為了生成發送信號，對信號檢測部210的輸出乘以權重，進行信號X1[n+1]的生成。並且，向目的地節點300發送所生成的中繼信號(步驟S820)。與此同時，源節點100向中繼節點2002發送s[n+1](步驟S822)。
具體地講，時隙n中來自中繼節點2002的發送信號X2[n]可以由式(26)表示。
w2[n]是中繼節點2002的發送權重。另外，式(27)是s[n-1]的判定值。
中繼節點2001和2002的發送權重w1和w2可以由式(28)定義。
i＝0，1，2... (28) 通過使用式(26)將式(25)變形，中繼節點2001的接收信號可以由式(29)表示。
這樣，通過對式(26)使用逐次型幹擾去除法等，可以檢測出s[n]。然後，在中繼節點2001中，對所檢測出的s[n]乘以權重矩陣w1[n]，生成發送信號X1[n+1]。其結果，可以得到式(30)。
另一方面，目的地節點300接收在步驟S812由中繼節點2002發送的具有s[n-1]信息的信號X2[n](步驟S824)。該接收信號由式(31)表示。
r[n]＝G2[n]X2[n]+z[n] (31) 目的地節點300由接收信號檢測S[n-1](步驟S826)。
另一方面，中繼節點2002接收從源節點100發送的信號s[n+1]。此外，中繼節點2002接收從中繼節點2001發送的信號X1[n+1](步驟S828)。因此，在時隙n+1中，被中繼節點2002接收的信號y2[n+1]為從源節點100發送的信號和從中繼節點2001發送的信號之和，由下式(32)表示。
y2[n+1]＝H2[n+1]s[n+1]+n2[n+1]+A[n+1]X1[n+1] (32) 其中，n2[n+1]表示在中繼節點2002的接收放大器中附加的白噪聲成分。
然後，在中繼節點2002的幹擾去除部202中，使用後方信道和中繼節點間信道，去除來自其他節點的信號。另外，幹擾去除部202把去除幹擾後的中繼接收信號輸入給信號檢測部210(步驟S830)。
然後，在信號檢測部210中，通過使用去除幹擾後的信號進行信號判定，從而檢測從源節點100發送的信號s[n+1](步驟S832)。
然後，在加權乘法部206中，為了生成發送信號，對信號檢測部210的輸出乘以權重，從而生成信號X2[n+2]。並且，向目的地節點300發送所生成的中繼信號(步驟S834)。與此同時，源節點100向中繼節點2002發送s[n+2]。
另一方面，目的地節點300接收從中繼節點2001發送的中繼信號X1[n+1](步驟S836)。該接收信號由式(33)表示。
r[n+1]＝G1[n+1]X1[n+1]+z[n+1] (33) 目的地節點300從接收信號中檢測S[n](步驟S838)。
然後，目的地節點300接收從中繼節點2002發送的中繼信號(步驟S840)。以後，進行相同的處理。
在本實施例中，優選具有幹擾去除功能的中繼節點的天線數量儘量多。作為一例，在把源節點和目的地節點的天線數量設為M時，在中繼節點實現幹擾去除功能的基礎上使用迫零式信號處理的情況下，天線數量需要是源節點的2倍以上。
下面，說明本發明的第4實施例的無線通信系統。
在本實施例的無線通信系統中，中繼節點被劃分為兩個中繼組1、2，各個組具有兩個以上的中繼節點。各個中繼節點將所接收的信號直接發送或進行放大後發送。此外，在本實施例的無線通信系統中，在一方的中繼組進行接收處理的同時，另一方的中繼組進行發送處理。
在說明本實施例的無線通信系統時，定義以下參數。
[n]賦予各個變量的時間變量，表示第n個時隙。
s來自發送節點的發送信號向量 r接收信號向量 K在中繼組1中可以使用的中繼節點數量 L在中繼組2中可以使用的中繼節點數量 Hij源節點和第i中繼組的第j中繼節點之間的信道(後方信道)，1≤i≤2，i＝1時1≤j≤K，i＝2時1≤j≤L Gij目的地節點和第i中繼組的第j中繼節點之間的信道(前方信道)，1≤i≤2，i＝1時1≤j≤K，i＝2時1≤j≤L Aij中繼組1的第i中繼節點和中繼組2的第j中繼節點之間的信道矩陣 nij第i中繼組的第j中繼節點的噪聲成分 z目的地節點的噪聲成分 σr2中繼節點的噪聲功率(所有中繼節點相同) σd2目的地節點的噪聲功率 P發送功率 E(·)變量的集合平均值 參照圖9說明本實施例的無線通信系統。
本實施例的無線通信系統具有多個通信節點，該多個通信節點被分類為源節點(發送節點)100、中繼節點和目的地節點(接收節點)300。此外，從源節點100發送的發送信號經由一個或多個中繼節點而傳送到目的地節點300。
本實施例的無線通信系統具有源節點100、包括多個中繼節點(兩個以上)的中繼組1、包括多個中繼節點(兩個以上)的中繼組2和目的地節點300。
在本實施例中，作為一例，說明把中繼組1和2的中繼節點數量設為2、把源節點的天線數量設為M、把中繼節點的天線數量設為N、把目的地節點的天線數量設為2×N時的情況，但各個中繼組的中繼節點數量K、L也可以是兩個以上。
該情況時，目的地節點300的天線數量需要是MAX(K、L)×N。其中，MAX(K、L)是返回K、L中較大一方的值的函數。兩個中繼組的中繼節點數量也可以不同。
如圖9所示，在時隙n(Time slot n)中，在屬於中繼組1的中繼節點11、12接收從源節點100發送的信號的同時，屬於中繼組2的中繼節點21、22向目的地節點300發送信號。
然後，在時隙n+1(Time slot n+1)中，在屬於中繼組1的中繼節點11、12向目的地節點300發送信號的同時，屬於中繼組2的中繼節點21、22接收從源節點100發送的信號。
即，在各個時隙中，屬於一方中繼組的多個中繼節點中的至少兩個以上的中繼節點接收來自源節點100的發送信號，屬於另一方中繼組的至少兩個以上的中繼節點在同一時隙中向目的地節點300發送信號。
在時隙n中，屬於中繼組1的中繼節點11、12受到作為幹擾信號成分而從屬於中繼組2的中繼節點21、22發送的信號的影響。
此外，在時隙n+1中，屬於中繼組2的中繼節點21、22受到作為幹擾信號成分而從屬於中繼組1的中繼節點11、12發送的信號的影響。
本實施例的目的地節點300的結構與參照圖5說明的目的地節點相同，具有發送信號估計部302，其被輸入從屬於中繼組1的中繼節點(11、12)、或從屬於中繼組2的中繼節點(21、22)發送的信號；估計信號保存部304，其被輸入發送信號估計部302的輸出信號；幹擾去除部306，其被輸入估計信號保存部304的輸出信號；源節點信號檢測部308，其被輸入來自幹擾去除部306的輸出信號；以及信道估計部310，其被輸入從中繼節點發送的信號。信道估計部310的輸出信號被輸入給發送信號估計部302、幹擾去除部306和源節點信號檢測部308。
發送信號估計部302使用目的地節點300和各個中繼節點之間的前方信道來估計來自各個中繼節點(11、12、21、22)的發送信號，把所估計的發送信號輸入給估計信號保存部304。
估計信號保存部304保存由發送信號估計部302估計的信號。
幹擾去除部306利用按照每個中繼節點存儲在估計信號保存部304中的信號，以及各個中繼節點和另一方中繼組的各個中繼節點之間的信道與該中繼節點和目的地節點之間的信道之積，從接收信號中減去存儲在各個中繼節點的估計信號保存部304中的信號乘以複合信道後的信號之和(估計值)，從而實現幹擾去除。
源節點信號檢測部308使用通過幹擾去除部306從接收信號中去除了幹擾後的信號，檢測來自源節點100的信號。
信道估計部310估計各個中繼節點的前方信道、各個中繼節點和另一方中繼組的各個中繼節點之間的信道、另一方中繼組的各個中繼節點與目的地節點之間的信道之積。例如，作為關於中繼節點11的複合信道信息的估計，估計中繼節點11和中繼節點21之間的信道、中繼節點21和目的地節點之間的前方信道之積，以及中繼節點11和中繼節點22之間的信道與中繼節點22和目的地節點之間的前方信道之積。
下面，參照圖10說明本實施例的無線通信系統的信號處理。
在本實施例中，中繼節點11、12、21、22在調整接收到的信號的功率之後，發送給目的地節點。
在時隙n中，源節點把發送信號s[n]發送給屬於中繼組1的中繼節點11、12。與此同時，屬於中繼組2的中繼節點21、22向目的地節點發送中繼信號X21[n]、X22[n]。
此時，屬於中繼組1的中繼節點11、12均接收到發送信號s[n]和來自中繼組2的中繼信號X21[n]、X22[n]。此時，中繼節點11的接收信號如式(34)所示。
此外，中繼節點12的接收信號如式(35)所示。
以下，中繼節點11和12進行相同的操作，所以下面只敘述中繼節點11的處理過程。
中繼節點11為了調整功率，對接收信號乘以E11[n+1]後，在時隙n+1中發送給目的地節點300。此時，發送信號為X11[n+1]＝E11[n+1]y11[n]。與此同時，源節點100在時隙n+1中把發送信號s[n+1]發送給中繼節點21、22。
另一方面，目的地節點在時隙n、n+1、n+2中的接收信號由下式(36)、式(37)、式(38)表示。
然後，目的地節點的發送信號估計部302根據接收信號r[n]估計中繼信號X21[n]、X22[n]，保存在估計信號保存部304中。作為一例，中繼信號X21[n]、X22[n]的估計如式(39)所示，可以利用中繼組2的前方信道的Moore-Penrose逆矩陣來進行估計。
然後，目的地節點300利用前一時隙中來自中繼節點的接收信號，去除產生於中繼節點之間的幹擾。例如，相對於式(37)，使用從式(39)估計出的X21[n]、X22[n]，可以去除時隙n+1的接收信號中包含的產生於中繼節點之間的幹擾。
具體地講，按照下面所示，從接收信號中去除幹擾信號成分X21[n]、X22[n]。
通過進行式(40)所示的處理，可以去除與X21[n]、X22[n]相關的信號成分，因此去除了幹擾。然後，使用去除幹擾後的信號，檢測來自源節點100的發送信號s[n]。
下面，說明本發明的第5實施例的無線通信系統。
在本實施例的無線通信系統中，中繼節點被劃分為兩個中繼組1、2，各個組具有兩個以上的中繼節點。各個中繼節點將所接收的信號直接發送或放大後發送。此外，在本實施例的無線通信系統中，在一方的中繼組進行接收處理的同時，另一方的中繼組進行發送處理。
在說明本實施例的無線通信系統時，定義以下參數。
[n]賦予各個變量的時間變量，表示第n個時隙。
s來自發送節點的發送信號向量 r接收信號向量 K在中繼組1中可以使用的中繼節點數量 L在中繼組2中可以使用的中繼節點數量 Hij源節點和第i中繼組的第j中繼節點之間的信道(後方信道)，1≤i≤2，i＝1時1≤j≤K，i＝2時1≤j≤L Gij目的地節點和第i中繼組的第j中繼節點之間的信道(前方信道)，1≤i≤2，i＝1時1≤j≤K，i＝2時1≤j≤L Aij中繼組1的第i中繼節點和中繼組2的第j中繼節點之間的信道矩陣 nij第i中繼組的第j中繼節點的噪聲成分 z目的地節點的噪聲成分 σr2中繼節點的噪聲功率(所有中繼節點相同) σd2目的地節點的噪聲功率 P發送功率 E(·)變量的集合平均值 參照圖9說明本實施例的無線通信系統。
本實施例的無線通信系統具有多個通信節點，該多個通信節點被分類為源節點(發送節點)100、中繼節點和目的地節點(接收節點)300。此外，從源節點100發送的發送信號經由一個或多個中繼節點傳送到目的地節點300。
本實施例的無線通信系統具有源節點100、包括多個中繼節點(兩個以上)的中繼組1、包括多個中繼節點(兩個以上)的中繼組2、和目的地節點300。
在本實施例中，作為一例，說明把中繼組1和2的中繼節點數量設為2、把源節點100和目的地節點300的天線數量設為M、把中繼節點的天線數量設為N時的情況，但各個中繼組的中繼節點數量K、L也可以是兩個以上。
如圖9所示，在時隙n(Time slot n)中，在屬於中繼組1的中繼節點11、12接收從源節點100發送的信號的同時，屬於中繼組2的中繼節點21、22向目的地節點300發送信號。
然後，在時隙n+1(Time slot n+1)中，在屬於中繼組1的中繼節點11、12向目的地節點300發送信號的同時，屬於中繼組2的中繼節點21、22接收從源節點100發送的信號。
即，在各個時隙中，屬於一方中繼組的多個中繼節點中的至少兩個以上的中繼節點接收來自源節點100的發送信號，屬於另一方中繼組的至少兩個以上的中繼節點在同一時隙中向目的地節點300發送信號。
在時隙n中，屬於中繼組1的中繼節點11、12受到作為幹擾信號成分而從屬於中繼組2的中繼節點21、22發送的信號的影響。
此外，在時隙n+1中，屬於中繼組2的中繼節點21、22受到作為幹擾信號成分而從屬於中繼組1的中繼節點11、12發送的信號的影響。
圖11表示本實施例的目的地節點的結構。該目的地節點具有信道估計部318，其被輸入從中繼節點發送的信號；源節點信號檢測部312，其被輸入信道估計部318的輸出和從中繼節點發送的信號；估計信號保存部314，其被輸入源節點信號檢測部312的輸出信號；以及幹擾去除部316，其被輸入估計信號保存部314的輸出和信道估計部318的輸出。幹擾去除部316的輸出信號被輸入給源節點信號檢測部312。
源節點信號檢測部312使用利用各個中繼節點的前方信道從各個中繼節點(11、12、21、22)發送的信號，檢測從源節點100發送的信號，把檢測到的信號輸入給估計信號保存部314。
估計信號保存部314保存由源節點信號檢測部312估計的信號。
幹擾去除部316使用由源節點信號檢測部312估計的估計源節點發送信號、以及將中繼節點間信道和前方信道相乘後的信道信息，估計作為幹擾的信號，輸入到源節點信號檢測部312。幹擾去除部316從接收信號中除去作為幹擾的所有中繼信號之和(估計值)，從而實現幹擾去除。
源節點信號檢測部312使用去除幹擾後的信號，檢測來自源節點的信號。
信道估計部318估計中繼組1具有的所有中繼節點和中繼組2具有的各個中繼節點之間的信道、和與中繼組2具有的各個中繼節點之間的信道之積，以及源節點100和中繼組2具有的所有中繼節點之間的信道、中繼組2具有的所有中繼節點和中繼組1具有的各個中繼節點之間的信道、和與中繼組1具有的各個中繼節點之間的信道之積，以及源節點100和各個中繼節點之間的信道、和與各個中繼節點之間的信道之積，以及源節點100和各個中繼節點之間的信道、與各個中繼節點和目的地節點之間的信道之積。
例如，作為關於中繼節點11的信道信息的估計，估計中繼節點11和中繼節點21之間的信道與中繼節點11和中繼節點22之間的信道之和與中繼節點11和目的地節點之間的前方信道之積，以及中繼節點11和源節點之間的信道與中繼節點11和目的地節點之間的前方信道之積。
下面，參照圖12說明本實施例的無線通信系統的信號處理。
在本實施例中，中繼節點11、12、21、22在調整接收到的信號的功率後，發送給目的地節點300。
在時隙n中，源節點100把發送信號s[n]發送給屬於中繼組1的中繼節點11、12。與此同時，屬於中繼組2的中繼節點21、22向目的地節點300發送中繼信號X21[n]、X22[n]。
此時，屬於中繼組1的中繼節點11、12均接收到發送信號s[n]和來自中繼組2的中繼信號X21[n]、X22[n]。此時，中繼節點11的接收信號如式(41)所示。
此外，中繼節點12的接收信號如式(42)所示。
以下，中繼節點11和12進行相同的操作，所以下面只敘述中繼節點11的處理過程。
中繼節點11為了調整功率，對接收信號乘以E11[n+1]後，在時隙n+1中發送給目的地節點。此時，發送信號為X11[n+1]＝E11[n+1]y11[n]。與此同時，源節點100在時隙n+1中把發送信號s[n+1]發送給中繼節點21、22。
另一方面，目的地節點300在時隙n、n+1、n+2中的接收信號由下式(43)、式(44)、式(45)表示。
然後，目的地節點300利用所保存的前一時隙的估計源節點發送信號，去除產生於中繼節點之間的幹擾。
例如，對式(44)，使用根據式(43)估計的s[n-1]，可以去除在時隙n+1的接收信號中包含的產生於中繼節點之間的幹擾。具體地講，按照下面所示，從接收信號中去除幹擾信號成分。
通過進行式(46)所示的處理，去除了幹擾信號成分。然後，檢測來自源節點的發送信號s[n]。該結果可以在檢測信號s[n+1]時使用。
下面，說明本發明的第6實施例的無線通信系統。
在本實施例的無線通信系統中，中繼節點被劃分為兩個中繼組1、2，各個組具有兩個以上的中繼節點。各個中繼節點將接收到的信號直接發送或放大後發送。並且，在本實施例的無線通信系統中，在一方的中繼組進行接收處理的同時，另一方的中繼組進行發送處理。
在說明本實施例的無線通信系統時，定義以下參數。
[n]賦予各個變量的時間變量，表示第n個時隙。
s來自發送節點的發送信號向量 r接收信號向量 K在中繼組1中可以使用的中繼節點數量 L在中繼組2中可以使用的中繼節點數量 Hij源節點和第i中繼組的第j中繼節點之間的信道(後方信道)，1≤i≤2，i＝1時1≤j≤K，i＝2時1≤j≤L Gij目的地節點和第i中繼組的第j中繼節點之間的信道(前方信道)，1≤i≤2，i＝1時1≤j≤K，i＝2時1≤j≤L Aij中繼組1的第i中繼節點和中繼組2的第j中繼節點之間的信道矩陣 nij第i中繼組的第j中繼節點的噪聲成分 z目的地節點的噪聲成分 σr2中繼節點的噪聲功率(所有中繼節點相同) σd2目的地節點的噪聲功率 P發送功率 E(·)變量的集合平均值 參照圖9說明本實施例的無線通信系統。
本實施例的無線通信系統具有多個通信節點，該多個通信節點被分類為源節點(發送節點)100、中繼節點和目的地節點(接收節點)300。此外，從源節點100發送的發送信號經由一個或多個中繼節點傳送到目的地節點300。
本實施例的無線通信系統具有源節點100、包括多個中繼節點(兩個以上)的中繼組1、包括多個中繼節點(兩個以上)的中繼組2和目的地節點300。
在本實施例中，作為一例，說明把中繼組1和2的中繼節點數量設為2、把源節點100和目的地節點300的天線數量設為M、把中繼節點的天線數量設為N時的情況，其中，N為M的2倍以上，但各個中繼組的中繼節點數量K、L也可以是2以上。
如圖9所示，在時隙n(Time slot n)中，在屬於中繼組1的中繼節點11、12接收從源節點100發送的信號的同時，屬於中繼組2的中繼節點21、22向目的地節點300發送信號。
然後，在時隙n+1(Time slot n+1)中，在屬於中繼組1的中繼節點11、12向目的地節點300發送信號的同時，屬於中繼組2的中繼節點21、22接收從源節點100發送的信號。
即，在各個時隙中，屬於一方中繼組的多個中繼節點中的至少兩個以上的中繼節點接收來自源節點100的發送信號，屬於另一方中繼組的至少兩個以上的中繼節點在同一時隙中向目的地節點300發送信號。
在時隙n中，屬於中繼組1的中繼節點11、12到受作為幹擾信號成分而從屬於中繼組2的中繼節點21、22發送的信號的影響。
並且，在時隙n+1中，屬於中繼組2的中繼節點21、22受到作為幹擾信號成分而從屬於中繼組1的中繼節點11、12發送的信號的影響。
圖13表示本發明的中繼節點的結構。中繼節點由以下部分構成信道估計部218，其估計源節點100和中繼節點之間的信道、中繼組的不同中繼節點之間的信道；幹擾去除部210，其使用所估計的信道，對來自源節點100的信號進行幹擾去除；源節點信號檢測部(源信號檢測部)212，其被輸入幹擾去除部210的輸出信號，並檢測源節點信號；發送功率控制部214，其被輸入源節點信號檢測部212的輸出信號；以及權重計算部216，其被輸入信道估計部218的輸出信號。權重計算部216的輸出信號被輸入到幹擾去除部、源節點信號檢測部212和發送功率控制部214。
作為一例，說明多個中繼節點被劃分為具有兩個以上中繼節點的中繼組1、和具有兩個以上中繼節點的中繼組2的情況。該情況時，中繼節點屬於中繼組1或中繼組2。
信道估計部218在本中繼節點屬於中繼組1的情況下，估計與源節點之間的信道信息、和與中繼組2具有的所有中繼節點之間的信道信息，在本中繼節點屬於中繼組1的情況下，估計與源節點之間的信道信息、和與中繼組1具有的所有中繼節點之間的信道信息。
幹擾去除部210根據通過信道估計部218估計的信道信息，去除來自其他中繼節點的幹擾信號。
源節點信號檢測部212根據已去除幹擾信號後的信號，檢測從源節點發送的信號。
下面，參照圖14說明本實施例的無線通信系統的信號處理。
在本實施例中，中繼節點11、12、21、22從接收到的信號中，將源節點發送信號復原，把復原後的信號發送給目的地節點。
在時隙n中，源節點100把發送信號s[n]發送給中繼節點11、12。與此同時，中繼節點21、22向目的地節點300發送功率調整後的中繼信號X21[n]、X22[n]。此處，按照式(47)、式(48)所示，中繼節點進行發送。
X21[n]＝E21[n](s[n-1]，s[n-1])H(47) X22[n]＝E22[n](s[n-1]，s[n-1])H(48) 即，對於在中繼節點中保存的前一個時隙的估計源節點發送信號s[n-1]，天線數量N為源節點100具有的天線數量M的2倍以上的中繼節點複製以天線數量M發送的估計源節點發送信號s[n-1]，使用天線數量N進行發送。
中繼節點11、12均接收到發送信號s[n]和中繼組2的中繼信號X21[n]、X22[n]。此時，中繼節點11的接收信號如式(49)所示。
中繼節點12的接收信號如式(50)所示。
以後，中繼節點11、12進行相同的操作，所以在本實施例中只敘述中繼節點11的處理過程。
中繼節點11在調整該接收信號的功率後，把發送信號X11[n+1]＝E11[n+1](s[n]，s[n])H發送給目的地節點300。與此同時，源節點100把發送信號s[n+1]發送給中繼節點21、22。
根據式(47)、式(48)，式(49)可以表示如下。
其中，B11表示N×M的信道矩陣，第i(1≤i≤M)列表示A12(N×N)的第i列和第i+M列之和。
然後，對B11[n]進行奇異值分解(SVD)，成為以下的形式。
通過對接收信號(51)乘以式(53)，可以消除幹擾成分。
另一方面，時隙n中的目的地節點300的接收信號由式(54)表示。
在目的地節點300中使用由式(54)表示的接收信號，檢測來自源節點100的發送信號s[n-1]。
本發明的通信節點、無線通信系統和數據中繼方法可以應用於無線通信系統。
權利要求
1.一種在無線通信系統中被用作目的地節點的通信節點，所述無線通信系統包括多個中繼節點、源節點以及目的地節點，利用相同的時隙由某個中繼節點從源節點接收信號，並且由其他中繼節點向目的地節點發送信號，其特徵在於，該通信節點具有去除在中繼節點之間產生的幹擾信號的幹擾去除單元。
2.根據權利要求1所述的通信節點，其特徵在於，該通信節點還具有
信道估計單元，其估計作為中繼節點間的信道和該通信節點與所述中繼節點之間的信道之積的信道信息，並且估計該通信節點與所述中繼節點之間的信道信息；
發送信號估計單元，其根據由所述信道估計單元估計的信道信息，估計發送信號；以及
存儲單元，其存儲由所述發送信號估計單元估計的發送信號，
其中，所述幹擾去除單元根據所述存儲單元中存儲的信號以及所述信道估計單元估計的信道信息來去除幹擾，從而檢測來自源節點的信號。
3.根據權利要求1所述的通信節點，其中該通信節點通過多個中繼節點接收從源節點發送的信號，這多個中繼節點被劃分為包含兩個以上中繼節點的第一中繼組和包含兩個以上中繼節點的第二中繼組，該通信節點還具有
信道估計單元，其估計該通信節點與第一中繼組中的中繼節點之間的信道信息、該通信節點與第二中繼組中的中繼節點之間的信道信息、源節點與各個中繼節點之間的信道乘以該通信節點與各個中繼節點之間的信道而得到的信道信息、第一中繼組中的各個中繼節點與第二中繼組中的各個中繼節點之間的信道乘以該通信節點與第二中繼組中的各個中繼節點之間的信道而得到的信道信息、以及第二中繼組中的各個中繼節點與第一中繼組中的各個中繼節點之間的信道乘以該通信節點與第一中繼組中的各個中繼節點之間的信道而得到的信道信息；
發送信號估計單元，其根據通過所述信道估計單元估計的信道信息，估計發送信號；以及
存儲單元，其存儲通過所述發送信號估計單元估計的發送信號，
其中，所述幹擾去除單元根據所述存儲單元中存儲的信號和所述信道估計單元估計的信道信息去除幹擾信號，從而檢測來自源節點的信號。
4.根據權利要求1所述的通信節點，其中該通信節點通過多個中繼節點接收從源節點發送的信號，這多個中繼節點被劃分為具有兩個以上中繼節點的第一中繼組、和具有兩個以上中繼節點的第二中繼組，該通信節點還具有
信道估計單元，其估計作為源節點與第一中繼組中的中繼節點之間的信道、第一中繼組中的中繼節點與第二中繼組中的各個中繼節點之間的信道、以及該通信節點與第二中繼組中的各個中繼節點之間的信道的乘積的信道信息，作為源節點與第二中繼組中的中繼節點之間的信道、第二中繼組中的中繼節點與第一中繼組中的各個中繼節點之間的信道、以及該通信節點與第一中繼組中的各個中繼節點之間的信道的乘積的信道信息，以及作為源節點與各個中繼節點之間的信道、以及該通信節點與各個中繼節點之間的信道的乘積的信道信息；
信號檢測單元，其根據通過所述信道估計單元估計的信道信息，檢測來自源節點的發送信號；
存儲單元，其存儲通過所述信號檢測單元檢測出的發送信號，
其中，所述幹擾去除單元根據所述存儲單元中存儲的信號和所述信道估計單元估計的信道信息來去除幹擾信號，從而檢測來自源節點的信號。
5.一種無線通信系統，所述無線通信系統包括多個中繼節點、源節點以及目的地節點，利用相同的時隙由某個中繼節點從源節點接收信號，並且由其他中繼節點向目的地節點發送信號，其特徵在於，所述目的地節點具有去除在中繼節點間產生的幹擾信號的幹擾去除單元。
6.一種無線通信系統中的數據中繼方法，所述無線通信系統包括多個中繼節點、源節點以及目的地節點，利用相同的時隙由某個中繼節點從源節點接收信號，並且由其他中繼節點向目的地節點發送信號，其特徵在於，該數據中繼方法包括以下步驟
信道估計步驟，估計作為中繼節點間的信道和所述目的地節點與所述中繼節點之間的信道之積的信道信息，並且估計所述目的地節點與所述中繼節點之間的信道信息；
發送信號估計步驟，根據通過所述信道估計步驟估計的信道信息，估計發送信號；
存儲步驟，存儲所述發送信號估計步驟中估計的發送信號；
幹擾去除步驟，根據所述存儲步驟中存儲的信號和所述信道估計步驟中估計的信道信息，去除幹擾信號；以及
信號檢測步驟，根據去除幹擾後的接收信號，檢測來自源節點的信號。
全文摘要
本發明提供一種通信節點、無線通信系統和數據中繼方法，本發明的目的是在使用MIMO方式的多跳方式或中繼方式中，可以改善通信容量。本發明的通信節點是一種在無線通信系統中被用作目的地節點的通信節點，所述無線通信系統包括多個中繼節點、源節點以及目的地節點，利用相同的時隙由某個中繼節點從源節點接收信號，並且由其他中繼節點向目的地節點發送信號，其特徵在於，該通信節點具有去除在中繼節點之間產生的幹擾信號的幹擾去除單元。由此，能夠實現上述目的。
文檔編號H04B1/10GK101714888SQ20091022460
公開日2010年5月26日 申請日期2006年12月1日 優先權日2005年12月2日
發明者時慧, 淺井孝浩, 吉野仁 申請人:株式會社Ntt都科摩