CN101128997A - 用于无线通信系统中的双向中继的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及中继无线电节点中和/或发送/接收无线电节点中适合用于中继通信系统中的方法及装置。中继节点与至少第一和第二发送/接收无线电节点进行双向通信，以及中继无线电节点至少接收至少承载第一数据的第一信号和至少承载第二数据的第二信号。中继节点通过联合非线性编码操作来至少生成(215)第一和第二信号的简化表示，其中具有比第一和第二数据减少的信息内容，以及至少向第一和第二通信节点传送(220)简化表示。第一和第二发送/接收节点可采用已存储先验信息通过非线性解码操作(225)从简化表示中提取数据。

Description

用于无线通信系统中的双向中继的方法及装置

技术领域

本发明涉及利用双向中继的无线通信系统。具体来说，根据本发明的方法及装置涉及形成和传送包含来自至少两个先前接收的数据分组的信息的复合数据分组的中继节点。

背景技术

无线/蜂窝通信网络和系统的发展的主要推动力是除了其它许多方面之外还提供增加的覆盖范围或更高数据速率的支持或者两者的组合。同时，构建和维护系统的成本方面极为重要，并且预计在将来变得更是如此。随着数据速率和/或通信距离增加，增加的电池消耗的问题是另一个关心的方面。

直到最近，无线网络的主要拓扑完全没有改变，其中包括现有的三代蜂窝网络。拓扑的特征在于具有作为网络中的(无线)传送和接收实体的固定无线电基站(BS)和移动台(MS)的蜂窝体系结构，其中，通信通常仅涉及这两个实体。

近来已经关注利用中继来增强系统的性能的其它类型的拓扑。在其最简单的形式中，中继系统可看作是设置在基站与移动台之间的中继站(RS)，它重复和放大两个方向上的传输。略微更高级的中继方案对它所接收的信号进行解调和解码，然后在转发给下一站之前对它重新编码和重新调制。例如，这增加基站的覆盖范围。更复杂的中继系统、例如如WO04107693中所述的采用协作中继的系统可针对吞吐量、功率效率和/或容量提供充分改进的性能。在协作中继中，多个并行操作的中继站通常参与两个端节点、例如基站和移动台之间的通信。

通过多跳或自组织网络来举例说明面向中继的通信系统的一种相关方法，其中，在无线情况下，通信通常涉及向一个或多个目标站转发信息的多个传送和接收实体。这类系统提供通信(中继)站之间显著减小的路径损耗的可能性，这可有益于端到端(ETE)用户。虽然在许多方面不同，但是，中继增强蜂窝系统和多跳系统共有在端到端用户之间的至少两跳中中继信息的概念。

在利用中继的节点之间的传统通信中，来自中继站的传输一般通过在正交资源、如相继时隙上向不同节点发送数据分组进行操作。用于通过中继站的通信的基本的先有技术方案可看作是四阶段协议，如图1a所示，其中，(1)至(4)表示不同的时刻。端节点v₁和v₂、如基站105和移动台110经由第三节点v₃即中继站115参与双向通信。在第一阶段(1)，基站105向中继站115传送信号S₁，在第二阶段(2)，中继站115向移动台110传送所接收信号S₁。按照相同的方式，中继站115在另一方向传送它在第三阶段从移动台110所接收并且在第四(4)阶段向基站105传送的信号S₂。四个阶段的顺序是示范性的，并且在某种程度上可互换。中继站115所执行的传输可能是简单放大和转发，或者可对该信号进行解码、重新调制和转发。前一种称作放大和转发或者非再生中继，而后一种则称作解码和转发或者再生中继。再生以及非再生中继分别是在例如传统多跳和中继器解决方案中众所周知的。WO04107693中提出了这两种方法的各个方面。不管传输是再生还是非再生的，传统的中继概念包括双向业务的至少四个独立传输。

US5596439中公开了对于需要四个阶段的传统中继协议的改进。这种方法利用传送站的先验已知信息来增强吞吐量。更准确地说，US5596439讲授双向三节点卫星通信网络中的先验已知的自行生成信息的模拟和线性干扰消除的方法。如图1b所示，该概念涉及两个节点通过中间中继站交换信息。第一节点v₁ 105传送第一信号S₁，并存储它自己传送的信号S₁(1)。第二节点v₂ 110传送并存储它的信号S₂(2)。已经接收两个信号的中间节点v₃、即中继节点115同时向第一和第二两个节点v₁和v₂传送信号S₁和S₂(3)。通过利用它们各自的先验已知信息、自己所传送信号，第一节点在解调之前消除S₁，以便提取S₂，以及第二节点在解调之前消除S₂，以便提取S₁。这样，第一节点可对S₂正确解码，以及第二节点可对S₁正确解码，与传统中继协议相比，具有减少的传输数量。如果来自第一和第二节点的第一传输是并发的，则中间节点v₃ 115可在中继信号之前接收来自两个节点的叠加信号。由于两个节点可接收叠加信号，所以它们可通过正确调节相位、延迟和幅度以用于消除来减去先验已知信号所引起的干扰。由此，提出仅具有两个阶段的协议。

与传统四步方案相比，上述文献中描述的方法及装置产生改进。但是，例如，先验信息在先有技术中没有以最佳方式利用，以及需要发射功率的其它增益和/或增加的吞吐量以满足增加的覆盖范围和数据速率的不断增长的需求。

发明内容

显然，需要一种适合于无线通信系统的改进双向中继方法。

本发明的目的是提供克服了先有技术的缺点的方法及装置。这通过如权利要求1所定义的中继节点中的方法、如权利要求17所定义的发送/接收节点中的方法、如权利要求45所定义的中继节点以及如权利要求50所定义的发送/接收节点来实现。

媒体的固有广播性质用于本发明中。根据本发明，信息在中继节点中经过非线性编码，以及信息在接收节点上相应地经过非线性解码。在非线性解码中，利用存储的先验已知信息。先验信息可能是“自己生成”信息，但是也可利用“接收和转发”以及“监听”信息。通过如同上述先有技术中那样的简单叠加的非线性编码/解码的有益效果在于发射功率或者等效的能量可减小。

根据本发明的方法适用于中继通信系统，其中，中继节点与至少第一和第二发送/接收无线电节点进行双向通信，并且包括以下步骤：

-第一发送/接收节点向中继节点传送具有关联第一数据的第一信号，第二发送/接收节点向中继节点传送具有关联第二数据的第二信号，以及第一节点和第二节点存储它们各自的传送信号、关联数据或者其表示，作为它们各自的先验已知信息的至少一部分；

-中继节点接收第一和第二信号；

-中继节点采用非线性编码操作来生成第一和第二信号的简化表示；

-中继节点向第一以及向第二无线电节点传送简化表示；

-第一和第二发送/接收节点采用其先验已知信息来执行简化表示的非线性解码操作，由此分别提取第二和第一信号，或者分别提取第二和第一数据。

在本发明的一个实施例中，对两个数字数据序列执行非线性编码和解码(异或运算)，以及从两个数字数据序列中产生的非线性编码序列在被传送时采用前向纠错码来编码。这允许低复杂度编码和解码、因而具有低成本，同时提供减小的功率或者等效的能量使用的益处。

在本发明的另一个实施例中，对两个复合基带信号执行非线性编码和解码。这主要允许减小的功率或等效的能量使用，而且还允许调节基带信号的传送持续时间以便相互匹配方面的更大灵活性。

由于本发明方法和装置，发射功率或者能量可在中继节点中接近最佳地利用，因而影响接收节点上的所接收信号的信噪比(SNR)。这种增益可被利用，因为系统的总吞吐量可增加，或者所使用功率可减小。

本发明的一个优点在于，可有效地利用直接从端节点(通过接收模式的另一个端节点)接收的能量。具体来说，这个信号可与中继信号共同用于增强通信性能、如吞吐量和功率/能量效率。

本发明的另一个优点在于，该方法及装置可用于采用各种各样传输技术的系统中，包括但不限于正交频分复用(OFDM)、多输入多输出(MIMO)、码分多址(CDMA)、空分复用访问(SDMA)、协作中继和自适应波束成形。

在从属权利要求中定义了本发明的实施例。通过以下结合附图和权利要求来考虑对本发明的详细说明，本发明的其它目的、优点和新颖特征将变得明显。

附图说明

现在参照附图详细地描述本发明，附图中：

图1a是按照中继信号的先有技术方法的无线通信系统中的传送序列的示意图解，以及图1b示意说明把存储的先验信息用于干扰消除的先有技术传送方案；

图2是根据本发明的方法的流程图；

图3是根据本发明的通信系统中的传送序列的示意图解；

图4是根据本发明的一个实施例的多跳系统中的传送序列的示意图解；

图5a-e是根据本发明的不同实施例的操作序列的示意图解；

图6a-c是根据本发明的不同实施例的编码原理的示意图解；

图7是根据本发明的一个实施例、采用组合的传送序列的示意图解；

图8是根据本发明的一个实施例、采用组合的操作序列的示意图解；

图9a-b是根据本发明的端无线电节点的两个实施例的示意图解；

图10a-b是根据本发明的中继无线电节点的两个实施例的示意图解。

具体实施方式

如参照图1所述的传统4阶段方法可通过在双向中继系统中的接收节点中把先验已知信息用于干扰消除来增强。但是，在媒体属于广播类型的系统中，如同在典型的无线蜂窝或无线多跳网络中那样，信道的广播特性未被所提出的方法及装置最佳地利用。具体来说：

-发射功率或者能量没有在中继节点中最佳地利用，因而影响接收站上干扰消除之后的所接收信号的信噪比(SNR)；

-直接从端节点站(通过接收模式的另一个端节点)接收的能量未被最佳利用。具体来说，这个信号没有与中继信号一起被最佳地利用；以及

-先前提出的方法所需的接收机是复杂的。

本发明提供具有类似广播的特性的信道中更大能量容量的有效通信。一个实例是用于两个节点之间通过一个中继节点的双向通信。两个节点可以是利用固定中继站的两个端节点，例如蜂窝系统中的基站和移动台。或者，两个节点可以是多跳网络中的传送链中的相继节点。在这种情况中，所涉及的所有节点可能是随时间变化的移动台和传送链。为简洁起见，以及表示非限制性实例，主要参照蜂窝系统来描述根据本发明的方法及装置，但是，本发明同样极适合于在其中可能发生双向中继的所有系统，例如在多跳网络中或者通过(回程)微波链路的级联的多跳。术语“中继通信系统”在下文中表示要包含利用任何形式的中继的所有系统，例如多跳、自组织网络、网状网、协作中继等。

术语“节点”或“无线电节点”应当广义地解释；具有无线电通信的能力并且符合无线通信系统中使用的标准的任何装置可看作是节点。无线电节点通常能够发送以及接收数据分组，它将分别称作发送或接收操作，或者表示发送/接收操作中的节点的发送/接收节点。节点包括但不限于：无线电基站、中继站、移动台、配备无线通信部件的膝上型计算机和PDA、配备无线通信部件的车辆和机器。以下使用的术语“中继节点”表示中继操作中的节点。它可能是专用中继节点，也可能是中继操作模式中的发送/接收节点。

在利用本发明的装置及方法的通信系统中，两个节点v₁和v₂经由中继节点v₃参与通信。第一节点v₁向中继节点v₃传送包含至少第一数据的第一信号，以及第二节点v₂向中继节点v₃传送包含至少第二数据的第二信号。第一和第二节点存储它们各自的传送信号或者其包含的数据或信息内容或者表示，作为相应的先验信息。中继节点接收来自两个节点v₁和v₂的第一和第二信号。所接收信号可同时或者在不同时机接收。中继节点从所接收的至少两个信号形成简化表示，其中具有比原始信号减少的信息内容。在简化表示的形成中，采用非线性编码操作。非线性编码操作可作用于第一和第二信号、作用于信号中包含的第一和第二数据、作用于叠加的第一和第二信号的信号或者其组合。简化表示随后由中继节点v₃传送给节点v₁和v₂。非线性编码设计成确保接收简化表示的两个节点v₁和v₂可通过利用自己先前传送的信号或数据的先验已知信息对送往它自己的数据进行解码。接收节点中的解码过程采用对应的非线性解码程序。

非线性编码在本申请中通过函数f被定义为数学运算，函数f具有以下特性：两个序列s₁(n)和s₂(n)，其中n＝[1，N]以及N是符号数量，与标量a和b相乘满足

f(a·s₁(n)+b·s₂(n))≠a·f(s₁(n))+b·f(s₂(n))，n

当采用复合信号进行运算时，可独立处理实部和虚部。

应当注意，在通信系统中常用的其它类型的编码/解码、例如前向纠错(FEC)未被本发明的非线性编码/解码取代。相反，根据本发明的非线性编码可有利地与用于增加传输的吞吐量和可靠性的普通措施结合使用，例如编码、自适应调制、校验和、重传等。

最终结果是，与传统的四阶段协议相比，传送的次数可减少。与先有技术的干扰消除方法US5596439相比，例如给定相同和固定时间传送，根据本发明的方法允许峰值和平均发射功率对于中继站明显减小，中继站峰值发射功率减少大约6dB，以及平均发射功率减少3dB。

参照图2的流程图和图3的示意传送方案来描述根据本发明的方法的基本操作，其中，第一节点305(节点v₁)、如基站305经由中继节点(节点v₃)、中继站315参加与第二节点(节点v₂)、如移动台310的通信。应当注意，本发明方法可经由用作中继的一个或多个节点应用于任何两个通信节点之间。以下使用的术语“数据分组的传送”包括在传送时把现有技术用于通信，例如应用调制、前向纠错(FEC)和循环冗余校验(CRC)。数据分组的接收包括对应的现有通信方法，例如解调、FEC解码等。该方法包括以下步骤：

205：第一节点v₁经由中继节点v₃传送包含为第二节点v₂指定的第一数据D₁的第一信号S₁，以及第二节点v₂经由第三节点v₃传送包含为第一节点v₁指定的第二数据D₂的第二信号S₂。第一节点v₁和第二节点v₂存储它们各自的传送数据D₁和D₂、信号S₁和S₂或者其表示，作为它们各自的先验已知信息的至少一部分。传送可能是依次进行的或者并发的。

210：中继节点v₃接收信号S₁和S₂。或者，如果来自第一和第二节点的传送是并发的(并且不是正交的)，则可能接收两个信号S₁和S₂的叠加信号。如果采用再生中继，则数据D₁和D₂被提取，通常涉及FEC解码和解调操作。如果采用非再生中继，则中继节点v₃不从信号中提取数据，但是可能执行缩放以及可能还执行相位旋转操作。

215：中继节点v₃通过采用非线性编码操作来形成简化表示S_r。例如，如果采用非再生中继，则可对第一和第二信号或者叠加信号执行非线性编码操作。或者，非线性编码操作作为逐位操作对信号中包含的第一和第二数据D₁和D₂执行。简化表示在传送之前还可进一步处理、例如采用CRC和FEC进行修改并且配备首标。

220：中继节点v₃向第一节点v₁以及向第二节点v₂传送简化表示。

225：第一节点v₁采用它的包含D₁的表示的先验已知信息来执行简化表示的非线性解码操作，以便提取D₂。第二节点v₂采用它的包含D₂的表示的先验已知信息来执行简化表示的非线性解码操作，以便提取D₁。

根据令非线性编码操作在信号级或者在数据分组级进行操作是否为优选，非线性操作的实现将不同，在本发明的以下所述的实施例中举例说明。

根据上述步骤的本发明的基本操作适用于3阶段以及2阶段协议。

在3阶段情况中，信息由中继节点v₃以连续顺序从第一节点v₁和第二节点v₂接收。这在图3中采用实线箭头D₁和D₂表示。因此，参照图2所述的流程图可按照下列步骤来修改：

205：1第一节点v₁经由中继节点v₃传送包含为第二节点v₂指定的第一数据D₁的第一信号S₁。第一节点v₁存储传送数据D₁、信号S₁或者其表示，作为它的先验已知信息的至少一部分。

210：1中继节点v₃接收第一信号S₁，并存储信号、数据D₁或者其表示。

205：2第二节点v₂经由第三节点v₃传送包含为第一节点v₁指定的第二数据D₂的第二信号S₂。第二节点v₂存储传送数据D₂、信号S₂或者其表示，作为它的先验已知信息的至少一部分。

210：2中继节点v₃接收第二信号S₂，并存储信号或数据D₂或者其表示。

在由图3的虚线箭头所示的2阶段情况中，同时从第一节点v₁和第二节点v₂接收信息。这例如可通过频分复用或者通过使用相同信道来实现。在前一种情况中，中继节点在接收步骤210可易于分离接收，而在后一种情况中，分离更为复杂。本领域已知的一种方法是采用多用户检测。另一个备选方案是完全避免分离信号。如果没有执行分离，则步骤215的非线性编码操作必须设计成适合例如通过采用基于模数的运算(下面会详细描述适当的模运算)来处理两个信号的叠加。在任何情况中，第一节点v₁以及第二节点v₂利用已经发送的先验信息对从中继节点接收的信息进行解码。

先验已知信息优选地可包含在相应节点上生成的数据(D₁和D₂)、可描述为“自己生成”的信息。作为替代或组合，先验已知信息可包含“接收和转发信息”以及“监听信息”。前者是例如作为多跳链中的组成部分的节点已经接收以便进一步向数据的指定节点转发的那个数据。后者是指定给一个节点、但另一个节点能够接收并对其解码的数据。无论什么来源，根据本发明，先验已知信息由节点存储，供以后可能在对接收数据分组进行解码时使用。注意，例如在非再生中继中，采用另一种形式的先验已知信息、例如已调制和FEC编码基带信号，可能是实用的。

在本发明的一个备选实施例中，基站用作两个通信移动台之间的中继节点。

已经参照图2和图3在通常对应于蜂窝通信系统中的一种可能情况的三节点情况中描述了本发明。但是，本发明决不限于三节点或者两跳方案。相反，本发明同样在利用多个中继节点的多跳方案中正常工作。多跳系统中使用的本发明如图4示意说明。两个端节点、即节点v₁和节点v₂经由中间中继节点v₃、v₄和v₅参与双向业务。在具体步骤中来自两个节点的传送不一定是并发的。该方法的步骤包括：

405：节点v₁传送包含第一数据D₁ ⁽¹⁾的第一信号S₁ ⁽¹⁾，以及节点v₂传送包含第一数据D₂ ⁽¹⁾的第二信号S₂ ⁽¹⁾。

410：数据D₁ ⁽¹⁾和D₂ ⁽¹⁾或者包含数据D₁ ⁽¹⁾和D₂ ⁽¹⁾的信号S₁ ⁽¹⁾和S₂ ⁽¹⁾分别由节点v₃和v₅接收和存储(作为它们各自的先验信息)。

415：节点v₃和v₅分别转发D₁ ⁽¹⁾和D₂ ⁽¹⁾或者S₁ ⁽¹⁾和S₂ ⁽¹⁾。

420：节点v₄接收和存储数据D₁ ⁽¹⁾和D₂ ⁽²⁾或者包含数据D₁ ⁽¹⁾和D₂ ⁽¹⁾的信号S₁ ⁽¹⁾和S₂ ⁽¹⁾。

425：节点v₄通过对数据D₁ ⁽¹⁾和D₂ ⁽¹⁾或者对包含数据D₁ ⁽¹⁾和D₂ ⁽¹⁾的信号S₁ ⁽¹⁾和S₂ ⁽¹⁾进行的非线性编码操作来形成第一简化表示S_r1

430：节点v₄向节点v₃和v₅传送第一简化表示S_r1

435：节点v₃和v₅通过在非线性解码操作中使用它们各自的先验已知信息，从所接收的简化表示中提取D₂ ⁽¹⁾和D₁ ⁽¹⁾或者分别包含数据D₁ ⁽¹⁾和D₂ ⁽¹⁾的信号S₂和S₁。

440：可选地，节点v₃和v₅存储所提取D₂ ⁽¹⁾和D₁ ⁽¹⁾或者信号S₂和S₁，供进一步使用。

445：把数据分组D₂ ⁽¹⁾和D₁ ⁽¹⁾向它们各自的端节点v₁和v₂转发。或者，不经过解码就转发简化表示S_r1即非再生中继。

如果在双向业务情况中从端节点v₁和v₂发送更多数据分组，则本发明的原理可用来进一步增强通信。在这个实施例中，采用步骤450-470取代步骤445：

450：节点v₁传送包含另一个第一数据D₁ ⁽²⁾的另一个第一信号S₁ ⁽²⁾，以及节点v₂传送包含另一个第二数据D₂ ⁽²⁾的另一个第二信号S₂ ⁽²⁾，以及数据的表示由相应节点存储(作为它们各自的先验信息)。

455：信号被接收，以及信号S₁ ⁽²⁾和S₂ ⁽²⁾或者数据D₁ ⁽²⁾和D₂ ⁽²⁾分别由节点v₃和v₅存储。

460：节点v₃通过对数据D₁ ⁽²⁾和D₂ ⁽¹⁾或者对信号S₁ ⁽²⁾和S₂ ⁽¹⁾进行的非线性编码操作来形成第二简化表示S_r2。节点v₅通过对数据D₁ ⁽¹⁾和D₂ ⁽²⁾或者对信号S₁ ⁽¹⁾和S₂ ⁽²⁾进行的非线性编码操作来形成第三简化表示S_r3。

465：节点v₃向节点v₁和v₄传送第二简化表示S_r2。节点v₅向节点v₂和v₄传送第三简化表示S_r3。

470：节点v₁和v₂通过使用非线性解码操作以及它们各自的存储先验信息、数据D₁ ⁽²⁾和D₂ ⁽²⁾或者信号S₁ ⁽¹⁾和S₂ ⁽²⁾，分别从第二和第三简化表示S_r2和S_r3中提取D₂ ⁽¹⁾和D₁ ⁽¹⁾或者信号S₂ ⁽¹⁾和S₁ ⁽¹⁾。节点v₄在单独的传送中或者如新的简化表示中，利用第三和第二简化表示及其先验信息D₂ ⁽¹⁾和D₁ ⁽¹⁾在相应方向上转发D₁ ⁽²⁾和D₂ ⁽²⁾或者S₁ ⁽²⁾和S₂ ⁽²⁾。

如本领域的技术人员所理解的那样，上述方案可扩展到更大数量的中间节点以及更多的数据分组。例如，在图中，为了清楚起见，步骤415和450中的传送表示为并发的。与具有一个中继节点的前面所述的实施例相似，这些传送可能是连续的或者是并发的。在多跳情况中，特别是在涉及比以上所述更多的节点时，在数据分组或信号可如何组合为复合分组方面将出现各种备选方案。对于数据分组/信号的精确组合，所述多跳程序应当看作是非限制性实例。

相对于传统多跳方案，这种双向多跳方法的执行可使吞吐量增加多达二倍，而没有增加功率或能量开支。

如参照图2、图3和图4所述，中继节点中的非线性编码操作以及接收节点中的非线性解码操作可通过多种方式来执行，从而表示本发明的不同实施例。为了简洁起见，主要通过如参照图3所述的三节点情况来描述说明性实施例。但是，实施例一般不限于三节点或者两跳方案，而是同样在利用多个中继节点的多跳方案中正常工作。

可能影响执行非线性编码的方式的高级方面的实例包括但不限于以下方面：

从节点v₁和v₂的并发/连续接收(在中继台上)。

如上所述，信号可由中继节点v₃同时接收或者连续接收。连续接收易于分离以及分别编码。同时接收的信号可由多用户检测器来分离，并且在编码侧分开处理，或者同时接收的信号可联合编码。也可根据频域或时域中的复用进行区分。除了基于MUD的分离之外，任何正交编码序列是易于分离的。

非线性编码对FEC解码/未解码数据进行操作。

非线性编码可对不同格式的信号进行操作。例如，所接收信号可能经过解调和FEC(前向纠错)解码或者保持为(非解调和FEC)未解码。未解码信息通常是复合基带信号。为了得到预期形式的未解码信号，诸如缩放、相位旋转、离散或快速傅立叶变换等的线性处理可能需要对基带或RF信号执行。

非线性编码对硬或软位进行操作。

FEC解码器一般可提供硬或软位。如果从节点v₁和节点v₂接收的数据分组经过FEC解码，则非线性解码需要相应地调节。考虑软位的非线性编码一般比处理硬位更复杂。但是，如果硬位是错误的，则性能会受到不利影响。

非线性编码对符合需要的大小的子矢量进行操作。

复合符号或位的矢量从节点v₁和节点v₂接收。矢量可划分为一个或多个子矢量，可对子矢量执行非线性编码(以及以后进行解码)。极端情况是子矢量仅包含单个元素，即子矢量变成标量。

协作/传统中继的支持。

在传统中继中，单个中继台转发数据，并且没有利用其它信号路径。在协作中继中，与数据分组对应的信号可能不只是采用一个、而是采用多个路径。例如，节点v₂直接向节点v₁发送信号，但是信号也通过中继节点v₃转发，它实现接收端节点中的新的组合方式。另一种协作中继解决方案采用转发相同数据的多个中继台。可采用用于组合的各种编码方法以及用于组合的过程。术语“组合”在本申请中应当被赋予广义解释，并且要涵盖其中与一个信号路径关联的数据或信号用来增强另一个路径的数据/信号的所有过程。注意，诸如信号的编码等的格式对于不同路径可能不同。协作中继的目的是实现下列目标中的一个或多个；引入分集(提供健壮性以及更低信噪比的操作)，方向性(提供改进的信噪比)，或者空间复用增益(提供增加的频谱效率)。递增冗余度的方面可能是协作中继的一部分。

在数据分组的非线性编码之后/之前执行的FEC编码。

FEC编码优选地可对联合非线性编码数据、复合数据分组执行。或者，FEC编码可在非线性编码之前对各数据分组、例如对各个数据分组D₁和D₂单独执行。

提供针对上述状况的多个实现实例。应当注意，在伴随描述的附图中，通信链路示意表示为经由基带进行通信。实际上，信号在发射机上变换为射频，并且在接收机上重新变换为基带。另外，接收机和发射机也可执行常用的各种线性操作，例如放大、相位调节、快速傅立叶变换等。

再生中继(采用对编码的硬位输入)

在表示本发明的一个实施例的第一实现实例中，三个节点v₁、v₂和中继节点v₃涉及通信，如图5a示意说明。采用再生中继，其特征在于，中继节点v₃对它所接收的信号进行解码，并提取信号承载的数据分组。在图1的先有技术的中继情况中，该程序是把数据分组D₁从v₁传送到v₃再传送到v₂，然后把数据分组D₂从v₂传送到v₃再传送到v₁。根据本发明，如参照图2和图3所述，节点v₁向v₃传送第一数据分组D₁，以及v₂向v₃传送第二数据分组D₂。中继节点v₃则通过在将其同时传送给v₁以及v₂之前把两个数据分组联合编码为一个复合数据分组f(D₁,D₂)→D₃ ^(已编码)，来形成简化表示。根据实施例，编码是逐位运算，优选地为逐位异或，即D₃ ^(已编码)＝D₁D₂。这样，节点v₁可通过运算D₁D₃ ^(已编码)D₂对来自节点v₂的数据进行解码，类似地，节点v₂通过运算D₂D₃ ^(已编码)D₁对来自节点v₁的数据进行解码。因此，不是采用来自节点v₃的两个传送，而是仅采用一个传送，但采用与一个(最坏)传送相同的能量开支来传递相同数量的数据。

非线性编码、如异或可在不同级进行。或者它可通过复合数据分组的后续共同FEC编码在净荷数据级进行。这个备选方案的优点在于没有对接收节点(v₁和v₂)添加任何额外复杂度。或者，数据分组D₁和D₂首先经过FEC编码，然后再经过异或。这要求更复杂的接收机，因为非线性编码必须在FEC解码过程之前取消或者考虑FEC解码过程。

在图5a所示的实现中。数据分组D₁和D₂在分别从节点v₁和v₂传送之前经过FEC和调制505。中继节点v₃单独执行所接收信号的解调和解码(FEC解码)510，以便提取数据分组D₁和D₂。非线性编码操作包括逐位异或运算D₃ ^(已编码)＝D₁D₂ 515，以便形成复合数据分组、即简化表示。如果分组长度不同，则较短分组采用已知序列、如全零序列来填充。在传送之前，执行附加编码FEC和调制516。在接收到复合数据分组时，节点v₁和v₂执行解调和FEC解码524，随后采用存储的先有技术信息执行非线性解码操作525，以便分别提取D₂和D₁。

或者，如图5b所示，在非线性编码515之前，中继节点分别对数据分组D₂和D₁执行FEC编码514。然后调制复合数据分组517。在接收到复合数据分组时，节点v₁和v₂首先执行非线性解码操作525，之后再执行解调和FEC解码524，以便分别提取D₂和D₁。

用于编码的方法因其简单性而优选地基于异或逐位编码，但是也可采用具有预期可逆性、即可通过先验已知数据序列从复合分组中提取预期数据序列的其它码，例如擦除码、如里德-索罗蒙。如果选择具有K＝2(各数据字、即D₁和D₂被认为是系统字)的缩短RS码，其中具有N＝3个码字，则与两个字之间的非线性编码异或运算相同的操作例如是可能的。

可能的代码-帧格式的一个实例如图6a所示，在其中，来自两个节点的数据分组在中继节点中经过联合非线性编码。数据分组D₁ 605和D₂ 606由净荷部分615、616和首标610、611组成。通过非线性编码形成的复合数据分组624包含净荷部分640和编码首标635。如果数据分组D₁和D₂具有不同长度，则可能必要的或者优选的是对较短分组添加填充位，以便使它们的长度相等。或者，较短数据分组通过重复编码来扩展或者采用接近或等于较长分组的相同长度的数据分组的FEC编码形式来替换。这在图中采用添加到数据分组D₁的填充部分620来举例说明。该格式表示例如图5a-b中所示的逐位异或编码方法。注意，在这个实例中，可能以及优选的是采用对于复合分组624的共同CRC 645取代对于在中继节点上接收时看到的分组D₁和D₂的单独CRC。还可能优选的是包括由中继节点附加的额外首标630，表明中继非线性编码分组的特性。例如，复合首标表明是发送一个还是两个分组(如果分组D₁出错，则仅可发送正确的分组D₂)。在某些情况中，可能有用的是，如果只有一个被正确解码，则表明哪一个分组被转发，并且决定不采用另一个对任何错误分组进行编码。如果分组具有不相等长度，则可添加最短分组的长度以及哪一个为最短的指示。简言之，包含复合分组中的分组D₁和D₂的必要位置和/或长度，以便允许接收机提取预期分组。如果分组D₁和D₂之一有错误，则仍然可能优选的是对分组进行非线性编码。但是，由于同样的错误模式会在相应接收机上的异或解码之后产生，因此能够采取避免这种结果或者其影响的某些预防措施。例如，表明哪一个分组没有在中继节点上被正确接收。这没有解决错误重复问题，但是至少使接收机知道该问题。可采用根据中继台中的正确解码分组来附加FEC和奇偶校验的各种策略。

图6a说明一种可能的帧格式；可想到其它许多格式。例如，首标可能不用于电路交换通信中。来自分组D₁和D₂的首标可在中继节点中修改为单个联合首标，等等。

非再生中继(采用对编码的基带输入)

可能希望使中继节点中的信号处理为最小，例如，由于可能的延迟或者增加的复杂度，而不在中继节点中执行FEC解码。如果是这样，则本发明可实现为非再生中继，其中对基带信号进行非线性编码，如图5c-e示意说明。作为一个说明性实例，假定空中接口采用OFDM。但是，当延迟扩展不重要、即没有导致任何重大的符号间干扰时，还可能把图5c-e所示的过程用于基于单个载波的调制。在OFDM的情况中，中继台中的非线性编码按副载波符号进行操作。已非线性编码的信号被转换为通过空中接口的时域信号，以及在接收机上，操作同样对每个副载波符号执行。在图5c-e中，为了清楚起见，与信道特性和噪声成分相关的项在示意说明中被省略。本领域的技术人员非常清楚，所传送信号始终受到信道以及噪声影响，可采用已知的量度来说明这些因素。

在本发明的这个实施例中，非线性编码/解码操作基于在“脏纸编码”和“点阵解码器”中定义的模运算符以及基于以下数学事实，其中在处理复数时独立地对实部和虚部执行模运算：

((S₁+S₂)mod L-S₂)mod L＝(S₁)mod L它表明，信号S₁可叠加在信号S₂上，并且允许信号S₁的无干扰恢复，只要信号S₁没有超过量化级L，而叠加(非线性编码)信号的幅度、因而功率受到限制。接收机显然需要调整接收机上的复合增益以便消除S₂，即，适应中继与接收节点之间的复合信道增益。中继台上的所接收信号的缩放将确保S₁和S₂大致具有相同量值，并且还可能令相应的同相和正交相位轴对齐。

非线性编码可能面向标量或者面向矢量。对于矢量量化器的情况，对非线性编码的输入信号、即复矢量的维数越高，则一般取得越好的压缩性能。但是，与传统矢量量化相比，它不是对中继台传递的矢量指向的区域中心的索引，而是余数、即实际矢量与域中心之间的差异。

中继节点中的非线性编码之前的所接收信号的其它类型的预处理方案可与本发明的方法结合使用。

在图5c所示并参照图2的基本流程图的非再生实现中，数据分组D₁和D₂在分别从节点v₁和v₂的传送中经过FEC和调制505。在接收步骤210，中继节点v₃对所接收信号执行缩放(以及可能还执行相位旋转)操作511，S₁＝g(D₁)以及S₂＝g(D₂)。对所接收信号执行的非线性编码(S₁+S₂)mod L 515形成所接收信号的简化表示，S₃＝f(D₁,D₂)。在传送之前可执行附加缩放516。在接收到复合信号时，节点v₁和v₂分别执行非线性解码(S₃+n₁-S₁)mod L以及(S₃+n₂-S₂)mod L 525。在上述等式中，n₁和n₂是均等接收机和干扰噪声。解调和FEC解码526使得能够分别提取D₂和D₁。在上述实例中，已经假定节点在非线性编码/解码之前对入局信号应用均衡，以便解决复合信道衰减。一个备选方案是在非线性编码/解码操作中采用非均等信号S₁和S₂。在这种情况中，复合信道衰减的估算值必须引入编码/解码操作中。

可设想参照图5a-c所述的方案的各种组合。在图5d示意说明的另一个实施例中，中继节点v₃利用再生中继。分别来自节点v₁和v₂的信号S₁和S₂经过解调和FEC解码510，以便取回数据分组D₁和D₂。在这个实施例中，FEC编码和调制516在对信号S₁和S₂所执行的非线性编码操作515之前执行。

在图5e示意说明的情况中，两个同时接收的信号S₁和S₂当被接收时在相同信道中叠加。在缩放/相位旋转操作511之后，叠加信号经过非线性编码515。在传送之前可执行附加缩放516。分别在节点v₁和v₂中提取数据D₂和D₁的程序对应于参照图5c所述的程序。

适合于参照图5c-e所述的非线性编码操作的复合信号的可能格式在图6b-c中说明。在图6b中所示的格式中是采用模运算进行逐个符号或逐个样本(两者通常均为复值)非线性编码以形成复合信号625的信号S₁ 605和S₂ 606。

非线性编码信号的一种备选格式在图6c中示意说明。在这种情况中，信号矢量被分为子矢量集合。每个子矢量经过矢量量化。应当注意，对于矢量量化也可考虑全信号矢量，而不是多个子矢量。还应当注意，图6b中的标量情况可看作是图6c中的矢量情况的特例。对矢量进行操作允许具有不变通信质量的中继台的减小的发射功率/能量，或者允许以相同功率/能量投资实现增加的质量。

采用组合的中继

可能希望通过利用节点v₁与v₂之间的直接信号以及在中继节点v₃中形成的简化表示来增强接收。直接信号可看作并且称作未简化形式的信号或数据。设想至少两种方法。一种是采用一种形式的递增冗余度，另一种是采用一种形式的追逐组合。这提供分集增益，以及对于递增冗余度变体，还提供编码增益。在利用组合的本发明的实施例中，假定采用参照图5a-b所述的基于再生和逐位异或的系统。此外，虽然对于发送节点、对复合分组编码的中继台和执行组合操作的接收机的三节点情况来描述复合分组与直接信号之间的组合，但是，同样的原理可用于更多节点，例如，在三个以上节点组成用于双向业务的节点链时。

在图7中概述采用组合的中继的原理。节点v₁和v₂分别在步骤1和步骤2传送数据分组D₁和D₂。中继节点v₃通过D₁和D₂的联合非线性编码来形成复合数据分组D₃。复合数据分组D₃在步骤3被传送到节点v₁和v₂。D₁通过复合信道h₁₃传送到中继台v₃，以及通过“直接”复合信道h₁₂传送到v₂。D₂分别通过复合信道h₂₃传送到中继台v₃以及通过“直接”复合信道h₂₁传送到v₁，以及D₃分别通过复合信道h₃₁和h₃₂传送到节点v₁和v₂。

与参照图5a-b概述的方法对应的用于结合非线性编码和组合的方法在图8中示意说明。图5的非线性解码525和解调/FEC解码524可看作是采用联合非线性解码、解调/FEC解码以及组合操作825取代。对接收节点v₁中的联合非线性解码、解调/FEC解码和组合操作825的输入是表示复合数据分组的信号、直接接收的信号表示D₂和先验已知的D₁，以及输出是D₂。相应地，对接收节点v₂中的联合非线性解码、解调/FEC解码和组合操作825的输入是复合数据分组、表示D₁的直接接收信号和先验已知的D₂，以便产生输出D₁。

再生中继(采用对编码的硬位输入)以及递增冗余度：

在参照图8概述的基本方案之后、利用递增冗余度以及采用对再生编码的硬位输入的编码方案可包括采用至少两个不同的码字FEC1和FEC2。来自节点v₁和v₂的数据分组D₁和D₂采用产生码字FEC1的前向纠错(FEC)编码方案来编码，而在来自中继节点v₃的复合数据分组D₃的传送中，则采用另一个码字FEC2。在这里，FEC1是允许在中继节点v₃中恢复原始数据分组的码字。产生FEC1和FEC2的一种方式是采用可逆FEC码字。另一种方法是在发送节点以及中继节点中生成相同的低速率码字，并且以不同方式截取这个码字以便产生码字FEC1和FEC2。FEC编码方法可包括但不限于卷积码、代数码、块码、特播码、低密度奇偶校验码。可采用用于创建递增冗余度码字的许多众所周知的方法，以及本发明不限于以上提供的实例。在上文中，要注意，由于执行组合的接收机接收以不同方式编码的两个分组，所以各包含相同的信息，而复合分组还包含先验已知信息。由于已经对于直接接收的数据以及对于经由中继台接收的数据生成了不同的FEC冗余度，因此提供编码增益。一般来说，对于这里完善设计的FEC编码方案，性能将高于追逐组合形式、即相同的FEC编码方案用于直接传送以及用于中继台中时。

解码和组合方案1：

在本描述中，重点放在从v₁发送到v₂的数据。但是，同样的操作适用于另一个方向。接收节点v₂首先从v₁接收采用FEC1编码的直接信号，然后再从中继节点v₃接收第二联合非线性编码信号。然后，接收机处理两个所接收信号，并且利用自己发送的信号的先验知识。一种方法是对两个接收信号进行解码以及生成软位。通过利用自己发送的信号的先验知识，对来自中继节点的软位进行补偿。由软位组成的所得两个流则可被组合，以便采用后续硬位判定改进各软位的质量。

解码和组合方案2：

一个备选方案是在接收节点v₁和v₂上采用最大似然解码，但是它可能具有高复杂度。举例来说，节点v₁看作是具有序列D₁(n)的先验知识的接收机。接收机的任务是搜索(估算)哪一个数据序列

被传送。(注意，以下省略了表明比特位置的索引n)，例如D₂(n)缩写为D₂。

假定接收机已经接收信号r₂＝h₂₁f₁(D₂)+N₁ ⁽¹⁾，(直接来自v₂)以及 $r_3=h_{31}{f}_2\left({\hat{D}}_2\⊕D_1\right)+{N_1}^{\left(2\right)}$ (经由中继节点v₃)，其中，h_ij是从节点v_i到v_j的复合信道，N是噪声，以及f_i表示从FEC码字和调制方案i的数据序列到传送信号的映射。

数据序列

可通过下式来估算

${\hat{D}}_2^{\left(\mathrm{Opt}\right)}=\arg {(\underset{{\∀D}_2}{\min }\left|\right|(r_2-{\hat{h}}_{21}{f}_1\left({\hat{D}}_2\right))+(r_3-{\hat{h}}_{31}{f}_2({\hat{D}}_2\⊕D_1))\left|\right|}^2\left|D_1\right)$

序列D₂被搜索，同时考虑它的编码和调制形式-例如通过

使得标量度量 ${\left|\right|(r_2-{\hat{h}}_{21}{f}_1\left({\hat{D}}_2\right))+(r_3-{\hat{h}}_{31}{f}_2({\hat{D}}_2\⊕D_1))\left|\right|}^2$ 为最小。这个度量对应于使错误能量的大小最小化。如果正确字D₂被选取，则错误能量仅因噪声而引起。这个最小化被执行，同时考虑D₁是先验已知的。在该度量中，使用复合信道的估算

但是，如大家已知的，信道参数也可在最大似然序列估算器中联合估算。

再生中继(采用对编码的硬位输入)以及追逐组合：

在追逐组合变体中，发送节点v₁和v₂以及中继节点v₃采用相同的FEC码字FEC1。节点v₁对其传送信息进行FEC编码，而v₃则对复合分组进行FEC编码。可采用各种解码方法，例如以上在递增冗余度方法中所述的那些方法。但是，另一种方法是，来自v₁的直接信号、来自中继台v₃的信号则在已经确定软位、例如对数似然值之后在v₂中组合。复合分组的对数似然比(LLR)的值通过先验已知序列进行符号翻转。所得两个LLR则一起求和，以及发生FEC解码或者采用硬判定。

非再生中继(采用对编码的基带输入)以及追逐组合：

作为对上述的一个备选方案，非再生中继也可结合用于组合。中继节点v₃是非再生的(即，不在中继台中执行任何FEC解码或编码)。从中继节点v₃接收的复合信号如同图5c中的525那样经过非线性解码。例如考虑v₂，所得信号在525之后与直接信号S₁(来自v₁)组合。组合的实例包括但不限于最大比率组合(MRC)和抗扰组合(IRC)。在组合之后，所得信号经过解调和FEC解码。

根据本发明、适合于实现以上所述实施例的发送/接收无线电节点(v₁或v₂)中以及中继节点(v₃)中的装置分别在图9和图10中示意说明。根据本发明的模块和块将被看作通信系统中的节点的功能部分，但不一定单独作为物理对象。模块和块至少部分优选地作为适合于实现根据本发明的方法的软件代码部件来实现。术语“包括”主要表示逻辑结构，以及术语“连接”应用解释为功能部分之间的链路，但不一定是物理连接。但是，根据所选实现，某些模块可能作为接收机或发射机中物理上不同的对象来实现。

图9a-b中所示的无线电节点905包括传送/接收部件910，它提供用于执行实际传送/接收的必要功能性。适当的传送/接收部件是技术人员已知的。传送/接收部件910包括传送部分911和接收部分912。传送部分连接到用于编码/调制的调制和FEC编码模块921。传送部分911以及调制和FEC编码模块921组成无线电节点传送链，并且适合于接纳和处理待传送的数据。无线电节点905还包括其中存储了先验知识、例如已发送数据分组的存储模块915或者先验数据库。存储模块915应当与传送链进行连接。在图9a的适合用于采用再生中继的系统的无线电节点的情况中，接收部分912首先连接到解调和FEC解码模块922，并且进一步连接到非线性解码模块925，从而组成产生自己的新数据的输出的接收链。在图9b的非再生中继的情况中，非线性解码模块925设置在解调和FEC解码模决924之前，适合于输出自己的新数据。非线性解码模块925连接到存储模块915并设置成从存储模块915中检索先验信息，用于所接收的简化表示、即复合数据分组(a)或复合信号(b)的解码操作。

图10a-b中所示的中继节点1005包括传送/接收部件1010。传送/接收部件1010包括传送部分1011和接收部分1012。接收部分1012作为还包括用于信号处理的部件的接收链的组成部分。在图10a的适合于再生中继的中继节点的情况中，接收部分1012连接到解调和FEC解码模块1021，它又连接到非线性编码模块1025。非线性编码模块1025与用于形成由发射机部分1011重传的信号的调制和FEC编码模块1031进行连接。在图10b的非再生中继的情况中，接收部分1012连接到第一缩放模块1022，并且进一步连接到非线性编码模块1025以及可能连接到第二缩放模块1032。

中继节点1005通常在第一时刻接收来自第一节点的第一信号、例如来自节点v₁的信号S₁，以及在第二时刻接收第二信号、例如来自节点v₂的信号S₂。那个信号中包含的第一信号S₁或数据分组D₁存储在暂时存储模块1015中，将在由非线性编码模块1025执行的与第二信号的非线性编码操作中被检索。因此，暂时存储模块1015与接收链以及与非线性编码模块1025进行连接。

在多跳情况中，中继节点通常也是发送/接收节点，以及节点的不同功能性可看作是不同的操作模式。在这种情况中，中继节点另外还包括实质上所有部分，并且能够执行发送/接收节点、例如非线性编码模块的全部功能。本领域的技术人员很清楚，中继节点和发送/接收节点中出现的功能/模块不需要重复，而是诸如FEC编码和调制模块以及传送/接收部件之类的模块优选地用于两种操作模式。

在无线网络中，路径增益可能在所涉及的目标节点之间随时间而有所不同。因此，需要控制链路上的功率等级和数据速率。功率可经过控制，以便满足最坏链路上的质量要求。在三节点的实例中，可对节点的一个或多个置换应用功率控制循环，即，存在用于BS-RS、MS-RS以及可能的端到端(ETE)环路的循环，从而确保BS与MS之间经由RS的有效ETE质量。循环也可在另一方向上运行。类似地，速率控制可采用对于功率控制举例说明的循环的一个或多个。功率和速率可独立控制或者以综合方式控制。

根据本发明的方法及装置不限于用户或净荷数据。根据本发明，任何数据、即用户数据以及控制数据均可被发送。例如，ARQ确认消息可与数据分组一起经过非线性编码。本发明不区别不同类型的业务。

允许从中继台发送的分组的大小是不同的(如果需要)。一种备选方案是始终表明较短分组的大小，这在再生中继的实施例中是简单的。还能够扩展较短分组，以便匹配两个之中较长的分组的大小。一种可能性是，较短分组采用重复编码或另外的可逆编码，来匹配较大分组的大小。这个信息可包含在复合数据分组的首标中或者由知道自己的先验已知分组以及从中继节点所接收的分组的大小的接收机隐式确定。另一种可能性是采用附加到较短分组的填充，使分组编码为相等长度的复合分组。

发送节点无疑可在将其传送到中继节点之前把若干数据分组共同复用为一个数据分组。

根据本发明的方法及装置可有利地与用于增加吞吐量和/或减小功率的其它装置及方法、如波束成形结合用于通信系统中。例如，中继节点v₃可配备波束成形部件，其中第一波束设置成朝向节点v₁以及第二波束设置成朝向节点v₂。实质上，空分复用访问(SDMA)解决方案。对于复合信号/分组的传送，中继节点以第一以及第二波束传送相同的复合信号/分组。

根据本发明的方法及装置还可与多个天线节点结合使用。例如，基于MIMO的通信(空间复用)可用于所涉及的节点之间。例如，非线性编码可在具有多个天线(空间复用)的中继节点上按天线层来执行，但是，对于多个天线的单层空间-时间编码实际上也是可行的。

本发明没有直接涉及调制方法，因而可用于不同的调制和复用方案中，包括但不限于正交频分复用(OFDM)、正交频分多址(OFDMA)、码分多址(CDMA)等。大体上，不同的调制、复用、FEC编码、高级天线技术(例如MIMO空间复用、发射分集和常规SISO通信)方案可用于中继节点。

根据本发明的方法及装置可用于不同类型的网络，包括各种形式的类似中继的操作。前面已经提到多跳网络，但是采用通过多个并行中继台的协作中继的网络将从采用根据本发明的方法及装置中获益。采用多个并行中继台的协作中继可用来增加分集、方向性或空间复用增益。

虽然结合目前认为是最实际及优选的实施例描述了本发明，但要理解，本发明不限于所公开的实施例，相反，它意在涵盖包含于所附权利要求的精神和范围之内的各种修改及等效方案。

Claims (52)

1.一种适合用于中继通信系统的中继无线电节点中的方法，其中，所述中继节点与至少第一和第二发送/接收无线电节点进行双向通信，所述方法包括在所述中继无线电节点中至少接收至少承载第一数据的第一信号以及至少承载第二数据的第二信号，所述方法的特征在于，还包括：

-至少生成(215)所述第一和第二信号的简化表示，其中与所述第一和第二数据相比具有减少的信息内容，所述简化表示通过联合非线性编码操作来生成；以及

-至少向所述第一和第二发送/接收无线电节点传送(220)所述简化表示。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，同时接收所述第一和第二信号。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一和第二信号作为所述第一和第二信号的叠加信号被接收。

4.如权利要求1至3中的任一项所述的方法，其特征在于，所述中继节点利用再生中继，提取与所述第一信号关联的第一数据分组以及与所述第二信号关联的第二数据分组，以及

-在生成简化表示的步骤中，通过作用于所述第一和第二数据分组的逐位非线性编码操作来生成复合数据分组；以及

-在所述传送步骤中，传送所述复合数据分组。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述逐位非线性操作是异或运算。

6.如权利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述第一和第二数据分组中的一个比另一个长，以及所述数据分组中较短的一个在所述非线性编码操作之前被扩展。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述数据分组中较短的一个通过重复编码来扩展或者由所述数据分组的FEC编码形式取代。

8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述数据分组中较短的一个通过填充附加位来扩展。

9.如权利要求1到3中的任一项所述的方法，其特征在于，所述中继节点利用非再生中继，以及

-在生成简化表示的步骤中，通过作用于所述第一和第二信号的模运算来生成复合信号；以及

-在所述传送步骤中，传送所述复合信号。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述第一和第二信号各由数值组成，以及所述复合信号的生成包括：

-所述第一信号到包含标量或矢量形式的一个或多个元素的第一集合的量化；

-所述第二信号到包含标量或矢量形式的一个或多个元素的第二集合的量化；以及

对来自所述第一和第二集合的元素执行所述联合非线性编码操作。

11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述数值表示信息符号。

12.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述数值表示基带样本。

13.如权利要求1至8中的任一项所述的方法，其特征在于，与所述相应的第一和第二信号关联的所述第一和/或第二数据分组采用第一FEC码字来编码；以及

在所述中继节点中生成的简化表示的所述复合数据分组采用与所述第一FEC码字不同的第二FEC码字来编码。

14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述FEC编码方法是下列之一：卷积码、代数码、块码、特播码或低密度奇偶校验码。

15.如权利要求13或14所述的方法，其特征在于，所述第二FEC码字通过使用可逆FEC码字来生成。

16.如权利要求13或14所述的方法，其特征在于，公共低速率码字用于所述第一和/或第二数据分组以及所述复合数据分组，并且不同的第一和第二FEC码字通过以不同方式截取所述公共码字来生成。

17.一种适合用于中继通信系统的发送/接收无线电节点中的方法，其中，所述发送/接收节点与至少一个中继节点进行通信，所述方法包括所述发送/接收无线电节点向所述中继无线电节点至少传送至少承载第一数据的第一信号，所述方法的特征在于，还包括：

-存储(205)所传送信号、所包含数据或者其表示，作为先验信息；

-对所接收信号、承载所述第一信号的简化表示的所接收信号以及至少承载第二数据的至少第二信号执行非线性解码操作(225)，所述非线性解码操作利用与所述第一信号关联的所述已存储先验已知信息，由此提取所述第二信号或者与所述第二信号关联的信息内容。

18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述非线性解码操作包括逐位异或运算。

19.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述非线性解码操作包括模运算。

20.如权利要求17至19中的任一项所述的方法，其特征在于，所述接收/发送节点还接收分开的未简化形式的第二信号，以及执行所述非线性解码操作的所述步骤还包括从所述简化表示中提取的第二数据和与未简化的所接收第二信号关联的第二数据的组合操作。

21.如权利要求20所述的方法，其特征在于，在执行所述非线性解码和组合的所述步骤中，承载所述第一信号的简化表示的所接收信号和至少承载第二数据的至少第二信号以及分开的未简化形式的所述第二信号采用最大似然解码联合执行。

22.如权利要求20所述的方法，其特征在于，所述非线性解码的所述执行包括：

-处理所述简化表示和所述未简化的所接收第二信号，以便得到软位的第一和第二序列；

-采用与所述第一信号关联的先验知识来补偿所述第一序列软位；

-组合软位的所述已补偿第一序列和所述第二序列，以便改进所述软位的质量；以及

-对所得序列执行硬位判定。

23.如权利要求20中的任一项所述的方法，其特征在于，与所述第二信号关联的第二数据分组采用第一FEC码字来编码；所述简化表示的所述复合数据分组采用与所述第一FEC码字不同的第二FEC码字来编码，以及在所述组合中，采用所述第一FEC码字进行编码的所述数据分组用来增强从采用所述第二FEC码字进行编码的所述复合数据分组中提取的对应数据分组的信息内容的解释。

24.一种适合用于中继通信系统的通信方法，其中，中继节点与至少第一和第二发送/接收无线电节点进行双向通信，所述方法的特征在于以下步骤：

-(205)所述第一发送/接收节点向所述中继节点传送具有关联第一数据的第一信号，所述第二发送/接收节点向所述中继节点传送具有关联第二数据的第二信号，以及所述第一节点和所述第二节点存储它们各自的传送信号、关联数据或者其表示，作为它们各自的先验已知信息的至少一部分；

-(210)所述中继节点接收所述第一和第二信号；

-(215)所述中继节点通过采用非线性编码操作来生成所述第一和第二信号的简化表示；

-(220)所述中继节点向所述第一和第二无线电节点传送所述简化表示；

-(225)所述第一和第二发送/接收节点中的至少一个采用其先验已知信息来执行所述简化表示的非线性解码操作，由此分别提取所述第二和/或第一信号或者分别提取所述第二和/或第一数据。

25.如权利要求24所述的方法，其特征在于，在所述中继接收步骤(210)中，同时接收所述第一和第二信号。

26.如权利要求25所述的方法，其特征在于，在所述中继接收步骤(210)中，所述第一和第二信号作为所述第一和第二信号的叠加信号被接收。

27.如权利要求24至26中的任一项所述的方法，其特征在于，所述中继节点利用再生中继，与所述第一信号关联的第一数据分组以及与所述第二信号关联的第二数据分组被提取，以及

-在生成简化表示的步骤(215)中，通过作用于所述第一和第二数据分组的逐位非线性编码操作来生成复合数据分组；以及

-在所述传送步骤(220)中，传送所述复合数据分组；以及

-在所述第一和第二发送/接收节点中的至少一个中执行非线性解码操作的步骤(225)中，利用逐位非线性解码操作来分别提取所述第二和/或第一信号。

28.如权利要求27所述的方法，其特征在于，所述逐位非线性编码操作和所述逐位非线性解码操作是异或运算。

29.如权利要求27或28所述的方法，其特征在于，所述第一和第二数据分组中的一个比另一个长，以及所述数据分组中较短的一个在所述非线性编码操作之前被扩展。

30.如权利要求29所述的方法，其特征在于，所述数据分组中较短的一个通过重复编码来扩展或者由所述数据分组的FEC编码形式取代。

31.如权利要求29所述的方法，其特征在于，所述数据分组中较短的一个通过填充附加位来扩展。

32.如权利要求24到26中的任一项所述的方法，其特征在于，所述中继节点利用非再生中继，以及

-在生成简化表示的步骤(215)中，通过作用于所述第一和第二信号的模运算来生成复合信号；

-在所述传送步骤(220)中，传送所述复合信号；以及

-在所述第一和第二发送/接收节点中的至少一个中执行非线性解码操作的步骤(225)中，利用模运算来分别提取所述第二和/或第一信号。

33.如权利要求32所述的方法，其特征在于，所述第一和所述第二信号各由数值组成，以及所述复合信号的生成包括：

-所述第一信号到包含标量或矢量形式的一个或多个元素的第一集合的量化；

-所述第二信号到包含标量或矢量形式的一个或多个元素的第二集合的量化；以及

对来自所述第一和第二集合的元素执行联合非线性编码操作。

34.如权利要求33所述的方法，其特征在于，所述数值表示信息符号。

35.如权利要求33所述的方法，其特征在于，所述数值表示基带样本。

36.如权利要求24至35中的任一项所述的方法，其特征在于，所述第一接收/发送节点还接收分开的未简化形式的所述第二信号，和/或所述第二接收/发送节点还接收分开的未简化形式的所述第一信号，以及执行所述非线性解码操作的所述步骤(225)还包括所述简化表示的所述信号和与所述未简化的所接收第一和/或第二信号关联的所述信号的组合操作。

37.如权利要求36所述的方法，其特征在于，承载简化表示的所接收信号和分开的未简化形式的信号的所述非线性解码和组合采用最大似然解码来联合执行。

38.如权利要求36所述的方法，其特征在于，所述非线性解码的执行包括：

-处理所述简化表示和所述未简化的所接收信号，以便得到软位的第一和第二序列；

-采用与所述第一或第二信号关联的先验知识来补偿所述第一序列软位；

-组合软位的所述已补偿第一序列和所述第二序列，以便改进所述软位的质量；以及

-对所得序列执行硬位判定。

39.如权利要求36所述的方法，其特征在于，与所述相应的第一和第二信号关联的所述第一和/或第二数据分组采用第一FEC码字来编码；以及

在所述中继节点中生成的所述简化表示的所述复合数据分组采用与所述第一FEC码字不同的第二FEC码字来编码。

40.如权利要求39所述的方法，其特征在于，所述FEC编码方法是下列之一：卷积码、代数码、块码、特播码或低密度奇偶校验码。

41.如权利要求39或40所述的方法，其特征在于，所述第二FEC码字通过使用可逆FEC码字来生成。

42.如权利要求39或40所述的方法，其特征在于，公共低速率码字用于所述第一和/或第二数据分组以及所述复合数据分组，并且不同的第一和第二FEC码字通过以不同方式截取所述公共码字来生成。

43.如权利要求24至42中的任一项所述的方法，其特征在于，所述中继通信系统是多跳系统，在包括至少第一和第二中继节点的多跳链中，所述第一发送/接收无线电节点是第一端节点，以及所述第二发送/接收无线电节点是第二端节点。

44.如权利要求43所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：

-所述中继节点中的至少一个存储所述第一或第二信号或者与所述第一和第二信号关联的所述第一或第二数据，作为其先验信息；

-所述至少一个中继节点接收来自至少一个其它中继节点的简化表示；以及

-所述至少一个中继节点利用它的已存储先验信息来执行非线性解码操作。

45.一种适合与中继通信系统中的至少第一和第二发送/接收无线电节点进行双向通信的中继无线电节点，所述中继节点包括配备了传送部分(1011)和接收部分(1012)的传送/接收部件(1010)，以及特征在于：

-非线性编码模块(1025)，它经由信号处理模块与所述传送部分(1011)和所述接收部分(1012)连接，所述非线性编码模块(1025)适合于生成至少第一和第二所接收信号的简化表示，其中与所述第一和第二信号相比具有减少的信息内容，所述简化表示通过联合非线性编码操作来生成。

46.如权利要求45所述的中继节点，其特征在于，还包括暂时存储模块(1015)，它与所述接收链以及与所述非线性编码模块(1025)连接，并且适合存储将在由所述非线性编码模块(1025)执行的与第二所接收信号的所述非线性编码操作中被检索的第一所接收信号。

47.如权利要求45或46所述的中继节点，其特征在于，所述中继节点适合用于多跳通信，所述中继节点还包括与所述接收链连接的非线性解码模块，并且适合通过非线性解码操作对所接收的简化表示进行解码。

48.如权利要求45至47中的任一项所述的中继节点，其特征在于，所述信号处理模块是解调和FEC解码模块(1021)。

49.如权利要求45至47中的任一项所述的中继节点，其特征在于，所述信号处理模块是缩放模块(1022)。

50.一种在中继通信系统中适合经由至少一个中继节点与至少第二发送/接收无线电节点进行双向通信的发送/接收无线电节点，所述发送/接收节点包括配备了传送部分(911)和接收部分(912)的传送/接收部件(910)，以及特征在于：

-存储模块(915)，用于存储先验知识、例如已发送信号；

-非线性解码模块(925)，与所述存储模块(915)连接并设置成从所述存储模块(915)中检索先验信息，所述非线性解码模块(925)适合于利用从所述存储模块(915)中检索的先验信息对所接收的简化表示执行非线性解码操作。

51.如权利要求50所述的发送/接收节点，其特征在于，还包括：

-解调和FEC解码模块(922)，它与所述接收部分(912)和所述非线性解码模块(925)连接；

-调制和FEC编码模块(921)，它与所述传送部分(911)连接而组成传送链，并且适合于接收待传送的数据分组，以及设置成为所述存储模块(915)提供待传送的数据分组。

52.如权利要求50所述的发送/接收节点，其特征在于，还包括：

-解调和FEC解码模块(924)，它与所述非线性解码模块(925)连接；

-调制和FEC编码模块(921)，它与所述传送部分(911)连接而组成传送链，适合于接收待传送的数据分组，并且设置成为所述存储模块(915)提供待传送的数据分组，以及所述非线性解码模块(925)与所述接收部分(912)连接，并设置在所述接收部分(912)与所述解调和FEC解码模块(924)之间。

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