JP2009135928A - マルチホップリレーシステムの双方向データ伝送処理方法及び中間装置 - Google Patents

Abstract

【課題】マルチホップリレーシステムにおける双方向データ伝送処理方法及び中間装置を提供する。
【解決手段】本発明に係る中間装置は、リンク適応アルゴリズムで第１のリンクと第２のリンクに第１の符号化変調方式と第２の符号化変調方式を選択する符号化変調方式選択モジュールと、第１の符号化レートと第２の符号化レートに基いて送信先信号ビットと送信元信号ビットをそれぞれ符号化する符号化モジュールと、符号化した送信元信号ビットと送信先信号ビットに対して０を挿入した後、ネットワーク符号化操作を行うネットワーク符号化モジュールと、ネットワーク符号化操作で得た信号ビットを変調する変調モジュールと、変調モジュールの出力データをブロードキャストするブロードキャストモジュールとを含む。
【選択図】図６

Description

本発明は、マルチホップリレーシステム（Ｍｕｌｔｉ-ｈｏｐ Ｒｅｌａｙ Ｓｙｓｔｅｍ）の資源スケジューリング処理に関し、特にマルチホップリレーシステムのデータ伝送処理方法及び中間装置に関する。

マルチホップリレーシステムは、将来の無線移動通信システムにおける決定的技術として、以下のような、基地局によるカバー領域の拡大、及びシステムの通信リンク容量の向上といった明らかなゲインを提供している。

リレー局（Ｒｅｌａｙ Ｓｔａｔｉｏｎ、ＲＳ）の使用により、信号はリレー局により転送可能となり、信号伝送におけるパスロスを減少し、マルチホップリレーシステムがより広い領域をカバーするようになった。

マルチホップリレーシステムは、シングルホップシステムと比べ、信号伝送におけるパスロスを減少させるため、同一の電力でリンクのより高い伝送レートをサポートすることができる。ホットポイントエリアにリレー局を配置することにより、ホットポイントエリアのユーザリンクのリンク容量を向上し、より高いレートの上り/下り伝送サービスを提供することができる。

リレー局の導入は、上述利点を有する反面、マルチホップリレーシステムにおける無線資源の割り当て及び信号伝送方式の設計もより複雑になり、多くの挑戦に直面している。

送受信機が直接通信する伝統的な方式と異なり、マルチホップリレーシステムにおいて、信号はリレー局の転送によって送受信機間で伝送される。しかしながら、リレー局の信号の送信と受信は、同一の無線資源を利用できないため、基地局（Ｂａｓｅ Ｓｔａｔｉｏｎ、ＢＳ）からリレー局へ、それから移動局（Ｍｏｂｉｌｅ Ｓｔａｔｉｏｎ、ＭＳ）までの下り方向と、移動局からリレー局へ、それから基地局までの上り方向とに異なる無線資源を割り当てることが必要となる。合理的な資源割り当て及び効果的な信号伝送方式の設計により、無線資源の利用率を向上させることは、マルチホップリレーシステムの重要な指標である。

伝統的なマルチホップリレーシステムには、独立した四つの手順を実行する信号伝送方式を採用している。図２に示すように、基地局の信号ビットＤ１の移動局への送信、移動局の信号ビットＤ２の基地局への送信は、以下の四つの手順を実行する必要がある。

信号ビットＤ１が基地局からリレー局へ送信される。

信号ビットＤ１がリレー局から移動局へ送信される。

信号ビットＤ２が移動局からリレー局へ送信される。

信号ビットＤ２がリレー局から基地局へ送信される。

上述のような双方向リレー伝送は、実現されやすいが、上述四つの手順の伝送にそれぞれ異なる無線資源を割り当てることが必要となるため、資源利用率が非常に低い。

伝統的なマルチホップリレーシステムに存在する資源利用率が低いという問題を解決するために、ネットワーク符号化技術の思想を導入した符号化双方向リレー伝送技術案が提案されている。

図２に示すように、該符号化双方向伝送技術案は、
基地局が、オリジナル信号ビットＤ１を記憶し、それを符号化変調してリレー局に送信するステップと、
移動局が、オリジナル信号ビットＤ２を記憶し、それを符号化変調してリレー局に送信するステップと、
リレー局が、受信信号をそれぞれ復調復号して、基地局と移動局からのオリジナル信号ビットＤ１とＤ２を取得するステップと、
リレー局が、オリジナル信号ビットＤ１とＤ２に対して、排他的論理和演算処理を行って、Ｄ３を取得するステップと、
リレー局が、Ｄ３を符号化変調して送信するステップと、
基地局/移動局が、リレー局からの信号を受信した後、復号復調してＤ３を取得し、Ｄ３と記憶されているオリジナル信号ビットＤ１/Ｄ２とに対して排他的論理和演算処理を行って、Ｄ２/Ｄ１を取得するステップとを含む。

上述手順により、双方向リレー伝送を実現できる。

伝統的なマルチホップリレー伝送方式と比べ、該技術案の最大特徴は、四分の一の無線資源を節約し、より高いシステム周波数利用率を達成していることにある。

符号化双方向リレー伝送技術案は、システムの周波数利用率を大幅に向上しているものの、以下の問題が存在している。

図２に示すように、符号化双方向リレー伝送のブロードキャストステップにおいて、リレー局は、唯一の一種の変調方式で信号をブロードキャストするしかできない。しかし、リレー局から基地局までのリンクと、リレー局から移動局までのリンクは二つの互いに独立したリンクであるため、二つのリンクのチャネル品質の差が大きい場合、符号化双方向リレー伝送方式において、チャネル品質のより悪いリンクがシステム信号伝送のネックとなる。これは、チャネル品質が相対的によいリンクはチャネル品質が比較的に悪いリンクと同様の変調方式を採用しなければならず、該変調方式はチャネル品質に対して効率が低く且つ浪費な信号伝送方式であるからである。

上述欠点は、リレー局を例として説明したが、基地局やアクセスポイントがリレー局の機能を実行するような状況にも存在している。

本発明は、システムの周波数利用効率を向上させることができるマルチホップリレーシステムにおけるデータ伝送処理方法及び中間装置を提供することを目的とする。

上述目的を達成するために、本発明は、マルチホップリレーシステムにおける双方向データ伝送処理方法であって、中間装置が、送信元装置と送信先装置からの受信信号をそれぞれ復調復号して、送信元信号ビットと送信先信号ビットとを取得するステップを含み、更に、
中間装置がリンク適応アルゴリズムに基いて第１のリンクと第２のリンクに選択した変調方式が異なるときに、そのうちから一種の変調方式を選択し、更にチャネル品質に基いて該変調方式における第１のリンクと第２のリンクに対応する第１の符号化レートと第２の符号化レートを特定するステップＡ１と、
第１の符号化レートと第２の符号化レートで送信先信号ビットと送信元信号ビットに対してそれぞれ符号化し、符号化した送信元信号ビットと送信先信号ビットに対してネットワーク符号化操作を行い、ステップＡ１で選択した変調方式を用いて、前記ネットワーク符号化操作で取得したデータを変調してブロードキャストするステップＡ２とを含むことを特徴とする方法を提供している。

上述方法において更に、送信元装置と送信先装置が、受信したブロードキャストデータに対して、ステップＡ１で選択した変調方式で復調し、復調した後のデータと、自身格納した符号化済み信号ビットとに対して、ネットワーク符号化操作の対応操作を行って、受信待ちデータを取得するステップＡ３を含む。

上述方法において、上記中間装置は、リレー局、基地局又はアクセスポイントである。

また、上述目的を達成するために、本発明は、中間装置であって、受信モジュール、復調モジュール及び復号モジュールを含み、更に、
リンク適応アルゴリズムで第１のリンクと第２のリンクに変調方式を選択し、選択した変調方式が異なるときに、異なる変調方式から一種の変調方式を第１のリンクと第２のリンクに選択する変調方式選択モジュールと、
チャネル品質に基いて、選択した変調方式において第１のリンクと第２のリンクに対応する第１の符号化レートと第２の符号化レートを特定する符号化レート特定モジュールと、
第１の符号化レートと第２の符号化レートに基いて送信先信号ビットと送信元信号ビットをそれぞれ符号化する符号化モジュールと、
符号化モジュールで符号化した送信先信号ビットと送信元信号ビットに対してネットワーク符号化操作を行うネットワーク符号化モジュールと、
変調方式選択モジュールによって選択した変調方式で、ネットワーク符号化操作の結果を変調する変調モジュールと、
変調モジュールの出力データをブロードキャストするブロードキャストモジュールとを含むことを特徴とする中間装置を提供している。

上述装置は、リレー局、基地局又はアクセスポイントに設置される。

また、上述目的を達成するために、本発明は、マルチホップリレーシステムにおける双方向データ伝送処理方法であって、中間装置が、送信元装置と送信先装置からの受信信号をそれぞれ復調復号して、送信元信号ビットと送信先信号ビットとを取得するステップを含み、更に、
リンク適応アルゴリズムに基いて、第１の符号化レート及び第１の変調方式が含まれる第１の符号化変調方式と、第２の符号化レート及び第２の変調方式が含まれる第２の符号化変調方式とをそれぞれ第１のリンクと第２のリンクに選択するステップＣ１と、
第１の符号化レートと第２の符号化レートで送信先信号ビットと送信元信号ビットに対してそれぞれ符号化し、符号化した送信元信号ビットと送信先信号ビットに対して、データビット幅が比較的に小さい変調方式に対応する信号ビットパケットにおいて、Ｘ個の信号ビットおきにΔＸ個の０を挿入し、０を挿入して得た信号ビットを、もう一種の変調方式に対応する信号ビットとネットワーク符号化操作を行い、そのうち、Ｘがデータビット幅が比較的に小さい変調方式のデータビット幅であり、ΔＸが変調方式のデータビット幅の差分であるステップＣ２と、
ネットワーク符号化操作で得たデータに対して変調してブロードキャストするステップＣ３とを含むことを特徴とする方法を提供している。

上述方法において更に、送信元装置と送信先装置が、受信したブロードキャストデータに対して、ステップＣ３での変調方式で復調し、復調した後のデータと、自身格納した符号化済み信号ビットとに対して０を挿入した後、前記ステップＣ２でのネットワーク符号化操作の対応操作を行って、受信待ちデータを取得するステップＣ４を含む。

上述方法において、前記ステップＣ３での変調は、階層変調、又は、予め設定した星座図に基いたマッピング原理変調である。

上述方法において、ステップＣ３においてネットワーク符号化操作で得たデータに対して階層変調を行うとき、前記ステップＣ４は、
送信元装置が、受信したブロードキャストデータに対して階層変調原理で復調し、復調した後のデータと、自身格納した符号化済みの送信元信号ビットとに対して０を挿入した後、前記ステップＣ２でのネットワーク符号化操作の対応操作を行って、符号化した後の送信先信号ビットを取得し、符号化した後の送信先信号ビットを第１の符号化レートで復号して、最終的に送信先信号ビットを取得するステップＣ４１と、
送信先装置が、受信したブロードキャストデータに対して階層変調原理で復調し、復調した後のデータと、自身格納した符号化済みの送信先信号ビットとに対して０を挿入した後、前記ステップＣ２でのネットワーク符号化操作の対応操作を行って、符号化した後の送信元信号ビットを取得し、符号化した後の送信元信号ビットを第２の符号化レートで復号して、最終的に送信元信号ビットを取得するステップＣ４２とを含む。

上述方法の上記ステップＣ３において、ネットワーク符号化操作で得たデータに対して、予め設定した星座図に基いたマッピング原理で変調するときに、補強レイヤが予め設定した星座図における距離は、伝統的な星座図変調方法において補強レイヤが星座図における距離より大きく、ベーシックレイヤが予め設定した星座図における距離は、伝統的な星座図変調方法においてベーシックレイヤが星座図における距離に等しい。

上述方法の前記ステップＣ４は、
変調方式が比較的に高い側が、変調星座図のマッピング原理で信号を復調し、復調した後の信号と、バッファ中の符号化済みのビットパケットとに対して０を挿入した後、前記ステップＣ２でのネットワーク符号化操作の対応操作を行い、排他的論理和演算した後のビットパケットをその符号化レートで復号して受信希望のデータを得るステップＣ４１´と、
変調方式が比較的に低い側が、そのバッファに格納されている既知のデータビットに基いて、変調星座図のマッピング原理で、復調必要の信号が実際にマッピングされた星座点の位置を判断し、簡単化した変調星座図でブロードキャストする信号を復調して、バッファ中の符号化済みのビットパケットとに対して０を挿入した後、前記ステップＣ２でのネットワーク符号化操作の対応操作を行い、排他的論理和演算した後のビットパケットをその符号化レートで復号して受信希望のデータを得るステップＣ４２´とを含む。

上述方法において、前記中間装置は、リレー局、基地局又はアクセスポイントである。

また、上述目的を達成するために、本発明は、中間装置であって、受信モジュール、復調モジュール及び復号モジュールを含み、更に、
リンク適応アルゴリズムに基いて、第１の符号化レート及び第１の変調方式が含まれる第１の符号化変調方式と、第２の符号化レート及び第２の変調方式が含まれる第２の符号化変調方式とをそれぞれ第１のリンクと第２のリンクに選択する符号化変調方式選択モジュールと、
第１の符号化レートと第２の符号化レートに基いて送信先信号ビットと送信元信号ビットをそれぞれ符号化する符号化モジュールと、
Ｘを、データビット幅が比較的に小さい変調方式のデータビット幅として、ΔＸを、変調方式のデータビット幅の差分とすると、符号化した送信元信号ビットと送信先信号ビットに対して、
データビット幅が比較的に小さい変調方式に対応する信号ビットパケットにおいて、Ｘ個の信号ビットおきにΔＸ個の０を挿入し、０を挿入して得た信号ビットを、もう一種の変調方式に対応する信号ビットとネットワーク符号化操作を行うネットワーク符号化モジュールと、
ネットワーク符号化操作で得た信号ビットを変調する変調モジュールと、
変調モジュールの出力データをブロードキャストするブロードキャストモジュールとを含むことを特徴とする中間装置を提供している。

上述中間装置において、前記変調モジュールは、階層変調、又は、予め設定した星座図に基いたマッピング原理変調を採用する。

上述中間装置において、前記変調モジュールがネットワーク符号化操作で得たデータに対して、予め設定した星座図に基いたマッピング原理で変調するときに、補強レイヤが予め設定した星座図における距離は、伝統的な星座図変調方法において補強レイヤが星座図における距離より大きく、ベーシックレイヤが予め設定した星座図における距離は、伝統的な星座図変調方法においてベーシックレイヤが星座図における距離に等しい。

上述装置は、リレー局、基地局又はアクセスポイントに設置される。

本発明によれば、新しいネットワーク符号化操作や新しい星座図を採用することによってシステムの周波数利用効率を向上させることができ、伝統的な符号化双方向リレー案のカーブ、及び伝統的なフォーホップのマルチホップリレー伝送方法と比べ、性能が大幅に向上されている。

本発明の方法は、多種類の環境に適応できる。例えば、
環境１:ＢＳ１１、ＲＳ１２及びＭＳ１３間の双方向伝送、
環境２:ＢＳ２１、ＲＳ２２及びＲＳ２３間の双方向伝送、
環境３:ＲＳ３１、ＲＳ３２及びＲＳ３３間の双方向伝送、
環境４:ＲＳ４１、ＲＳ４２及びＭＳ４３間の双方向伝送、
環境５:ＭＳ５１、ＢＳ５２及びＭＳ５３間の双方向伝送、
環境６:ＳＳ６１、ＡＰ６２及びＳＳ６３間の双方向伝送に適応できる。

上述の各方式における伝送処理が基本的に同一のため、説明の簡便のために、以下のように定義する。

送信元装置とは、リンクにおいて下り方向でオリジナル信号ビットを送信する装置である（例えば環境１におけるＢＳ１１、環境２におけるＢＳ２１、環境３におけるＲＳ３１、環境４におけるＲＳ４１、環境５におけるＭＳ５１、環境６におけるＳＳ６１）。

送信先装置とは、リンクにおいて上り方向でオリジナル信号ビットを送信する装置である（例えば環境１におけるＭＳ１３、環境２におけるＲＳ２３、環境３におけるＲＳ３３、環境４におけるＭＳ４３、環境５におけるＭＳ５３、環境６におけるＳＳ６３）。

中間装置とは、送信元装置と送信先装置との間にある装置である（例えば環境１におけるＲＳ１２、環境２におけるＲＳ２２、環境３におけるＲＳ３２、環境４におけるＲＳ４２、環境５におけるＢＳ５２、環境６におけるＡＰ６２）。

送信元装置から送信されるオリジナル信号ビットを送信元信号ビットと称する。

送信先装置から送信されるオリジナル信号ビットを送信先信号ビットと称する。

リンク中間の中間装置でブロードキャストする信号ビットを中間信号ビットと称する。

第１のリンクとは、中間装置から送信元装置までのリンクである。

第２のリンクとは、中間装置から送信先装置までのリンクである。

したがって、前述のように、本発明のマルチホップリレーシステムは、中間装置がＲＳのシステムのみならず、中間装置がＢＳ又はＡＰのシステムも含む。

本発明の具体的な実施例においては、中間装置がＲＳのシステムを例として詳しく説明するが、中間装置がＢＳ、ＡＰなどの他の装置であってもよいことが理解されよう。

＜第一の実施例＞
本発明の第一の実施例によるマルチホップリレーシステムのデータ伝送処理方法において、リンク適応アルゴリズムに基いて第１のリンクと第２のリンクに選択した変調方式が異なる場合、そのうちの一つのリンクの変調方式を低下又は向上させて、第１のリンクと第２のリンクの変調方式を一致させる。

本発明の第一の実施例の方法は、図３に示すように、以下のステップを含む。

ステップ３１において、送信元装置は、符号化した後の送信元信号ビットを記憶し、符号化した後の送信元信号ビットを変調してリレー局に送信する。

ステップ３２において、送信先装置は、符号化した後の送信先信号ビットを記憶し、符号化した後の送信先信号ビットを変調してリレー局に送信する。

ステップ３３において、リレー局は、送信元装置と送信先装置からの受信信号をそれぞれ復調復号して、送信元信号ビットと送信先信号ビットとを取得する。

ステップ３４において、リンク適応アルゴリズムに基いて第１のリンクと第２のリンクに選択した変調方式が異なる場合、異なる変調方式から一種の変調方式を選択し、更にチャネル品質に基いて第１のリンクと第２のリンクに対応する第１の符号化レートと第２の符号化レートを特定する。

ステップ３５において、第１の符号化レートと第２の符号化レートで送信先信号ビットと送信元信号ビットをそれぞれ符号化し、符号化した送信元信号ビットと送信先信号ビットに対して、排他的論理和演算を行ない、ステップ３４で選択した変調方式を用いて、排他的論理和演算で取得したデータを変調してブロードキャストする。

ステップ３６において、送信元装置が、受信したブロードキャストデータに対して、ステップ３４で選択した変調方式で復調し、復調した後のデータと、自身格納した符号化済みの送信元信号ビットとに対して、排他的論理和演算を行って、符号化した後の送信先信号ビットを取得し、符号化した後の送信先信号ビットを第１の符号化レートで復号して、最終的に送信先信号ビットを取得する。

ステップ３７において、送信先装置が、受信したブロードキャストデータに対して、ステップ３４で選択した変調方式で復調し、復調した後のデータと、自身格納した符号化済みの送信先信号ビットとに対して、排他的論理和演算を行って、符号化した後の送信元信号ビットを取得し、符号化した後の送信元信号ビットを第２の符号化レートで復号して、最終的に送信元信号ビットを取得する。

図４に示すように、本発明の第一の実施例のリレー局は、
送信元装置からの符号化変調後の送信元信号ビット、及び送信先装置からの符号化変調後の送信先信号ビットを受信する受信モジュールと、
受信した符号化変調後の送信元信号ビット及び符号化変調後の送信先信号ビットに対して復調して、符号化した後の送信元信号ビット及び符号化した後の送信先信号ビットを取得する復調モジュールと、
符号化した後の送信元信号ビット及び符号化した後の送信先信号ビットを復号して、送信元信号ビット及び送信先信号ビットを取得する復号モジュールと、
リンク適応アルゴリズムで第１のリンクと第２のリンクに変調方式を選択し、選択した変調方式が異なるときに、異なる変調方式から一種の変調方式を第１のリンクと第２のリンクに選択する変調方式選択モジュールと、
チャネル品質に基いて、第１のリンクと第２のリンクに対応する第１の符号化レートと第２の符号化レートを特定する符号化レート特定モジュールと、
第１の符号化レートと第２の符号化レートに基いて送信先信号ビットと送信元信号ビットをそれぞれ符号化する符号化モジュールと、
符号化モジュールで符号化した送信先信号ビットと送信元信号ビットに対して排他的論理和演算を行う排他的論理和演算モジュールと、
変調方式選択モジュールによって選択した変調方式で、排他的論理和演算の結果を変調する変調モジュールと、
変調モジュールの出力データをブロードキャストするブロードキャストモジュールとを含む。

以下、実際の状況をもって第一の実施例を更に詳しく説明する。

第１のリンクと第２のリンクの実際のチャネル状況に応じて、リンク適応アルゴリズムで変調方式と符号化レートを選択するとき、リレー局と送信元装置（基地局と仮定する）の間で１６ＱＡＭ変調方式及び２/５の符号化レートを選択し、リレー局と送信先装置（移動局と仮定する）の間でＱＰＳＫ変調方式及び１/３の符号化レートを選択する場合を想定している。

この場合、二つのリンクでリンク適応アルゴリズムで選択した変調方式が異なると、本発明の第一の実施例により、そのうちの一のリンクの符号化変調方式を調整して二つのリンクで同一の変調方式を選択するようにする。調整方式は下記二つの方式がある。

リレー局から移動局までのリンクの変調方式を１６ＱＡＭ変調方式及び１/６の符号化レートに調整するか、又は、
リレー局から基地局までのリンクの変調方式をＱＰＳＫ変調方式及び４/５の符号化レートに調整する。

上述各状況を以下のテーブルに示す。

符号化レートの調整は、チャネル品質に応じて行われる。

そして、調整後の符号化レートで基地局と移動局からのデータビットをそれぞれ符号化し、符号化した後のビットに対して排他的論理和演算を行ない、最後に予め調整された同一の変調方式で該信号をブロードキャストする。

受信側においても調整後の符号化変調方式で信号を復調復号する。

上述第一の実施例において、ステップ３５において、符号化した送信元信号ビットと送信先信号ビットに対して、排他的論理和演算を行ない、ステップ３４で選択した変調方式を用いて、排他的論理和演算で取得したデータを変調してブロードキャストしたが、当業者にとって、ステップ３４において他のネットワーク符号化方式を採用してもよいことは明らかである。例えば、符号化した送信元信号ビットと送信先信号ビットとを加算し、加算して取得したデータに対してステップ３４で選択した変調方式を用いて変調してブロードキャストしてもよい。送信元/先装置は、受信したブロードキャストデータに対して、ステップ３４で選択した変調方式で復調し、復調したデータと、自身格納した符号化済みの送信元信号ビット/送信先信号ビットとに対して減算操作を行って、符号化した送信先信号ビット/送信元送信ビットを取得し、符号化した後の送信先信号ビット/送信元信号ビットを第１の符号化レート/第２の符号化レートで復号して、最終的に送信先信号ビット/送信元信号ビットを取得する。

＜第二の実施例＞
本発明の第二の実施例では、階層変調（Ｈｉｅｒａｒｃｈｉｃａｌ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ、ＨＭ）と特殊な排他的論理和演算方式を導入して、マルチホップリレーシステムのデータ伝送処理方法を実現する。

階層変調とは、アプリケーションレイヤにおいて一の論理的サービスを、高い優先度のベーシックレイヤと低い優先度の補強レイヤとの二つのデータストリームに分けることである。物理レイヤにおいて、該二つのデータストリームは、それぞれ信号星座図の異なるレイヤにマッピングされる。ベーシックレイヤのデータがマッピングされた後のシンボル間距離は、補強レイヤのシンボル間距離より大きいため、ベーシックレイヤのデータストリームは、送信装置（例えば基地局）から離れたユーザや、送信装置（例えば基地局）に近いユーザに受信される可能性がある。一方、補強レイヤのデータストリームは、送信装置（例えば基地局）に近いユーザのみに受信される可能性がある。つまり、同一の論理的サービスは、ネットワークにおいて、チャネル条件の優劣に応じてレベルの異なるサービスを提供することができる。

階層変調を導入しているため、異なるＳＩＮＲの受信装置（本発明では、送信元装置と送信先装置）はＨＭシンボルから異なるレイヤのビットを復元できなければならない。従って、排他的論理和演算処理は、ＨＭの同一の優先度のレイヤで行なわなければならない。

本発明の第二の実施例によるマルチホップリレーシステムのデータ伝送処理方法は、図５に示すように、以下のステップを含む。

ステップ５１において、送信元装置は、符号化した後の送信元信号ビットを記憶し、符号化した後の送信元信号ビットを変調してリレー局に送信する。

ステップ５２において、送信先装置は、符号化した後の送信先信号ビットを記憶し、符号化した後の送信先信号ビットを変調してリレー局に送信する。

ステップ５３において、リレー局は、送信元装置と送信先装置からの受信信号に対してそれぞれ復調復号して、送信元信号ビットと送信先信号ビットとを取得する。

ステップ５４において、リンク適応アルゴリズムに基づき、第１の符号化レート及び第１の変調方式が含まれる第１の符号化変調方式と、第２の符号化レート及び第２の変調方式が含まれる第２の符号化変調方式とをそれぞれ第１のリンクと第２のリンクに選択する。

ステップ５５において、第１の符号化レートと第２の符号化レートで送信先信号ビットと送信元信号ビットに対してそれぞれ符号化し、符号化した後の送信元信号ビットと送信先信号ビットに対して、特殊な排他的論理和演算を行なう。

リレー局から送信元装置までの第１のリンクの第１の変調方式と、リレー局から送信先装置までの第２のリンクの第２の変調方式が異なる場合、そのデータビット幅も異なる。第１の変調方式のデータビット幅をＸｂｉｔとし、第２の変調方式のデータビット幅をＸ+ΔＸｂｉｔとすると、第１の変調方式に対応する信号ビットパケットにおいて、Ｘ個の信号ビットおきにΔＸ個の０を挿入し、０を挿入して得た信号ビットを、第２の変調方式に対応する信号ビットと排他的論理和演算を行なう。

例えば、リンク適応アルゴリズムに基づき第１のリンクと第２のリンクに選択した変調方式がそれぞれＱＰＳＫと１６ＱＡＭであり、符号化した後の送信元信号ビットと送信先信号ビットがそれぞれ１０１１１００１００１１１１０…と１００１１１１０１１００…であるとする。このとき、排他的論理和演算は、下記のように行なわれる。

ステップ５６において、排他的論理和演算で得たデータに対して階層変調してブロードキャストする。

ステップ５７において、送信元装置は、受信したブロードキャストデータに対して、階層変調原理（即ち、星座マッピング原理）で復調し、復調した後のデータと、自身格納した符号化済みの送信元信号ビットとに対して排他的論理和演算を行なって、符号化した後の送信先信号ビットを取得し、符号化した後の送信先信号ビットを第１の符号化レートで復号して、最終的に送信先信号ビットを得る。

ステップ５８において、送信先装置は、受信したブロードキャストデータに対して、階層変調原理で復調し、復調した後のデータと、自身格納した符号化済みの送信先信号ビットとに対して排他的論理和演算を行なって、符号化した後の送信元信号ビットを取得し、符号化した後の送信元信号ビットを第２の符号化レートで復号して、最終的に送信元信号ビットを得る。

ステップ５７とステップ５８における排他的論理和演算は、その所望のレイヤにおいて行ければよい。

本発明の第二の実施例のリレー局は、図６に示すように、
送信元装置からの符号化変調後の送信元信号ビット、及び送信先装置からの符号化変調後の送信先信号ビットを受信する受信モジュールと、
受信した符号化変調後の送信元信号ビット及び符号化変調後の送信先信号ビットに対して復調して、符号化した後の送信元信号ビット及び符号化した後の送信先信号ビットを取得する復調モジュールと、
符号化した後の送信元信号ビット及び符号化した後の送信先信号ビットを復号して、送信元信号ビット及び送信先信号ビットを取得する復号モジュールと、
リンク適応アルゴリズムに基いて、第１の符号化レート及び第１の変調方式が含まれる第１の符号化変調方式と、第２の符号化レート及び第２の変調方式が含まれる第２の符号化変調方式とをそれぞれ第１のリンクと第２のリンクに選択する符号化変調方式選択モジュールと、
第１の符号化レートと第２の符号化レートに基いて送信先信号ビットと送信元信号ビットをそれぞれ符号化する符号化モジュールと、
第１の変調方式と第２の変調方式が異なる場合、データビット幅が比較的に小さい変調方式に対応する符号化済みの信号ビットパケットにおいて、データビット幅が比較的に小さい変調方式のデータビット幅である第１の数の信号ビットおきに、第１の変調方式と第２の変調方式のデータビット幅の差分である第２の数の０を挿入する０挿入処理モジュールと、
０挿入処理して得た信号ビット及び符号化モジュールから出力され０挿入処理されなかった信号ビットに対して、排他的論理和演算を行なう排他的論理和演算モジュールと、
排他的論理和演算で得た信号ビットを階層変調する階層変調モジュールと、
変調モジュールの出力データをブロードキャストするブロードキャストモジュールとを含む。

以下、実際の状況をもって第二の実施例を更に詳しく説明する。

第１のリンクと第２のリンクの実際のチャネル状況に応じて、リンク適応アルゴリズムで変調方式と符号化レートを選択するとき、リレー局から送信元装置（基地局と仮定する）までのリンクで１６ＱＡＭ変調方式及び２/５の符号化レートを選択し、リレー局から送信先装置（移動局と仮定する）までのリンクでＱＰＳＫ変調方式及び１/３の符号化レートを選択する場合を想定している。

二つのリンクでリンク適応アルゴリズムで選択した変調方式が異なる場合、まず、基地局からの信号ビットを１/３の符号化レートで符号化し、移動局からの信号ビットを２/５の符号化レートで符号化する。

そして、符号化した後の送信元信号ビットに対して、二つの信号ビットおきに二つの０を挿入し、０が挿入された送信元信号ビットを、送信先信号ビットと排他的論理和演算を行なう。最後に、排他的論理和演算で得た信号ビットパケットを、ＱＰＳＫ+ＱＰＳＫの階層変調原理に従い基地局及び移動局にブロードキャストする。

基地局がブロードキャストされた信号ビットパケットを受信した後、その信号品質が比較的によいため、信号ビットパケットをＱＰＳＫ+ＱＰＳＫの階層変調の星座マッピング原理に従って復調することでベーシックレイヤと補強レイヤの信号ビット（信号ビットパケットは４ｂｉｔの幅である）を得ることができる。従って、基地局は、自身格納した符号化済みの送信元信号ビットに対して、二つの信号ビットおきに二つの０を挿入した後、復調された信号ビットパケットと排他的論理和演算を行ない、最後に、排他的論理和演算後のビットパケットを２/５の符号化レートで復号して、受信希望のデータを得る。

一方、移動局がブロードキャストされた信号ビットパケットを受信した後、その信号品質が比較的に悪いため、信号ビットパケットをＱＰＳＫ+ＱＰＳＫの階層変調の星座マッピング原理に従って復調してベーシックレイヤの信号ビットしか得ることができない。従って、自身格納した信号ビットパケットに対して、四つの信号ビット毎に下位の二つの信号ビットを削除して得た信号ビットを、復調されたベーシックレイヤ信号ビットと排他的論理和演算を行ない、最後に、排他的論理和演算後のビットパケットを１/３の符号化レートで復号して、受信希望のデータを得る。

もちろん、移動局は、次のように受信希望のデータを得てもよい。即ち、ベーシックレイヤの信号ビットパケットに対して、二つの信号ビットおきに二つの０を挿入して、自身格納した符号化済みの送信先信号ビットと排他的論理和演算を行なう。そして、排他的論理和演算の結果に対して、四つの信号ビットを一の単位として、単位ごとに上位の二つの信号ビットを取り、最後に、取ったビットパケットを１/３の符号化レートで復号して、受信希望のデータを得る。

上述の第二の実施例は、特殊な排他的論理和演算を例として説明したものであるが、当業者にとって、ステップ５５で符号化した後の送信元信号ビットと送信先信号ビットに対して、例えば加算操作などの他のネットワーク符号化操作を行なってもよいことは明らかである。以下、加算操作を説明する。

リレー局から送信元装置までの第１のリンクの第１の変調方式と、リレー局から送信先装置までの第２のリンクの第２の変調方式が異なる場合、そのデータビット幅も異なる。この場合、第１の変調方式のデータビット幅をＸｂｉｔとし、第２の変調方式のデータビット幅をＸ+ΔＸｂｉｔとすると、第１の変調方式に対応する信号ビットパケットにおいて、Ｘ個の信号ビットおきにΔＸ個の０を挿入し、０が挿入された信号ビットを、第２の変調方式に対応する信号ビットと加算操作を行なう。

そして、加算操作して得たデータに対して階層変調してブロードキャストする。

ステップ５７/５８においては、送信元装置/送信先装置が、受信したブロードキャストデータに対して、階層変調原理（即ち星座マッピング原理）で復調し、復調した後のデータと、自身格納した符号化済みの送信元信号ビット/送信先信号ビットとに対して減算操作を行なって、符号化した後の送信先信号ビット/送信元信号ビットを取得し、符号化した後の送信先信号ビット/送信元信号ビットを第１の符号化レート/第２の符号化レートで復号して、最終的に送信先信号ビット/送信元信号ビットを得る。

＜第三の実施例＞
本発明の第三の実施例では、特殊に設置した星座図と特殊な排他的論理和演算方式を導入して、マルチホップリレーシステムのデータ伝送処理方法を実現する。

該排他的論理和演算方法は、次のものである。

リレー局から送信元装置までの第１のリンクの第１の変調方式と、リレー局から送信先装置までの第２のリンクの第２の変調方式が異なる場合、そのデータビット幅も異なる。この場合、第１の変調方式のデータビット幅をＸｂｉｔとし、第２の変調方式のデータビット幅をＸ+ΔＸｂｉｔとすると、第１の変調方式に対応する信号ビットパケットにおいて、Ｘ個の信号ビットおきにΔＸ個の０を挿入し、０が挿入された信号ビットを、第２の変調方式に対応する信号ビットと排他的論理和演算を行なう。

同時に、本発明の第三の実施例において、星座図は以下の原則により設置される。

一の変調シンボルを構成する一組のビットのうち下位の一部のビットが既知の場合、該変調シンボルがマッピング可能な星座点の組み合わせ、即ちサブ星座図は、できる限り大きい星座点距離が割り当てられる。

本発明の第三の実施例によるマルチホップリレーシステムのデータ伝送処理方法は、図７に示すように、以下のステップを含む。

ステップ７１において、送信元装置は、符号化した後の送信元信号ビットを記憶し、符号化した後の送信元信号ビットを変調してリレー局に送信する。

ステップ７２において、送信先装置は、符号化した後の送信先信号ビットを記憶し、符号化した後の送信先信号ビットを変調してリレー局に送信する。

ステップ７３において、リレー局は、送信元装置と送信先装置からの受信信号に対してそれぞれ復調復号して、送信元信号ビットと送信先信号ビットとを取得する。

ステップ７４において、リンク適応アルゴリズムに基づき、第１の符号化レート及び第１の変調方式が含まれる第１の符号化変調方式と、第２の符号化レート及び第２の変調方式が含まれる第２の符号化変調方式とをそれぞれ第１のリンクと第２のリンクに選択する。

ステップ７５において、第１の符号化レートと第２の符号化レートで送信先信号ビットと送信元信号ビットに対してそれぞれ符号化し、符号化した後の送信元信号ビットと送信先信号ビットに対して、特殊な排他的論理和演算を行なう。

リレー局から送信元装置までの第１のリンクの第１の変調方式と、リレー局から送信先装置までの第２のリンクの第２の変調方式が異なる場合、そのデータビット幅も異なる。この場合、第１の変調方式のデータビット幅をＸｂｉｔとし、第２の変調方式のデータビット幅をＸ+ΔＸｂｉｔとすると、第１の変調方式に対応する信号ビットパケットにおいて、Ｘ個の信号ビットおきにΔＸ個の０を挿入し、０を挿入して得た信号ビットを、第２の変調方式に対応する信号ビットと排他的論理和演算を行なう。

例えば、リンク適応アルゴリズムに基づき第１のリンクと第２のリンクに選択した変調方式がそれぞれＱＰＳＫと１６ＱＡＭであり、符号化した後の送信元信号ビットと送信先信号ビットがそれぞれ１０１１１００１００１１１１０…と１００１１１１０１１００…である場合、排他的論理和演算は、下記のように行なわれる。

ステップ７６において、ステップ７５で得た信号ビットパケットを、変調星座図のマッピング原理に従って変調してブロードキャストする。該星座図において、補強レイヤが星座図における距離は、伝統的な星座図変調方法において補強レイヤが星座図における距離より大きく、ベーシックレイヤが星座図における距離は、伝統的な星座図変調方法においてベーシックレイヤが星座図における距離に等しい。

ステップ７４では選択した変調方式が異なり、且つ、送信元装置と送信先装置の両方が自身の送信した符号化した後のデータを記憶しているため、変調方式が比較的に高い側は、ステップ７５での排他的論理和演算で得たデータのうち、一の変調シンボルを構成する一組のビットの下位の一部のビットを必ず知っている。このとき、変調シンボルをできる限り大きい星座点距離に割り当てる。この場合、このようにして得た補強レイヤが星座図における距離は、伝統的な星座図変調方法において補強レイヤが星座図における距離より大きく、ベーシックレイヤが星座図における距離は、伝統的な星座図変調方法においてベーシックレイヤが星座図における距離に等しい。

以下、上述星座図に対して詳しく説明する。

図８は、ＱＰＳＫ+１６ＱＡＭの星座変調マッピング図を示す。符号の意味は、以下のように定義する。

三角形は、下位の二つのビットが００のデータを示す。

菱形は、下位の二つのビットが０１のデータを示す。

正方形は、下位の二つのビットが１０のデータを示す。

丸は、下位の二つのビットが１１のデータを示す。

図によれば、伝統的な星座図と比べ、ベーシックレイヤが星座図における距離は大きくなったが、補強レイヤが星座図における距離は変化していない。

図９、図１０は、それぞれＱＰＳＫ+６４ＱＡＭと１６ＱＡＭ+６４ＱＡＭの星座変調マッピング図を示す。伝統的な星座図と比べ、補強レイヤが星座図における距離は大きくなったが、ベーシックレイヤが星座図における距離は変化していない。

ステップ７７において、変調方式が比較的に高い側が、変調星座図のマッピング原理で信号を復調して、ステップ７５での信号ビットパケットの排他的論理和演算の方式に従って、復調した後の信号と、バッファ中の符号化済みのビットパケットとに対して排他的論理和演算を行ない、最後に、排他的論理和演算した後のビットパケットをその符号化レートで復号して受信希望のデータを得る。

ステップ７８において、変調方式が比較的に低い側が、そのバッファに格納された既知のデータビットに基いて、変調星座図のマッピング原理で、復調すべき信号が実際にマッピングされた星座点の位置を判断し、簡単化した変調星座図でブロードキャストする信号を復調する。そして、ステップ７５での排他的論理和演算の方式に従って、復調した後の信号と、バッファ中の符号化済みのデータとに対して排他的論理和演算を行ない、最後に、該データパケットをその実際の符号化レートで復号して受信希望のデータを得る。

本発明の第三の実施例のリレー局は、図１１に示すように、
送信元装置からの符号化変調後の送信元信号ビット、及び送信先装置からの符号化変調後の送信先信号ビットを受信する受信モジュールと、
受信した符号化変調後の送信元信号ビット及び符号化変調後の送信先信号ビットに対して復調して、符号化した後の送信元信号ビット及び符号化した後の送信先信号ビットを取得する復調モジュールと、
符号化した後の送信元信号ビット及び符号化した後の送信先信号ビットを復号して、送信元信号ビット及び送信先信号ビットを取得する復号モジュールと、
リンク適応アルゴリズムに基いて、第１の符号化レート及び第１の変調方式が含まれる第１の符号化変調方式と、第２の符号化レート及び第２の変調方式が含まれる第２の符号化変調方式とをそれぞれ第１のリンクと第２のリンクに選択する符号化変調方式選択モジュールと、
第１の符号化レートと第２の符号化レートに基いて送信先信号ビットと送信元信号ビットをそれぞれ符号化する符号化モジュールと、
第１の変調方式と第２の変調方式が異なる場合、データビット幅が比較的に小さい変調方式に対応する符号化済みの信号ビットパケットにおいて、データビット幅が比較的に小さい変調方式のデータビット幅である第１の数の信号ビットおきに、第１の変調方式と第２の変調方式のデータビット幅の差分である第２の数の０を挿入する０挿入処理モジュールと、
０挿入処理して得た信号ビット及び符号化モジュールから出力された０挿入処理されなかった信号ビットに対して、排他的論理和演算を行なう排他的論理和演算モジュールと、
補強レイヤが星座図における距離は、伝統的な星座図変調方法において補強レイヤが星座図における距離より大きく、ベーシックレイヤが星座図における距離は、伝統的な星座図変調方法においてベーシックレイヤが星座図における距離に等しいような変調星座図の原理に従って、排他的論理和演算で得た信号ビットを変調する星座図変調モジュールと、
変調モジュールの出力データをブロードキャストするブロードキャストモジュールとを含む。

以下、実際の状況をもって第三の実施例を更に詳しく説明する。

第１のリンクと第２のリンクの実際のチャネル状況に応じて、リンク適応アルゴリズムで変調方式と符号化レートを選択するとき、リレー局から送信元装置（基地局と仮定する）までのリンクで１６ＱＡＭ変調方式及び２/５の符号化レートを選択し、リレー局から送信先装置（移動局と仮定する）までのリンクでＱＰＳＫ変調方式及び１/３の符号化レートを選択すると想定する。

二つのリンクでリンク適応アルゴリズムで選択した変調方式が異なる場合、まず、基地局からの信号ビットを１/３の符号化レートで符号化し、移動局からの信号ビットを２/５の符号化レートで符号化する。

そして、符号化した後の送信元信号ビットに対して二つの信号ビットおきに二つの０を挿入し、０が挿入された送信元信号ビットを、送信先信号ビットと排他的論理和演算を行って排他的論理和演算後の信号ビットパケットを取得する。

そして、排他的論理和演算で得た信号ビットパケットを、図８に示す変調星座図のマッピング原理で変調して基地局及び移動局にブロードキャストする。

基地局側において、変調方式が比較的に高いため、直接に図８に示す変調星座図のマッピング原理に従って信号を復調した後、ステップ７５での信号ビットパケットの排他的論理和演算の方式で、復調した後の信号と、バッファ中の符号化済みのビットパケットとに対して排他的論理和演算処理を行い、最後に、排他的論理和演算後のビットパケットをその符号化レートで復号して、受信希望のデータを得る。

一方、移動局側において、そのバッファに記憶されている既知のデータビット（例えば１００１）及び図８の変調星座図のマッピング原理に基いて、復調すべき信号が実際にマッピングされた星座点の位置は図８の菱形で示す星座点であると判断する。それで、一のＱＰＳＫ信号に類似する信号のみを復調すればよい。ステップ７５での信号ビットパケットの排他的論理和演算の方式で、復調した後の信号と、バッファ中の符号化した後のビットパケットとに対して排他的論理和演算処理を行い、最後に、排他的論理和演算後のビットパケットをその符号化レートで復号して、受信希望のデータを得る。

上述の第三の実施例では、特殊な排他的論理和演算を例として説明したが、当業者は、ステップ７５で符号化した後の送信元信号ビットと送信先信号ビットに対して、例えば加算操作などの他のネットワーク符号化操作を行なってもよいことは明らかである。以下、加算操作を説明する。

リレー局から送信元装置までの第１のリンクの第１の変調方式と、リレー局から送信先装置までの第２のリンクの第２の変調方式が異なる場合、そのデータビット幅も異なる。この場合、第１の変調方式のデータビット幅をＸｂｉｔとし、第２の変調方式のデータビット幅をＸ+ΔＸｂｉｔとすると、第１の変調方式に対応する信号ビットパケットにおいて、Ｘ個の信号ビットおきにΔＸ個の０を挿入し、０が挿入された信号ビットを、第２の変調方式に対応する信号ビットと加算操作を行なうべきである。

そして、加算操作して得たデータに対して変調星座図のマッピング原理で変調してブロードキャストする。

一方、ステップ7７とステップ7８においては、減算操作が行なわれる。

図１２、図１３、図１４はそれぞれ、本発明の三つの実施例と伝統的なフォーホップのマルチホップリレー伝送方法及び伝統的な符号化双方向リレー技術案のシミュレーション図である。図１２、図１３、図１４において、横座標は、ＲＳからＭＳまでの平均ＳＮＲであり、縦座標は周波数利用効率である。図１２、図１３、図１４における三本のカーブは、上から順に、本発明による方法のカーブ（図１２、図１３、図１４において、一番上のカーブはそれぞれ本発明の三つの実施例に対応している）、伝統的な符号化双方向リレー技術案のカーブ、伝統的なフォーホップのマルチホップリレー伝送方法のカーブである。

シミュレーションの条件は、以下となる。

隣接基地局間の距離：５００ｍ
パスロスモデル：１２８.１ + ３７.６ｌｏｇ１０(Ｒ), Ｒ(ｋｍ)
陰影フェージング：標準差 ８ ｄＢ
高速フェージングモデル：Ｊａｋｅ ｆａｄｉｎｇ: シングルパスチャネル
サービスモデル：ランダムパケット生成
変調符号化方式：
変調方式：ＱＰＳＫ, １６ＱＡＭ, ６４ＱＡＭ
符号化レート：１/６, １/４, １/３, １/２, ２/３
平均ＳＩＮＲ：
リレー局から基地局までのリンク： ７ｄＢ
リレー局から移動局までのリンク：(移動局が均一に分布される)[１４.５,１３.５,１２.０,１０.５,８.５,７.５,５.５,４.５,３.５,２.０,１.５, ０.５,-０.５,-１.０] ｄＢ
図によれば、本発明による方法の三つの実施例において、ＲＳからＭＳまでの平均ＳＮＲが変化する場合、伝統的な方法と比べ、性能が大幅に向上される。

以上は本発明の最良の実施形態に過ぎない。当該分野の一般技術者にとっては、本発明の主旨を逸脱しない前提で、若干の改進や修飾をしてもよい。これらの改進や修飾は、本発明の保護範囲内に含まれる。

図２：Ｄ１とＤ２に対して排他的論理和演算を行なってＤ３を得る
Ｄ３をブロードキャストする
バッファ中のＤ１と受信したＤ３を用いてＤ２を得る。

バッファ中のＤ２と受信したＤ３を用いてＤ１を得る。

図３：
３１：送信元装置は、符号化した後の送信元信号ビットを記憶し、符号化した後の送信元信号ビットを変調してリレー局に送信する
３２：送信先装置は、符号化した後の送信先信号ビットを記憶し、符号化した後の送信先信号ビットを変調してリレー局に送信する
３３：リレー局は、送信元装置と送信先装置からの受信信号に対してそれぞれ復調復号して、送信元信号ビットと送信先信号ビットとを取得する
３４：第１のリンクと第２のリンクに同一の変調方式を選択し、第１のリンクと第２のリンクに対応する第１の符号化レートと第２の符号化レートを特定する
３５：第１の符号化レートと第２の符号化レートで送信先信号ビットと送信元信号ビットに対してそれぞれ符号化し、符号化した送信元信号ビットと送信先信号ビットに対して、排他的論理和演算を行ない、選択した変調方式を用いて、排他的論理和演算で取得したデータを変調してブロードキャストする
３６：送信元装置が、ブロードキャストデータに対して、選択した変調方式で復調し、復調した後のデータと、自身格納した符号化済みの送信元信号ビットとに対して、排他的論理和演算を行って、符号化した後の送信先信号ビットを取得し、符号化した後の送信先信号ビットを復号して、送信先信号ビットを取得する
３７：送信先装置が、ブロードキャストデータに対して、選択した変調方式で復調し、復調した後のデータと、自身格納した符号化済みの送信先信号ビットとに対して、排他的論理和演算を行って、符号化した後の送信元信号ビットを取得し、符号化した後の送信元信号ビットを復号して、送信元信号ビットを取得する

図４：
受信モジュール
復調モジュール 符号化レート特定モジュール 変調方式選択モジュール
復号モジュール 符号化モジュール 排他的論理和演算モジュール
変調モジュール ブロードキャストモジュール

図５：
５１：送信元装置は、符号化した後の送信元信号ビットを記憶し、符号化した後の送信元信号ビットを変調してリレー局に送信する
５２：送信先装置は、符号化した後の送信先信号ビットを記憶し、符号化した後の送信先信号ビットを変調してリレー局に送信する
５３：リレー局は、送信元装置と送信先装置からの受信信号に対してそれぞれ復調復号して、送信元信号ビットと送信先信号ビットとを取得する。

５４：リンク適応アルゴリズムに基づき、リレー局から送信元装置までの第１のリンクと、リレー局から送信先装置までの第２のリンクに第１の符号化変調方式と第２の符号化変調方式をそれぞれ選択する
５５：第１の符号化レートと第２の符号化レートで送信先信号ビットと送信元信号ビットに対してそれぞれ符号化した後、排他的論理和演算を行なう
５６：排他的論理和演算で取得したデータに対して階層変調してブロードキャストする
５７：送信元装置が、ブロードキャストデータに対して、階層変調原理で復調し、復調した後のデータと、自身格納した符号化済みの送信元信号ビットとに対して排他的論理和演算を行って、符号化した後の送信先信号ビットを取得し、それを第１の符号化レートで復号して、送信先信号ビットを得る
５８：送信先装置が、ブロードキャストデータに対して階層変調原理で復調し、復調した後のデータと、自身格納した符号化済みの送信先信号ビットとに対して排他的論理和演算を行って、符号化した後の送信元信号ビットを取得し、それを第２の符号化レートで復号して、送信先信号ビットを得る

図６：
受信モジュール
復調モジュール 符号化変調方式選択モジュール ０挿入処理モジュール
復号モジュール 符号化モジュール 排他的論理和演算モジュール
階層変調モジュール ブロードキャストモジュール

図７：
７１：送信元装置は、符号化した後の送信元信号ビットを記憶し、符号化した後の送信元信号ビットを変調してリレー局に送信する
７２：送信先装置は、符号化した後の送信先信号ビットを記憶し、符号化した後の送信先信号ビットを変調してリレー局に送信する
７３：リレー局は、送信元装置と送信先装置からの受信信号に対してそれぞれ復調復号して、送信元信号ビットと送信先信号ビットとを取得する
７４：リンク適応アルゴリズムに基づき、リレー局から送信元装置までの第１のリンクと、リレー局から送信先装置までの第２のリンクにそれぞれ第１の符号化変調方式と第２の符号化変調方式を選択する
７５：第１の符号化レートと第２の符号化レートで送信先信号ビットと送信元信号ビットに対してそれぞれ符号化した後、排他的論理和演算を行なう
７６：ステップ７５で得た信号ビットパケットを、変調星座図のマッピング原理に従って変調してブロードキャストする
７７：変調方式が比較的に高い側が、変調星座図のマッピング原理で信号を復調した後、ステップ７５での信号ビットパケットの排他的論理和演算の方式に従って、復調した後の信号と、バッファ中の符号化済みのビットパケットとに対して排他的論理和演算を行ない、排他的論理和演算した後のビットパケットをその符号化レートで復号してデータを得る
７８：変調方式が比較的に低い側が、復調必要の信号が実際にマッピングされた星座点の位置を判断し、簡単化した変調星座図でブロードキャストする信号を復調し、ステップ７５での排他的論理和演算の方式に従って、復調した後の信号と、バッファ中の符号化済みのデータとに対して排他的論理和演算を行ない、最後に復号してデータを得る

図１１:
受信モジュール
復調モジュール 符号化変調方式選択モジュール ０挿入処理モジュール
復号モジュール 符号化モジュール 排他的論理和演算モジュール
星座図変調モジュール ブロードキャストモジュール

伝統的なマルチホップリレーシステムの信号伝送方式を示す。 符号化双方向伝送技術案におけるマルチホップリレーシステムの信号伝送方式を示す。 本発明による第一の実施例の方法の流れを示す。 本発明による第一の実施例のリレー局の構成を示す。 本発明による第二の実施例の方法の流れを示す。 本発明による第二の実施例のリレー局の構成を示す。 本発明による第三の実施例の方法の流れを示す。 ＱＰＳＫ＋１６ＱＡＭの予め設定した星座変調マッピング図を示す。 ＱＰＳＫ＋６４ＱＡＭの予め設定した星座変調マッピング図を示す。 １６ＱＡＭ＋６４ＱＡＭの予め設定した星座変調マッピング図を示す。 本発明による第三の実施例のリレー局の構成を示す。 本発明による第一の実施例のシミュレーション結果を示す。 本発明による第二の実施例のシミュレーション結果を示す。 本発明による第三の実施例のシミュレーション結果を示す。

Claims (16)

1. マルチホップリレーシステムにおける双方向データ伝送処理方法であって、中間装置が、送信元装置と送信先装置からの受信信号をそれぞれ復調復号して、送信元信号ビットと送信先信号ビットとを取得するステップを含み、更に、
   中間装置がリンク適応アルゴリズムに基いて第１のリンクと第２のリンクに選択した変調方式が異なるときに、そのうちから一種の変調方式を選択し、更にチャネル品質に基いて該変調方式における第１のリンクと第２のリンクに対応する第１の符号化レートと第２の符号化レートを特定するステップＡ１と、
   第１の符号化レートと第２の符号化レートで送信先信号ビットと送信元信号ビットに対してそれぞれ符号化し、符号化した送信元信号ビットと送信先信号ビットに対してネットワーク符号化操作を行い、ステップＡ１で選択した変調方式を用いて、前記ネットワーク符号化操作で取得したデータを変調してブロードキャストするステップＡ２と
   を含むことを特徴とする方法。
2. 請求項１記載の方法であって、更に、
   送信元装置と送信先装置が、受信したブロードキャストデータに対して、ステップＡ１で選択した変調方式で復調し、復調した後のデータと、自身格納した符号化済み信号ビットとに対して、前記ステップＡ２でのネットワーク符号化操作の対応操作を行って、受信待ちデータを取得するステップＡ３を含むことを特徴とする方法。
3. 請求項１又は２記載の方法であって、
   前記中間装置は、リレー局、基地局又はアクセスポイントであることを特徴とする方法。
4. 中間装置であって、受信モジュール、復調モジュール及び復号モジュールを含み、更に、
   リンク適応アルゴリズムで第１のリンクと第２のリンクに変調方式を選択し、選択した変調方式が異なるときに、異なる変調方式から一種の変調方式を第１のリンクと第２のリンクに選択する変調方式選択モジュールと、
   チャネル品質に基いて、選択した変調方式において第１のリンクと第２のリンクに対応する第１の符号化レートと第２の符号化レートを特定する符号化レート特定モジュールと、
   第１の符号化レートと第２の符号化レートに基いて送信先信号ビットと送信元信号ビットをそれぞれ符号化する符号化モジュールと、
   符号化モジュールで符号化した送信先信号ビットと送信元信号ビットに対してネットワーク符号化操作を行うネットワーク符号化モジュールと、
   変調方式選択モジュールによって選択した変調方式で、ネットワーク符号化操作の結果を変調する変調モジュールと、
   変調モジュールの出力データをブロードキャストするブロードキャストモジュールと
   を含むことを特徴とする中間装置。
5. 請求項４記載の中間装置であって、
   リレー局、基地局又はアクセスポイントに設置されることを特徴とする中間装置。
6. マルチホップリレーシステムにおける双方向データ伝送処理方法であって、中間装置が、送信元装置と送信先装置からの受信信号をそれぞれ復調復号して、送信元信号ビットと送信先信号ビットとを取得するステップを含み、更に、
   リンク適応アルゴリズムに基いて、第１の符号化レート及び第１の変調方式が含まれる第１の符号化変調方式と、第２の符号化レート及び第２の変調方式が含まれる第２の符号化変調方式とをそれぞれ第１のリンクと第２のリンクに選択するステップＣ１と、
   第１の符号化レートと第２の符号化レートで送信先信号ビットと送信元信号ビットに対してそれぞれ符号化し、符号化した送信元信号ビットと送信先信号ビットに対して、
   データビット幅が比較的に小さい変調方式に対応する信号ビットパケットにおいて、Ｘ個の信号ビットおきにΔＸ個の０を挿入し、０を挿入して得た信号ビットを、もう一種の変調方式に対応する信号ビットとネットワーク符号化操作を行い、そのうち、Ｘがデータビット幅が比較的に小さい変調方式のデータビット幅であり、ΔＸが変調方式のデータビット幅の差分であるステップＣ２と、
   ネットワーク符号化操作で得たデータに対して変調してブロードキャストするステップＣ３と
   を含むことを特徴とする方法。
7. 請求項６記載の方法であって、更に、
   送信元装置と送信先装置が、受信したブロードキャストデータに対して、ステップＣ３での変調方式で復調し、復調した後のデータと、自身格納した符号化済み信号ビットとに対して０を挿入した後、前記ステップＣ２でのネットワーク符号化操作の対応操作を行って、受信待ちデータを取得するステップＣ４を含むことを特徴とする方法。
8. 請求項７記載の方法であって、
   前記ステップＣ３での変調は、階層変調、又は、予め設定した星座図に基いたマッピング原理変調であることを特徴とする方法。
9. 請求項８記載の方法であって、ステップＣ３においてネットワーク符号化操作で得たデータに対して階層変調を行うとき、前記ステップＣ４は、
   送信元装置が、受信したブロードキャストデータに対して階層変調原理で復調し、復調した後のデータと、自身格納した符号化済みの送信元信号ビットとに対して０を挿入した後、前記ステップＣ２でのネットワーク符号化操作の対応操作を行って、符号化した後の送信先信号ビットを取得し、符号化した後の送信先信号ビットを第１の符号化レートで復号して、最終的に送信先信号ビットを取得するステップＣ４１と、
   送信先装置が、受信したブロードキャストデータに対して階層変調原理で復調し、復調した後のデータと、自身格納した符号化済みの送信先信号ビットとに対して０を挿入した後、前記ステップＣ２でのネットワーク符号化操作の対応操作を行って、符号化した後の送信元信号ビットを取得し、符号化した後の送信元信号ビットを第２の符号化レートで復号して、最終的に送信元信号ビットを取得するステップＣ４２と
   を含むことを特徴とする方法。
10. 請求項８記載の方法であって、
    前記ステップＣ３において、ネットワーク符号化操作で得たデータに対して、予め設定した星座図に基いたマッピング原理で変調するときに、補強レイヤが予め設定した星座図における距離は、伝統的な星座図変調方法において補強レイヤが星座図における距離より大きく、ベーシックレイヤが予め設定した星座図における距離は、伝統的な星座図変調方法においてベーシックレイヤが星座図における距離に等しいことを特徴とする方法。
11. 請求項１０記載の方法であって、
    前記ステップＣ４は、
    変調方式が比較的に高い側が、変調星座図のマッピング原理で信号を復調し、復調した後の信号と、バッファ中の符号化済みのビットパケットとに対して０を挿入した後、前記ステップＣ２でのネットワーク符号化操作の対応操作を行い、排他的論理和演算した後のビットパケットをその符号化レートで復号して受信希望のデータを得るステップＣ４１´と、
    変調方式が比較的に低い側が、そのバッファに格納される既知のデータビットに基いて、変調星座図のマッピング原理で、復調必要の信号が実際にマッピングされた星座点の位置を判断し、簡単化した変調星座図でブロードキャストする信号を復調して、バッファ中の符号化済みのビットパケットとに対して０を挿入して、前記ステップＣ２でのネットワーク符号化操作の対応操作を行い、排他的論理和演算した後のビットパケットをその符号化レートで復号して受信希望のデータを得るステップＣ４２´と
    を含むことを特徴とする方法。
12. 請求項６乃至１１のいずれか一項記載の方法であって、
    前記中間装置は、リレー局、基地局又はアクセスポイントであることを特徴とする方法。
13. 中間装置であって、受信モジュール、復調モジュール及び復号モジュールを含み、更に、
    リンク適応アルゴリズムに基いて、第１の符号化レート及び第１の変調方式が含まれる第１の符号化変調方式と、第２の符号化レート及び第２の変調方式が含まれる第２の符号化変調方式とをそれぞれ第１のリンクと第２のリンクに選択する符号化変調方式選択モジュールと、
    第１の符号化レートと第２の符号化レートに基いて送信先信号ビットと送信元信号ビットをそれぞれ符号化する符号化モジュールと、
    Ｘを、データビット幅が比較的に小さい変調方式のデータビット幅として、ΔＸを、変調方式のデータビット幅の差分とすると、符号化した送信元信号ビットと送信先信号ビットに対して、
    データビット幅が比較的に小さい変調方式に対応する信号ビットパケットにおいて、Ｘ個の信号ビットおきにΔＸ個の０を挿入し、０を挿入して得た信号ビットを、もう一種の変調方式に対応する信号ビットとネットワーク符号化操作を行うネットワーク符号化モジュールと、
    ネットワーク符号化操作で得た信号ビットを変調する変調モジュールと、
    変調モジュールの出力データをブロードキャストするブロードキャストモジュールと
    を含むことを特徴とする中間装置。
14. 請求項１３記載の中間装置において、
    前記変調モジュールは、階層変調、又は、予め設定した星座図に基いたマッピング原理変調を採用することを特徴とする中間装置。
15. 請求項１３記載の中間装置において、
    前記変調モジュールがネットワーク符号化操作で得たデータに対して、予め設定した星座図に基いたマッピング原理で変調するときに、補強レイヤが予め設定した星座図における距離は、伝統的な星座図変調方法において補強レイヤが星座図における距離より大きく、ベーシックレイヤが予め設定した星座図における距離は、伝統的な星座図変調方法においてベーシックレイヤが星座図における距離に等しいことを特徴とする中間装置。
16. 請求項１３、１４、又は１５記載の中間装置であって、
    リレー局、基地局又はアクセスポイントに設置されることを特徴とする中間装置。

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