JP2010239615A - 無線IMT(InternationalMobileTelecommunications)−advanced4Gネットワーク、および、無線IMT−advanced4Gネットワークにおいて通信するための方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】IMT(International Mobile Telecommunications)−Advanced 4Gネットワーク内のソースノードが、チャネル符号を用いて、アップリンクチャネル上で中継ノード及びBSにデータを送信する。中継ノードは各ソースノードから受信されたデータを独立して復号化し、正確に復号化されたデータにネットワーク符号化を適用して、符号化されたデータをBSに送信する。BSは、ソースノード及び中継ノードによって協調して送信される符号化されたデータを、ターボ復号化過程によって復号化する。各ソースノードからのデータは、軟入力軟出力単一ユーザ復号器によって復号化され、中継ノードからのデータと共に、軟入力軟出力マルチユーザ復号器によって復号化される。
【選択図】図1
Description
IMT(International Mobile Telecommunications)−advancedネットワークは、4G無線通信に関するITU−R(国際電気通信連合無線通信部門)の最新の成果である。1つの目標は、ネットワークをあまり複雑にしないことを前提として、Hz当たり15ビット/秒(bps)のアップリンクピークスペクトル効率、及びネットワークセルのエッジエリアにおいて可能な限り高いスループットを提供することである。この目標を達成するために、種々の実現技術が報告されている。現時点で合意していることは、リンク性能を改善するために中継局(RS)を用いることである。
中継ベースの通信は、受信機における協調復号を容易にして、全体的なリンク性能を改善する。一般的に、中継ベースの通信には2つのタイプ:増幅及び転送(AF)と復号化及び転送(DF)とがある。本発明はDFを用いる。ネットワーク符号化において、ネットワークはグラフとしてモデル化される。ただし、エッジは送信機から受信機へのチャネルを表す。最大フロー−最小カット定理を用いると、ソースから特定の受信機に送信することができる情報フローの最大量を計算することができる。ネットワーク符号化は、対象とする全ての受信機が、ソースから最大ネットワーク情報フローを同時に受け取ることを可能にすることができる。ネットワーク符号化及びチャネル符号化はいずれも、有限体における演算を用いる。
協調通信の1つの目的は、符号化及びダイバーシティのために仮想多入力多出力(MIMO)通信が提供されるように、ソースノードと宛先ノードとの間の通信のための複数のリンク又はチャネルを提供することである。
無線通信では、チャネル雑音の影響を低減するために、ソースから宛先に送信されるデータを通常、チャネル符号化する。チャネル符号化は順方向誤り訂正(FEC)符号を使用し、多くの場合にビットインターリービングも併用する。チャネル符号を用いて、雑音がある中で、送信されるデータを保護する。1つのソースノードからのデータが宛先において受信された後に、ソース情報を再生するために、他のソースノードからのデータの復号化とは独立して、受信されたデータの復号化を実行することができる。ネットワーク符号化の場合、RSにおいて全てのデータがネットワーク符号化されるので、現在のデータの復号化された情報を用いて、他のデータの復号化を改善することができる。結果として、復号化が、チャネル復号化(単一ユーザ復号器)とネットワーク復号化(マルチユーザ復号器)とを交互に繰り返すように、ターボ復号化過程を確立することができる。
個々のソースノードのデータを復調し、復号化すること;
協調のために複数のソースを選択すること;
複数のソースのデータをネットワーク符号化するために有限体に関する可逆行列を使用すること;及び
符号化されたデータを宛先に送信することを含む。
軟入力軟出力復号化
軟入力軟出力復号化の場合、宛先は、送信されたデータにおいて、データと、シンボルの事前情報とを受信する。復号器は、受信されたシンボルの対数尤度比(LLR)を生成する。この復号化は、最大事後確率(MAP)復号化とも呼ばれる。
反復復号化は、ネットワーク符号器に対応するマルチユーザ復号器と、チャネル符号器に対応する1組の単一ユーザ復号器とを交互に用いる。
その行列は2つの目的に基づいて設計される。
図5は、BSにある復号器を示す。宛先(BS)は、MS及びRSの両方から信号を受信し、その信号はチャネルフェージング及び雑音によって破損している可能性がある。BSの目的は、各MSによって送信されるソースデータ、すなわち図4における「xi」(ただし、i=1,...,K)を再生することである。
1つのネットワーク例では、4つのMSが協調通信を実行する。たとえば、MS毎のチャネル符号として、生成多項式(7,5)oct及び符号化率1/2の再帰的組織畳み込み(RSC)符号が用いられる。各MS−BSリンクは異なるブロックフェージングを受け、それは異なるガウスチャネルを用いることと同じである。RSにおける演算は4×4行列であり、それは、(8,4,4)拡張ハミング符号のパリティ情報と同等の符号化されたデータを生成する。
Claims (18)
- 1組のソースノードを含む、無線IMT(International Mobile Telecommunications)−advanced 4Gネットワークであって、
該1組のソースノードはチャネル符号を用いてアップリンクチャネル上でデータを送信し、
該ネットワークは、中継ノードを備え、
該中継ノードは、
受信機と、
1組の復号器であって、前記データを送信する前記ソースノード毎に1つの復号器があり、前記データはチャネル符号化され、該復号器はそれぞれ、前記ソースノードから受信されたデータが正確に復号化されるか否かを判断する、1組の復号器と、
前記正確に復号化されたデータを符号化するように構成されるネットワーク符号器であって、該ネットワーク符号器はそれぞれ、2値有限体に関する可逆行列を用いて、前記正確に復号化されたデータを符号化する、ネットワーク符号器と、
前記ネットワーク符号化されたデータを送信するように構成される送信機と
を備えるネットワーク。 - 前記ネットワークは、宛先ノードをさらに備え、
該宛先ノードは、
受信機と、
前記1組のソースによって送信される前記チャネル符号化されたデータと、前記中継ノードによって送信される前記ネットワーク符号化されたデータとを合成するように構成されるマルチプレクサと、
前記ネットワーク符号化されたデータを復号化するように構成されるマルチユーザ復号器と、
前記各ソースに従って前記合成されたデータを分離して、該ソース毎に復号化データを生成するように構成されるデマルチプレクサと、
1組の軟入力軟出力復号器であって、別個の復号化されたデータ毎に1つの軟入力軟出力がある、1組の軟入力軟出力復号器と、
前記軟入力軟出力復号器毎に1つの硬判定を生成するように構成される、該軟入力軟出力復号器毎の1つのしきい値検出器とを備える、請求項1に記載のネットワーク。 - 前記1組のソースノードは、チャネル符号を用いて同時に送信する、請求項1に記載のネットワーク。
- 前記各ソースノードからのデータはチャネル復号化され、正確に復号化されたかが判断される、請求項1に記載のネットワーク。
- 前記各軟入力軟出力復号器は、前記マルチユーザ復号器のための事前情報を生成する軟入力軟出力単一ユーザ復号器である、請求項2に記載のネットワーク。
- 前記各軟入力軟出力復号器は、単一ユーザ復号器のための事前情報を生成する軟入力軟出力マルチユーザ復号器である、請求項2に記載のネットワーク。
- 前記各軟入力軟出力単一ユーザ復号器は、前記マルチユーザ復号器から事前情報を受信し、該事前情報を対数尤度比から差し引いて、前記マルチユーザ復号器のための前記事前情報としての役割を果たす外部情報を生成する、請求項5に記載のネットワーク。
- 前記各軟入力軟出力マルチユーザ復号器は、前記単一ユーザ復号器から事前情報を受信し、該事前情報を生成された対数尤度比から差し引いて、前記単一ユーザ復号器のための前記事前情報としての役割を果たす外部情報を生成する、請求項6に記載のネットワーク。
- 前記軟入力軟出力マルチユーザ復号化及び前記軟入力軟出力単一ユーザ復号化は、情報を交換しながら交互に反復的に動作する、請求項2に記載のネットワーク。
- 前記ソースノードは同じチャネル符号を使用し、前記データは協調のために前記中継ノードにおいてネットワーク符号化される、請求項1に記載のネットワーク。
- 前記ソースノードは異なるチャネル符号を使用し、前記データは協調のために前記中継ノードにおいてネットワーク符号化される、請求項1に記載のネットワーク。
- 協調するソースノードは同じチャネル符号を有し、前記データは、ネットワーク符号化後に、同じ軟入力軟出力単一ユーザ復号器を用いてチャネル復号化される、請求項2に記載のネットワーク。
- 事前情報を用いて、系統的データ及びパリティデータを得るために、前記受信されたデータから外部情報が抽出される、請求項9に記載のネットワーク。
- 前記ソースノードが前記協調送信に加わることを可能にする手段をさらに備える、請求項1に記載のネットワーク。
- 1組のソースノード、中継ノード及び基地局(BS)を含む、無線IMT(International Mobile Telecommunications)−advanced 4Gネットワークにおいて通信するための方法であって、該1組のソースノードは、チャネル符号を用いて、アップリンクチャネル上で前記中継ノード及び前記BSにデータを送信し、
前記チャネル符号化されたデータを、前記中継ノードにおいて、前記ソースノード毎に独立して復号化すること、
前記正確に復号化されたデータにネットワーク符号化を適用すること、
前記BSに前記ネットワーク符号化されたデータを送信すること、及び
前記BSにおいて、1組の単一ユーザ復号器を用いて前記各ソースノードによってチャネル符号化されたデータを復号化し、マルチユーザ復号器を用いて前記中継ノードによってネットワーク符号化されたデータを復号化すること
を含む、無線IMT−Advanced 4Gネットワークにおいて通信するための方法。 - 前記ネットワーク符号化は、2値有限体に関する可逆行列を用いる、請求項15に記載の方法。
- 前記1組のソースノードは同時に送信する、請求項15に記載の方法。
- 前記各単一ユーザ復号器及び前記マルチユーザ復号器は、最大事後確率復号化を用いる、請求項15に記載の方法。
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