JP5341131B2 - Communication node, radio communication system, and data relay method - Google Patents
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- JP5341131B2 JP5341131B2 JP2011101367A JP2011101367A JP5341131B2 JP 5341131 B2 JP5341131 B2 JP 5341131B2 JP 2011101367 A JP2011101367 A JP 2011101367A JP 2011101367 A JP2011101367 A JP 2011101367A JP 5341131 B2 JP5341131 B2 JP 5341131B2
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Abstract
Description
本発明は、一般に無線通信の技術分野に関し、特にマルチホップ方式や中継方式および多入力多出力（ＭＩＭＯ： Ｍｕｌｔｉ Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉ Ｏｕｔｐｕｔ）方式を使用する通信ノードおよび無線通信システム並びにデータ中継方法に関する。 The present invention generally relates to the technical field of wireless communication, and more particularly to a communication node, a wireless communication system, and a data relay method that use a multi-hop method, a relay method, and a multi-input multiple-output (MIMO) method.
従来の中継方法では、中継ノードにおいて送信信号と受信信号とがお互いに干渉しないように、時間で分けて、送受信が行われる。しかし、時間で分けることによって、通信容量は大きく落ちてしまい、中継システムの通信容量を制限する。 In the conventional relay method, transmission / reception is performed with time division so that the transmission signal and the reception signal do not interfere with each other at the relay node. However, by dividing by time, the communication capacity is greatly reduced, and the communication capacity of the relay system is limited.
従来の中継方法について、図１を参照して説明する。ここでは、通信容量が大きく制限される要因について示す。 A conventional relay method will be described with reference to FIG. Here, the factors that greatly limit the communication capacity will be described.
図１において、以下のパラメータを定義する。
ｓ：送信ノードからの送信信号ベクトル
ｒ：受信信号ベクトル
Ｋ：使用可能な中継ノード数
Ｈｋ：ｋ番目の送信ノード−中継ノード間チャネル（後方チャネル） １≦ｋ≦Ｋ
Ｇｋ：ｋ番目の中継ノード−受信ノード間チャネル（前方チャネル） １≦ｋ≦Ｋ
Ｗｋ：ｋ番目の中継ノードでのウエイト行列 １≦ｋ≦Ｋ
Ｅｋ：ｋ番目の中継ノードでの電力制限係数 １≦ｋ≦Ｋ（各中継ノードの最大電力を制限する）
ｎｋ：ｋ番目の中継ノードのノイズ成分
ｚ：受信ノードのノイズ成分
Ｅ（・）：変数のアンサンブル平均値
図１に示すように、複数の送信アンテナを用いて送信ノード（ソースノード）１から送信された信号の、各中継ノード２における受信信号は式（１）で表すことができる。
In FIG. 1, the following parameters are defined.
s: transmission signal vector from transmission node r: reception signal vector K: number of usable relay nodes H k : channel between k-th transmission node and relay node (rear channel) 1 ≦ k ≦ K
G k : k-th relay node-receiving node channel (forward channel) 1 ≦ k ≦ K
W k : Weight matrix at the k-
E k : power limit coefficient at the k-
n k : noise component of k-th relay node z: noise component of reception node E (•): ensemble average value of variables As shown in FIG. 1, from a transmission node (source node) 1 using a plurality of transmission antennas The received signal at each
ｙｋ＝Ｈｋｓ＋ｎｋ （１）
中継ノード２では、この信号に電力制限係数Ｅｋおよびウエイト行列Ｗｋを乗算して中継送信信号を生成する。
y k = H k s + n k (1)
Ｘｋ＝ＥｋＷｋｙｋ （２）
その結果、宛先ノード３での受信信号は式（３）となる。
X k = E k W k y k (2)
As a result, the received signal at the destination node 3 is expressed by Equation (3).
そこで、従来の中継方法では、図１に示すように、ソースノード１が送信して中継ノードが受信するための時間スロットと、中継ノードが送信して宛先ノード３が受信するための時間スロットとを分けて用いる。そのため、ソースノード１から送信された情報が宛先ノード３に届くまでには、二つの時間スロットを使用することとなる。この場合の通信容量は以下の式（４）で表される。
Therefore, in the conventional relay method, as shown in FIG. 1, a time slot for transmission by the
Ｃｕｐｐｅｒ＝Ｅ{Ｈｋ，Ｇｋ}{（１／２）Ｉ（ｓ；ｙ１，・・・，ｙＫ，ｒ｜Ｘ１，・・・，ＸＫ）} （４）
式（４）に示される１／２の項は二つの時間スロットを使用することに起因するものである。このため、全体の通信容量を制限してしまう。
C upper = E {Hk, Gk} {(1/2) I (s; y 1 ,..., Y K , r | X 1 ,..., X K )} (4)
The half term shown in equation (4) is due to the use of two time slots. This limits the overall communication capacity.
しかしながら、上述した背景技術には以下の問題がある。 However, the background art described above has the following problems.
上述したように、従来の中継システムでは、ソースノード１が送信して中継ノードが受信するための時間スロットと、中継ノードが送信して宛先ノード３が受信するための時間スロットとを分けて用いる。このように、中継ノードが送信する時間と、中継スロットが受信する時間とを分けることによって、中継ノードにおける複数アンテナ間の干渉および中継ノード間の干渉を避けることができる。しかし、通信容量を表す式（４）において、１／２の乗算に示されるように、通信容量が低下してしまう問題がある。
As described above, in the conventional relay system, the time slot for transmission by the
そこで、本発明は、上述した問題を解決するためになされたものであり、その目的は、ＭＩＭＯ方式を用いたマルチホップ方式または中継方式において、通信容量を改善することができる中継ノードおよび宛先ノード並びに通信方法を提供することにある。 Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a relay node and a destination node that can improve communication capacity in a multi-hop scheme or a relay scheme using the MIMO scheme. An object is to provide a communication method.
本通信ノードは、
中継ノードを介して、ソースノードから送信された信号を受信する通信ノードであって：
中継ノード間のチャネルと、中継ノードと前記ソースノードとの間のチャネルが乗算されたチャネル情報、および前記通信ノードと中継ノードとの間のチャネル情報を推定するチャネル推定手段；
前記チャネル推定手段により推定されたチャネル情報に基づいて、送信信号を推定する送信信号推定手段；
前記送信信号推定手段により推定された信号を記憶する記憶手段；
中継ノード間で生じた干渉信号を除去する干渉除去手段；
を備え、
前記干渉除去手段は、前記記憶手段が記憶した信号と、前記チャネル推定手段が推定したチャネル情報とに基づいて、干渉を除去し、ソースノードからの信号を検出する。
本通信ノードは、
複数の中継ノードを介して、ソースノードから送信された信号を受信する通信ノードであって：
前記複数の中継ノードは、２以上の中継ノードを有する中継グループ１と、２以上の中継ノードを有する中継グループ２に分けられ、
前記通信ノードは、
中継グループ１の有する全中継ノードとの間のチャネル情報、および、中継グループ２の有する全中継ノードとの間のチャネル情報、および、ソースノードとそれぞれの中継ノードとの間のチャネルと、それぞれの中継ノードとの間のチャネルとが乗算されたチャネル情報、および、中継グループ１の有するそれぞれの中継ノードと中継グループ２の有するそれぞれの中継ノードとの間のチャネルと、中継グループ２の有するそれぞれの中継ノードとの間のチャネルとが乗算されたチャネル情報、および、中継グループ２の有するそれぞれの中継ノードと中継グループ１の有するそれぞれの中継ノードとの間のチャネルと、中継グループ１の有するそれぞれの中継ノードとの間のチャネルとが乗算されたチャネル情報を推定するチャネル推定手段；
前記チャネル推定手段により推定されたチャネル情報に基づいてソースノードからの送信信号を推定する送信信号推定手段；
前記送信信号推定手段において推定された信号を記憶する記憶手段；
中継ノード間で生じた干渉信号を除去する干渉除去手段；
を備え、
前記干渉除去手段は、前記記憶手段が記憶した信号と、前記チャネル推定手段が推定したチャネル情報とに基づいて、干渉を除去し、ソースノードからの信号を検出する。
本通信ノードは、
複数の中継ノードを介して、ソースノードから送信された信号を受信する通信ノードであって：
前記複数の中継ノードは、２以上の中継ノードを有する中継グループ１と、２以上の中継ノードを有する中継グループ２に分けられ、
前記通信ノードは、
ソースノードと中継グループ１の有する全中継ノードとの間のチャネルと、中継グループ１の有する全中継ノードと中継グループ２の有するそれぞれの中継ノードとの間のチャネルと、中継グループ２の有するそれぞれの中継ノードとの間のチャネルとが乗算されたチャネル情報、および、ソースノードと中継グループ２の有する全中継ノードとの間のチャネルと、中継グループ２の有する全中継ノードと中継グループ１の有するそれぞれの中継ノードとの間のチャネルと、中継グループ１の有するそれぞれの中継ノードとの間のチャネルとが乗算されたチャネル情報、および、ソースノードとそれぞれの中継ノードとの間のチャネルと、それぞれの中継ノードとの間のチャネルとが乗算されたチャネル情報を推定するチャネル推定手段；
前記チャネル推定手段により推定されたチャネル情報に基づいてソースノードからの送信信号を検出する信号検出手段；
前記信号検出手段において検出された信号を記憶する記憶手段；
中継ノード間で生じた干渉信号を除去する干渉除去手段；
を備え、
前記干渉除去手段は、前記記憶手段が記憶した信号と、前記チャネル推定手段が推定したチャネル情報とに基づいて、干渉を除去し、ソースノードからの信号を検出する。
This communication node
A communication node that receives a signal transmitted from a source node via a relay node:
Channel estimation means for estimating channel information obtained by multiplying a channel between relay nodes, a channel between the relay node and the source node, and channel information between the communication node and the relay node;
Transmission signal estimation means for estimating a transmission signal based on channel information estimated by the channel estimation means;
Storage means for storing the signal estimated by the transmission signal estimation means;
Interference canceling means for canceling interference signals generated between relay nodes;
Equipped with a,
The interference removal unit removes interference based on the signal stored in the storage unit and the channel information estimated by the channel estimation unit, and detects a signal from the source node.
This communication node
A communication node that receives a signal transmitted from a source node via a plurality of relay nodes:
The plurality of relay nodes are divided into a
The communication node is
Channel information between all relay nodes of
Transmission signal estimation means for estimating a transmission signal from a source node based on channel information estimated by the channel estimation means;
Storage means for storing the signal estimated by the transmission signal estimation means;
Interference canceling means for canceling interference signals generated between relay nodes;
With
The interference removal unit removes interference based on the signal stored in the storage unit and the channel information estimated by the channel estimation unit, and detects a signal from the source node.
This communication node
A communication node that receives a signal transmitted from a source node via a plurality of relay nodes:
The plurality of relay nodes are divided into a
The communication node is
Channels between source nodes and all relay nodes of
Signal detection means for detecting a transmission signal from a source node based on channel information estimated by the channel estimation means;
Storage means for storing the signal detected by the signal detection means;
Interference canceling means for canceling interference signals generated between relay nodes;
With
The interference removal unit removes interference based on the signal stored in the storage unit and the channel information estimated by the channel estimation unit, and detects a signal from the source node.
このように構成することにより、中継ノード間の干渉を除去することができ、受信する中継ノードと送信する中継ノードとを共存させることができる。このため、通信容量を、従来の中継方法と比較して増大させることができる。 By configuring in this way, interference between relay nodes can be eliminated, and a relay node that receives and a relay node that transmits can coexist. For this reason, the communication capacity can be increased as compared with the conventional relay method.
本無線通信システムは、
中継ノードを介してソースノードから送信された信号を受信する通信ノードを備える無線通信システムであって：
前記通信ノードは、
中継ノード間のチャネルと、中継ノードと前記ソースノードとの間のチャネルが乗算されたチャネル情報、および前記通信ノードと中継ノードとの間のチャネル情報を推定するチャネル推定手段；
前記チャネル推定手段により推定されたチャネル情報に基づいて、送信信号を推定する送信信号推定手段；
前記送信信号推定手段により推定された信号を記憶する記憶手段；
中継ノード間で生じた干渉信号を除去する干渉除去手段；
を備え、
前記干渉除去手段は、前記記憶手段が記憶した信号と、前記チャネル推定手段が推定したチャネル情報とに基づいて、干渉を除去し、ソースノードからの信号を検出する。
This wireless communication system
A wireless communication system comprising a communication node that receives a signal transmitted from a source node via a relay node:
The communication node is
Channel estimation means for estimating channel information obtained by multiplying a channel between relay nodes, a channel between the relay node and the source node, and channel information between the communication node and the relay node;
Transmission signal estimation means for estimating a transmission signal based on channel information estimated by the channel estimation means;
Storage means for storing the signal estimated by the transmission signal estimation means;
Interference canceling means for canceling interference signals generated between relay nodes;
Equipped with a,
The interference removal unit removes interference based on the signal stored in the storage unit and the channel information estimated by the channel estimation unit, and detects a signal from the source node.
このように構成することにより、中継ノード間の干渉を除去することができ、受信する中継ノードと送信する中継ノードとを共存させることができる。このため、通信容量を、従来の中継方法と比較して増大させることができる。 By configuring in this way, interference between relay nodes can be eliminated, and a relay node that receives and a relay node that transmits can coexist. For this reason, the communication capacity can be increased as compared with the conventional relay method.
本データ中継方法は、
中継ノードを介して、ソースノードから送信された信号を受信する宛先ノードを備える無線通信システムにおけるデータ中継方法であって：
中継ノード間のチャネルと、中継ノードと前記ソースノードとの間のチャネルが乗算されたチャネル情報、および前記宛先ノードと中継ノードとの間のチャネル情報を推定するチャネル推定ステップ；
前記チャネル推定ステップにより推定されたチャネル情報に基づいて、送信信号を推定する送信信号推定ステップ；
前記送信信号推定ステップにより推定された送信信号を記憶する記憶ステップ；
前記記憶ステップが記憶した信号と、前記チャネル推定ステップが推定したチャネル情報とに基づいて、干渉を除去する干渉除去ステップ；
干渉が除去された信号に基づいて、ソースノードからの信号を検出する信号検出ステップ；
を有する。
This data relay method
A data relay method in a wireless communication system comprising a destination node that receives a signal transmitted from a source node via a relay node, comprising:
A channel estimation step of estimating channel information obtained by multiplying a channel between relay nodes, a channel between the relay node and the source node, and channel information between the destination node and the relay node;
A transmission signal estimation step for estimating a transmission signal based on the channel information estimated by the channel estimation step;
A storage step of storing the transmission signal estimated by the transmission signal estimation step;
An interference removal step of removing interference based on the signal stored in the storage step and the channel information estimated by the channel estimation step;
A signal detection step of detecting a signal from the source node based on the signal from which the interference has been removed;
Have
このようにすることにより、中継ノード間の干渉を除去することができ、受信する中継ノードと送信する中継ノードとを共存させることができる。このため、通信容量を、従来の中継方法と比較して増大させることができる。 By doing in this way, the interference between relay nodes can be removed and the receiving relay node and the transmitting relay node can coexist. For this reason, the communication capacity can be increased as compared with the conventional relay method.
本発明の実施例によれば、ＭＩＭＯ方式を用いたマルチホップ方式または中継方式において、通信容量を改善することができる通信ノードおよび無線通信システム並びにデータ中継方法を実現できる。 According to the embodiments of the present invention, it is possible to realize a communication node, a wireless communication system, and a data relay method that can improve communication capacity in a multi-hop method or a relay method using a MIMO method.
次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する。
なお、実施例を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を用い、繰り返しの説明は省略する。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
In all the drawings for explaining the embodiments, the same reference numerals are used for those having the same function, and repeated explanation is omitted.
本発明の実施例において、干渉除去とは、干渉として受信される他通信ノードからの信号を除去することである。また、与干渉抑圧とは、ある中継ノードから送信される信号が干渉として他の中継ノードに与える影響を抑えることである。 In the embodiment of the present invention, the interference cancellation is to cancel a signal from another communication node received as interference. The interference suppression is to suppress the influence of a signal transmitted from a certain relay node on other relay nodes as interference.
また、本発明の実施例において、他の中継ノードからの信号を除去する行列（干渉除去行列）は、ソースノードとの間のチャネル情報（後方チャネル）および他の中継ノードとの間のチャネル情報（中継ノード間チャネル）を用いて、Ｍｏｏｒ−Ｐｅｎｒｏｓｅ逆行列を求めることによって得られる。 In the embodiment of the present invention, the matrix for removing signals from other relay nodes (interference cancellation matrix) includes channel information with the source node (back channel) and channel information with other relay nodes. It can be obtained by obtaining a Moor-Penrose inverse matrix using (channel between relay nodes).
また、本発明の実施例において、ある中継ノードから送信した信号が、干渉として他の中継ノードに与える影響を抑圧する行列（与干渉抑圧行列）は、中継ノード間チャネルを特異値分解することにより得られる。 In the embodiment of the present invention, a matrix (an interference suppression matrix) that suppresses the influence of a signal transmitted from a certain relay node on other relay nodes as interference is obtained by performing singular value decomposition on the inter-relay node channel. can get.
また、本発明の実施例において、宛先ノードでの中継信号検出は、中継ノードとの間のチャネル情報（前方チャネル）のＭｏｏｒ−Ｐｅｎｒｏｓｅ逆行列を受信信号に乗算することによって得られる。 In the embodiment of the present invention, the relay signal detection at the destination node is obtained by multiplying the received signal by the Moor-Penrose inverse matrix of the channel information (forward channel) with the relay node.
また、本発明の実施例において、宛先ノードでの干渉除去は、受信信号から、前記記憶された推定中継信号に、中継ノード間チャネルと後方チャネルを乗算した結果を引くことによって得られる。 In the embodiment of the present invention, interference cancellation at the destination node is obtained by subtracting the result of multiplying the stored estimated relay signal by the inter-relay node channel and the backward channel from the received signal.
また、本発明の実施例において、中継ノードでの干渉除去は、中継受信信号に、後方チャネルと中継ノード間チャネルとの積のＭｏｏｒ−Ｐｅｎｒｏｓｅ逆行列を乗算することによって得られる。 In the embodiment of the present invention, interference cancellation at the relay node is obtained by multiplying the relay reception signal by the Moor-Penrose inverse matrix of the product of the backward channel and the inter-relay node channel.
また、本発明の実施例において、宛先ノードでの信号検出は、例えば、逐次型干渉除去法を用いて検出できる（例えば、非特許文献３参照）。 In the embodiment of the present invention, the signal detection at the destination node can be detected using, for example, the successive interference cancellation method (see, for example, Non-Patent Document 3).
本実施例にかかる無線通信システムを説明するに当たり以下のパラメータを定義する。 In describing the wireless communication system according to the present embodiment, the following parameters are defined.
［ｎ］：各変数に与えている時間の変数であり、ｎ番目の時間スロットを表す。
ｓ：送信ノードからの送信信号ベクトル
ｒ：受信信号ベクトル
Ｋ：使用可能な中継ノード数
Ｈｋ：ｋ番目の送信ノード−中継ノード間チャネル（後方チャネル） １≦ｋ≦Ｋ
Ｇｋ：ｋ番目の中継ノード−受信ノード間チャネル（前方チャネル） １≦ｋ≦Ｋ
Ａ：中継ノード間チャネル行列
Ｗｋ：ｋ番目の中継ノードでのウエイト行列 １≦ｋ≦Ｋ
ｎｋ：ｋ番目の中継ノードのノイズ成分
ｚ：受信ノードのノイズ成分
σｒ ２：中継ノードのノイズ電力（全中継ノード共通）
σｄ ２：受信ノードのノイズ電力
Ｐ：送信電力
Ｅ（・）：変数のアンサンブル平均値
Ｂ−ｋＭ：干渉除去行列
Ｃｋ：干渉抑圧行列
Ｌｋ：ｋ番目の中継ノードに送信されるパイロット信号
Ｚｋｌ：ｋ番目の中継ノードからｌ番目の中継ノードに送信されるパイロット信号
本実施例にかかる無線通信システムについて、図２を参照して説明する。
[N]: A time variable given to each variable, and represents the nth time slot.
s: transmission signal vector from transmission node r: reception signal vector K: number of usable relay nodes H k : channel between k-th transmission node and relay node (rear channel) 1 ≦ k ≦ K
G k : k-th relay node-receiving node channel (forward channel) 1 ≦ k ≦ K
A: Channel matrix between relay nodes W k : Weight matrix at k-
n k : noise component of k-th relay node z: noise component of reception node σ r 2 : noise power of relay node (common to all relay nodes)
σ d 2 : noise power of receiving node P: transmission power E (•): ensemble average value of variables B −kM : interference cancellation matrix C k : interference suppression matrix L k : pilot signal transmitted to kth relay node Z kl : Pilot signal transmitted from the k-th relay node to the l-th relay node A radio communication system according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
本実施例にかかる無線通信システムは、複数の通信ノードを備え、該複数の通信ノードは、ソースノード（送信ノード）、中継ノードおよび宛先ノード（受信ノード）に分類される。また、ソースノードから送信された送信信号は、１または複数の中継ノードを介して目的ノードに伝送される。 The wireless communication system according to the present embodiment includes a plurality of communication nodes, and the plurality of communication nodes are classified into a source node (transmission node), a relay node, and a destination node (reception node). The transmission signal transmitted from the source node is transmitted to the target node via one or a plurality of relay nodes.
本実施例にかかる無線通信システムは、ソースノード１００と、中継ノード（２００１、２００２）と、宛先ノード３００とを備える。
The wireless communication system according to the present embodiment includes a
本実施例においては、一例として、中継ノード数Ｋを２、ソースノード１００と宛先ノード３００のアンテナ本数をＭ、中継ノード２００１のアンテナ本数Ｎ１を２Ｍとして、中継ノード２００２のアンテナ本数Ｎ２をＭとする場合について説明するが、中継ノード数Ｋが１または３以上であってもよい。
In the present embodiment, as an example, 2 relay node number K, the number of antennas of the
図２に示すように、時間スロットｎ（Ｔｉｍｅ ｓｌｏｔ ｎ）では、中継ノード２００１はソースノード１００から送信される信号を受信すると同時に、中継ノード２００２は宛先ノード３００へ信号を送信する。
As shown in FIG. 2, the time slot n (Time slot n), at the same time the
引き続き時間スロットｎ＋１（Ｔｉｍｅ ｓｌｏｔ ｎ＋１）では、中継ノード２００１は宛先ノード３００へ信号を送信すると同時に、中継ノード２００２はソースノード１００から送信された信号を受信する。
In continuing time slot n + 1 (Time slot n + 1), the
すなわち、各時間スロットにおいて、複数の中継ノードの少なくとも一つ以上の中継ノードはソースノードからの送信信号を受信し、ソースノードからの送信信号を受信する中継ノードとは異なる少なくとも一つ以上の中継ノードは同一の時間スロットで宛先ノードへ信号を送信する。 That is, in each time slot, at least one relay node of the plurality of relay nodes receives a transmission signal from the source node, and is at least one relay different from the relay node that receives the transmission signal from the source node. The node sends a signal to the destination node in the same time slot.
中継ノードにおいて、干渉除去および与干渉抑圧が行われない場合には、時間スロットｎにおいて中継ノード２００１は、干渉信号成分として中継ノード２００２から送信される信号の影響を受ける。
In the relay node, when the interference canceling and causing interference suppressing is not performed, the
また、時間スロットｎ＋１において、中継ノード２００２は、干渉信号成分として中継ノード２００１から送信される信号の影響を受ける。
Further, in the time slot n + 1, the
本実施例にかかる無線通信システムにおいては、中継ノード２００が干渉除去機能および与干渉抑圧機能を有することにより、干渉の影響を低減する。
In the wireless communication system according to the present embodiment, the
本実施例においては、中継ノード２００１が干渉除去機能および与干歩抑圧機能を有し、中継ノード２００２は干渉除去および与干渉抑圧の機能を必要としない構成について説明するが、中継ノード２００１が干渉除去機能および与干歩抑圧機能を必要とせず、中継ノード２００２が干渉除去機能および与干渉抑圧機能を有するようにしてもよいし、中継ノード２００１および中継ノード２００２が干渉除去機能および与干渉抑圧機能を有するようにしてもよい。
In the present embodiment, the
本実施例にかかる中継ノード２００の構成について、図３を参照して説明する。
The configuration of the
本実施例にかかるソースノードと宛先ノードとの間で信号を中継する通信ノードとしての中継ノード２００は、ソースノード１００から送信された信号が入力される干渉除去部２０２と、干渉除去部２０２の出力信号が入力される与干渉抑圧部２０４と、与干渉抑圧部２０４の出力信号が入力され、送信信号を出力するウエイト乗算部２０６と、ソースノード１００から送信された信号が入力されるチャネル推定部２０８とを備える。チャネル推定部２０８の出力信号は、干渉除去部２０２および与干渉抑圧部２０４に入力される。
A
チャネル推定部２０８は、ソースノード１００から送信された信号（中継受信信号）に基づいて、宛先ノード３００との間のチャネル情報（前方チャネル）、ソースノード１００との間のチャネル情報（後方チャネル）および他中継ノードとの間のチャネル情報（中継ノード間チャネル）を推定する。また、チャネル推定部２０８は、後方チャネルおよび中継ノード間チャネルを干渉除去部２０２に入力し、中継ノード間チャネルを与干渉抑圧部２０４に入力する。
Based on the signal (relay received signal) transmitted from the
干渉除去部２０２は、入力された後方チャネルおよび中継ノード間チャネルを用いて、他ノードからの信号を除去する行列（干渉除去行列Ｂ−ｋＭ）を求める。また、干渉除去部２０２は、干渉除去行列Ｂ−ｋＭと中継受信信号とを与干渉抑圧部２０４に入力する。
The
与干渉抑圧部２０４は、入力された中継ノード間チャネルを用いて、自中継ノードから発信した信号が他中継ノードに干渉信号として受信されないように与干渉を抑圧する行列（与干渉抑圧行列Ｃｋ）を求める。また、与干渉抑圧部２０４は、干渉除去行列Ｂ−ｋＭと、与干渉抑圧行列Ｃｋと、中継受信信号とをウエイト乗算部２０６に入力する。
The interfering
ウエイト乗算部２０６は、干渉除去部２０２により求められた干渉除去行列と、与干渉抑圧部２０４により求められた与干渉抑圧行列とを中継受信信号に乗算する。
The
次に、本実施例にかかる無線通信システムにおける信号処理について、図４を参照して説明する。 Next, signal processing in the wireless communication system according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
本実施例においては、干渉除去行列および与干渉抑圧行列を生成するのは中継ノード２００１だけであるため、Ｂ−ｋＭ、Ｃｋにおけるｋを省略して説明する。 In this embodiment, since to generate an interference canceling matrix and causing interference suppressing matrix is only the relay node 200 1, B kM, it will be omitted to k in C k.
最初に、ソースノード１００は、パイロット信号Ｌ１を送信する（ステップＳ４０２）。また、中継ノード２００２は、パイロット信号Ｚ２１を送信する（ステップＳ４０４）。
First, the
中継ノード２００１のチャネル推定部２１０は、ソースノード１００および中継ノード２００２から送信されたパイロット信号Ｌ１およびＺ２１に基づいてチャネル推定を行う（ステップＳ４０６）。
次に、n番の時間スロットにおいて、ソースノード１００が中継ノード２００１に信号ｓ［ｎ］を送信する（ステップＳ４０８）。これと同時に、中継ノード２００２が宛先ノード３００に対して、ｓ［ｎ−１］の情報を有する信号Ｘ２［ｎ］を送信する（ステップＳ４１０）。
Next, in the n-th time slot, the
中継ノード２００１は、ソースノード１００から送信された信号ｓ［ｎ］を受信する。また、中継ノード２００１は、中継ノード２００２から送信された信号Ｘ２［ｎ］を受信する（ステップＳ４１２）。したがって、時間スロットｎにおいて中継ノード２００１において受信される信号ｙ１［ｎ］は、ソースノード１００から送信された信号と、中継ノード２００２から送信された信号が足し合わされ、以下の式（５）で表される。
The
ｙ１［ｎ］＝Ｈ１［ｎ］ｓ［ｎ］＋ｎ１［ｎ］＋Ａ［ｎ］Ｘ２［ｎ］ （５）
ここで、ｎ１［ｎ］は中継ノード２００１の受信アンプにおいて付加される白色雑音成分である。
y 1 [n] = H 1 [n] s [n] + n 1 [n] + A [n] X 2 [n] (5)
Here, n 1 [n] is a white noise component added in the reception amplifier of the
次に、中継ノード２００１の干渉除去部２０２では、後方チャネルおよび中継ノード間チャネルを用いて、干渉除去行列Ｂ−ｋＭの算出が行われる（ステップＳ４１４）。中継ノード２００１の干渉除去部２０２は、干渉除去行列Ｂ−ｋＭと中継受信信号とを与干渉抑圧部２０４に入力する。
Then, the
次に、中継ノード２００１の与干渉抑圧部２０４では、中継ノード間チャネルを用いて、与干渉抑圧行列Ｃｋの算出が行われる（ステップＳ４１６）。また、与干渉抑圧部２０４は、干渉除去行列Ｂ−ｋＭと、与干渉抑圧行列Ｃｋと、中継受信信号とをウエイト乗算部２０６に入力する。
Next, in the causing
次に、中継ノード２００１のウエイト乗算部２０６では、入力された干渉除去行列と、与干渉抑圧行列とを中継受信信号に乗算することにより、中継信号Ｘ１［ｎ＋１］を作成する。また、作成された中継信号は宛先ノード３００へ送信される（ステップＳ４１８）。これと同時に、ソースノード１００は、中継ノード２００２に対して、ｓ［ｎ＋１］を送信する（ステップＳ４２０）。
Next, the
具体的には、中継ノード２００１のウエイト乗算部２０６は、式（６）に示すように、受信信号ｙ１［ｎ］に干渉除去行列を乗算し、干渉として中継ノード２００２から受信される信号成分を除去する。
Specifically, the
次に、中継ノード２００１のウエイト乗算部２０６は、中継ノード２００１からの送信信号を生成する上で、干渉として中継ノード２００２に影響を与えないために、式（９）に示されるように、干渉除去行列乗算後の受信信号に対して与干渉抑圧行列Ｃ［ｎ］を乗算する。
Next, the
Ｃ［ｎ］＝Ｖ［ｎ］Ｈ （１０）
また、Ｃ［ｎ］は、式（１１）により示されるように、中継ノード間チャネルＡ［ｎ＋１］の信号部分空間を表す行列により定義される。また、Ｃ［ｎ］は、中継ノード間チャネルＡ［ｎ+１］を特異値分解することにより得ることができる。
C [n] = V [n] H (10)
Also, C [n] is defined by a matrix representing the signal subspace of the inter-relay node channel A [n + 1], as shown by the equation (11). C [n] can be obtained by singular value decomposition of the inter-relay node channel A [n + 1].
以上より、中継ノード２００１における次の時間スロットにおける送信信号Ｘ１［ｎ＋１］は、式（１２）で表される。
As described above, the transmission signal X 1 [n + 1] in the next time slot in the
ｒ［ｎ］＝Ｇ２［ｎ］Ｘ２［ｎ］＋ｚ［ｎ］ （１３）
宛先ノード３００は、受信信号からＳ［ｎ−１］を検出する（ステップＳ４２４）。
r [n] = G 2 [ n] X 2 [n] + z [n] (13)
The
一方、ステップＳ４２０において、ソースノード１００から送信された信号は、中継ノード２００２に受信される（ステップＳ４２６）。時間スロットｎ＋１における中継ノード２００２の受信信号は式（１４）により表される。
On the other hand, in step S420, the signal sent from the
ｙ２［ｎ＋１］＝Ｈ２［ｎ＋１］ｓ［ｎ＋１］＋ｎ２［ｎ＋１］ （１４）
ここで、Ｈ２［ｎ＋１］は、ソースノード１００と中継ノード２００２間の後方チャネルのチャネル状態を表す行列である。中継ノード２００２では、受信した信号ｙ２［ｎ+１］をＸ２［ｎ＋２］として送信する（ステップＳ４２８）。
y 2 [n + 1] = H 2 [n + 1] s [n + 1] + n 2 [n + 1] (14)
Here, H 2 [n + 1] is a matrix representing channel state of the backward channel between the
一方、宛先ノード３００は、ステップＳ４１８において中継ノード２００１から送信された中継信号Ｘ１［ｎ＋１］を受信する（ステップＳ４３０）。この受信信号は、式（１５）により表される。
On the other hand, the
ｒ［ｎ＋１］＝Ｇ１［ｎ＋１］Ｘ１［ｎ＋１］＋ｚ［ｎ＋１］ （１５）
宛先ノード３００は、受信信号からＳ［ｎ］を検出する（ステップＳ４３２）。
r [n + 1] = G 1 [n + 1] X 1 [n + 1] + z [n + 1] (15)
The
次に、宛先ノード３００は、ステップＳ４２８において中継ノード２００２から送信された中継信号を受信する（ステップＳ４３４）。この受信信号は、式（１６）により表される。
Next, the
ｒ［ｎ＋２］＝Ｇ２［ｎ＋２］Ｘ２［ｎ＋２］＋ｚ［ｎ＋２］ （１６）
宛先ノード３００は、受信信号からｓ［ｎ+１］を検出する（ステップＳ４３６）。
r [n + 2] = G 2 [n + 2] X 2 [n + 2] + z [n + 2] (16)
The
上述したように、時間スロットｎ、ｎ＋１においてソースノード１００から送信された信号の、宛先ノード３００での受信信号はそれぞれ式（１５）、式（１６）により表される。
As described above, the received signals at the
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）
ここで、ｚは宛先ノード３００の受信アンプにおいて付加される雑音成分である。宛先ノード３００では、式（１５）および式（１６）から、信号ｓ［ｎ］、ｓ［ｎ＋１］を検出する。
r [n + 1] = G 1 [n + 1] X 1 [n + 1] + z [n + 1] (15)
r [n + 2] = G 2 [n + 2] X 2 [n + 2] + z [n + 2] (16)
Here, z is a noise component added in the receiving amplifier of the
以上のように、中継ノード２００１に、中継ノード２００２からの信号の干渉除去（低減）機能および中継ノード２００２に与える干渉の与干渉除去機能を備えることにより、中継ノード２００１における受信と中継ノード２００２における送信とを同時に行うことができる。
As described above, the
また、中継ノード２００１における送信と中継ノード２００２における受信を同時に行うことができるため、中継ノードにおいて送信と受信を時間で分けて行う従来方法と比較して、通信容量を増大させることができる。
Further, it is possible to carry out reception in the transmission and the
本実施例にかかる、干渉除去機能および与干渉抑圧機能を有する中継ノードの備えるアンテナの本数は多いほど望ましい。 It is desirable that the number of antennas included in the relay node having the interference cancellation function and the interference suppression function according to the present embodiment is larger.
例えば、ソースノード１００と干渉除去機能および与干渉抑圧機能を持たない中継ノードのアンテナ本数をＭとした場合、干渉除去機能および与干渉抑圧機能を有する中継ノードが、干渉除去機能および与干渉抑圧機能を実現する上でゼロフォーシング型の信号処理を行う場合は、アンテナ本数は（Ｍ×干渉除去機能および与干渉抑圧機能を持たない中継ノード数）以上である必要がある。 For example, assuming that the number of antennas of the relay node that does not have the interference cancellation function and the interference suppression function is M, and the relay node having the interference cancellation function and the interference suppression function is an interference cancellation function and an interference suppression function. In order to achieve zero forcing type signal processing, the number of antennas needs to be equal to or greater than (M × the number of relay nodes having no interference cancellation function and interference suppression function).
次に、本発明の第２の実施例にかかる無線通信システムについて説明する。 Next, a radio communication system according to the second embodiment of the present invention is described.
本実施例のかかる無線通信システムでは、中継ノード２００は受信された信号をそのまま送信する。また、本実施例にかかる無線通信システムでは、一部の中継ノードが受信処理を行うのと同時に、残りの他の中継ノードは送信処理を行う。
In the wireless communication system according to the present embodiment, the
このような状況において、本実施例にかかる宛先ノード３００は、中継ノード間において生じる干渉を除去する。
In such a situation, the
本実施例にかかる無線通信システムの構成は図２を参照して説明した無線通信システムの構成と同様であるため、その説明を省略する。 Since the configuration of the wireless communication system according to the present embodiment is the same as the configuration of the wireless communication system described with reference to FIG.
本実施例にかかる宛先ノード３００の構成について、図５を参照して説明する。
The configuration of the
本実施例にかかる中継ノードを介して、ソースノードから送信された信号を受信する通信ノードとしての宛先ノード３００は、中継ノード２００から送信された信号が入力される送信信号推定部３０２と、送信信号推定部３０２の出力信号が入力される推定信号保存部３０４と、推定信号保存部３０４の出力信号が入力される干渉除去部３０６と、干渉除去部３０６からの出力信号が入力されるソースノード信号検出部３０８と、中継ノード２００から送信された信号が入力されるチャネル推定部３１０とを備える。チャネル推定部３１０の出力信号は、送信信号推定部３０２、干渉除去部３０６およびソースノード信号検出部３０８に入力される。
A
送信信号推定部３０２は、前方チャネルを用いて中継ノード２００からの信号を推定し、推定された信号を推定信号保存部３０４に入力する。
The transmission
推定信号保存部３０４は、受信信号推定部３０２により推定された信号を保存する。
The estimated
干渉除去部３０６は、推定信号保存部３０４に記憶された信号および中継ノード間チャネルと後方チャネルを乗算したチャネル情報を用いて干渉を除去する。例えば、干渉除去部３０６は、前の時間スロットにおいて、推定信号保存部３０４に保存された信号を利用して、現在の時間スロットの干渉を除去する。
The
ソースノード信号検出部３０８は、ソースノード１００からの信号を検出する。
The source node
チャネル推定部３１０は、前方チャネル、および中継ノード間チャネルと後方チャネルとを乗算したチャネル情報を推定する。例えば、チャネル推定部３１０は、中継ノード間チャネルと、中継ノードとのチャネルが乗算されたチャネル情報、および中継ノードとの間のチャネル情報を推定する。 Channel estimation section 310 estimates channel information obtained by multiplying the forward channel and the inter-relay node channel and the backward channel. For example, the channel estimation unit 310 estimates channel information obtained by multiplying a channel between relay nodes, a channel with the relay node, and channel information between the relay nodes.
次に、本実施例にかかる無線通信システムにおける信号処理について、図６を参照して説明する。 Next, signal processing in the wireless communication system according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
本実施例では、中継ノード２００は受信した信号の電力を調整した後に、干渉除去や与干渉抑圧などを行わずに、宛先ノード３００に送信する。
In this embodiment, the
時間スロットｎにおいて、ソースノード１００が中継ノード２００１に送信信号ｓ［ｎ］を送信する（ステップＳ６０２）。これと同時に、中継ノード２００２が中継信号Ｘ２［ｎ］を宛先ノード３００に対して送信する（ステップＳ６０４）。
In time slot n, the
中継ノード２００１は、送信信号ｓ［ｎ］および中継信号Ｘ２［ｎ］を受信する（ステップＳ６０６）。この場合、中継ノード２００１の受信信号は式（１７）となる。
The
ｙ１［ｎ］＝Ｈ１［ｎ］ｓ［ｎ］＋ｎ１［ｎ］＋Ａ［ｎ］Ｘ２［ｎ］ （１７）
中継ノード２００１はこの受信信号の電力調整後、送信信号Ｘ１［ｎ＋１］＝ｙ１［ｎ］を宛先ノード３００に送信する（ステップＳ６０８）。これと同時に、ソースノード１００は、中継ノード２００２に送信信号ｓ［ｎ＋１］を送信する（ステップＳ６１０）。
y 1 [n] = H 1 [n] s [n] + n 1 [n] + A [n] X 2 [n] (17)
After power adjustment of the
一方、宛先ノード３００は、ステップＳ６０４において、中継ノード２００２から送信された中継信号を受信する（ステップＳ６１２）。
この受信信号は、式（１８）により表される。
On the other hand, the
This received signal is expressed by equation (18).
ｒ［ｎ］＝Ｇ２［ｎ］Ｘ２［ｎ］＋ｚ［ｎ］ （１８）
宛先ノード３００の送信信号推定部３０２は、受信信号ｒ［ｎ］から、中継信号Ｘ２［ｎ］を検出し、推定信号保存部３０４に保存する（ステップＳ６１３）。
r [n] = G 2 [n] X 2 [n] + z [n] (18)
The transmission
次に、宛先ノード３００は、前の時間スロットにおける受信信号を利用して、中継ノード間に生じた干渉除去を行う（ステップＳ６１４）。例えば、式（１８）に対して、一つ前の時間スロットｎにおける受信信号は式（１９）により表される。
Next, the
ｒ［ｎ−１］＝Ｇ１［ｎ−１］Ｘ１［ｎ−１］＋ｚ［ｎ−１］ （１９）
ここで、チャネル情報Ｇ１［ｎ−１］を利用して、Ｘ１［ｎ−１］を推定する。
r [n-1] = G 1 [n-1] X 1 [n-1] + z [n-1] (19)
Here, X 1 [n−1] is estimated using channel information G 1 [n−1].
この推定値を利用して、時間スロットｎの受信信号に含まれる中継ノード間に生じた干渉を除去することができる。具体的には、受信信号から干渉信号成分Ｘ１［ｎ−１］を除去する。 By using this estimated value, it is possible to remove interference generated between relay nodes included in the received signal of time slot n. Specifically, the interference signal component X 1 [n−1] is removed from the received signal.
次に、ソースノード１００からの送信信号ｓ［ｎ−１］を検出する（ステップＳ６１６）。
Next, the transmission signal s [n−1] from the
一方、ステップＳ６０８において送信された中継信号Ｘ１［ｎ＋１］は、時刻ｎ＋１において、宛先ノード３００に受信される（ステップＳ６１８）。この受信信号は、式（２０）により表される。
On the other hand, relay signal X 1 [n + 1] transmitted in step S608 is received by
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）
宛先ノード３００の送信信号推定部３０２は、受信信号ｒ［ｎ＋１］から、中継信号Ｘ１［ｎ＋１］を検出し、推定信号保存部３０４に保存する（ステップＳ６１９）。
r [n + 1] = G 1 [n + 1] X 1 [n + 1] + z [n + 1]
= G 1 [n + 1] (H 1 [n] s [n] + n 1 [n] + A [n] X 2 [n]) + z [n + 1] (20)
The transmission
次に、宛先ノード３００は、前の時間スロットにおける受信信号を利用して、中継ノード間に生じた干渉除去を行う（ステップＳ６２０）。例えば、式（２０）に対して、一つ前の時間スロットｎにおける受信信号は式（２１）により表される。
Next, the
ｒ［ｎ］＝Ｇ１［ｎ］Ｘ２［ｎ］＋ｚ［ｎ］ （２１）
ここで、チャネル情報Ｇ１［ｎ］を利用して、Ｘ２［ｎ］を推定する。例えばゼロフォーシング型の信号検出を行った場合、Ｘ２［ｎ］の推定値は式（２２）により表すことができる。
r [n] = G 1 [n] X 2 [n] + z [n] (21)
Here, X 2 [n] is estimated using channel information G 1 [n]. For example, when zero-forcing type signal detection is performed, the estimated value of X 2 [n] can be expressed by Expression (22).
中継ノード２００２は、ステップＳ６１０において送信されたｓ［ｎ＋１］およびステップＳ６０８により送信されたＸ１［ｎ＋１］を受信する（ステップＳ６２４）。この場合、中継ノード２００２の受信信号は式（２４）となる。
The
ｙ２［ｎ＋１］＝Ｈ２［ｎ＋１］ｓ［ｎ＋１］＋ｎ２［ｎ＋１］＋Ａ［ｎ＋１］Ｘ１［ｎ+１］ （２４）
中継ノード２００２はこの受信信号の電力調整後、送信信号Ｘ２［ｎ＋２］＝ｙ２［ｎ+１］を宛先ノード３００に送信する（ステップＳ６２６）。
y 2 [n + 1] = H 2 [n + 1] s [n + 1] + n 2 [n + 1] + A [n + 1] X 1 [n + 1] (24)
The
また、この送信信号Ｘ２［ｎ＋２］は、中継ノード２００１にも受信される。
The transmission signal X 2 [n + 2] is also received by the
以上のように、宛先ノード３００において中継ノード間で生じる干渉除去を行うことにより、中継ノード２００１における受信と中継ノード２００２における送信を同時に行うことができる。
As described above, by performing interference cancellation occurring between relay nodes in the
また、中継ノード２００１における送信と中継ノード２００２における受信を同時に行うことができる。
Further, it is possible to transmit and receive at the
このため、中継ノード２００において送信と受信とを時間で分けて行う従来方法に比較して、通信容量を増大させることができる。
Therefore, it is possible to increase the communication capacity as compared with the conventional method in which the
本実施例にかかる無線通信システムにおいては、第１の実施例とは異なりアンテナ本数ＮおよびＭに対する制限はない。 In the wireless communication system according to the present embodiment, unlike the first embodiment, there is no restriction on the number of antennas N and M.
次に、本発明の第３の実施例にかかる無線通信システムについて説明する。 Next, a wireless communication system according to a third embodiment of the present invention is described.
本実施例にかかる無線通信システムでは、各中継ノードが信号検出を行うことにより中継ノード間の干渉除去を行う。このようにすることにより、中継ノードにおいて干渉除去後の信号は与干渉抑圧などを行う必要なく送信することが可能となる。また、宛先ノード３００では中継ノード間の干渉除去を行う必要がない。
In the wireless communication system according to the present embodiment, each relay node performs signal detection to remove interference between relay nodes. By doing in this way, it becomes possible to transmit the signal after interference cancellation at the relay node without having to perform interference suppression or the like. Further, the
本実施例にかかる無線通信システムの構成は図２を参照して説明した無線通信システムの構成と同様であるため、その説明を省略する。 Since the configuration of the wireless communication system according to the present embodiment is the same as the configuration of the wireless communication system described with reference to FIG.
本実施例にかかる中継ノード２００の構成について、図７を参照して説明する。
The configuration of the
本実施例にかかるソースノードと宛先ノードとの間で信号を中継する通信ノードとしての中継ノード２００は、受信信号が入力される干渉除去部２０２と、干渉除去部２０２の出力信号が入力される信号検出部２１０と、信号検出部２１０の出力信号が入力されるウエイト乗算部２０６と、受信信号が入力されるチャネル推定部２０８とを備える。チャネル推定部２０８の出力信号は、干渉除去部２０２および信号検出部２１０に入力される。
A
干渉除去部２０２は、ソースノード１００と中継ノード２００との間のチャネル情報（後方チャネル）および他中継ノードとの間のチャネル情報（中継ノード間チャネル）を用いて、ソースノードからの信号を受信する際に他ノードからの信号を除去する。また、干渉除去部２０２は、干渉除去後の受信信号を信号検出部２１０に入力する。
The
信号検出部２１０は、干渉除去後の信号を用いて信号判定を行うことによりソースノード１００から送信された信号を検出する。例えば、信号検出部２１０は、後方チャネルのチャネル情報を用いて所望信号を検出する。
The
ウエイト乗算部２０６は、送信信号を生成するために信号検出部２１０の出力にウエイトを乗算する。
The
チャネル推定部２０８は、後方チャネルおよび中継ノード間チャネルのチャネル情報を推定する。
The
次に、本実施例にかかる無線通信システムの信号処理について、図８を参照して説明する。 Next, signal processing of the wireless communication system according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
上述した第１および第２の実施例では非再生中継について説明したが、本実施例では再生中継となる。 In the first and second embodiments described above, non-regenerative relay has been described, but in this embodiment, regenerative relay is performed.
各中継ノード２００のアンテナ本数をＮ（Ｎ＝２Ｍ）と設定する。
The number of antennas of each
最初に、ソースノード１００は、パイロット信号Ｌ１を送信する（ステップＳ８０２）。また、中継ノード２００２は、パイロット信号Ｚ２１を送信する（ステップＳ８０４）。
First, the
中継ノード２００１のチャネル推定部２１０は、ソースノード１００および中継ノード２００２から送信されたパイロット信号Ｌ１およびＺ２１に基づいてチャネル推定を行う（ステップＳ８０６）。
次に、中継ノード２００１は、パイロット信号Ｚ１２を送信する（ステップＳ８０７）。なお、中継ノード２００１は、このパイロット信号Ｚ１２をステップＳ８０６のチャネル推定前に送信するようにしてもよい。
Next, the
次に、ソースノード１００は、パイロット信号Ｌ２を送信する（ステップＳ８０８）。このパイロット信号Ｌ２は、パイロット信号Ｌ１と同様の信号であってもよい。
Then, the
中継ノード２００２のチャネル推定部２１０は、ソースノード１００および中継ノード２００１から送信されたパイロット信号Ｌ２およびＺ１２に基づいてチャネル推定を行う（ステップＳ８０９）。
次に、第１の実施例と同様に、時間スロットｎにおいて、ソースノード１００は、中継ノード２００１に信号ｓ［ｎ］を送信する（ステップＳ８１０）。これと同時に、中継ノード２００２は、宛先ノード３００に対して、ｓ［ｎ−１］の情報を有する信号Ｘ２［ｎ］を送信する（ステップＳ８１２）。
Then, as in the first embodiment, in the time slot n, the
中継ノード２００１は、ソースノード１００から送信された信号ｓ［ｎ］を受信する。また、中継ノード２００１は、中継ノード２００２から送信された信号Ｘ２［ｎ］を受信する（ステップＳ８１４）。したがって、時間スロットｎにおいて中継ノード２００１において受信される信号ｙ１［ｎ］は、ソースノード１００から送信された信号と、中継ノード２００２から送信された信号が足し合わされ、以下の式（２５）で表される。
The
ｙ１［ｎ］＝Ｈ１［ｎ］ｓ［ｎ］＋ｎ１［ｎ］＋Ａ［ｎ］Ｘ２［ｎ］ （２５）
ここで、ｎ１［ｎ］は中継ノード２００１の受信アンプにおいて付加される白色雑音成分である。
y 1 [n] = H 1 [n] s [n] + n 1 [n] + A [n] X 2 [n] (25)
Here, n 1 [n] is a white noise component added in the reception amplifier of the
次に、中継ノード２００１の干渉除去部２０２では、後方チャネルおよび中継ノード間チャネルを用いて、他ノードからの信号を除去する。また、干渉除去部２０２は、干渉除去後の中継受信信号を信号検出部２１０に入力する（ステップ８１６）。
Then, the
次に、信号検出部２１０では、干渉除去後の信号を用いて信号判定を行うことによりソースノード１００から送信された信号ｓ［ｎ］を検出する（ステップＳ８１８）。
Next, the
次に、ウエイト乗算部２０６において、送信信号を生成するために信号検出部２１０の出力にウエイトが乗算され、Ｘ１［ｎ+１］の作成が行われる。また、作成された中継信号は宛先ノード３００へ送信される（ステップＳ８２０）。これと同時に、ソースノード１００は、中継ノード２００２に対して、ｓ［ｎ＋１］を送信する（ステップＳ８２２）。
Next, the
具体的には、時間スロットｎにおける中継ノード２００２からの送信信号Ｘ２［ｎ］は式（２６）により表すことができる。
Specifically, the transmission signal X 2 [n] from the
ｒ［ｎ］＝Ｇ２［ｎ］Ｘ２［ｎ］＋ｚ［ｎ］ （３１）
宛先ノード３００は、受信信号からＳ［ｎ−１］を検出する（ステップＳ８２６）。
r [n] = G 2 [ n] X 2 [n] + z [n] (31)
The
一方、中継ノード２００２は、ソースノード１００から送信された信号ｓ［ｎ＋１］を受信する。また、中継ノード２００２は、中継ノード２００１から送信された信号Ｘ１［ｎ＋１］を受信する（ステップＳ８２８）。したがって、時間スロットｎ＋１において中継ノード２００２において受信される信号ｙ２［ｎ＋１］は、ソースノード１００から送信された信号と、中継ノード２００１から送信された信号が足し合わされ、以下の式（３２）で表される。
On the other hand, the
ｙ２［ｎ＋１］＝Ｈ２［ｎ＋１］ｓ［ｎ＋１］＋ｎ２［ｎ＋１］＋Ａ［ｎ＋１］Ｘ１［ｎ＋１］ （３２）
ここで、ｎ２［ｎ＋１］は中継ノード２００２の受信アンプにおいて付加される白色雑音成分である。
y 2 [n + 1] = H 2 [n + 1] s [n + 1] + n 2 [n + 1] + A [n + 1] X 1 [n + 1] (32)
Here, n 2 [n + 1] is a white noise component added in the receiving amplifier in the
次に、中継ノード２００２の干渉除去部２０２では、後方チャネルおよび中継ノード間チャネルを用いて、他ノードからの信号を除去する。また、干渉除去部２０２は、干渉除去後の中継受信信号を信号検出部２１０に入力する（ステップＳ８３０）。
Then, the
次に、信号検出部２１０では、干渉除去後の信号を用いて信号判定を行うことによりソースノード１００から送信された信号ｓ［ｎ＋１］を検出する（ステップＳ８３２）。
Next, the
次に、ウエイト乗算部２０６において、送信信号を生成するために信号検出部２１０の出力にウエイトが乗算され、Ｘ２［ｎ+２］の作成が行われる。また、作成された中継信号は宛先ノード３００へ送信される（ステップＳ８３４）。これと同時に、ソースノード１００は、中継ノード２００２に対して、ｓ［ｎ＋２］を送信する。
Next, the
一方、宛先ノード３００は、中継ノード２００１から送信された中継信号Ｘ１［ｎ＋１］を受信する（ステップＳ８３６）。この受信信号は、式（３３）により表される。
On the other hand, the
ｒ［ｎ＋１］＝Ｇ１［ｎ＋１］Ｘ１［ｎ＋１］＋ｚ［ｎ＋１］ （３３）
宛先ノード３００は、受信信号からＳ［ｎ］を検出する（ステップＳ８３８）。
r [n + 1] = G 1 [n + 1] X 1 [n + 1] + z [n + 1] (33)
The
次に、宛先ノード３００は、中継ノード２００２から送信された中継信号を受信する（ステップＳ８４０）。以下、同様の処理が行われる。
Next, the
本実施例では、干渉除去機能を有する中継ノードのアンテナ本数は多いほど望ましい。一例として、ソースノードと宛先ノードのアンテナ本数をMとした場合に、中継ノードが干渉除去機能を実現する上でゼロフオーシング型の信号処理を用いる場合は、アンテナ本数はソースノードの２倍以上である必要がある。 In the present embodiment, it is preferable that the number of antennas of the relay node having the interference cancellation function is larger. As an example, when the number of antennas of the source node and the destination node is M, and the relay node uses zero-forcing type signal processing to realize the interference cancellation function, the number of antennas is more than twice that of the source node. Need to be.
次に、本発明の第４の実施例にかかる無線通信システムについて説明する。 Next, a wireless communication system according to a fourth embodiment of the present invention is described.
本実施例にかかる無線通信システムでは、中継ノードは二つの中継グループ１、２に分けられ、各グループは２以上の中継ノードを有する。各中継ノードは受信された信号をそのままもしくは、増幅して送信する。また、本実施例にかかる無線通信システムでは、一方の中継グループが受信処理を行うのと同時に、他方の中継グループは送信処理を行う。
In the wireless communication system according to the present embodiment, the relay node is divided into two
本実施例にかかる無線通信システムを説明するに当たり以下のパラメータを定義する。 In describing the wireless communication system according to the present embodiment, the following parameters are defined.
［ｎ］：各変数に与えている時間の変数であり、ｎ番目の時間スロットを表す。
ｓ：送信ノードからの送信信号ベクトル
ｒ：受信信号ベクトル
Ｋ：中継グループ１で使用可能な中継ノード数
Ｌ：中継グループ２で使用可能な中継ノード数
Ｈｉｊ：ソースノードと、ｉ番目の中継グループのｊ番目の中継ノード間のチャネル（後方チャネル） １≦ｉ≦２、ｉ=1の場合は１≦ｊ≦Ｋであり、ｉ＝２の場合は１≦ｊ≦Ｌ
Ｇｉｊ：宛先ノードと、ｉ番目の中継グループのｊ番目の中継ノード間のチャネル（前方チャネル） １≦ｉ≦２、ｉ＝１の場合は１≦ｊ≦Ｋであり、ｉ＝２の場合は１≦ｊ≦Ｌ
Ａｉｊ：中継グループ１のｉ番目の中継ノードと、中継グループ２のｊ番目の中継ノード間のチャネル行列
ｎｉｊ：ｉ番目の中継グループのｊ番目の中継ノードのノイズ成分
ｚ：宛先ノードのノイズ成分
σｒ ２：中継ノードのノイズ電力（全中継ノード共通）
σｄ ２：宛先ノードのノイズ電力
Ｐ：送信電力
Ｅ（・）：変数のアンサンブル平均値
本実施例にかかる無線通信システムについて、図９を参照して説明する。
[N]: A time variable given to each variable, and represents the nth time slot.
s: transmission signal vector from transmission node r: reception signal vector K: number of relay nodes usable in relay group 1 L: number of relay nodes usable in relay group 2 H ij : source node and i-th relay group Channel between j-th relay nodes (rear channel) 1 ≦ i ≦ 2, if 1 = 1, 1 ≦ j ≦ K, if i = 2, 1 ≦ j ≦ L
G ij : Channel between the destination node and the j-th relay node of the i-th relay group (forward channel) 1 ≦ i ≦ 2, if 1 = 1, 1 ≦ j ≦ K, if i = 2 Is 1 ≦ j ≦ L
A ij : Channel matrix between the i-th relay node of
σ d 2 : Noise power of destination node P: Transmission power E (•): Ensemble average value of variables A radio communication system according to the present embodiment will be described with reference to FIG. 9.
本実施例にかかる無線通信システムは、複数の通信ノードを備え、該複数の通信ノードは、ソースノード（送信ノード）１００、中継ノードおよび宛先ノード（受信ノード）３００に分類される。また、ソースノード１００から送信された送信信号は、１または複数の中継ノードを介して宛先ノード３００に伝送される。
The wireless communication system according to the present embodiment includes a plurality of communication nodes, and the plurality of communication nodes are classified into a source node (transmission node) 100, a relay node, and a destination node (reception node) 300. Further, the transmission signal transmitted from the
本実施例にかかる無線通信システムは、ソースノード１００と、複数の中継ノード（２以上）を含む中継グループ１、複数の中継ノード（２以上）を含む中継グループ２、宛先ノード３００を備える。
The wireless communication system according to the present embodiment includes a
本実施例においては、一例として、中継グループ１及び２の中継ノード数を２、ソースノードのアンテナ本数をＭ、中継ノードのアンテナ本数をＮ，宛先ノードのアンテナ本数を２×Ｎとする場合について説明するが、各中継グループの中継ノード数Ｋ、Ｌが２以上であってもよい。
In this embodiment, as an example, the number of relay nodes of
その場合、宛先ノード３００のアンテナ本数はＭＡＸ（Ｋ，Ｌ）×Ｎとする必要がある。ここで、ＭＡＸ（Ｋ，Ｌ）は、ＫとＬで大きい方の値を返す関数である。二つの中継グループの中継ノード数は異なってもよい。
In that case, the number of antennas of the
図９に示すように、時間スロットｎ（Ｔｉｍｅ ｓｌｏｔ ｎ）では、中継グループ１に属する中継ノード１１、１２はソースノード１００から送信される信号を受信すると同時に、中継グループ２に属する中継ノード２１、２２は宛先ノード３００へ信号を送信する。
As shown in FIG. 9, in a time slot n (Time slot n), the
引き続き時間スロットｎ＋１（Ｔｉｍｅ ｓｌｏｔ ｎ＋１）では、中継グループ１に属する中継ノード１１、１２は宛先ノード３００へ信号を送信すると同時に、中継グループ２に属する中継ノード２１と２２はソースノード１００から送信された信号を受信する。
Subsequently, in time slot n + 1 (Time slot n + 1), the
すなわち、各時間スロットにおいて、一方の中継グループに属する複数の中継ノードの少なくとも二つ以上の中継ノードはソースノード１００からの送信信号を受信し、他方の中継グループに属する少なくとも二つ以上の中継ノードは同一の時間スロットで宛先ノード３００へ信号を送信する。
That is, at each time slot, at least two or more relay nodes of the plurality of relay nodes belonging to one relay group receive the transmission signal from the
時間スロットｎにおいて中継グループ１に属する中継ノード１１、１２は、干渉信号成分として中継グループ２に属する中継ノード２１、２２から送信される信号の影響を受ける。
また、時間スロットｎ＋１において、中継グループ２に属する中継ノード２１、２２は、干渉信号成分として中継グループ１に属する中継ノード１１、１２から送信される信号の影響を受ける。
Further, in time slot n + 1,
本実施例にかかる宛先ノード３００は、図５を参照して説明した宛先ノードと同様の構成であり、中継グループ１に属する中継ノード（１１、１２）、或いは中継グループ２に属する中継ノード（２１，２２）から送信された信号が入力される送信信号推定部３０２と、送信信号推定部３０２の出力信号が入力される推定信号保存部３０４と、推定信号保存部３０４の出力信号が入力される干渉除去部３０６と、干渉除去部３０６からの出力信号が入力されるソースノード信号検出部３０８と、中継ノードから送信された信号が入力されるチャネル推定部３１０とを備える。チャネル推定部３１０の出力信号は、送信信号推定部３０２、干渉除去部３０６およびソースノード信号検出部３０８に入力される。
The
送信信号推定部３０２は、宛先ノード３００と各中継ノード間の前方チャネルを用いて各中継ノード（１１、１２、２１、２２）からの送信信号を推定し、推定された送信信号を推定信号保存部３０４に入力する。
The transmission
推定信号保存部３０４は、送信信号推定部３０２により推定された信号を保存する。
The estimated
干渉除去部３０６は、各中継ノードごとに推定信号保存部３０４に記憶された信号と、各中継ノードと他方中継グループのそれぞれの中継ノードとの間のチャネルと、該当中継ノードと宛先ノードとの間のチャネルの積を用いて、各中継ノードの推定信号保存部３０４に記憶された信号に複合チャネルを乗算した信号の和（推定値）を受信信号から差し引くことによって、干渉除去を実現する。
The
ソースノード信号検出部３０８は、干渉除去部３０６において受信信号から干渉除去が行われた信号を用いて、ソースノード１００からの信号を検出する。
The source node
チャネル推定部３１０は、各中継ノード前方チャネル、各中継ノードと他方中継グループのそれぞれの中継ノードとの間のチャネルと、他方中継グループのそれぞれの中継ノードと宛先ノードとの間のチャネルの積を推定する。たとえば，中継ノード１１に関する複合チャネル情報の推定として、中継ノード１１と中継ノード２１間のチャネルと、中継ノード２１と宛先ノード間の前方チャネルの積、及び、中継ノード１１と中継ノード２２間のチャネルと中継ノード２２と宛先ノード間の前方チャネルの積を推定する。
The channel estimation unit 310 calculates the product of each relay node forward channel, the channel between each relay node and each relay node of the other relay group, and the channel between each relay node and destination node of the other relay group. presume. For example, as the estimation of the composite channel information regarding the
次に、本実施例にかかる無線通信システムにおける信号処理について、図１０を参照して説明する。 Next, signal processing in the wireless communication system according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
本実施例では、中継ノード１１、１２、２１、２２は受信した信号の電力を調整した後に、宛先ノードに送信する。
In this embodiment, the
時間スロットｎにおいて、ソースノードが中継グループ１に属する中継ノード１１、１２に送信信号ｓ［ｎ］を送信する。これと同時に、中継グループ２に属する中継ノード２１、２２が中継信号Ｘ２１［ｎ］、Ｘ２２［ｎ］を宛先ノードに対して送信する。
In time slot n, the source node transmits the transmission signal s [n] to the
この時、中継グループ１に属する中継ノード１１、１２はともに、送信信号ｓ［ｎ］および中継グループ２からの中継信号Ｘ２１［ｎ］、Ｘ２２［ｎ］を受信する。この場合、中継ノード１１の受信信号は式（３４）となる。
At this time, both the
中継ノード１１は、電力調整のために受信信号にＥ１１［ｎ＋１］を乗算した後に、時間スロットｎ＋１において宛先ノード３００に送信する。この時、送信信号はＸ１１［ｎ＋１］＝Ｅ１１［ｎ＋１］ｙ１１［ｎ］となる。これと同時に、ソースノード１００は、時間スロットｎ＋１において、中継ノード２１、２２に送信信号ｓ［ｎ＋１］を送信する。
The
一方、宛先ノードにおける、時間スロットｎ、ｎ＋１、ｎ＋２における受信信号は、以下の式（３６）、式（３７）、式（３８）により表される。 On the other hand, the received signals in the time slots n, n + 1, and n + 2 at the destination node are expressed by the following equations (36), (37), and (38).
具体的には、以下のように受信信号から干渉信号成分Ｘ２１［ｎ］、Ｘ２２［ｎ］を除去する。 Specifically, the interference signal components X 21 [n] and X 22 [n] are removed from the received signal as follows.
次に、本発明の第５の実施例にかかる無線通信システムについて説明する。 Next, a wireless communication system according to a fifth embodiment of the present invention is described.
本実施例にかかる無線通信システムでは、中継ノードは二つの中継グループ１、２に分けられ、各グループは２以上の中継ノードを有する。各中継ノードは受信された信号をそのままもしくは、増幅して送信する。また、本実施例にかかる無線通信システムでは、一方の中継グループが受信処理を行うのと同時に、他方の中継グループは送信処理を行う。
In the wireless communication system according to the present embodiment, the relay node is divided into two
本実施例にかかる無線通信システムを説明するに当たり以下のパラメータを定義する。 In describing the wireless communication system according to the present embodiment, the following parameters are defined.
［ｎ］：各変数に与えている時間の変数であり、ｎ番目の時間スロットを表す。
ｓ：送信ノードからの送信信号ベクトル
ｒ：受信信号ベクトル
Ｋ：中継グループ１で使用可能な中継ノード数
Ｌ：中継グループ２で使用可能な中継ノード数
Ｈｉｊ：ソースノードと、ｉ番目の中継グループのｊ番目の中継ノード間のチャネル（後方チャネル） １≦ｉ≦2、ｉ＝1の場合は１≦ｊ≦Ｋであり、ｉ=２の場合は１≦ｊ≦Ｌ
Ｇｉｊ：宛先ノードと、ｉ番目の中継グループのｊ番目の中継ノード間のチャネル（前方チャネル） １≦ｉ≦２、ｉ＝１の場合は１≦ｊ≦Ｋであり、ｉ＝２の場合は１≦ｊ≦Ｌ
Ａｉｊ：中継グループ１のｉ番目の中継ノードと中継グループ２のｊ番目の中継ノード間のチャネル行列
ｎｉｊ：ｉ番目の中継グループのｊ番目の中継ノードのノイズ成分
ｚ：宛先ノードのノイズ成分
σｒ ２：中継ノードのノイズ電力（全中継ノード共通）
σｄ ２：宛先ノードのノイズ電力
Ｐ：送信電力
Ｅ（・）：変数のアンサンブル平均値
本実施例にかかる無線通信システムについて、図９を参照して説明する。
[N]: A time variable given to each variable, and represents the nth time slot.
s: transmission signal vector from transmission node r: reception signal vector K: number of relay nodes usable in relay group 1 L: number of relay nodes usable in relay group 2 H ij : source node and i-th relay group Channel between j-th relay nodes (rear channel) 1 ≦ i ≦ 2, if 1 = 1, 1 ≦ j ≦ K, if i = 2, 1 ≦ j ≦ L
G ij : Channel between the destination node and the j-th relay node of the i-th relay group (forward channel) 1 ≦ i ≦ 2, if 1 = 1, 1 ≦ j ≦ K, if i = 2 Is 1 ≦ j ≦ L
A ij : Channel matrix between the i-th relay node of
n ij : Noise component of j-th relay node of i-th relay group z: Noise component of destination node σ r 2 : Noise power of relay node (common to all relay nodes)
σ d 2 : Noise power of destination node P: Transmission power E (•): Ensemble average value of variables A radio communication system according to the present embodiment will be described with reference to FIG. 9.
本実施例にかかる無線通信システムは、複数の通信ノードを備え、該複数の通信ノードは、ソースノード（送信ノード）１００、中継ノードおよび宛先ノード（受信ノード）３００に分類される。また、ソースノード１００から送信された送信信号は、１または複数の中継ノードを介して宛先ノード３００に伝送される。
The wireless communication system according to the present embodiment includes a plurality of communication nodes, and the plurality of communication nodes are classified into a source node (transmission node) 100, a relay node, and a destination node (reception node) 300. Further, the transmission signal transmitted from the
本実施例にかかる無線通信システムは、ソースノード１００と、複数の中継ノード（２以上）を含む中継グループ１、複数の中継ノード（２以上）を含む中継グループ２、宛先ノード３００を備える。
本施例においては、一例として、中継グループ１及び２の中継ノード数を２、ソースノード１００及び宛先アンテナ３００のアンテナ本数をＭ、中継ノードのアンテナ本数をＮとする場合について説明するが、各中継グループの中継ノード数Ｋ、Ｌが２以上であってもよい。
The wireless communication system according to the present embodiment includes a
In this embodiment, as an example, a case will be described in which the number of relay nodes of the
図９に示すように、時間スロットｎ（Ｔｉｍｅ ｓｌｏｔ ｎ）では、中継グループ１に属する中継ノード１１、１２はソースノード１００から送信される信号を受信すると同時に、中継グループ２に属する中継ノード２１、２２は宛先ノード３００へ信号を送信する。
As shown in FIG. 9, in a time slot n (Time slot n), the
引き続き時間スロットｎ＋１（Ｔｉｍｅ ｓｌｏｔ ｎ＋１）では、中継グループ１に属する中継ノード１１、１２は宛先ノード３００へ信号を送信すると同時に、中継グループ２に属する中継ノード２１と２２はソースノード１００から送信された信号を受信する。
Subsequently, in time slot n + 1 (Time slot n + 1), the
すなわち、各時間スロットにおいて、一方の中継グループに属する複数の中継ノードの少なくとも二つ以上の中継ノードはソースノード１００からの送信信号を受信し、他方の中継グループに属する少なくとも二つ以上の中継ノードは同一の時間スロットで宛先ノード３００へ信号を送信する。
That is, at each time slot, at least two or more relay nodes of the plurality of relay nodes belonging to one relay group receive the transmission signal from the
時間スロットｎにおいて中継グループ１に属する中継ノード１１、１２は、干渉信号成分として中継グループ２に属する中継ノード２１、２２から送信される信号の影響を受ける。
また、時間スロットｎ＋１において、中継グループ２に属する中継ノード２１、２２は、干渉信号成分として中継グループ１に属する中継ノード１１、１２から送信される信号の影響を受ける。
Further, in time slot n + 1,
本実施例にかかる宛先ノードの構成を図１１に示す。中継ノードから送信された信号が入力されるチャネル推定部３１８と、チャネル推定部３１８の出力及び中継ノードから送信された信号が入力されるソースノード信号検出部３１２と、ソースノード信号検出部３１２の出力信号が入力される推定信号保存部３１４と、推定信号保存部３１４の出力とチャネル推定部３１８の出力が入力される干渉除去部３１６とを備える。干渉除去部３１６の出力信号はソースノード信号検出部３１２に入力される
ソースノード信号検出部３１２は、各中継ノードの前方チャネルを用いて各中継ノード（１１、１２、２１、２２）から送信された信号を用いて、ソースノード１００から送信された信号を検出し、検出された信号を推定信号保存部３１４に入力する。
FIG. 11 shows the configuration of the destination node according to this embodiment. A
推定信号保存部３１４は、ソースノード信号検出部３１２により推定された信号を保存する。
The estimated
干渉除去部３１６は、ソースノード信号検出部３１２により推定された推定ソースノード送信信号および中継ノード間チャネルと前方チャネルを乗算したチャネル情報を用いて干渉となる信号を推定し、ソースノード信号検出部３１２に入力する。干渉除去部３１６は、干渉となるすべての中継信号の和（推定値）を受信信号から削除することによって、干渉除去を実現する。
The
ソースノード信号検出部３１２は、干渉除去後の信号を用いてソースノードからの信号を検出する。
The source node
チャネル推定部３１８は、中継グループ１の有する全中継ノードと中継グループ２の有するそれぞれの中継ノードとの間のチャネルと、中継グループ２の有するそれぞれの中継ノードとの間のチャネルとの積、および、ソースノード１００と中継グループ２の有する全中継ノードとの間のチャネルと、中継グループ２の有する全中継ノードと中継グループ１の有するそれぞれの中継ノードとの間のチャネルと、中継グループ１の有するそれぞれの中継ノードとの間のチャネルの積、および、ソースノード１００とそれぞれの中継ノードとの間のチャネルと、それぞれの中継ノードとの間のチャネルとの積、および、ソースノード１００とそれぞれの中継ノード間のチャネルと、それぞれの中継ノードと宛先ノード間のチャネルの積を推定する。
The
たとえば，中継ノード１１に関するチャネル情報の推定として、中継ノード１１と中継ノード２１間のチャネルと中継ノード１１と中継ノード２２間のチャネルとの和と、中継ノード１１と宛先ノード間の前方チャネルの積、および、中継ノード１１とソースノード間のチャネルと、中継ノード１１と宛先ノード間の前方チャネルの積を推定する。
For example, as the estimation of the channel information related to the
次に、本実施例にかかる無線通信システムにおける信号処理について、図１２を参照して説明する。 Next, signal processing in the wireless communication system according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
本実施例では、中継ノード１１、１２、２１、２２は受信した信号の電力を調整した後に、宛先ノード３００に送信する。
In this embodiment, the
時間スロットｎにおいて、ソースノード１００が中継グループ１に属する中継ノード１１、１２に送信信号ｓ［ｎ］を送信する。これと同時に、中継グループ２に属する中継ノード２１、２２が中継信号Ｘ２１［ｎ］、Ｘ２２［ｎ］を宛先ノード３００に対して送信する。
In the time slot n, the
この時，中継グループ１に属する中継ノード１１、１２はともに、送信信号ｓ［ｎ］および中継グループ２からの中継信号Ｘ２１［ｎ］、Ｘ２２［ｎ］を受信する。この場合、中継ノード１１の受信信号は式（４１）となる。
At this time, both the
中継ノード１１は，電力調整のために受信信号にＥ１１［ｎ＋１］を乗算した後に、時間スロットｎ＋１において宛先ノードに送信する。この時、送信信号はＸ１１［ｎ＋１］＝Ｅ１１［ｎ＋１］ｙ１１［ｎ］となる。これと同時に、ソースノード１００は、時間スロットｎ＋１において、中継ノード２１、２２に送信信号ｓ［ｎ＋１］を送信する。
The
一方、宛先ノード３００は、時間スロットｎ、ｎ＋１、ｎ＋２における受信信号は、式（４３）、式（４４）、式（４５）により表される。
On the other hand, in the
例えば、式（４４）に対して、式（４３）から推定されたｓ[ｎ−１］を利用して、時間スロットｎ＋１の受信信号に含まれる中継ノード間に生じた干渉を除去することができる。具体的には、以下のように受信信号から干渉信号成分を除去する。 For example, for the equation (44), using s [n−1] estimated from the equation (43), the interference generated between the relay nodes included in the received signal in the time slot n + 1 can be removed. it can. Specifically, the interference signal component is removed from the received signal as follows.
次に、本発明の第６の実施例にかかる無線通信システムについて説明する。 Next, a radio communication system according to the sixth embodiment of the present invention is described.
本実施例にかかる無線通信システムでは、中継ノードは二つの中継グループ１、２に分けられ、各グループは２以上の中継ノードを有する。また、本実施例にかかる無線通信システムでは、一方の中継グループが受信処理を行うのと同時に、他方の中継グループは送信処理を行う。
In the wireless communication system according to the present embodiment, the relay node is divided into two
本実施例にかかる無線通信システムを説明するに当たり以下のパラメータを定義する。 In describing the wireless communication system according to the present embodiment, the following parameters are defined.
［ｎ］：各変数に与えている時間の変数であり、ｎ番目の時間スロットを表す。
ｓ：送信ノードからの送信信号ベクトル
ｒ：受信信号ベクトル
Ｋ：中継グループ１で使用可能な中継ノード数
Ｌ：中継グループ２で使用可能な中継ノード数
Ｈｉｊ：ソースノードと、ｉ番目の中継グループのｊ番目の中継ノード間のチャネル（後方チャネル）１≦ｉ≦２、ｉ＝１の場合は１≦ｊ≦Ｋであり、ｉ＝２の場合は１≦ｊ≦Ｌ
Ｇｉｊ：宛先ノードと、ｉ番目の中継グループのｊ番目の中継ノード間のチャネル（前方チャネル） １≦ｉ≦２、ｉ＝１の場合は１≦ｊ≦Ｋであり、ｉ＝２の場合は１≦ｊ≦Ｌ
Ａｉｊ：中継グループ１のｉ番目の中継ノードと中継グループ２のｊ番目の中継ノード間のチャネル行列．
ｎｉｊ：ｉ番目の中継グループのｊ番目の中継ノードのノイズ成分
ｚ：宛先ノードのノイズ成分
σｒ ２：中継ノードのノイズ電力（全中継ノード共通）
σｄ ２：宛先ノードのノイズ電力
Ｐ：送信電力
Ｅ（・）：変数のアンサンブル平均値
本実施例にかかる無線通信システムについて、図９を参照して説明する。
[N]: A time variable given to each variable, and represents the nth time slot.
s: transmission signal vector from transmission node r: reception signal vector K: number of relay nodes usable in relay group 1 L: number of relay nodes usable in relay group 2 H ij : source node and i-th relay group Channel between j-th relay nodes (rear channel) 1 ≦ i ≦ 2, if 1 = 1, 1 ≦ j ≦ K, if i = 2, 1 ≦ j ≦ L
G ij : Channel between the destination node and the j-th relay node of the i-th relay group (forward channel) 1 ≦ i ≦ 2, if 1 = 1, 1 ≦ j ≦ K, if i = 2 Is 1 ≦ j ≦ L
A ij : Channel matrix between the i-th relay node of
n ij : Noise component of j-th relay node of i-th relay group z: Noise component of destination node σ r 2 : Noise power of relay node (common to all relay nodes)
σ d 2 : Noise power of destination node P: Transmission power E (•): Ensemble average value of variables A radio communication system according to the present embodiment will be described with reference to FIG. 9.
本実施例にかかる無線通信システムは、複数の通信ノードを備え、該複数の通信ノードは、ソースノード（送信ノード）１００、中継ノードおよび宛先ノード（受信ノード）３００に分類される。また、ソースノード１００から送信された送信信号は、１または複数の中継ノードを介して宛先ノード３００に伝送される。
The wireless communication system according to the present embodiment includes a plurality of communication nodes, and the plurality of communication nodes are classified into a source node (transmission node) 100, a relay node, and a destination node (reception node) 300. Further, the transmission signal transmitted from the
本実施例にかかる無線通信システムは、ソースノード１００と、複数の中継ノード（２以上）を含む中継グループ１、複数の中継ノード（２以上）を含む中継グループ２、宛先ノード３００を備える。
本実施例においては、一例として、中継グループ１及び２の中継ノード数を２、ソースノード１００及び宛先ノード３００のアンテナ本数をＭ、中継ノードのアンテナ本数をＮ、ここで、ＮはＭの２倍以上あるとする場合について説明するが、各中継グループの中継ノード数Ｋ、Ｌが２以上であってもよい。
The wireless communication system according to the present embodiment includes a
In this embodiment, as an example, the number of relay nodes in the
図９に示すように、時間スロットｎ（Ｔｉｍｅ ｓｌｏｔ ｎ）では、中継グループ１に属する中継ノード１１、１２はソースノード１００から送信される信号を受信すると同時に、中継グループ２に属する中継ノード２１、２２は宛先ノード３００へ信号を送信する。
As shown in FIG. 9, in a time slot n (Time slot n), the
引き続き時間スロットｎ＋１（Ｔｉｍｅ ｓｌｏｔ ｎ＋１）では、中継グループ１に属する中継ノード１１、１２は宛先ノード３００へ信号を送信すると同時に、中継グループ２に属する中継ノード２１と２２はソースノード１００から送信された信号を受信する。
Subsequently, in time slot n + 1 (Time slot n + 1), the
すなわち、各時間スロットにおいて、一方の中継グループに属する複数の中継ノードの少なくとも二つ以上の中継ノードはソースノード１００からの送信信号を受信し、他方の中継グループに属する少なくとも二つ以上の中継ノードは同一の時間スロットで宛先ノード３００へ信号を送信する。
That is, at each time slot, at least two or more relay nodes of the plurality of relay nodes belonging to one relay group receive the transmission signal from the
時間スロットｎにおいて中継グループ１に属する中継ノード１１、１２は、干渉信号成分として中継グループ２に属する中継ノード２１、２２から送信される信号の影響を受ける。
また、時間スロットｎ＋１において、中継グループ２に属する中継ノード２１、２２は、干渉信号成分として中継グループ１に属する中継ノード１１、１２から送信される信号の影響を受ける。
Further, in time slot n + 1,
本発明における中継ノードの構成を図１３に示す。中継ノードはソースノード１００と中継ノード間のチャネル、中継グループの異なる中継ノード間のチャネルを推定するチャネル推定部２１８と、推定されたチャネルを利用して、ソースノード１００からの信号に対して干渉除去を行う干渉除去部２１０と、干渉除去部２１０の出力信号が入力され、ソースノード信号を検出するソースノード信号検出部（ソース信号検出部）２１２と、ソースノード信号検出部２１２の出力信号が入力される送信電力制御部２１４と、チャネル推定部２１８出力信号が入力されるウエイト計算部２１６とから構成される。ウエイト計算部２１６の出力信号は干渉除去部、ソースノード信号検出部２１２および送信電力制御部２１４に入力される。
The configuration of the relay node in the present invention is shown in FIG. The relay node interferes with a signal from the
一例として、複数の中継ノードが、２以上の中継ノードを有する中継グループ１と、２以上の中継ノードを有する中継グループ２に分けられた場合について説明する。この場合、中継ノードは、中継グループ１または前記中継グループ２に属する。
As an example, a case where a plurality of relay nodes are divided into a
チャネル推定部２１８は、自中継ノードが中継グループ１に属する場合に、ソースノードとの間のチャネル情報、および中継グループ２の有する全中継ノードとの間のチャネル情報を推定し、自中継ノードが中継グループ１に属する場合に、ソースノードとの間のチャネル情報、および中継グループ１の有する全中継ノードとの間のチャネル情報を推定する。
When the own relay node belongs to the
干渉除去部２１０は、チャネル推定部２１８により推定されたチャネル情報に基づいて、他の中継ノードからの干渉信号を除去する。
The
ソースノード信号検出部２１２、干渉信号が除去された信号から、ソースノードから送信された信号を検出する。
The source node
次に、本実施例にかかる無線通信システムにおける信号処理について、図１４を参照して説明する。 Next, signal processing in the radio communication system according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
本実施例では、中継ノード１１、１２、２１、２２は受信した信号から、ソースノード送信を復元して、復元された信号を宛先ノードに送信する。
In this embodiment, the
時間スロットｎにおいて、ソースノード１００が中継ノード１１、１２に送信信号ｓ［ｎ］を送信する。これと同時に、中継ノード２１、２２が電力調整後の中継信号Ｘ２１［ｎ］、Ｘ２２［ｎ］を宛先ノード３００に対して送信する。ここで、式（４７）、式（４８）として、中継ノードは送信を行う。
Ｘ２１［ｎ］＝Ｅ２１［ｎ］（ｓ[ｎ−１]，ｓ[ｎ−１]）Ｈ （４７）
Ｘ２２［ｎ］＝Ｅ２２［ｎ］（ｓ[ｎ−１] ，ｓ[ｎ−１]）Ｈ （４８）
つまり、中継ノードで保存されている一つ前のタイムスロットにおける、推定ソースノード送信信号ｓ［ｎ−１］について、ソースノード１００が有するアンテナ本数Ｍの２倍以上のアンテナ本数Ｎを有する中継ノードは、アンテナ本数Ｍで送信された推定ソースノード送信信号ｓ［ｎ−１］をコピーして、アンテナ本数Ｎを用いて送信を行う。
In the time slot n, the
X 21 [n] = E 21 [n] (s [n−1], s [n−1]) H (47)
X 22 [n] = E 22 [n] (s [n−1], s [n−1]) H (48)
That is, for the estimated source node transmission signal s [n−1] in the previous time slot stored in the relay node, the relay node having the number N of antennas that is more than twice the number M of antennas that the
中継ノード１１、１２はともに、送信信号ｓ［ｎ］および中継グループ２中継信号Ｘ２１［ｎ］、Ｘ２２［ｎ］を受信する。この場合、中継ノード１１の受信信号は式（４９）となる。
Both the
中継ノード１１はこの受信信号の電力調整後、送信信号Ｘ１１［ｎ＋１］＝Ｅ１１［ｎ＋１］（ｓ［ｎ］，ｓ[ｎ]）Ｈを宛先ノード３００に送信する。これと同時に、ソースノード１００は、中継ノード２１、２２に送信信号ｓ［ｎ＋１］を送信する。
The
式（４７）、式（４８）から、式（４９）は以下のようにあらわすことができる。 From Expression (47) and Expression (48), Expression (49) can be expressed as follows.
次に、Ｂｌ１[ｎ]に対して特異値分解（ＳＶＤ）を行い、以下の形となる． Next, singular value decomposition (SVD) is performed on B 11 [n], and the following form is obtained.
一方、時間スロットｎにおける宛先ノード３００の受信信号は、式（５４）により表される。
On the other hand, the received signal of the
以上の実施例を含む実施形態に関し、更に、以下の項目を開示する。 The following items are further disclosed regarding the embodiment including the above examples.
（１）ソースノードと宛先ノードとの間で、信号を中継する通信ノードであって：
受信信号に対し、他の通信ノードからの干渉信号を低減し、送信した信号が他の中継ノードに干渉信号として受信されない処理を行い、送信信号を生成する中継信号生成手段；
を備えることを特徴とする通信ノード。
(1) A communication node that relays signals between a source node and a destination node:
Relay signal generating means for reducing the interference signal from the other communication node, processing the transmitted signal not received as an interference signal by the other relay node, and generating the transmission signal for the received signal;
A communication node comprising:
（２）（１）に記載の通信ノードにおいて、
ソースノードとの間のチャネル情報、他の中継ノードとの間のチャネル情報および宛先ノードとの間のチャネル情報を推定するチャネル推定手段；
前記ソースノードとの間のチャネル情報と他の中継ノードとの間のチャネル情報とに基づいて、他の通信ノードからの干渉信号を除去する干渉除去行列を求める干渉除去行列算出手段；
前記宛先ノードとの間のチャネル情報に基づいて、送信した信号が他の中継ノードに干渉信号として受信されないようにする与干渉抑圧行列を求める与干渉抑圧行列算出手段；
を備え、
前記中継信号生成手段は、
前記干渉除去行列および前記与干渉抑圧行列を受信信号に乗算することを特徴とする通信ノード。
(2) In the communication node according to (1),
Channel estimation means for estimating channel information with a source node, channel information with another relay node, and channel information with a destination node;
Interference cancellation matrix calculating means for obtaining an interference cancellation matrix for canceling interference signals from other communication nodes based on channel information between the source node and channel information between other relay nodes;
An interference suppression matrix calculation means for obtaining an interference suppression matrix for preventing a transmitted signal from being received as an interference signal by another relay node based on channel information with the destination node;
With
The relay signal generating means includes
A communication node, wherein the received signal is multiplied by the interference cancellation matrix and the interference suppression matrix.
（３）（１）に記載の通信ノードにおいて、
ソースノードとの間のチャネル情報および他の中継ノードとの間のチャネル情報を推定するチャネル推定手段；
前記ソースノードとの間のチャネル情報と他の中継ノードとの間のチャネル情報とに基づいて、他の通信ノードからの干渉信号を除去する干渉除去手段；
を備え、
前記中継信号生成手段は、干渉信号が除去された信号から、ソースノードから送信された信号を検出することを特徴とする通信ノード。
(3) In the communication node according to (1),
Channel estimation means for estimating channel information with the source node and channel information with other relay nodes;
Interference removing means for removing interference signals from other communication nodes based on channel information between the source node and channel information between other relay nodes;
With
The relay signal generating means detects a signal transmitted from a source node from a signal from which an interference signal is removed.
（４）（３）に記載の通信ノードにおいて：
前記中継信号生成手段は、検出されたソースノードから送信された信号にウエイトを乗算することを特徴とする通信ノード。
(4) In the communication node described in (3):
The relay signal generating means multiplies a signal transmitted from a detected source node by a weight.
（５）中継ノードを介して、ソースノードから送信された信号を受信する通信ノードであって：
中継ノード間で生じた干渉信号を除去する干渉除去手段；
を備えることを特徴とする通信ノード。
(5) A communication node that receives a signal transmitted from a source node via a relay node:
Interference canceling means for canceling interference signals generated between relay nodes;
A communication node comprising:
（６）（５）に記載の通信ノードにおいて：
中継ノード間のチャネルと、中継ノードとのチャネルが乗算されたチャネル情報、および中継ノードとの間のチャネル情報を推定するチャネル推定手段；
前記チャネル推定手段により推定されたチャネル情報に基づいて、送信信号を推定する送信信号推定手段；
前記送信信号推定手段により推定された信号を記憶する記憶手段；
を備え、
前記干渉除去手段は、前記記憶手段が記憶した信号と、前記チャネル推定手段が推定したチャネル情報とに基づいて、干渉を除去し、ソースノードからの信号を検出することを特徴とする通信ノード。
(6) In the communication node described in (5):
Channel estimation means for estimating channel information between the relay node, channel information multiplied by the channel with the relay node, and channel information between the relay node;
Transmission signal estimation means for estimating a transmission signal based on channel information estimated by the channel estimation means;
Storage means for storing the signal estimated by the transmission signal estimation means;
With
The communication node is characterized in that the interference removing means removes interference and detects a signal from a source node based on the signal stored in the storage means and the channel information estimated by the channel estimating means.
（７）ソースノードと宛先ノードとの間で、信号を中継する通信ノードを備える無線通信システムであって：
前記通信ノードは、
受信信号に対し、他の通信ノードからの干渉信号を低減し、送信した信号が他の中継ノードに干渉信号として受信されない処理を行う中継信号生成手段；
を備えることを特徴とする無線通信システム。
(7) A wireless communication system including a communication node that relays a signal between a source node and a destination node:
The communication node is
A relay signal generating means for performing a process of reducing the interference signal from another communication node with respect to the received signal and preventing the transmitted signal from being received as an interference signal by another relay node;
A wireless communication system comprising:
（８）中継ノードを介してソースノードから送信された信号を受信する通信ノードを備える無線通信システムであって：
前記通信ノードは、
中継ノード間で生じた干渉信号を除去する干渉除去手段；
を備えることを特徴とする無線通信システム。
(8) A wireless communication system including a communication node that receives a signal transmitted from a source node via a relay node:
The communication node is
Interference canceling means for canceling interference signals generated between relay nodes;
A wireless communication system comprising:
（９）ソースノードと宛先ノードとの間で、信号を中継する中継ノードを備える無線通信システムにおけるデータ中継方法であって：
ソースノードとの間のチャネル情報、他の中継ノードとの間のチャネル情報および宛先ノードとの間のチャネル情報を推定するチャネル推定ステップ；
前記ソースノードとの間のチャネル情報と他の中継ノードとの間のチャネル情報とに基づいて、他の通信ノードからの干渉信号を除去する干渉除去行列を求める干渉除去行列算出ステップ；
前記宛先ノードとの間のチャネル情報に基づいて、送信した信号が他の中継ノードに干渉信号として受信されないようにする与干渉抑圧行列を求める与干渉行列算出ステップ；
前記干渉除去行列および前記与干渉抑圧行列を受信信号に乗算し、中継信号を生成する中継信号生成ステップ；
前記中継信号を送信する中継信号送信ステップ；
を備えることを特徴とするデータ中継方法。
(9) A data relay method in a wireless communication system including a relay node that relays a signal between a source node and a destination node:
A channel estimation step of estimating channel information with the source node, channel information with another relay node, and channel information with the destination node;
An interference cancellation matrix calculation step for obtaining an interference cancellation matrix for canceling interference signals from other communication nodes based on channel information between the source node and channel information between other relay nodes;
An interference matrix calculation step for obtaining an interference suppression matrix that prevents a transmitted signal from being received as an interference signal by another relay node based on channel information with the destination node;
A relay signal generation step of generating a relay signal by multiplying the reception signal by the interference cancellation matrix and the interference suppression matrix;
A relay signal transmission step of transmitting the relay signal;
A data relay method comprising:
（１０）中継ノードを介して、ソースノードから送信された信号を受信する宛先ノードを備える無線通信システムにおけるデータ中継方法であって：
中継ノード間のチャネルと、中継ノードとのチャネルが乗算されたチャネル情報、および中継ノードとの間のチャネル情報を推定するチャネル推定ステップ；
前記チャネル推定ステップにより推定されたチャネル情報に基づいて、送信信号を推定する送信信号推定ステップ；
前記送信信号推定ステップにより推定された送信信号を記憶する記憶ステップ；
前記記憶ステップが記憶した信号と、前記チャネル推定ステップが推定したチャネル情報とに基づいて、干渉を除去する干渉除去ステップ；
干渉が除去された信号に基づいて、ソースノードからの信号を検出する信号検出ステップ；
を有することを特徴とするデータ中継方法。
(10) A data relay method in a wireless communication system including a destination node that receives a signal transmitted from a source node via a relay node:
A channel estimation step of estimating channel information between the relay node, channel information multiplied by the channel with the relay node, and channel information between the relay node;
A transmission signal estimation step for estimating a transmission signal based on the channel information estimated by the channel estimation step;
A storage step of storing the transmission signal estimated by the transmission signal estimation step;
An interference removal step of removing interference based on the signal stored in the storage step and the channel information estimated by the channel estimation step;
A signal detection step of detecting a signal from the source node based on the signal from which the interference has been removed;
A data relay method comprising:
（１１）複数の中継ノードを介して、ソースノードから送信された信号を受信する（５）に記載の通信ノードであって：
前記複数の中継ノードは、２以上の中継ノードを有する中継グループ１と、２以上の中継ノードを有する中継グループ２に分けられ、
中継グループ１の有する全中継ノードとの間のチャネル情報、および、中継グループ２の有する全中継ノードとの間のチャネル情報、および、ソースノードとそれぞれの中継ノードとの間のチャネルと、それぞれの中継ノードとの間のチャネルとが乗算されたチャネル情報、および、中継グループ１の有するそれぞれ中継ノードと中継グループ２の有するそれぞれの中継ノードとの間のチャネルと、中継グループ２の有するそれぞれの中継ノードとの間のチャネルとが乗算されたチャネル情報、および、中継グループ２の有するそれぞれ中継ノードと中継グループ１の有するそれぞれの中継ノードとの間のチャネルと、中継グループ１の有するそれぞれの中継ノードとの間のチャネルとが乗算されたチャネル情報を推定するチャネル推定手段；
前記チャネル推定手段により推定されたチャネル情報に基づいてソースノードからの送信信号を推定する送信信号推定手段；
前記送信信号推定手段において推定された信号を記憶する記憶手段；
を備え、
前記干渉除去手段は、前記記憶手段が記憶した信号と、前記チャネル推定手段が推定したチャネル情報とに基づいて、干渉を除去し、ソースノードからの信号を検出することを特徴とする通信ノード。
(11) The communication node according to (5), which receives a signal transmitted from a source node via a plurality of relay nodes:
The plurality of relay nodes are divided into a
Channel information between all relay nodes of
Transmission signal estimation means for estimating a transmission signal from a source node based on channel information estimated by the channel estimation means;
Storage means for storing the signal estimated by the transmission signal estimation means;
With
The communication node is characterized in that the interference removing means removes interference and detects a signal from a source node based on the signal stored in the storage means and the channel information estimated by the channel estimating means.
（１２）複数の中継ノードを介して、ソースノードから送信された信号を受信する（５）に記載の通信ノードであって：
前記複数の中継ノードは、２以上の中継ノードを有する中継グループ１と、２以上の中継ノードを有する中継グループ２に分けられ、
ソースノードと中継グループ１の有する全中継ノードとの間のチャネルと、中継グループ１の有する全中継ノードと中継グループ２の有するそれぞれの中継ノードとの間のチャネルと、中継グループ２の有するそれぞれの中継ノードとの間のチャネルとが乗算されたチャネル情報、および、ソースノードと中継グループ２の有する全中継ノードとの間のチャネルと、中継グループ２の有する全中継ノードと中継グループ１の有するそれぞれの中継ノードとの間のチャネルと、中継グループ１の有するそれぞれの中継ノードとの間のチャネルとが乗算されたチャネル情報、および、ソースノードとそれぞれの中継ノードとの間のチャネルと、それぞれの中継ノードとの間のチャネルとが乗算されたチャネル情報を推定するチャネル推定手段；
前記チャネル推定手段により推定されたチャネル情報に基づいてソースノードからの送信信号を検出する信号検出手段；
前記信号検出手段において検出された信号を記憶する記憶手段；
を備え、
前記干渉除去手段は、前記記憶手段が記憶した信号と、前記チャネル推定手段が推定したチャネル情報とに基づいて、干渉を除去し、ソースノードからの信号を検出することを特徴とする通信ノード。
(12) The communication node according to (5), which receives a signal transmitted from a source node via a plurality of relay nodes.
The plurality of relay nodes are divided into a
Channels between source nodes and all relay nodes of
Signal detection means for detecting a transmission signal from a source node based on channel information estimated by the channel estimation means;
Storage means for storing the signal detected by the signal detection means;
With
The communication node is characterized in that the interference removing means removes interference and detects a signal from a source node based on the signal stored in the storage means and the channel information estimated by the channel estimating means.
（１３）ソースノードと宛先ノードとの間で、信号を中継する複数の中継ノードのうちのひとつである請求項１に記載の通信ノードであって：
前記複数の中継ノードは、２以上の中継ノードを有する中継グループ１と、２以上の中継ノードを有する中継グループ２に分けられ、
前記通信ノードは、前記中継グループ１または前記中継グループ２に属し、
前記通信ノードが前記中継グループ１に属する場合に、ソースノードとの間のチャネル情報、および中継グループ２の有する全中継ノードとの間のチャネル情報を推定し、前記通信ノードが前記中継グループ１に属する場合に、ソースノードとの間のチャネル情報、および中継グループ１の有する全中継ノードとの間のチャネル情報を推定するチャネル推定手段；
前記チャネル推定手段により推定されたチャネル情報に基づいて、他の中継ノードからの干渉信号を除去する干渉除去手段；
を備え、
前記中継信号生成手段は、干渉信号が除去された信号から、ソースノードから送信された信号を検出することを特徴とする通信ノード。
(13) The communication node according to
The plurality of relay nodes are divided into a
The communication node belongs to the
When the communication node belongs to the
Interference removing means for removing interference signals from other relay nodes based on the channel information estimated by the channel estimating means;
With
The relay signal generating means detects a signal transmitted from a source node from a signal from which an interference signal is removed.
本発明にかかる通信ノードおよび無線通信システム並びにデータ中継方法は、無線通信システムに適用できる。 The communication node, radio communication system, and data relay method according to the present invention can be applied to a radio communication system.
１、１００ ソースノード
２１、２２、２００１、２００２ 中継ノード
３、３００ 宛先ノード
1 , 100
Claims (5)
中継ノード間のチャネルと、中継ノードと前記ソースノードとの間のチャネルが乗算されたチャネル情報、および前記通信ノードと中継ノードとの間のチャネル情報を推定するチャネル推定手段；
前記チャネル推定手段により推定されたチャネル情報に基づいて、送信信号を推定する送信信号推定手段；
前記送信信号推定手段により推定された信号を記憶する記憶手段；
中継ノード間で生じた干渉信号を除去する干渉除去手段；
を備え、
前記干渉除去手段は、前記記憶手段が記憶した信号と、前記チャネル推定手段が推定したチャネル情報とに基づいて、干渉を除去し、ソースノードからの信号を検出することを特徴とする通信ノード。 A communication node that receives a signal transmitted from a source node via a relay node:
Channel estimation means for estimating channel information obtained by multiplying a channel between relay nodes, a channel between the relay node and the source node, and channel information between the communication node and the relay node;
Transmission signal estimation means for estimating a transmission signal based on channel information estimated by the channel estimation means;
Storage means for storing the signal estimated by the transmission signal estimation means;
Interference canceling means for canceling interference signals generated between relay nodes;
With
The communication node is characterized in that the interference removing means removes interference and detects a signal from a source node based on the signal stored in the storage means and the channel information estimated by the channel estimating means.
前記複数の中継ノードは、２以上の中継ノードを有する中継グループ１と、２以上の中継ノードを有する中継グループ２に分けられ、
前記通信ノードは、
中継グループ１の有する全中継ノードとの間のチャネル情報、および、中継グループ２の有する全中継ノードとの間のチャネル情報、および、ソースノードとそれぞれの中継ノードとの間のチャネルと、それぞれの中継ノードとの間のチャネルとが乗算されたチャネル情報、および、中継グループ１の有するそれぞれの中継ノードと中継グループ２の有するそれぞれの中継ノードとの間のチャネルと、中継グループ２の有するそれぞれの中継ノードとの間のチャネルとが乗算されたチャネル情報、および、中継グループ２の有するそれぞれの中継ノードと中継グループ１の有するそれぞれの中継ノードとの間のチャネルと、中継グループ１の有するそれぞれの中継ノードとの間のチャネルとが乗算されたチャネル情報を推定するチャネル推定手段；
前記チャネル推定手段により推定されたチャネル情報に基づいてソースノードからの送信信号を推定する送信信号推定手段；
前記送信信号推定手段において推定された信号を記憶する記憶手段；
中継ノード間で生じた干渉信号を除去する干渉除去手段；
を備え、
前記干渉除去手段は、前記記憶手段が記憶した信号と、前記チャネル推定手段が推定したチャネル情報とに基づいて、干渉を除去し、ソースノードからの信号を検出することを特徴とする通信ノード。 A communication node that receives a signal transmitted from a source node via a plurality of relay nodes:
The plurality of relay nodes are divided into a relay group 1 having two or more relay nodes and a relay group 2 having two or more relay nodes,
The communication node is
Channel information between all relay nodes of relay group 1, channel information between all relay nodes of relay group 2, and channels between the source node and each relay node, and The channel information multiplied by the channel between the relay node, the channel between each relay node of the relay group 1 and each relay node of the relay group 2, and each of the relay group 2 The channel information multiplied by the channel between the relay node, the channel between each relay node of the relay group 2 and each relay node of the relay group 1, and each of the relay group 1 Channel estimation for estimating channel information multiplied by a channel with a relay node Stage;
Transmission signal estimation means for estimating a transmission signal from a source node based on channel information estimated by the channel estimation means;
Storage means for storing the signal estimated by the transmission signal estimation means;
Interference canceling means for canceling interference signals generated between relay nodes;
With
The communication node is characterized in that the interference removing means removes interference and detects a signal from a source node based on the signal stored in the storage means and the channel information estimated by the channel estimating means.
前記複数の中継ノードは、２以上の中継ノードを有する中継グループ１と、２以上の中継ノードを有する中継グループ２に分けられ、
前記通信ノードは、
ソースノードと中継グループ１の有する全中継ノードとの間のチャネルと、中継グループ１の有する全中継ノードと中継グループ２の有するそれぞれの中継ノードとの間のチャネルと、中継グループ２の有するそれぞれの中継ノードとの間のチャネルとが乗算されたチャネル情報、および、ソースノードと中継グループ２の有する全中継ノードとの間のチャネルと、中継グループ２の有する全中継ノードと中継グループ１の有するそれぞれの中継ノードとの間のチャネルと、中継グループ１の有するそれぞれの中継ノードとの間のチャネルとが乗算されたチャネル情報、および、ソースノードとそれぞれの中継ノードとの間のチャネルと、それぞれの中継ノードとの間のチャネルとが乗算されたチャネル情報を推定するチャネル推定手段；
前記チャネル推定手段により推定されたチャネル情報に基づいてソースノードからの送信信号を検出する信号検出手段；
前記信号検出手段において検出された信号を記憶する記憶手段；
中継ノード間で生じた干渉信号を除去する干渉除去手段；
を備え、
前記干渉除去手段は、前記記憶手段が記憶した信号と、前記チャネル推定手段が推定したチャネル情報とに基づいて、干渉を除去し、ソースノードからの信号を検出することを特徴とする通信ノード。 A communication node that receives a signal transmitted from a source node via a plurality of relay nodes:
The plurality of relay nodes are divided into a relay group 1 having two or more relay nodes and a relay group 2 having two or more relay nodes,
The communication node is
Channels between source nodes and all relay nodes of relay group 1, channels between all relay nodes of relay group 1 and relay nodes of relay group 2, and relay groups 2 Channel information obtained by multiplying the channel between the relay node and the channel between the source node and all relay nodes of the relay group 2, and all of the relay nodes and relay group 1 of the relay group 2 respectively. Channel information obtained by multiplying the channel between the relay node and the channel between each relay node of the relay group 1, and the channel between the source node and each relay node, Channel estimation means for estimating channel information multiplied by a channel with the relay node;
Signal detection means for detecting a transmission signal from a source node based on channel information estimated by the channel estimation means;
Storage means for storing the signal detected by the signal detection means;
Interference canceling means for canceling interference signals generated between relay nodes;
With
The communication node is characterized in that the interference removing means removes interference and detects a signal from a source node based on the signal stored in the storage means and the channel information estimated by the channel estimating means.
前記通信ノードは、
中継ノード間のチャネルと、中継ノードと前記ソースノードとの間のチャネルが乗算されたチャネル情報、および前記通信ノードと中継ノードとの間のチャネル情報を推定するチャネル推定手段；
前記チャネル推定手段により推定されたチャネル情報に基づいて、送信信号を推定する送信信号推定手段；
前記送信信号推定手段により推定された信号を記憶する記憶手段；
中継ノード間で生じた干渉信号を除去する干渉除去手段；
を備え、
前記干渉除去手段は、前記記憶手段が記憶した信号と、前記チャネル推定手段が推定したチャネル情報とに基づいて、干渉を除去し、ソースノードからの信号を検出することを特徴とする無線通信システム。 A wireless communication system comprising a communication node that receives a signal transmitted from a source node via a relay node:
The communication node is
Channel estimation means for estimating channel information obtained by multiplying a channel between relay nodes, a channel between the relay node and the source node, and channel information between the communication node and the relay node;
Transmission signal estimation means for estimating a transmission signal based on channel information estimated by the channel estimation means;
Storage means for storing the signal estimated by the transmission signal estimation means;
Interference canceling means for canceling interference signals generated between relay nodes;
With
The interference removing means removes interference and detects a signal from a source node based on the signal stored in the storage means and the channel information estimated by the channel estimation means. .
中継ノード間のチャネルと、中継ノードと前記ソースノードとの間のチャネルが乗算されたチャネル情報、および前記宛先ノードと中継ノードとの間のチャネル情報を推定するチャネル推定ステップ；
前記チャネル推定ステップにより推定されたチャネル情報に基づいて、送信信号を推定する送信信号推定ステップ；
前記送信信号推定ステップにより推定された送信信号を記憶する記憶ステップ；
前記記憶ステップが記憶した信号と、前記チャネル推定ステップが推定したチャネル情報とに基づいて、干渉を除去する干渉除去ステップ；
干渉が除去された信号に基づいて、ソースノードからの信号を検出する信号検出ステップ；
を有することを特徴とするデータ中継方法。 A data relay method in a wireless communication system comprising a destination node that receives a signal transmitted from a source node via a relay node, comprising:
A channel estimation step of estimating channel information obtained by multiplying a channel between relay nodes, a channel between the relay node and the source node, and channel information between the destination node and the relay node;
A transmission signal estimation step for estimating a transmission signal based on the channel information estimated by the channel estimation step;
A storage step of storing the transmission signal estimated by the transmission signal estimation step;
An interference removal step of removing interference based on the signal stored in the storage step and the channel information estimated by the channel estimation step;
A signal detection step of detecting a signal from the source node based on the signal from which the interference has been removed;
A data relay method comprising:
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