JP5358807B2 - マルチホップ無線通信システム - Google Patents
マルチホップ無線通信システム Download PDFInfo
- Publication number
- JP5358807B2 JP5358807B2 JP2008265807A JP2008265807A JP5358807B2 JP 5358807 B2 JP5358807 B2 JP 5358807B2 JP 2008265807 A JP2008265807 A JP 2008265807A JP 2008265807 A JP2008265807 A JP 2008265807A JP 5358807 B2 JP5358807 B2 JP 5358807B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- node
- signal
- route
- transmission
- stbc
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000004891 communication Methods 0.000 title claims abstract description 228
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 493
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 302
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 223
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 155
- 238000012549 training Methods 0.000 claims description 116
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 103
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 86
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 claims description 66
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 claims description 30
- 239000013598 vector Substances 0.000 claims description 24
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 6
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 32
- 230000006870 function Effects 0.000 description 27
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 26
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 23
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 9
- URWAJWIAIPFPJE-YFMIWBNJSA-N sisomycin Chemical compound O1C[C@@](O)(C)[C@H](NC)[C@@H](O)[C@H]1O[C@@H]1[C@@H](O)[C@H](O[C@@H]2[C@@H](CC=C(CN)O2)N)[C@@H](N)C[C@H]1N URWAJWIAIPFPJE-YFMIWBNJSA-N 0.000 description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 8
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 7
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 7
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 3
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 3
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 3
- 238000000342 Monte Carlo simulation Methods 0.000 description 2
- 238000005094 computer simulation Methods 0.000 description 2
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 238000005562 fading Methods 0.000 description 2
- 238000010187 selection method Methods 0.000 description 2
- 230000017105 transposition Effects 0.000 description 2
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
- H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
- H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
- H04B7/0413—MIMO systems
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
- H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
- H04B7/022—Site diversity; Macro-diversity
- H04B7/024—Co-operative use of antennas of several sites, e.g. in co-ordinated multipoint or co-operative multiple-input multiple-output [MIMO] systems
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
- H04B7/14—Relay systems
- H04B7/15—Active relay systems
- H04B7/155—Ground-based stations
- H04B7/15521—Ground-based stations combining by calculations packets received from different stations before transmitting the combined packets as part of network coding
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
- H04L1/02—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by diversity reception
- H04L1/06—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by diversity reception using space diversity
- H04L1/0618—Space-time coding
- H04L1/0637—Properties of the code
- H04L1/0643—Properties of the code block codes
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
- H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
- H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
- H04B7/06—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station
- H04B7/0613—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission
- H04B7/0615—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission of weighted versions of same signal
- H04B7/0617—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission of weighted versions of same signal for beam forming
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
- H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
- H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
- H04B7/06—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station
- H04B7/0613—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission
- H04B7/0667—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission of delayed versions of same signal
- H04B7/0669—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission of delayed versions of same signal using different channel coding between antennas
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
- H04L2001/0092—Error control systems characterised by the topology of the transmission link
- H04L2001/0097—Relays
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
- H04W4/00—Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
- H04W4/06—Selective distribution of broadcast services, e.g. multimedia broadcast multicast service [MBMS]; Services to user groups; One-way selective calling services
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
- H04W76/00—Connection management
- H04W76/10—Connection setup
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
- H04W88/00—Devices specially adapted for wireless communication networks, e.g. terminals, base stations or access point devices
- H04W88/02—Terminal devices
- H04W88/04—Terminal devices adapted for relaying to or from another terminal or user
Description
アイ. エフ. アキイルデズ(I.F.Akyildiz)、ワン シドン(Wang Xudong)共著,「ア サーベイ オン ワイヤレス メッシュ ネットワーク(A survey on wireless mesh networks)」,IEEE コミュニケイションズ マガジン(IEEE Communications Magazine),第43巻,p.S23S30,2005年9月 イー. バン デァ メーレン(E. van de Meulen)著,「ア サーベイ オフ マルチウェイ チャネルズ イン インフォメイション スィーオリ: 1961-1976(A survey of multi-way channels in information theory:1961-1976)」,IEEE トランス. インフ. スィーオリ(IEEE Trans. Inf. Theory)第23巻,p.1-37,1977年1月 アール. アヒルスウェディ(R. Ahlswede)、エヌ. カイ(N. Cai)、エス. ワイ. アール. リー(S.‐Y. R. Li)、アール. ダブリュ. イェング(R. W. Yeung)共著,「ネットワーク インフォメイション フロー(Network information flow)」,IEEE トランス. インフ. スィーオリ(IEEE Trans. Inf. Theory),第46巻,p.1204,2000年7月 ピー. ポポビスキ(P.Popovski)、エイチ. ヨモ(H.Yomo)共著,「フィジカル ネットワーク コーディング イン ツーウェイ ワイヤレス リレー チャネルズ(Physical Network Coding in Two-Way Wireless Relay Channels)」,IEEE インターナショナル カンファレンス オン コミュニケイションズ(ICC‘07)(IEEE International Conference on Communications(ICC’07)),p.707-712,2007年6月 ブィ. タロク(V. Tarokh)、エイチ. ジャファクハニ(H. Jafarkhani)、エイ. アール.カルデバンク(A. R. Calderbank)共著,「スペース タイム ブロック コーディング フロム オスアゴナル デザインズ(Space time block Coding from orthogonal designs)」,IEEE トランス. インフ. スィーオリ(IEEE Trans. Inf. Theory),第45巻,第5号,p.1456-1467,1999年7月 エフ. オノ(F.Ono)、ケイ. サカグチ(K. Sakaguchi)共著,「MIMO アパシャル スペクトル シェアリング フォー ハイ エフィシェンシー メッシュ ネットワーク(MIMO Spatial Spectrum Sharing for High Efficiency Mesh Network)」,IEICE トランスアクションズ(IEICE Transactions),第E91-B巻,p.62-69,2008年1月 エス. エム. アラモウティ(S.M. Alamouti)著,「ア シンプル トランスミッター ダイバーシティ スキーム フォー ワイヤレス コミュニケーションズ(A simple transmitter diversity scheme for wireless communications)」,IEEE ジャーナル オン セレクトイド エリア イン コミュニケーションズ(IEEE Journal on Selected Area in Communications),第16巻,p.1451-1458,1998年10月 ハーミッド ジェファーカニ(Hamid Jafarkhani)著,「ア クェイザイ オーソゴナル スペース タイム ブロック コード(A Quasi-Orthogonal Space−Time Block Code)」,IEEE トランスアクションズ オン コミュニケーションズ(IEEE TRANSACTIONS ON COMMUNICATIONS),第49巻,第1号,p.1-4,2001年1月 ニン ヤン(Ning Yang)、マソウド サレヒ(Masoud Salehi)共著,「ア ニュー フル レート スペース タイム ブロック コード フォー スリー トランスミット アンテナ システムズ(A New Full Rate Space Time Block Code for Three Transmit Antenna Systems)」,ビヒクル テクノロジー カンファレンス(Vehicular Technology Conference, 2006. VTC-2006 Fall 2006 IEEE 64th),p.1-5,2006年9月 アルクバスワミ パルラジ(Arqvaswami Paulraj)、ロヒット ナバー(Rohit Nabar)、ジハナンジャ ゴア(Ghananjay Gore)共著,「イントロダクション トゥー スペース タイム ワイヤレス コミュニケーションズ(Introduction to Space-Time Wireless ommunications)」,ケンブリッジ ユニバーシティー プレス(Cambridge University Press),2003年
(イ)リンク多重と隣接ノードの干渉回避を実現するために、必要なノードあたりのアンテナ本数が最低3本であり、リンクの多重数よりもアンテナ本数が多いとの問題点、及び
(ロ)各ノードのアンテナの送受信ウェイトを決定するためには、送受信ノード両方がチャネル情報を必要とするため、処理が複雑になるとの問題点を有している。
は次の2つの数式を用いて、モデル化され、
また、第(k+1)ノードの連続する2つの送信信号
は次の2つの数式を用いて、モデル化され、
ただし、
は第(k−1)ノードの前向きリンクへの連続する2つの送信シンボルであり、
は第(k−1)ノードの後向きリンクへの連続する2つの送信シンボルであり、
は第(k+1)ノードの前向きリンクへの連続する2つの送信シンボルであり、
は第(k+1)ノードの後向きリンクへの連続する2つの送信シンボル(送信信号)であり、qはラティス符号化の格子サイズであることによってより効果的に達成される。
を用いて、
に基づき、2時刻にわたる4つの送信シンボルを含むSTBC送信データ(1時刻、2時刻にわたる送信信号行列
を生成し、また、第(k+1)ノードについて、連続する2つの送信信号
を用いて、
に基づき、2時刻にわたる4つの送信シンボルを含むSTBC送信データ(1時刻、2時刻にわたる送信信号行列
を生成することによってより効果的に達成される。
ただし、
は第kノードの時刻1と時刻2にわたる等価受信信号ベクトルであり、
で表し、
は送信信号ベクトルであり、
で表し、
は時刻1と時刻2の等価加法性雑音ベクトルであり、
で表し、また、
は第kノードのSTBC等価チャネル行列であり、ブロック直交行列となっていることによってより効果的に達成される。
を推定するMIMO検波処理を行い、
ただし、
は第kノードの受信ウェイト行列であり、
は第kノードのSTBC受信データであり、MIMO受信にZFアルゴリズムを用いる場合に、第kノードの受信ウェイト行列
は、次の数式によって計算され、
ただし、
は第kノードのSTBC等価チャネル行列であり、また、MIMO受信にMMSEアルゴリズムを用いる場合に、第kノードの受信ウェイト行列
は、次の数式によって計算され、
ただし、Pはノードあたりの総送信電力であり、σ2は受信アンテナあたりの雑音電力であることによってより効果的に達成される。
<1>本発明の第1実施形態に係るマルチホップ無線通信システム
まず、本発明の第1実施形態に係るマルチホップ無線通信システムについて説明する。本発明の第1実施形態に係るマルチホップ無線通信システムでは、「STBCを適用しないMIMOネットワークコーディング」を用いる。
<1−1>信号モデル
本発明の第1実施形態に係るマルチホップ無線通信システムのモデルを図2に模式的に示す。図2中の下部は、隣接リンクに着目した無線通信システムの信号モデルを示している。図2に示されたように、各ノードは送受信(送受信処理)を行い、データを中継伝送する。
は、下記数2、数3を用いて、モデル化することができる。
は第(k−1)ノードの前向きリンク及び後向きリンクへの送信シンボル(送信信号)であり、
は第(k+1)ノードの前向きリンク及び後向きリンクへの送信シンボル(送信信号)である。また、qはラティス符号化の格子サイズである。
を受信する第kノードの受信信号
は、下記数4を用いて、モデル化することができる。
は第(k−1)ノードから第kノードへのチャネルベクトルであり、
は第(k+1)ノードから第kノードへのチャネルベクトルである。また、
は加法性雑音ベクトルである。
が所望信号であり、
が干渉信号となり、また、第kノードの後向きリンクでは、
が所望信号であり、
が干渉信号となる。
<1−2>MIMO検波処理におけるMIMO受信方式
<1−1>で述べたように、「STBCを適用しないMIMOネットワークコーディング」を用いた本発明の第1実施形態に係るマルチホップ無線通信システムでは、あるノードには、隣接ノードからの送信信号により、1つの干渉信号が発生する。
を推定するMIMO検波処理を行う。
は第kノードの受信ウェイト行列である。また、
は、第(k−1)ノードの送信信号
の推定値であり、
は第(k+1)ノードの送信信号
の推定値である。また、
は、第kノードの受信信号である。
は、下記数6によって計算される。
は第(k−1)ノードから第kノードへのチャネルベクトル
と、第(k+1)ノードから第kノードへのチャネルベクトル
の2つのチャネルベクトルをまとめたチャネル行列である。
は、下記数7によって計算される。
<1−3>ネットワーク復号処理及び中継制御処理
本発明の第1実施形態に係るマルチホップ無線通信システムにおいて、<1−1>と<1−2>で述べたように、第kノードが受信状態の場合に、第kノードの後向きリンクは第(k+1)ノードの送信信号を、第kノードの前向きリンクは第(k−1)ノードの送信信号を、MIMO受信方式により干渉回避を行いながら同時に受信復号する。
に基づき、第kノードは、ネットワーク復号処理を行い、中継信号を生成し、そして、生成した中継信号が自ノード宛の信号(データ)であるか、又は、他ノード宛の信号(データ)であるかを判断する「中継(宛先)制御処理」を行う。つまり、第kノードが中継状態になり、以下、中継状態にある第kノードを中継ノードとも言う。
は、前タイムスロット(n−1)に、第kノードの前向きリンク及び後向きリンクに送信した信号(シンボル)である。
は、タイムスロット(n−)に、第(k−1)ノードの後向きリンクに送信した信号(シンボル)である。
は、タイムスロット(n)に、第(k+1)ノードの前向きリンクに送信した信号(シンボル)である。また、
は、第kノードがネットワーク復号処理のために、メモリに保存しておいた前タイムスロットに送信した前向きリンクおよび後向きリンクへの送信信号である。
を生成する。
<2>本発明の第2実施形態に係るマルチホップ無線通信システム
次に、本発明の第2実施形態に係るマルチホップ無線通信システムについて説明する。本発明の第2実施形態に係るマルチホップ無線通信システムでは、「STBCを適用したMIMOネットワークコーディング」を用いる。
<2−1>信号モデル
図2を用いて、本発明の第2実施形態に係るマルチホップ無線通信システムのモデルを模式的に示すことができる。図2中の下部は、隣接リンクに着目した無線通信システムの信号モデルを示している。図2に示されたように、各ノードは送受信(送受信処理)を行い、データを中継伝送する。
は、下記数12、数13を用いて、モデル化することができる。また、第(k+1)ノードの連続する2つの送信信号
は、下記数14、数15を用いて、モデル化することができる。
は第(k−1)ノードの前向きリンクへの連続する2つの送信シンボル(送信信号)である。
は第(k−1)ノードの後向きリンクへの連続する2つの送信シンボル(送信信号)である。
は第(k+1)ノードの前向きリンクへの連続する2つの送信シンボル(送信信号)である。
は第(k+1)ノードの後向きリンクへの連続する2つの送信シンボル(送信信号)である。また、qはラティス符号化の格子サイズである。
が生成され、そして、第(k+1)ノードにも、前向きリンクへの連続する2つの送信シンボル及び後向きリンクへの連続する2つの送信シンボルを含む、連続する2つの送信信号
が生成される。
を用いて、下記数16に基づき、STBC符号化処理(STBC送信データ生成処理)を行い、2時刻にわたる4つの送信シンボルを含むSTBC送信データ(1時刻、2時刻にわたる送信信号行列
を生成する。
を用いて、下記数17に基づき、STBC符号化処理(STBC送信データ生成処理)を行い、2時刻にわたる4つの送信シンボルを含むSTBC送信データ(1時刻、2時刻にわたる送信信号行列
を生成する。
は第kノードの時刻nと時刻n+1の受信信号行列である。
は時刻nと時刻n+1の加法性雑音行列である。また、
は第(k−1)ノードから第kノードへのチャネル行列であり、
は第(k+1)ノードから第kノードへのチャネル行列である。
は第(k−1)ノードの時空間ブロック符号化された送信信号行列(第(k−1)ノードのSTBC送信データ)である。
は第(k+1)ノードの時空間ブロック符号化された送信信号行列(第(k+1)ノードのSTBC送信データ)である。
をベクトル化することにより、上記数18の等価表現である下記数19が成立する。
は第kノードの時刻1と時刻2にわたる等価受信信号ベクトルであり、下記数20で表す。
は送信信号ベクトルであり、下記数21で表す。
は時刻1と時刻2の等価加法性雑音ベクトルであり、下記数22で表す。また、
は第kノードのSTBC等価チャネル行列であり、ブロック直交行列となっており、下記数23で表す。
は第(k−1)ノードの第1送信アンテナから第kノードの第1受信アンテナへのチャネル係数である。
は第(k+1)ノードの第1送信アンテナから第kノードの第1受信アンテナへのチャネル係数である。
は第(k−1)ノードの第2送信アンテナから第kノードの第1受信アンテナへのチャネル係数である。
は第(k+1)ノードの第2送信アンテナから第kノードの第1受信アンテナへのチャネル係数である。
は第(k−1)ノードの第1送信アンテナから第kノードの第2受信アンテナへのチャネル係数である。
は第(k+1)ノードの第1送信アンテナから第kノードの第2受信アンテナへのチャネル係数である。
は第(k−1)ノードの第2送信アンテナから第kノードの第2受信アンテナへのチャネル係数である。
は第(k+1)ノードの第2送信アンテナから第kノードの第2受信アンテナへのチャネル係数である。
<2−2>STBC復号処理(STBC受信データ生成処理)及びMIMO検波処理
本発明の第2実施形態に係るマルチホップ無線通信システムにおいて、第kノードが受信状態の場合、第kノードは、第(k−1)ノード及び第(k+1)ノードのSTBC送信データを受信し、上記数19に基づき、STBC復号処理(STBC受信データ生成処理)を行い、STBC受信データを生成する。
を推定するMIMO検波処理を行う。
は第kノードの受信ウェイト行列である。また、
は第kノードのSTBC受信データである。
は、下記数25によって計算される。
は上記数23により生成された第kノードのSTBC等価チャネル行列である。
は、下記数26によって計算される。
<2−3>ネットワーク復号処理及び中継制御処理
本発明の第2実施形態に係るマルチホップ無線通信システムにおいて、<2−2>で述べたMIMO検波処理により得られた推定シンボル
に基づき、第kノードは、ネットワーク復号処理を行い、中継信号を生成し、そして、生成した中継信号が自ノード宛の信号(データ)であるか、又は、他ノード宛の信号(データ)であるかを判断する「中継(宛先)制御処理」を行う。つまり、第kノードが中継状態になり、以下、中継状態にある第kノードを中継ノードとも言う。
は、前タイムスロット(n−1)に、第kノードの前向きリンク及び後向きリンクに送信した連続する2つの信号(シンボル)である。
は、タイムスロット(n)に、第(k−1)ノードの後向きリンクに送信した連続する2つの信号(シンボル)である。
は、タイムスロット(n)に、第(k+1)ノードの前向きリンクに送信した連続する2つの信号(シンボル)である。また、
は、第kノードがネットワーク復号処理のために、メモリに保存しておいた前タイムスロットに送信した前向きリンクおよび後向きリンクへの連続する2つの送信シンボルである。
を生成する。
<2−4>チャネル推定処理
本発明の第1実施形態に係るマルチホップ無線通信システムにおいて、また、本発明の第2実施形態に係るマルチホップ無線通信システムにおいても、各ノードが受信状態の場合、当該ノードでは、チャネル情報を推定するチャネル推定処理を行う必要がある。
を第kノードに送信する。ただし、
の各行(各送信アンテナに相当)は、互いに直交している系列である。
は、第(k−1)ノードからのトレーニング信号に相当する第kノードの受信信号行列である。
は、第(k−1)ノードから第kノードへのチャネル行列である。また、
は第kノードの加法性雑音行列である。
は、第(k−1)ノードから第kノードへのチャネル行列の推定値である。
<3>本発明の第2実施形態に係るマルチホップ無線通信システムにおけるノード装置
ここで、本発明の第2実施形態に係るマルチホップ無線通信システムにおけるノード装置について説明する。
<4>本発明の第1実施形態に係るマルチホップ無線通信システムにおけるノード装置
ここで、本発明の第1実施形態に係るマルチホップ無線通信システムにおけるノード装置について説明する。
以上では、本発明の第1実施形態及び第2実施形態に係るマルチホップ無線通信システムについて詳細に説明したが、本発明はそれらの実施形態に限定されることはなく、本発明では、各ノードの送信アンテナ数が2本の場合、Alamouti−STBCを用いるが、例えば、各ノードの送信アンテナ数が3本以上の場合(各ノードは3素子以上のアレーアンテナを搭載している場合)は、例えば、非特許文献8及び非特許文献9に記載されたような任意の時空間ブロック符号化(STBC)方式を本発明に適用することが可能である。
<5>計算機シミュレーションによる性能評価
ここでは、本発明の有効性(性能)を検証するために、計算機シミュレーションによる理論解析により、本発明に係るマルチホップ無線通信システムの一具体実施例であるマルチホップ無線ネットワークの伝送容量の数値解析を行い、本発明のマルチホップ無線通信システムは従来の無線ネットワークより性能改善が改善されたことを確認した。
<5−1>シミュレーション条件
計算機による数値シミュレーションを行う条件は、以下の通りである。
条件1:
1次元マルチホップ無線ネットワークを構成し、そして、ネットワーク内のノード数は8ノードである。
条件2:
数値シミュレーション用のシナリオを図8に示す。図8に示す(A),(B),(C),(D),(E),(F),(G)の7通りのシナリオの分類である。
条件3:
MIMOマルチホップ/メッシュネットワークにおける各ノードのアンテナ本数は3本とする。また、スマートアンテナメッシュネットワーク、及びリンク毎MIMOメッシュネットワークは、各ノードのアンテナ本数は2本とする。
条件4:
隣接ノードとの距離は、全て等しくdとする。
条件5:
隣接する任意のノードにおける任意の送受信アンテナ間のチャネルは、互いに独立で同一の分布(Independently Identical Distributed、IID)のフラットレイリーフェージングチャネルに従うものとする。また、それらの電力は、距離により減衰するものとし、パスロス定数は3.5である。全てのチャネルは、見通し外(Non Line Of Sight、NLOS)環境を想定した人工的な環境である。
条件6:
シナリオ(D)、即ち、リンク毎MIMOメッシュネットワークでは、それぞれのリンクにおいて固有モード(Singular Value Decompositon、SVD)MIMO伝送する。固有モードMIMO伝送では、各リンクのチャネル行列の右及び左特異行列を、それぞれ送信ウェイト及び受信ウェイトとして用いる。
条件7:
ネットワークチャネルキャパシティを表す値として、第4ノードの総チャネルキャパシティを評価する。
条件8:
ノードあたりの合計送信電力はPであり、受信アンテナあたりの雑音電力はσ2である。したがって、仮にチャネルゲインが1であったとすると、各チャネルのP/σ2は、各リンクのアンテナあたりの信号対雑音電力(Signal to Noise Ratio、SNR)である。
<5−2>数値解析結果
図9にモンテカルロシミュレーションにより計算した各シナリオのSNRに対する平均総キャパシティを示す。図9は、本発明に係るマルチホップ無線通信システム(マルチホップ無線ネットワーク)の基礎解析のために、距離3d以上のノードからの干渉信号は無視している。
以上では、「1次元MIMOネットワークコーディング」を利用した、本発明の第1実施形態に係るマルチホップ無線通信システム、及び本発明の第2実施形態に係るマルチホップ無線通信システムについて詳細に述べた。
x
はスカラー変数を表す。
はベクトル変数を表す。
はマトリックス変数を表す。[・]Tは[・]の転置を表す。[・]Hは[・]のエルミート転置を表す。E[・]はランダムプロセスのサンプル平均を表す。
のi番目の列を表す。
のi番目の成分を表す。また、記号Σはk+1とk−1の成分を加算することを意味する。
<6>本発明の第3実施形態に係るマルチホップ無線通信システム(2次元MIMOネットワークコーディングを用いたクロス型(Cross type)2次元マルチホップ通信システム(2DMNC1))
本発明の2次元MIMOネットワークコーディングは、図10及び図11に示すような二つの経路(route)が交差するようなネットワークトポロジーを有する無線メッシュネットワークに適用する。
個のノードがそれぞれ存在する。
と表す。例えば、ノードCのタイムスロットnのときの前向きフローは
後向きフローは
下向きフローは
上向きフローは
とそれぞれ表わす。
と表す。そして、ノードRにおける平均0、分散
の雑音ベクトルは
と表す。
<6−1>タイムスロットn
図12に示すように、タイムスロットnにおいて、ノードH(k±1)とノードV(k±1)は送信ノードであり、それぞれの送信信号
は下記数式で表される。
は下記数40で表される。
は下記数44となる。
はネットワーク復号とフロー不変の法則により、下記数48〜数51のように推定することができる。
<6−2>タイムスロット(n+1)
図13に示すように、次のタイムスロット(n+1)では、ノードCは送信ノードになる。送信ノードは、周囲のノードからタイムスロットnで受信した信号をネットワークコーディングする。経路H上のノードは経路V上の信号についての情報を有しておらず、経路V上のノードも経路H上の信号についての情報を有していない。
であり、ZFの場合は
である。
から、ノードH(k±1)は所望の前向きと後向きフローの情報を復号することができる。
は経路H上のフローではないため、ノードH(k±1)で復号処理は行わない。
から、ノードV(k±1)は所望の下向きフローと上向きフローの情報を復号および中継制御することができる。
<7>本発明の第4実施形態に係るマルチホップ無線通信システム(2次元STBC−MIMOネットワークコーディングを用いたクロス型(Cross type)2次元マルチホップ通信システム(2DSTBCMNC1))
以下、本発明の第4実施形態に係るマルチホップ無線通信システムについて説明する。本発明の第4実施形態に係るマルチホップ無線通信システムとは、2次元STBC−MIMOネットワークコーディングを用いたクロス型(Cross type)2次元マルチホップ通信システム(2DSTBCMNC1)である。
<7−1>タイムスロットn
図12に示すように、タイムスロットnにおいて、ノードH(k±1)及びノードV(k±1)が送信ノードになり、ノードCが受信ノードになる。ノードH(k±1)及びノードV(k±1)の連続する2つの送信シンボルは、下記数73〜数76で表される。
はそれぞれ前向きフロー(前向きリンク)と後向きフロー(後向きリンク)の第1シンボルであり、
はそれぞれ上向きフロー(上向きリンク)と下向きフロー(下向きリンク)の第1シンボルである。また、
はそれぞれ前向きフローと後向きフローの第2シンボルであり、
はそれぞれ上向きフローと下向きフローの第2シンボルである。
は、下記数79で表される。
である。
を用いて、下記数81によって表現できる。
は下記数88となる。
<7−2>タイムスロット(n+1)
図13に示すように、次のタイムスロット(n+1)では、ノードH(k±2)、ノードV(k±2)及びノードCが送信ノードになり、ノードH(k±1)及びノードV(k±1)が受信ノードになる。ノードCにおいて、前向きフローと後向きフローおよび上向きフローと下向きフローの連続する2つの送信シンボルは、下記数108〜数111に基づきそれぞれネットワークコーディングされる。
を用いて、下記数124によって表現できる。
は下記数131となる。
は経路H上のフローではないため、ノードH(k±1)で復号処理は行わない。
から、ノードV(k±1)は所望の下向きフローと上向きフローの情報を復号および中継制御することができる。
<8>本発明の第5実施形態に係るマルチホップ無線通信システム(2次元MIMOネットワークコーディングを用いたロータリー型(Rotary type)2次元マルチホップ通信システム(2DMNC2))
以下、本発明の第5実施形態に係るマルチホップ無線通信システムについて説明する。本発明の第5実施形態に係るマルチホップ無線通信システムとは、2次元MIMOネットワークコーディングを用いたロータリー型(Rotary type)2次元マルチホップ通信システム(2DMNC2)である。
<8−1>タイムスロットn
図20に示すように、タイムスロットnのとき、ノードH(k−1)は、経路Hの前向きフロー及び後向きフローをネットワーク符号化し、送信信号
を生成する。また、ノードH(k−1)は、同時に、経路Vの上向きフロー及び下向きフローをネットワーク符号化し、送信信号
を生成する。次に、ノードH(k−1)は、生成された
の2ストリームを空間多重送信する。
を生成する。同様に、ノードH(k−3)は
を生成し送信する。また、ノードV(k±2)は、上向きフロー及び下向きフローをそれぞれネットワーク符号化して
を生成して送信する。
<8−2>タイムスロット(n+1)
図21に示すように、タイムスロット(n+1)のとき、ノードV(k+1)は、経路Vの上向き及び下向きフローをネットワーク符号化し、送信信号
を生成する。また、ノードV(k+1)は、同時に、経路Hの前向き及び後向きフローをネットワーク符号化し、送信信号
を生成する。次に、ノードV(k+1)は、生成された
の2ストリームを空間多重送信する。
を生成する。同様に、ノードV(k+3)は
を生成し送信する。また、ノードH(k±2)は、前向きフロー及び後向きフローをそれぞれネットワーク符号化して
を生成して送信する。
<9>本発明の第6実施形態に係るマルチホップ無線通信システム(2次元STBC−MIMOネットワークコーディングを用いたロータリー型(Rotary type)2次元マルチホップ通信システム(2DSTBCMNC2))
以下、本発明の第6実施形態に係るマルチホップ無線通信システムについて説明する。本発明の第6実施形態に係るマルチホップ無線通信システムとは、2次元STBC−MIMOネットワークコーディングを用いたロータリー型(Rotary type)2次元マルチホップ通信システム(2DSTBCMNC2)である。
<9−1>タイムスロットn
図20に示すように、タイムスロットnのとき、ノードH(k−1)は、経路Hの前向きフロー及び後向きフローの連続する2シンボルをネットワーク符号化することで、送信信号
を計算し、計算した
を用いて経路HのSTBC送信データを生成する。また、ノードH(k−1)は、同時に、経路Vの上向きフロー及び下向きフローの連続する2シンボルをネットワーク符号化することで、送信信号
を計算し、計算した
を用いて経路VのSTBC送信データを生成する。次に、ノードH(k−1)は、生成された2つのSTBC送信データを4つのアンテナを用いて空間多重送信する。
を計算し、計算した
を用いて経路HのSTBC送信データを生成して送信する。同様に、ノードH(k−3)は
を計算し、計算した
を用いて経路HのSTBC送信データを生成して送信する。また、ノードV(k±2)は、上向き及び下向きフローの連続する2シンボルをそれぞれネットワーク符号化することで、
を計算し、計算した
を用いて経路VのSTBC送信データを生成して送信する。
<9−2>タイムスロット(n+1)
図21に示すように、タイムスロット(n+1)のとき、ノードV(k+1)は、経路V上の上向き及び下向きフローの連続する2シンボルをネットワーク符号化することで、
を計算し、計算した
を用いて経路VのSTBC送信データを生成する。また、ノードV(k+1)は、同時に、経路H上の前向き及び後向きフローの連続する2シンボルをネットワーク符号化することで、
を計算し、計算した
を用いて経路HのSTBC送信データを生成する。次に、ノードV(k+1)は、生成された2つのSTBC送信データを4つのアンテナを用いて空間多重送信する。
を計算し、計算した
を用いて経路VのSTBC送信データを生成して送信する。同様に、ノードV(k+3)は
を計算し、計算した
を用いて経路VのSTBC送信データを生成して送信する。また、ノードH(k±2)は、前向き及び後向きフローの連続する2シンボルをそれぞれネットワーク符号化することで、
を計算し、計算した
を用いて経路HのSTBC送信データを生成して送信する。
<10>本発明の第7実施形態に係るマルチホップ無線通信システム(2次元MIMOネットワークコーディングを用いたツリー型(Tree type)MIMOメッシュネットワーク(2DMNC3))
以下、本発明の第7実施形態に係るマルチホップ無線通信システムについて説明する。本発明の第7実施形態に係るマルチホップ無線通信システムとは、2次元MIMOネットワークコーディングを用いたツリー型(Tree type)2次元マルチホップ通信システム(2DMNC3)である。
<10−1>タイムスロットn
図22に示すように、タイムスロットnのとき、ノード(k−1)は、経路Hの前向き及び後向きフローをネットワーク符号化し、送信信号
を生成する。また、ノード(k−1)は、同時に、経路V上の上向き及び下向きフローをネットワーク符号化し、送信信号
を生成する。
の2つのストリームを空間多重送信する。同様に、ノード(k−3)は、
を空間多重送信している。ただし、共通経路上のノードでは、経路Hと経路Vの区別はないため、ネットワーク符号の組合せは限定されるものではない。
<10−2>タイムスロット(n+1)
図23に示すように、タイムスロット(n+1)のとき、ノード(k−2)は、経路Hの前向き及び後向きフローをネットワーク符号化し、送信信号
を生成する。また、ノード(k−2)は同時に、経路V上の上向き及び下向きフローをネットワーク符号化し、送信信号
を生成する。
の2つのストリームを空間多重送信する。ただし、共通経路上のノードでは、経路Hと経路Vの区別はないため、ネットワーク符号の組合せは限定されるものではない。
を生成する。また、ノード(k)は、同時に、経路V上の上向き及び下向きフローをネットワーク符号化し、送信信号
を生成する。次に、ノード(k)は、生成された
の2つのストリームを空間多重送信する。ただし、ノード(k)では経路Hと経路Vのフローは分岐するため、ネットワーク符号の組合せは、前向きと後向きおよび上向きと下向きに限定される。
<11>本発明の第8実施形態に係るマルチホップ無線通信システム(2次元STBC−MIMOネットワークコーディングを用いたツリー型(Tree type)2次元マルチホップ通信システム(2DSTBCMNC3))
以下、本発明の第8実施形態に係るマルチホップ無線通信システムについて説明する。本発明の第8実施形態に係るマルチホップ無線通信システムとは、2次元STBC−MIMOネットワークコーディングを用いたツリー型(Tree type)2次元マルチホップ通信システム(2DSTBCMNC3)である。
<11−1>タイムスロットn
図22に示すように、タイムスロットnのとき、ノード(k−1)は、経路Hの前向き及び後向きフローの連続する2シンボルをネットワーク符号化することで、送信信号
を計算し、計算した
を用いて経路HのSTBC送信データを生成する。
を計算し、計算した
を用いて経路VのSTBC送信データを生成する。
を計算し、計算した
を用いて経路Hと経路VのSTBC送信データを生成し、生成された2つのSTBC送信データを4つのアンテナを用いて空間多重送信している。ただし、共通経路上のノードでは、経路Hと経路Vの区別はないため、ネットワーク符号の組合せは限定されるものではない。
<11−2>タイムスロット(n+1)
図23に示すように、タイムスロット(n+1)のとき、ノード(k−2)は、経路Hの前向き及び後向きフローの連続する2シンボルをネットワーク符号化することで、送信信号
を計算し、計算した
を用いて経路HのSTBC送信データを生成する。
を計算し、計算した
を用いて経路VのSTBC送信データを生成する。
を計算し、計算した
を用いて経路HのSTBC送信データを生成する。
を計算し、計算した
を用いて経路VのSTBC送信データを生成する。
<12>2DMNC1における干渉を考慮した協力ヌルビームフォーミング(cooperative null beamforming)
無線通信路のブロードキャスト性のため、受信ノードは、所望信号以外に周りの送信ノードからの干渉波を受ける。干渉源が受信ノードの近くにある程、信号対干渉雑音比(SINR)特性が劣化する。
となり、通常の干渉距離3dよりも短くなる。
は送信ノードTの送信ウェイトを表し、
は受信ノードRの受信ウェイトを表し、
は送信ノードTと受信ノードRの間の伝搬チャネル行列を表す。
は送信ノードTの送信ストリーム数を表し、
は受信ノードRの所望信号の数を表す。また、下記で詳述する協力ヌルビームフォーミングに参加しない送信ノードの送信ウェイトは、一般に
になる。
<12−1>A型干渉低減方法
まず、A型干渉低減方法について説明する。A型干渉低減方法とは、タイムスロットnにおけるノードCに対する距離3d干渉を低減するための干渉低減方法であり、即ち、ノードCに対する距離3d干渉を低減するための最小固有値ビームフォーミング・アルゴリズムである。
は、特異値分解を用いて、下記数149に表現することができる。
であり、
の第i特異値である。また、ユニタリ行列
は、それぞれ
の左特異行列及び右特異行列である。
の最後の列ベクトルとする。つまり、
である。これにより、ノードH(k−3)からノードCへの干渉電力
は、下記数150により計算される。
の最少特異値の二乗に相当する。逆に、
がフルランクでない場合に、干渉電力
はゼロの値になる。
<12−2>B型干渉低減方法
次に、B型干渉低減方法について説明する。B型干渉低減方法とは、タイムスロット(n+1)における距離
干渉を除去するための協力ヌルビームフォーミング・アルゴリズムである。
干渉を受ける。4本のアンテナしか持っていないノードH(k−1)は、全ての干渉信号を除去することができない。
干渉に対する受信ヌルビームフォーミング、及びノードV(k+2)におけるノードH(k−1)への距離
干渉を除去する送信ヌルビームフォーミングの協力ヌルビームフォーミング・アルゴリズムを適用することにより、距離
干渉を除去する。
をノードV(k−2)におけるノードH(k+1)への干渉を除去するための送信ウェイトとする。その時、ノードV(k−2)からの干渉を部分的に除去するために、ノードH(k−1)は、下記数151に基づき、MMSE受信ウェイト
を計算する。
に依存するノードH(k−1)の受信信号ベクトルである。上記数151により計算されたMMSE受信ウェイトは、Wiener解である。
は、ノードH(k−1)の所望信号の期待値である。また、
は、受信信号の共分散行列であり、次のように干渉チャネル行列で表現することができる。
は、下記数153により計算される。
を用いて、同様に、ノードH(k+1)のMMSE受信ウェイト
は、下記数154に基づき、計算される。
は、下記数155により、計算される。
ステップB1(初期化処理)
ノードV(k−2)の送信ウェイト
及び閾値
の初期値を設定する。ただし、Δは計算ループ(繰り返す処理)を停止するための適切の閾値である。
ステップB2(協力ヌリング(Cooperative nulling))
ノードH(k−1)のMMSE受信ウェイト
ノードV(k+2)の送信ウェイト
ノードH(k+1)のMMSE受信ウェイト
及びノードV(k−2)の送信ウェイト
は、下記数式に基づき、算出される。
ステップB3(干渉電力(Interference power)の算出)
ノードV(k±2)からノードH(k−1)への干渉電力
と、ノードV(k±2)からノードH(k+1)への干渉電力
は、下記数式に基づき、それぞれ算出される。
ステップB4
が成立するまでに、ステップB2〜ステップB3の処理を繰り返す。
なお、ノードV(k±1)における距離
干渉を除去するために、ノードH(k±2)及びノードV(k±1)に対して、上述したB型協力ヌルビームフォーミング・アルゴリズムを適応すれば良い。
<12−3>C型干渉低減方法
次に、C型干渉低減方法について説明する。C型干渉低減方法とは、タイムスロットnにおける距離
干渉を除去するための協力ヌルビームフォーミング・アルゴリズムである。
干渉を受ける。4本のアンテナを持っているノードV(k+2)は、自分で干渉信号を除去できるが、所望信号のダイバシチオーダーが劣化してしまう問題が発生する。
ステップC1(初期化処理)
ノードH(k−1)の送信ウェイト
及び閾値
の初期値を設定する。ただし、Δは計算ループ(繰り返す処理)を停止するための適切の閾値である。
ステップC2(協力ヌリング(Cooperative nulling))
ノードV(k+2)のMMSE受信ウェイト
ノードH(k+1)の送信ウェイト
ノードV(k−2)のMMSE受信ウェイト
及びノードH(k−1)の送信ウェイト
は、下記数式に基づき、算出される。
ステップC3(干渉電力(Interference power)の算出)
ノードH(k±1)からノードV(k+2)への干渉電力
と、ノードH(k±1)からノードV(k−2)への干渉電力
は、下記数式に基づき、それぞれ算出される。
ステップC4
が成立するまでに、ステップC2〜ステップC3の処理を繰り返す。
なお、ノードH(k+2)における所望信号のダイバシチオーダーの劣化問題を解決するために、ノードV(k±1)及びノードH(k±2)に対して、上述したC型協力ヌルビームフォーミング・アルゴリズムを適応すれば良い。
<12−4>協力ヌルビームフォーミング機能を備えたノード装置
ここで、クロス型のネットワークトポロジーを有する本発明に係る2次元マルチホップ通信システムに利用できる、本発明の協力ヌルビームフォーミング機能を備えたノード装置について説明する。
<12−5>協力ヌルビームフォーミング・アルゴリズムの更なる検討
上述した本発明の協力ヌルビームフォーミング・アルゴリズムでは、ノード間の伝搬路情報及び送受信ウェイトの交換を必要としている。この作業をリアルタイム的に実現するのは困難なところもある。
<12−5−1>初期段階
初期段階において、ネットワークを展開する時に、伝搬チャネルが静的であると仮定する。つまり、下記で説明する作業を行う間に、全ての伝搬チャネルの時間変動が生じないことにする。また、初期段階に各ノードの送受信ウェイトを確立するために、データ伝送を行わず伝搬チャネルを推定するためのプリアンブルだけの送受信を行う。また、各ノードを区別するため、全てのプリアンブル信号が直交するとする。
<12−5−2>運用段階
運用段階においても、伝搬チャネルの変動性が低いと仮定する。伝搬チャンネルの微変動に対する協調ヌルビームフォーミングを保持するために、2つの方法がある。
<13>数値解析
本発明の発明者らは数値計算を行い、本発明の二次元MIMOネットワークコーディング各方式の有効性を検証した。シミュレーションでは、全ての隣接ノード間のストリーム当たりの平均信号対雑音比(SNR)が同じように設定される。つまり、全ての信号ストリームが等電力で送信される。
<方式1>:
経路毎に4チャネルを使うマルチチャネル単一方向SISOメッシュネットワーク(β=1/8、図10(a)、ノード当りのアンテナ本数:1)、即ち、従来のマルチチャネルSISO(8 channel)
<方式2>:
経路毎に4チャネルを使うマルチチャネルMIMOメッシュネットワーク(β=1/8、図10(a)、ノード当りのアンテナ本数:4)、即ち、従来のマルチチャネルMIMOlink-by-link MIMO (8 channel)
<方式3>:
経路毎に1チャネルを使い、且つ一次元MIMOネットワークコーディングを利用する双方向MIMOメッシュネットワーク(β=1/2、図10(b)、ノード当りのアンテナ本数:4)、即ち、本発明の一次元MIMOネットワークコーディング1DMNC(2 channel)
また、評価に使う値として、ネットワークのエンド・ツー・エンド伝送容量を用いる。エンド・ツー・エンド伝送容量は、次のように計算される。
の瞬時伝送容量
を計算することができる。ノードRは表1における
に属すれば、
がノードRの
の所望信号となるようなグローバルインデックス
が存在する。ただし、
はF,B,D,Uをまとめて表現した記号である。
を計算できる。このように、前向きフロー、後向きフロー、下向きフロー、上向きフローのエンド・ツー・エンド伝送容量は、下記数169〜数172により計算することができる。
は、下記数173により計算される。
<13−1>遠距離干渉が存在しない場合
各従来方式及び本発明のフロー当りの平均エンド・ツー・エンド伝送容量を図29に示す。図29から、時間あるいは周波数(資源)利用効率が悪いため、マルチチャネルSISOの特性が一番悪いことが分かる。また、図29から、リンク毎にMIMOを導入することで空間多重の効果により、マルチチャネルSISOの低い資源利用効率を改善できることが分かる。さらに、図29から、マルチチャネルSISOと比べて、マルチチャネルMIMOの特性の方が四倍以上改善したことが確認できる。
<13−2>遠距離干渉が存在する場合
遮蔽物の少ない等の特性の伝搬環境において、遠距離干渉の影響を無視することができない。減衰係数γ=3.5の伝搬環境におけるエンド・ツー・エンド伝送容量特性を図30に表す。
干渉を除去するための協力ヌルビームフォーミング・アルゴリズム(B型干渉低減方法及びC型干渉低減方法)を更に導入する効果として、本発明では、最終的にエンド・ツー・エンド伝送容量がフロー当り5bps/Hz近くまで達成できる。
以上では、2次元MIMOネットワークコーディングを用いた本発明に係る2次元マルチホップ通信システムについて、上述した複数の具体的な実施形態を用いて詳細に説明したが、本発明はそれらの実施形態に限定されることはない。
10、100 RFトランシーバ
15、150 フレーム処理部
20、200 STBC受信データ生成部
30、300 チャネル推定部
40、400 MIMO検波部
50、500 STBCチャネル行列生成部
60 ネットワーク復号部
70 中継制御部
90 ネットワーク符号化部
100 STBC送信データ生成部
110 トレーニング信号付加部
350 ヌルビームウェイト生成部
410 受信ヌルビーム形成機能を有するMIMO検波部
601 経路Hにおけるネットワーク復号部
602 経路Vにおけるネットワーク復号部
701 経路Hにおける中継制御部
702 経路Vにおける中継制御部
901 経路Hにおけるネットワーク符号化部
902 経路Vにおけるネットワーク符号化部
951 経路Hにおける送信ヌルビーム形成部
952 経路Vにおける送信ヌルビーム形成部
1001 経路HにおけるSTBC送信データ生成部
1002 経路VにおけるSTBC送信データ生成部
1101 経路Hにおけるトレーニング信号付加部
1102 経路Vにおけるトレーニング信号付加部
Claims (24)
- 中継機能を有する複数のノード装置を有し、前記各ノード装置は、複数本のMIMOアンテナを搭載するとともに、前記各ノード装置間に、前向きリンク又は後向きリンクを張ることにより、無線通信システムを構築するマルチホップ無線通信システムであって、
ネットワークコーディングの受信方式に、多入力多出力(MIMO)方式を適用し、更に、時空間ブロック符号化(STBC)方式を適用し、
前記ノード装置は、
前記アンテナにて無線受信した無線受信信号から、STBC受信データ生成処理を行い、STBC受信データを生成する、STBC受信データ生成手段と、
前記アンテナにて無線受信したトレーニング信号から推定されたチャネル情報から、STBCチャネル行列生成処理を行い、STBC等価チャネル行列を生成する、STBCチャネル行列生成手段と、
生成されたSTBC等価チャネル行列と、生成されたSTBC受信データとから、MIMO検波処理を行い、推定シンボルを推定するMIMO検波手段と、
推定された推定シンボルから、ネットワーク復号処理を行い、前向きリンク及び後向きリンクへの連続する2シンボルの中継信号を生成するネットワーク復号手段と、
宛先制御処理を行う中継制御手段と、
生成された中継信号から、連続する2つの送信シンボルのネットワーク符号化処理を行い、連続する2つの送信信号を生成する、ネットワーク符号化手段と、
前記ネットワーク符号化手段で生成された送信信号から、STBC送信データ生成処理を行い、STBC送信データを生成する、STBC送信データ生成手段と、
生成されたSTBC送信データに、トレーニング信号を付加して、トレーニング信号付加処理を行うトレーニング信号付加手段と、
を備え、
トレーニング信号が付加されたSTBC送信データを、無線送信信号として送信することを特徴とするマルチホップ無線通信システム。 - 前記中継制御手段は、生成された中継信号が自ノード宛の信号であるか、又は、他ノード宛の信号であるかを判断する前記宛先制御処理を行い、生成された中継信号が自ノード宛の信号であると判断された場合に、前記ノード装置の処理は終了し、一方、生成された中継信号が他ノード宛の信号であると判断された場合、生成された中継信号を前タイムスロット送信データとして、次のタイムスロットのネットワーク復号処理を行うために、保存する請求項1に記載のマルチホップ無線通信システム。
- 前記MIMO検波処理では、MIMO受信にZFアルゴリズム又はMMSEアルゴリズムを用いる請求項2に記載のマルチホップ無線通信システム。
- 前記マルチホップ無線通信システムでは、第(k−1)ノードと第(k+1)ノードが送信状態の場合、第(k−1)ノードの連続する2つの送信信号
は次の2つの数式を用いて、モデル化され、
また、第(k+1)ノードの連続する2つの送信信号
は次の2つの数式を用いて、モデル化され、
ただし、
は第(k−1)ノードの前向きリンクへの連続する2つの送信シンボルであり、
は第(k−1)ノードの後向きリンクへの連続する2つの送信シンボルであり、
は第(k+1)ノードの前向きリンクへの連続する2つの送信シンボルであり、
は第(k+1)ノードの後向きリンクへの連続する2つの送信シンボル(送信信号)であり、qはラティス符号化の格子サイズである請求項3に記載のマルチホップ無線通信システム。 - 前記STBC送信データ生成手段では、
第(k−1)ノードについて、連続する2つの送信信号
を用いて、
に基づき、2時刻にわたる4つの送信シンボルを含むSTBC送信データ(1時刻、2時刻にわたる送信信号行列
を生成し、
また、第(k+1)ノードについて、連続する2つの送信信号
を用いて、
に基づき、2時刻にわたる4つの送信シンボルを含むSTBC送信データ(1時刻、2時刻にわたる送信信号行列
を生成する請求項4に記載のマルチホップ無線通信システム。 - 第kノードが受信状態の場合に、前記STBC受信データ生成手段では、第(k−1)ノード及び第(k+1)ノードのSTBC送信データを前記アンテナにて受信し、次の数式に基づき、STBC受信データを生成し、
ただし、
は第kノードの時刻1と時刻2にわたる等価受信信号ベクトルであり、
で表し、
は送信信号ベクトルであり、
で表し、
は時刻1と時刻2の等価加法性雑音ベクトルであり、
で表し、また、
は第kノードのSTBC等価チャネル行列であり、ブロック直交行列となっている請求項5に記載のマルチホップ無線通信システム。 - 前記MIMO検波手段では、第kノードについて、次の数式に基づき、MIMO受信により、推定シンボル
を推定するMIMO検波処理を行い、
ただし、
は第kノードの受信ウェイト行列であり、
は第kノードのSTBC受信データであり、
MIMO受信にZFアルゴリズムを用いる場合に、第kノードの受信ウェイト行列
は、次の数式によって計算され、
ただし、
は第kノードのSTBC等価チャネル行列であり、
また、MIMO受信にMMSEアルゴリズムを用いる場合に、第kノードの受信ウェイト行列
は、次の数式によって計算され、
ただし、Pはノードあたりの総送信電力であり、σ2は受信アンテナあたりの雑音電力である請求項6に記載のマルチホップ無線通信システム。 - 中継機能を有する複数のノード装置を有し、前記各ノード装置は、複数本のMIMOアンテナを搭載するとともに、前記各ノード装置間に、前向きリンク又は後向きリンクを張ることにより、無線通信システムを構築するマルチホップ無線通信システムであって、
前記ノード装置は、
前記アンテナにて無線受信したトレーニング信号から推定されたチャネル情報と、前記アンテナにて無線受信した無線受信信号とから、MIMO検波処理を行い、推定シンボルを推定するMIMO検波手段と、
推定された推定シンボルから、ネットワーク復号処理を行い、中継信号を生成するネットワーク復号手段と、
宛先制御処理を行う中継制御手段と、
生成された中継信号から、ネットワーク符号化処理を行い、送信信号を生成する、ネットワーク符号化手段と、
前記ネットワーク符号化手段で生成された送信信号にトレーニング信号を付加して、トレーニング信号付加処理を行うトレーニング信号付加手段と、
を備え、
トレーニング信号が付加された送信信号を、無線送信信号として送信することを特徴とするマルチホップ無線通信システム。 - 前記中継制御手段は、生成された中継信号が自ノード宛の信号であるか、又は、他ノード宛の信号であるかを判断する前記宛先制御処理を行い、生成された中継信号が自ノード宛の信号であると判断された場合に、前記ノード装置の処理は終了し、一方、生成された中継信号が他ノード宛の信号であると判断された場合、生成された中継信号を前タイムスロット送信データとして、次のタイムスロットのネットワーク復号処理を行うために、保存する請求項8に記載のマルチホップ無線通信システム。
- 前記MIMO検波処理では、MIMO受信にZFアルゴリズム又はMMSEアルゴリズムを用いる請求項9に記載のマルチホップ無線通信システム。
- 中継機能を有する複数のノード装置を有し、前記各ノード装置は、複数のMIMOアンテナを搭載するとともに、前記各ノード装置間に無線リンクを張ることにより、2つの経路が1つのノード装置で交差するクロス型2次元マルチホップ通信システムを構築するマルチホップ無線通信システムであって、
前記各ノード装置は、受信状態と送信状態を交互に繰り返すようになっており、送受信処理を行い、データを中継伝送し、
交差点ノード装置及び当該交差点ノード装置に隣接する隣接ノード装置に、2次元MIMOネットワークコーディングを適用することにより、単一チャネルで2次元の双方向フローのマルチホップ中継を実現することを特徴とするマルチホップ無線通信システム。 - 中継機能を有する複数のノード装置を有し、前記各ノード装置は、複数のMIMOアンテナを搭載するとともに、前記各ノード装置間に無線リンクを張ることにより、2つの経路が4つのノード装置を介して交差するロータリー型2次元マルチホップ通信システムを構築するマルチホップ無線通信システムであって、
前記各ノード装置は、受信状態と送信状態を交互に繰り返すようになっており、送受信処理を行い、データを中継伝送し、
ロータリーノード装置及び当該ロータリーノード装置に隣接する隣接ノード装置に、2次元MIMOネットワークコーディングを適用することにより、単一チャネルで2次元のロータリー型の双方向フローのマルチホップ中継を実現することを特徴とするマルチホップ無線通信システム。 - 中継機能を有する複数のノード装置を有し、前記各ノード装置は、複数のMIMOアンテナを搭載するとともに、前記各ノード装置間に無線リンクを張ることにより、2つの経路が部分的に結合し、部分的に結合した経路が共通経路を構成するツリー型2次元マルチホップ通信システムを構築するマルチホップ無線通信システムであって、
前記各ノード装置は、受信状態と送信状態を交互に繰り返すようになっており、送受信処理を行い、データを中継伝送し、
前記共通経路上のノード装置及びそれに隣接する隣接ノード装置に、2次元MIMOネットワークコーディングを適用することにより、単一チャネルで2次元のツリー型の双方向フローのマルチホップ中継を実現することを特徴とするマルチホップ無線通信システム。 - 前記2つの経路は経路Hと経路Vであり、
前記2次元MIMOネットワークコーディングが適用されたノード装置は、
前記アンテナにて無線受信したトレーニング信号から推定されたチャネル情報と、前記アンテナにて無線受信した無線受信信号とから、MIMO検波処理を行い、推定シンボルを推定するMIMO検波手段と、
前記MIMO検波手段にて推定された前向きリンク及び後向きリンクの推定シンボルから、経路Hにおけるネットワーク復号処理を行い、経路Hの中継信号を生成する、経路Hにおけるネットワーク復号手段と、
経路Hにおける宛先制御処理を行う、経路Hにおける中継制御手段と、
生成された経路Hの中継信号から、経路Hにおけるネットワーク符号化処理を行い、経路Hの送信信号を生成する、経路Hにおけるネットワーク符号化手段と、
前記経路Hにおけるネットワーク符号化手段にて生成された経路Hの送信信号に、経路Hにおけるトレーニング信号を付加して、経路Hにおけるトレーニング信号付加処理を行う、経路Hにおけるトレーニング信号付加手段と、
前記MIMO検波手段にて推定された上向きリンク及び下向きリンクの推定シンボルから、経路Vにおけるネットワーク復号処理を行い、経路Vの中継信号を生成する、経路Vにおけるネットワーク復号手段と、
経路Vにおける宛先制御処理を行う、経路Vにおける中継制御手段と、
生成された経路Vの中継信号から、経路Vにおけるネットワーク符号化処理を行い、経路Vの送信信号を生成する、経路Vにおけるネットワーク符号化手段と、
前記経路Vにおけるネットワーク符号化手段にて生成された経路Vの送信信号に、経路Vにおけるトレーニング信号を付加して、経路Vにおけるトレーニング信号付加処理を行う、経路Vにおけるトレーニング信号付加手段と、
を備え、
経路Hにおけるトレーニング信号が付加された経路Hにおけるネットワーク符号化された送信データと、経路Vにおけるトレーニング信号が付加された経路Vにおけるネットワーク符号化された送信データに対し、MIMO空間多重処理を行ってから無線送信信号として送信する請求項11乃至請求項13の何れかに記載のマルチホップ無線通信システム。 - 前記経路Hにおける中継制御手段は、生成された経路Hの中継信号が自ノード宛の信号であるか、又は、他ノード宛の信号であるかを判断する前記経路Hにおける宛先制御処理を行い、生成された経路Hの中継信号が自ノード宛の信号であると判断された場合に、前記ノード装置の処理は終了し、一方、生成された経路Hの中継信号が他ノード宛の信号であると判断された場合、生成された経路Hの中継信号を、経路Hにおける前タイムスロット送信データとして、次のタイムスロットの経路Hにおけるネットワーク復号処理を行うために、保存し、
前記経路Vにおける中継制御手段は、生成された経路Vの中継信号が自ノード宛の信号であるか、又は、他ノード宛の信号であるかを判断する前記経路Vにおける宛先制御処理を行い、生成された経路Vの中継信号が自ノード宛の信号であると判断された場合に、前記ノード装置の処理は終了し、一方、生成された経路Vの中継信号が他ノード宛の信号であると判断された場合、生成された経路Vの中継信号を、経路Vにおける前タイムスロット送信データとして、次のタイムスロットの経路Vにおけるネットワーク復号処理を行うために、保存する請求項14に記載のマルチホップ無線通信システム。 - 前記MIMO検波処理では、MIMO受信にZFアルゴリズム又はMMSEアルゴリズムを用いる請求項15に記載のマルチホップ無線通信システム。
- 前記複数のノード装置から、前記2次元MIMOネットワークコーディングが適用されたノード装置を除いて残ったノード装置に、1次元MIMOネットワークコーディングを適用する請求項11乃至請求項16の何れかに記載のマルチホップ無線通信システム。
- 中継機能を有する複数のノード装置を有し、前記各ノード装置は、複数のMIMOアンテナを搭載するとともに、前記各ノード装置間に無線リンクを張ることにより、2つの経路が1つのノード装置で交差するクロス型2次元マルチホップ通信システムを構築するマルチホップ無線通信システムであって、
前記各ノード装置は、受信状態と送信状態を交互に繰り返すようになっており、送受信処理を行い、データを中継伝送し、
交差点ノード装置及び当該交差点ノード装置に隣接する隣接ノード装置に、2次元STBC−MIMOネットワークコーディングを適用することにより、単一チャネルで2次元のSTBC処理された双方向フローのマルチホップ中継を実現することを特徴とするマルチホップ無線通信システム。 - 中継機能を有する複数のノード装置を有し、前記各ノード装置は、複数のMIMOアンテナを搭載するとともに、前記各ノード装置間に無線リンクを張ることにより、2つの経路が4つのノード装置を介して交差するロータリー型2次元マルチホップ通信システムを構築するマルチホップ無線通信システムであって、
前記各ノード装置は、受信状態と送信状態を交互に繰り返すようになっており、送受信処理を行い、データを中継伝送し、
ロータリーノード装置及び当該ロータリーノード装置に隣接する隣接ノード装置に、2次元STBC−MIMOネットワークコーディングを適用することにより、単一チャネルで2次元のロータリー型のSTBC処理された双方向フローのマルチホップ中継を実現することを特徴とするマルチホップ無線通信システム。 - 中継機能を有する複数のノード装置を有し、前記各ノード装置は、複数のMIMOアンテナを搭載するとともに、前記各ノード装置間に無線リンクを張ることにより、2つの経路が部分的に結合し、部分的に結合した経路が共通経路を構成するツリー型2次元マルチホップ通信システムを構築するマルチホップ無線通信システムであって、
前記各ノード装置は、受信状態と送信状態を交互に繰り返すようになっており、送受信処理を行い、データを中継伝送し、
前記共通経路上のノード装置及びそれに隣接する隣接ノード装置に、2次元STBC−MIMOネットワークコーディングを適用することにより、単一チャネルで2次元のツリー型のSTBC処理された双方向フローのマルチホップ中継を実現することを特徴とするマルチホップ無線通信システム。 - 前記2つの経路は経路Hと経路Vであり、
前記2次元STBC−MIMOネットワークコーディングが適用されたノード装置は、
前記アンテナにて無線受信した無線受信信号から、STBC受信データ生成処理を行い、STBC受信データを生成する、STBC受信データ生成手段と、
前記アンテナにて無線受信したトレーニング信号から推定されたチャネル情報から、STBCチャネル行列生成処理を行い、STBC等価チャネル行列を生成する、STBCチャネル行列生成手段と、
生成されたSTBC等価チャネル行列と、生成されたSTBC受信データとから、MIMO検波処理を行い、推定シンボルを推定するMIMO検波手段と、
前記MIMO検波手段にて推定された前向きリンク及び後向きリンクの推定シンボルから、経路Hにおけるネットワーク復号処理を行い、前向きリンク及び後向きリンクへの連続する2シンボルの経路Hの中継信号を生成する、経路Hにおけるネットワーク復号手段と、
経路Hにおける宛先制御処理を行う、経路Hにおける中継制御手段と、
生成された経路Hの中継信号から、連続する2つの送信シンボルの経路Hにおけるネットワーク符号化処理を行い、連続する2つの経路Hの送信信号を生成する、経路Hにおけるネットワーク符号化手段と、
前記経路Hにおけるネットワーク符号化手段にて生成された経路Hの送信信号から、経路HにおけるSTBC送信データ生成処理を行い、経路HにおけるSTBC送信データを生成する、経路HにおけるSTBC送信データ生成手段と、
生成された経路HにおけるSTBC送信データに、経路Hにおけるトレーニング信号を付加して、経路Hにおけるトレーニング信号付加処理を行う、経路Hにおけるトレーニング信号付加手段と、
前記MIMO検波手段にて推定された上向きリンク及び下向きリンクの推定シンボルから、経路Vにおけるネットワーク復号処理を行い、上向きリンク及び下向きリンクへの連続する2シンボルの経路Vの中継信号を生成する、経路Vにおけるネットワーク復号手段と、
経路Vにおける宛先制御処理を行う、経路Vにおける中継制御手段と、
生成された経路Vの中継信号から、連続する2つの送信シンボルの経路Vにおけるネットワーク符号化処理を行い、連続する2つの経路Vの送信信号を生成する、経路Vにおけるネットワーク符号化手段と、
前記経路Vにおけるネットワーク符号化手段にて生成された経路Vの送信信号から、経路VにおけるSTBC送信データ生成処理を行い、経路VにおけるSTBC送信データを生成する、経路VにおけるSTBC送信データ生成手段と、
生成された経路VにおけるSTBC送信データに、経路Vにおけるトレーニング信号を付加して、経路Vにおけるトレーニング信号付加処理を行う、経路Vにおけるトレーニング信号付加手段と、
を備え、
経路Hにおけるトレーニング信号が付加された経路HにおけるSTBC送信データと、経路Vにおけるトレーニング信号が付加された経路VにおけるSTBC送信データに対し、MIMO空間多重処理を行ってから無線送信信号として送信する請求項18乃至請求項20の何れかに記載のマルチホップ無線通信システム。 - 前記経路Hにおける中継制御手段は、生成された経路Hの中継信号が自ノード宛の信号であるか、又は、他ノード宛の信号であるかを判断する前記経路Hにおける宛先制御処理を行い、生成された経路Hの中継信号が自ノード宛の信号であると判断された場合に、前記ノード装置の処理は終了し、一方、生成された経路Hの中継信号が他ノード宛の信号であると判断された場合、生成された経路Hの中継信号を、経路Hにおける前タイムスロット送信データとして、次のタイムスロットの経路Hにおけるネットワーク復号処理を行うために、保存し、
前記経路Vにおける中継制御手段は、生成された経路Vの中継信号が自ノード宛の信号であるか、又は、他ノード宛の信号であるかを判断する前記経路Vにおける宛先制御処理を行い、生成された経路Vの中継信号が自ノード宛の信号であると判断された場合に、前記ノード装置の処理は終了し、一方、生成された経路Vの中継信号が他ノード宛の信号であると判断された場合、生成された経路Vの中継信号を、経路Vにおける前タイムスロット送信データとして、次のタイムスロットの経路Vにおけるネットワーク復号処理を行うために、保存する請求項21に記載のマルチホップ無線通信システム。 - 前記MIMO検波処理では、MIMO受信にZFアルゴリズム又はMMSEアルゴリズムを用いる請求項22に記載のマルチホップ無線通信システム。
- 前記複数のノード装置から、前記2次元STBC−MIMOネットワークコーディングが適用されたノード装置を除いて残ったノード装置に、1次元STBC−MIMOネットワークコーディングを適用する請求項18乃至請求項23の何れかに記載のマルチホップ無線通信システム。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008265807A JP5358807B2 (ja) | 2008-02-26 | 2008-10-14 | マルチホップ無線通信システム |
US12/919,281 US8576765B2 (en) | 2008-02-26 | 2008-12-18 | Multi-hop wireless communication system |
PCT/JP2008/073676 WO2009107314A1 (ja) | 2008-02-26 | 2008-12-18 | マルチホップ無線通信システム |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008045318 | 2008-02-26 | ||
JP2008045318 | 2008-02-26 | ||
JP2008265807A JP5358807B2 (ja) | 2008-02-26 | 2008-10-14 | マルチホップ無線通信システム |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009232440A JP2009232440A (ja) | 2009-10-08 |
JP5358807B2 true JP5358807B2 (ja) | 2013-12-04 |
Family
ID=41015720
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008265807A Active JP5358807B2 (ja) | 2008-02-26 | 2008-10-14 | マルチホップ無線通信システム |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US8576765B2 (ja) |
JP (1) | JP5358807B2 (ja) |
WO (1) | WO2009107314A1 (ja) |
Families Citing this family (40)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102549935B (zh) * | 2009-09-24 | 2015-09-02 | 杜伊斯堡-埃森大学 | 在第一信号源与第二信号源之间传输信号的方法、中继站和系统 |
JP5557543B2 (ja) * | 2010-02-05 | 2014-07-23 | シャープ株式会社 | 無線通信システム、送信装置、受信装置、受信制御方法、及び、受信制御プログラム |
KR101638916B1 (ko) * | 2010-03-21 | 2016-07-12 | 엘지전자 주식회사 | 무선 네트워크에서 신호의 중계 방법 및 장치 |
JP5563373B2 (ja) * | 2010-05-25 | 2014-07-30 | 日本電信電話株式会社 | 無線中継システム、中継局装置、および、無線中継方法 |
KR101081317B1 (ko) * | 2010-07-12 | 2011-11-08 | 전북대학교산학협력단 | 릴레이 기반의 df 협력 무선 네트워크에서 분산형 μιμο 채널 프리코딩 및 디코딩 방법 |
CN101888358B (zh) * | 2010-07-15 | 2012-05-09 | 华中科技大学 | 降低基于网络编码的双向中继节点计算复杂度的传输方法 |
US9014237B2 (en) * | 2010-07-29 | 2015-04-21 | Thomson Licensing | Multiple-in-multiple-out network-coded amplify-and-forward relaying scheme for three node bidirectional cooperation |
JP5394419B2 (ja) * | 2011-02-08 | 2014-01-22 | 日本電信電話株式会社 | 無線通信システム及び中継局 |
WO2012114141A1 (en) * | 2011-02-22 | 2012-08-30 | Nokia Corporation | Network coding by beam forming |
KR20120127833A (ko) * | 2011-05-16 | 2012-11-26 | 한국전자통신연구원 | 무선랜 시스템에서 간섭을 회피하여 프레임을 전송하는 방법 및 장치 |
US8867510B2 (en) * | 2011-08-26 | 2014-10-21 | At&T Intellectual Property I, L.P. | Methods and apparatus to utilize network coding in a wireless network |
US8780943B2 (en) | 2011-10-17 | 2014-07-15 | Golba Llc | Method and system for utilizing multiplexing to increase throughput in a network of distributed transceivers with array processing |
JP5822719B2 (ja) * | 2011-12-28 | 2015-11-24 | 三菱電機株式会社 | 衛星中継装置および衛星通信システム |
US8995320B2 (en) | 2012-04-16 | 2015-03-31 | Qualcomm Incorporated | Systems and methods of using space time block codes |
KR101915473B1 (ko) | 2012-06-29 | 2018-11-06 | 삼성전자주식회사 | 간섭 중화를 수행하는 멀티 홉 네트워크에서 대상 송신 노드 및 대상 수신 노드의 페어를 분산적으로 결정하는 방법 및 협력 헤더를 통하여 중앙 집중적으로 결정하는 방법 |
US9197982B2 (en) | 2012-08-08 | 2015-11-24 | Golba Llc | Method and system for distributed transceivers for distributed access points connectivity |
KR101992593B1 (ko) * | 2013-04-10 | 2019-06-25 | 삼성전자주식회사 | 복수의 릴레이 단말들을 이용하여 시간-공간 블록 코드 기법 기반 데이터를 중계하는 중계 방법 및 중계 시스템 |
JP6506919B2 (ja) * | 2013-06-04 | 2019-04-24 | 三星電子株式会社Samsung Electronics Co.,Ltd. | マルチホップネットワークにおける干渉制御方法、及び該干渉制御方法を用いたリレーノード |
WO2015084105A1 (ko) * | 2013-12-05 | 2015-06-11 | 엘지전자 주식회사 | 무선 통신 시스템에서 신호 송수신 방법 및 장치 |
US10116418B2 (en) | 2014-08-08 | 2018-10-30 | University Of Florida Research Foundation, Incorporated | Joint fountain coding and network coding for loss-tolerant information spreading |
KR20160022791A (ko) * | 2014-08-20 | 2016-03-02 | 뉴라컴 인코포레이티드 | 고효율 무선랜에서 공간 시간 블록 코딩이 적용된 물리계층 프로토콜 데이터 유닛 포맷 |
EP3248322B1 (en) * | 2015-01-23 | 2020-01-01 | Telefonaktiebolaget LM Ericsson (publ) | Adaptive relay schemes and virtual full-duplex relay operation |
US10433187B2 (en) * | 2015-04-17 | 2019-10-01 | Huawei Technologies Canada Co., Ltd. | System and method for utilizing multidimensional constellations |
US11489582B2 (en) * | 2016-03-02 | 2022-11-01 | Kyocera Corporation | System and method for dual-control signaling for the relay scenarios |
CN105634579A (zh) * | 2016-03-04 | 2016-06-01 | 北京工业大学 | 基于解码转发网络编码的多天线双向中继证据理论接收方法 |
US10854995B2 (en) | 2016-09-02 | 2020-12-01 | Movandi Corporation | Wireless transceiver having receive antennas and transmit antennas with orthogonal polarizations in a phased array antenna panel |
US10572342B2 (en) * | 2016-10-24 | 2020-02-25 | SK Hynix Inc. | Memory system with LDPC decoder and operating method thereof |
US10199717B2 (en) | 2016-11-18 | 2019-02-05 | Movandi Corporation | Phased array antenna panel having reduced passive loss of received signals |
US10531453B2 (en) * | 2017-02-06 | 2020-01-07 | Qualcomm Incorporated | Resource management for low latency wireless communications |
US10916861B2 (en) | 2017-05-30 | 2021-02-09 | Movandi Corporation | Three-dimensional antenna array module |
US10321332B2 (en) | 2017-05-30 | 2019-06-11 | Movandi Corporation | Non-line-of-sight (NLOS) coverage for millimeter wave communication |
US10484078B2 (en) | 2017-07-11 | 2019-11-19 | Movandi Corporation | Reconfigurable and modular active repeater device |
US10862559B2 (en) | 2017-12-08 | 2020-12-08 | Movandi Corporation | Signal cancellation in radio frequency (RF) device network |
US10090887B1 (en) | 2017-12-08 | 2018-10-02 | Movandi Corporation | Controlled power transmission in radio frequency (RF) device network |
US11088457B2 (en) | 2018-02-26 | 2021-08-10 | Silicon Valley Bank | Waveguide antenna element based beam forming phased array antenna system for millimeter wave communication |
US10637159B2 (en) | 2018-02-26 | 2020-04-28 | Movandi Corporation | Waveguide antenna element-based beam forming phased array antenna system for millimeter wave communication |
WO2019236476A1 (en) | 2018-06-04 | 2019-12-12 | SparkMeter, Inc. | Wireless mesh data network with increased transmission capacity |
US11145986B2 (en) | 2018-12-26 | 2021-10-12 | Silicon Valley Bank | Lens-enhanced communication device |
US11205855B2 (en) | 2018-12-26 | 2021-12-21 | Silicon Valley Bank | Lens-enhanced communication device |
CN112788609B (zh) * | 2021-03-04 | 2022-08-19 | 杭州时域软件有限公司 | 一种链型无线传感器网络传输方法 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5457709A (en) * | 1994-04-04 | 1995-10-10 | At&T Ipm Corp. | Unipolar semiconductor laser |
SE0403218D0 (sv) * | 2004-12-30 | 2004-12-30 | Ericsson Telefon Ab L M | Method and apparatus relating to communication- |
US8165059B2 (en) * | 2006-01-30 | 2012-04-24 | The University Of Electro-Communications | Multi-hop communication method, a multi-hop communication terminal and communication program |
JP5641667B2 (ja) * | 2007-01-18 | 2014-12-17 | 浜松ホトニクス株式会社 | 量子カスケードレーザ |
US8228835B2 (en) * | 2007-08-27 | 2012-07-24 | Apple Inc. | MIMO based network coding network |
US8023524B2 (en) * | 2007-10-09 | 2011-09-20 | Nokia Corporation | Cooperative relay system enabling simultaneous broadcast-unicast operation with efficient automatic repeat request functionality |
CA2736713A1 (en) * | 2008-09-12 | 2010-03-18 | Telefonaktiebolaget L M Ericsson (Publ) | Methods and devices for spatial coding |
-
2008
- 2008-10-14 JP JP2008265807A patent/JP5358807B2/ja active Active
- 2008-12-18 US US12/919,281 patent/US8576765B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2008-12-18 WO PCT/JP2008/073676 patent/WO2009107314A1/ja active Application Filing
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2009107314A1 (ja) | 2009-09-03 |
JP2009232440A (ja) | 2009-10-08 |
US8576765B2 (en) | 2013-11-05 |
US20110149835A1 (en) | 2011-06-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5358807B2 (ja) | マルチホップ無線通信システム | |
Fan et al. | MIMO configurations for relay channels: Theory and practice | |
Bolcskei et al. | Capacity scaling laws in MIMO relay networks | |
EP1854235B1 (en) | Method and arrangement for cooperative relaying | |
Shi et al. | Relaying schemes using matrix triangularization for MIMO wireless networks | |
US8937899B2 (en) | Amplify-and-forward relaying in communication systems | |
Muhaidat et al. | Cooperative diversity with multiple-antenna nodes in fading relay channels | |
Sun et al. | Channel training design in amplify-and-forward MIMO relay networks | |
Jing et al. | ML-based channel estimations for non-regenerative relay networks with multiple transmit and receive antennas | |
Li et al. | Interference cancellation at the relay for multi-user wireless cooperative networks | |
Amah et al. | Beamforming-based physical layer network coding for non-regenerative multi-way relaying | |
Nguyen et al. | Distributed beamforming in relay-assisted multiuser communications | |
Fawaz et al. | When network coding and dirty paper coding meet in a cooperative ad hoc network | |
Zhang et al. | Opportunistic relaying for dual-hop wireless MIMO channels | |
Alhumaidi et al. | Alternate AF MIMO relaying systems with full inter-relay interference cancellation | |
Ono et al. | Space time coded MIMO network coding | |
Li et al. | Multisource transmission for wireless relay networks with linear complexity | |
Yu et al. | SVD-based channel estimation for MIMO relay networks | |
Fan et al. | On the diversity-multiplexing tradeoff for multi-antenna multi-relay channels | |
Muthukumar et al. | Multi user MIMO cooperation for wireless network: A survey | |
El Astal et al. | Improved signal detection of wireless relaying networks employing space-time block codes under imperfect synchronization | |
Behbahani et al. | On signal processing methods for MIMO relay architectures | |
Moh | Two cooperation models and their optimal routing for cooperative diversity in wireless ad hoc networks | |
Ono et al. | STBC MIMO network coding for bi-directional multi-hop relay networks | |
Hayes et al. | Exploitation of quasi-orthogonal space time block codes in virtual antenna arrays: part I-theoretical capacity and throughput gains |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20111014 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130430 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130618 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20130709 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130808 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5358807 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |