JP6130719B2 - Precoding method, system and apparatus - Google Patents

Precoding method, system and apparatus Download PDF

Info

Publication number
JP6130719B2
JP6130719B2 JP2013090447A JP2013090447A JP6130719B2 JP 6130719 B2 JP6130719 B2 JP 6130719B2 JP 2013090447 A JP2013090447 A JP 2013090447A JP 2013090447 A JP2013090447 A JP 2013090447A JP 6130719 B2 JP6130719 B2 JP 6130719B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
source
relay node
mobile terminal
reference signal
sink
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
Application number
JP2013090447A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2013232890A (en
Inventor
王暁利
趙群
張永生
万海斌
陳文
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NTT Docomo Inc
Original Assignee
NTT Docomo Inc
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NTT Docomo Inc filed Critical NTT Docomo Inc
Publication of JP2013232890A publication Critical patent/JP2013232890A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6130719B2 publication Critical patent/JP6130719B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)
  • Radio Transmission System (AREA)

Description

本発明は、無線通信技術における中継協調マルチアンテナ通信技術に関し、特に、中継協調通信技術に基づくプリコーディング方法、システムおよび装置に関する。   The present invention relates to relay cooperative multi-antenna communication technology in wireless communication technology, and more particularly to a precoding method, system, and apparatus based on relay cooperative communication technology.

通信技術の継続的な発展に伴って、人々による伝送レート、伝送信頼性、リソース利用率および通信セキュリティなどの性能への要求は、ますます高くなってきている。これにより、中継協調通信技術が、マルチパスフェージングに対抗して通信品質を向上させることができる重要な手段の1つになる。   With the continuous development of communication technology, people's demands for performance such as transmission rate, transmission reliability, resource utilization rate and communication security are increasing. As a result, the relay cooperative communication technology becomes one of important means that can improve communication quality against multipath fading.

マルチアンテナ技術および中継協調通信技術は、中継ノードがソース側からの情報に対して、単純な増幅、または圧縮符号化、または復号化・再符号化をしてからシンクに伝送することを許す、ことを基本思想とする。最後に、シンクは、受信された全ての情報を利用して復号化を行う。このような伝送モデルでは、中継ノードは、ソースとシンクとの間の通信に対して、ある程度の補助の役割を果たしている。これは、一定の空間ダイバーシティを提供し、通信品質を向上させる。   Multi-antenna technology and relay cooperative communication technology allow a relay node to simply amplify, compress or encode, or decode and re-encode information from the source side before transmitting it to the sink. This is the basic idea. Finally, the sink performs decoding using all received information. In such a transmission model, the relay node plays a certain role in assisting communication between the source and the sink. This provides a certain spatial diversity and improves the communication quality.

但し、シングルソース・シングル中継・シングルシンクの協調通信方式では、中継ノードのシンプレックスモードに起因して、1つの完全なデータ伝送には、2つの直交しているチャネルが掛かる。ソースからシンクまでの直接伝送にただ1つの直交チャネルが掛かることと比べて、このような空間ダイバーシティ特性は、また、周波数効率を低下させる。   However, in the cooperative communication system of single source / single relay / single sink, one orthogonal data transmission takes two orthogonal channels due to the simplex mode of the relay node. Such spatial diversity characteristics also reduce frequency efficiency compared to the direct transmission from source to sink taking only one orthogonal channel.

2004年の第3世代パートナーシッププロジェクト(3GPP)のトロント会議では、有名な長期的進化(LTE:Long Term Evolution)プロジェクトが提案されている。これは、3G技術と4G技術との間の過渡技術であり、3.9Gのグローバル標準である。LTEは、3Gのエアーアクセス技術を改善して強化し、直交周波数分割多重(OFDM)と多入力多出力(MIMO)とをその無線ネットワーク進化の唯一の標準として、20MHzのスペクトル帯域幅で、下り326Mbit/sおよび上り86Mbit/sのピークレートを提供でき、セル端ユーザの性能を改善し、セル容量を向上させ、システム遅延を低下させる。タイプII中継が、LTEプロジェクトにおける中継に関する重要な提案である。このような中継は、セルIDがなく、主eNBの信号に対するダイバーシティを提供すること、または、主eNBとともに協調伝送を行ってセル容量を増加させることをその応用目的とする。タイプII中継シナリオにおいて、ソースとシンクとの間に、直接的な通信リンクが存在している。このようなネットワークトポロジー構成によれば、直接リンク情報および中継リンク情報を考慮してプリコーディングを行う方案は、マルチソースのタイプII中継シナリオにおける応用が当然なことである。このため、如何にこのようなネットワークトポロジー構成で直接リンク情報および中継リンク情報を考慮してプリコーディングを行うかが、現在のLTEプロジェクトの解決すべき課題の1つになっている。   At the Toronto Conference of the 3rd Generation Partnership Project (3GPP) in 2004, the famous Long Term Evolution (LTE) project is proposed. This is a transitional technology between 3G and 4G technologies and a global standard of 3.9G. LTE has improved and enhanced 3G air access technology, with orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) and multiple-input multiple-output (MIMO) as the only standards for wireless network evolution, with a 20 MHz spectral bandwidth Peak rates of 326 Mbit / s and 86 Mbit / s upstream can be provided, improving cell edge user performance, increasing cell capacity, and reducing system delay. Type II relay is an important proposal for relay in LTE projects. Such a relay has no cell ID and provides diversity for the signal of the main eNB, or aims to increase cell capacity by performing cooperative transmission with the main eNB. In the type II relay scenario, a direct communication link exists between the source and sink. According to such a network topology configuration, the method of performing precoding in consideration of direct link information and relay link information is naturally applicable to a multi-source type II relay scenario. Therefore, how to perform precoding in consideration of direct link information and relay link information in such a network topology configuration is one of the problems to be solved in the current LTE project.

本発明の実施例では、中継ノードを有するネットワークトポロジーで、ソースとシンクとの間の直接リンク情報および中継リンク情報を考慮して、プリコーディング行列設計を行うプリコーディング方法、システムおよび装置が提供されている。   Embodiments of the present invention provide a precoding method, system, and apparatus for performing precoding matrix design in consideration of direct link information and relay link information between a source and a sink in a network topology having relay nodes. ing.

本発明の実施例で提供されているプリコーディング方法は、第1ソースからシンクまで、第2ソースからシンクまで、第1ソースから中継ノードまで、第2ソースから中継ノードまで、および、中継ノードからシンクまでのチャネル状態情報をそれぞれ決定し、第1ソースからシンクまで、第2ソースからシンクまで、第1ソースから中継ノードまで、第2ソースから中継ノードまで、および、中継ノードからシンクまでのチャネル状態情報に基づいて、第1ソース、第2ソースおよび中継ノードのプリコーディング行列をそれぞれ決定し、決定された第1ソース、第2ソースおよび中継ノードのプリコーディング行列を、それぞれ、第1ソース、第2ソースおよび中継ノードにフィードバックし、第1ソース、第2ソースおよび中継ノードが、それぞれ、自局のプリコーディング行列に基づいて、送信対象のデータに対してプリコーディングを行う、ことを含む。ここで、第1ソースおよび第2ソースは、それぞれ、第1移動端末および第2移動端末であり、前記シンクは、基地局(eNodeB)である。   The precoding method provided in the embodiments of the present invention includes a first source to a sink, a second source to a sink, a first source to a relay node, a second source to a relay node, and a relay node. Channel status information from the sink to the first source to the sink, from the second source to the sink, from the first source to the relay node, from the second source to the relay node, and from the relay node to the sink Based on the state information, determine precoding matrices of the first source, the second source, and the relay node, respectively, and determine the determined precoding matrices of the first source, the second source, and the relay node, respectively, Feedback to the second source and the relay node, the first source, the second source and the relay node , Respectively, based on the precoding matrix of the mobile station performs precoding on transmission target data includes. Here, the first source and the second source are a first mobile terminal and a second mobile terminal, respectively, and the sink is a base station (eNodeB).

前記第1ソースからシンクまで、第2ソースからシンクまで、第1ソースから中継ノードまで、第2ソースから中継ノードまで、および、中継ノードからシンクまでのチャネル状態情報をそれぞれ決定することは、eNodeBが、チャネルの空き状況に基づいて、第1移動端末、第2移動端末および中継ノードのそれぞれに対して基準信号チャネルを割り当て、ここで、第1移動端末、第2移動端末および中継ノードに対して割り当てられた3つの基準信号チャネルが直交しており、第1移動端末が、自局に割り当てられた基準信号チャネルを介して、第1基準信号を中継ノードおよびeNodeBに送信し、第2移動端末が、自局に割り当てられた基準信号チャネルを介して、第2基準信号を中継ノードおよびeNodeBに送信し、中継ノードが、受信された第1基準信号および第2基準信号により、第1移動端末および第2移動端末から中継ノードまでのチャネル状態情報Hr1およびHr2をそれぞれ推定し、中継ノードが、自局の基準信号チャネルを介して、第3基準信号、Hr1およびHr2をeNodeBに送信し、eNodeBが、受信された第1基準信号、第2基準信号および第3基準信号に基づいて、第1移動端末、第2移動端末および中継ノードからeNodeBまでのチャネル状態情報Hd1、Hd1およびHdrをそれぞれ推定し、推定された中継ノードからシンクeNodeBまでのチャネル状態情報Hdrに基づいて、第1移動端末および第2移動端末から中継ノードまでのチャネル状態情報Hr1およびHr2を抽出する、ことを含む。 Determining channel state information from the first source to the sink, from the second source to the sink, from the first source to the relay node, from the second source to the relay node, and from the relay node to the sink is eNodeB. Assigns a reference signal channel to each of the first mobile terminal, the second mobile terminal and the relay node based on the availability of the channel, where the reference signal channel is assigned to the first mobile terminal, the second mobile terminal and the relay node. The three reference signal channels assigned to each other are orthogonal to each other, and the first mobile terminal transmits the first reference signal to the relay node and the eNodeB via the reference signal channel assigned to the local station, and the second mobile terminal The terminal transmits the second reference signal to the relay node and the eNodeB via the reference signal channel assigned to the own station. Node, the first reference signal and a second reference signal received, the channel state information H r1 and H r2 from the first mobile terminal and the second mobile terminal to the relay node estimated respectively, relay node, the own station A third reference signal, H r1 and H r2 are transmitted to the eNodeB via the reference signal channel of the first reference signal, and the eNodeB receives the first reference signal, the second reference signal, and the third reference signal based on the received first reference signal, Channel state information H d1 , H d1 and H dr from the mobile terminal, the second mobile terminal and the relay node to the eNodeB are estimated, respectively, and based on the estimated channel state information H dr from the relay node to the sink eNodeB, Extracting channel state information H r1 and H r2 from the first mobile terminal and the second mobile terminal to the relay node.

第1ソースからシンクまで、第2ソースからシンクまで、第1ソースから中継ノードまで、第2ソースから中継ノードまで、および、中継ノードからシンクまでのチャネル状態情報に基づいて、第1ソース、第2ソースおよび中継ノードのプリコーディング行列をそれぞれ決定することは、第1ソース、第2ソースとシンクとの間の総スループットの最大化を最適化目的として、第1ソース、第2ソースおよび中継ノードのプリコーディング行列を決定する、ことを含む。   Based on channel state information from the first source to the sink, from the second source to the sink, from the first source to the relay node, from the second source to the relay node, and from the relay node to the sink, the first source, the second Determining the precoding matrices of the two sources and the relay nodes, respectively, for the purpose of optimizing the total throughput between the first source, the second source and the sink, is optimized for the first source, the second source and the relay node Determining a precoding matrix of.

第1ソース、第2ソースとシンクとの間の総スループットの最大化を最適化目的として、第1ソース、第2ソースおよび中継ノードのプリコーディング行列を決定することは、
まず、第2ソースの信号を復号化してから、第2ソースの信号を引いた後に、第1ソースの信号を復号化するように、シンクノードの復号化の順序を予め仮定するステップAと、
中継ノードのプリコーディング行列Gを初期化し、

Figure 0006130719
Gを固定し、第1ソースとシンクとの間の総スループットを最大化させるように、第1ソースのプリコーディング行列Fを求めるステップCと、
GおよびFを固定し、第2ソースとシンクとの間の総スループットを最大化させるように、第2ソースのプリコーディング行列Fを求めるステップDと、
およびFを固定し、第1ソース、第2ソースとシンクとの間の総スループットを最大化させるように、中継ノードのプリコーディング行列Gを求めるステップEと、
求められたF、FおよびGの値が収束したかどうかを判断し、求められたF、FおよびGの値が収束した場合、求められたF、FおよびGを近似最適解とし、求められたF、FおよびGの値が収束していない場合、ステップCに戻るステップFと、を含む。 Determining the precoding matrix of the first source, the second source and the relay node for the purpose of optimizing the total throughput between the first source, the second source and the sink is:
First, after decoding the second source signal, subtracting the second source signal, and then predetermining the decoding order of the sink nodes so as to decode the first source signal;
Initialize relay node precoding matrix G,
Figure 0006130719
Determining a first source precoding matrix F 1 to fix G and maximize the total throughput between the first source and sink;
Determining the second source precoding matrix F 2 to fix G and F 1 and maximize the total throughput between the second source and sink;
Determining F 1 and F 2 and determining a precoding matrix G of the relay node so as to maximize the total throughput between the first source, the second source and the sink;
To determine whether a value of the obtained F 1, F 2 and G has converged, if the value of F 1, F 2 and G obtained has converged, approximating the F 1, F 2 and G obtained Step F which returns to Step C when the values of F 1 , F 2 and G obtained as the optimal solution are not converged is included.

前記第1ソースのプリコーディング行列Fを求めることは、

Figure 0006130719
Determining the first source precoding matrix F 1 is:
Figure 0006130719

前記第2ソースのプリコーディング行列Fを求めることは、

Figure 0006130719
Determining the second source precoding matrix F 2 is:
Figure 0006130719

前記中継ノードのプリコーディング行列Gを求めることは、

Figure 0006130719
Obtaining the precoding matrix G of the relay node
Figure 0006130719

前記求められたF、FおよびGの値が収束したかどうかを判断することは、求められたF、FおよびGが

Figure 0006130719
Determining whether the determined values of F 1 , F 2 and G have converged determines whether the determined F 1 , F 2 and G are
Figure 0006130719

本発明の実施例で提供されている通信システムは、第1ソース、第2ソース、中継ノードおよびシンクを含み、ここで、前記シンクは、第1ソースからシンクまで、第2ソースからシンクまで、第1ソースから中継ノードまで、第2ソースから中継ノードまで、および、中継ノードからシンクまでのチャネル状態情報をそれぞれ決定し、第1ソースからシンクまで、第2ソースからシンクまで、第1ソースから中継ノードまで、第2ソースから中継ノードまで、および、中継ノードからシンクまでのチャネル状態情報に基づいて、第1ソース、第2ソースおよび中継ノードのプリコーディング行列をそれぞれ決定し、決定された第1ソース、第2ソースおよび中継ノードのプリコーディング行列を、それぞれ、第1ソース、第2ソースおよび中継ノードにフィードバックし、前記第1ソース、第2ソースおよび中継ノードは、それぞれ、自局のプリコーディング行列に基づいて、送信対象のデータに対してプリコーディングを行う。   The communication system provided in an embodiment of the present invention includes a first source, a second source, a relay node, and a sink, wherein the sink is from the first source to the sink, from the second source to the sink, Determine channel state information from the first source to the relay node, from the second source to the relay node, and from the relay node to the sink, respectively, and from the first source to the sink, from the second source to the sink, from the first source Based on the channel state information from the relay node, from the second source to the relay node, and from the relay node to the sink, the precoding matrices of the first source, the second source, and the relay node are determined, respectively. A precoding matrix of one source, a second source, and a relay node is respectively represented as a first source, a second source, and Fed back to relay node, said first source, second source and the relay node, respectively, based on the precoding matrix of the mobile station performs precoding on transmission target data.

ここで、シンクは、eNodeBであり、前記第1ソースおよび第2ソースは、それぞれ、第1移動端末および第2移動端末である。   Here, the sink is an eNodeB, and the first source and the second source are a first mobile terminal and a second mobile terminal, respectively.

本発明の実施例で提供されているeNodeBは、
チャネルの空き状況に基づいて、第1移動端末、第2移動端末および中継ノードのそれぞれに対して基準信号チャネルを割り当て、ここで、第1移動端末、第2移動端末および中継ノードに対して割り当てられた3つの基準信号チャネルが直交している基準信号チャネル割当手段と、
第1移動端末、第2移動端末および中継ノードが各自の基準信号チャネルを介して送信した第1基準信号、第2基準信号および第3基準信号を受信する第1基準信号受信手段と、
第1基準信号、第2基準信号および第3基準信号に基づいて、第1移動端末、第2移動端末および中継ノードからeNodeBまでのチャネル状態情報Hd1、Hd2およびHdrをそれぞれ推定し、推定された中継ノードからシンクeNodeBまでのチャネル状態情報Hdrに基づいて、第1移動端末および第2移動端末から中継ノードまでのチャネル状態情報Hr1およびHr2を抽出する第1チャネル推定手段と、
第1移動端末からeNodeBまで、第2移動端末からeNodeBまで、第1移動端末から中継ノードまで、第2移動端末から中継ノードまで、および、中継ノードからeNodeBまでのチャネル状態情報に基づいて、第1移動端末、第2移動端末および中継ノードのプリコーディング行列をそれぞれ決定するプリコーディング行列設計手段と、
決定された第1移動端末、第2移動端末および中継ノードのプリコーディング行列を、それぞれ、第1移動端末、第2移動端末および中継ノードにフィードバックするプリコーディング行列フィードバック手段と、を含む。
The eNodeB provided in the embodiment of the present invention is:
A reference signal channel is assigned to each of the first mobile terminal, the second mobile terminal, and the relay node based on the channel availability, and is assigned to the first mobile terminal, the second mobile terminal, and the relay node. A reference signal channel allocating means in which the three reference signal channels are orthogonal,
First reference signal receiving means for receiving the first reference signal, the second reference signal and the third reference signal transmitted by the first mobile terminal, the second mobile terminal and the relay node via their reference signal channels;
Estimating channel state information H d1 , H d2 and H dr from the first mobile terminal, the second mobile terminal and the relay node to the eNodeB based on the first reference signal, the second reference signal and the third reference signal, First channel estimation means for extracting channel state information H r1 and H r2 from the first mobile terminal and the second mobile terminal to the relay node based on the estimated channel state information H dr from the relay node to the sink eNodeB; ,
Based on the channel state information from the first mobile terminal to the eNodeB, from the second mobile terminal to the eNodeB, from the first mobile terminal to the relay node, from the second mobile terminal to the relay node, and from the relay node to the eNodeB, Precoding matrix design means for determining precoding matrices of one mobile terminal, second mobile terminal and relay node,
Precoding matrix feedback means for feeding back the determined precoding matrices of the first mobile terminal, the second mobile terminal and the relay node to the first mobile terminal, the second mobile terminal and the relay node, respectively.

本発明の実施例で提供されている中継ノードは、
自局に対して基地局(eNodeB)が割り当てた基準信号チャネルを受信する第1基準信号チャネル受信手段と、
第1移動端末および第2移動端末が各自の基準信号チャネルを介して送信した第1基準信号および第2基準信号を受信する第2基準信号受信手段と、
第1基準信号および第2基準信号に基づいて、第1移動端末および第2移動端末から中継ノードまでのチャネル状態情報Hr1およびHr2をそれぞれ推定する第2チャネル推定手段と、
自局の基準信号チャネルを介して、自局の基準信号、並びに、第1移動端末および第2移動端末から中継ノードまでのチャネル状態情報Hr1およびHr2をeNodeBに送信する第1基準信号送信手段と、
eNodeBからフィードバックされた自局のプリコーディング行列を受信し、自局のプリコーディング行列に基づいて、送信対象のデータに対してプリコーディングを行う第1送信プリコーディング行列受信手段と、を含む。
The relay node provided in the embodiment of the present invention is:
First reference signal channel receiving means for receiving a reference signal channel assigned by the base station (eNodeB) to the own station;
Second reference signal receiving means for receiving the first reference signal and the second reference signal transmitted by the first mobile terminal and the second mobile terminal via their respective reference signal channels;
Second channel estimation means for estimating channel state information H r1 and H r2 from the first mobile terminal and the second mobile terminal to the relay node based on the first reference signal and the second reference signal, respectively;
First reference signal transmission for transmitting the reference signal of the own station and the channel state information H r1 and H r2 from the first mobile terminal and the second mobile terminal to the relay node to the eNodeB via the reference signal channel of the own station Means,
first transmission precoding matrix receiving means for receiving the precoding matrix of the own station fed back from the eNodeB and precoding the data to be transmitted based on the precoding matrix of the own station.

本発明の実施例で提供されている移動端末は、
自局に対して基地局(eNodeB)が割り当てた基準信号チャネルを受信する第2基準信号チャネル受信手段と、
自局の基準信号チャネルを介して、自局の基準信号を中継ノードおよびeNodeBに送信する第2基準信号送信手段と、
eNodeBからフィードバックされた自局のプリコーディング行列を受信し、自局のプリコーディング行列に基づいて、送信対象のデータに対してプリコーディングを行う第2送信プリコーディング行列受信手段と、を含む。
The mobile terminal provided in the embodiment of the present invention is:
Second reference signal channel receiving means for receiving a reference signal channel assigned by the base station (eNodeB) to the own station;
A second reference signal transmitting means for transmitting the reference signal of the local station to the relay node and the eNodeB via the reference signal channel of the local station;
second transmission precoding matrix receiving means for receiving the precoding matrix of the own station fed back from the eNodeB and precoding the data to be transmitted based on the precoding matrix of the own station.

本発明の実施例に係るプリコーディング方法、システムおよび装置は、中継ノードを有するネットワークトポロジーで、ソースとシンクとの間の直接リンク情報および中継リンク情報を考慮して、プリコーディング行列設計を行うことができる。   A precoding method, system and apparatus according to an embodiment of the present invention perform precoding matrix design in consideration of direct link information and relay link information between a source and a sink in a network topology having relay nodes. Can do.

本発明の実施例におけるネットワークトポロジーモデルの例を示す図である。It is a figure which shows the example of the network topology model in the Example of this invention. 本発明の実施例におけるプリコーディング方法のフローチャートである。3 is a flowchart of a precoding method in an embodiment of the present invention. 本発明の実施例におけるチャネル状態情報の決定方法のフローチャートである。It is a flowchart of the determination method of the channel state information in the Example of this invention. 本発明の実施例におけるプリコーディング行列の決定方法のフローチャートである。5 is a flowchart of a precoding matrix determination method according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施例におけるプリコーディングシステムの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the precoding system in the Example of this invention. 本発明の実施例における基地局(eNodeB)の内部構成を示す図である。It is a figure which shows the internal structure of the base station (eNodeB) in the Example of this invention. 本発明の実施例における中継ノードの内部構成を示す図である。It is a figure which shows the internal structure of the relay node in the Example of this invention. 本発明の実施例における移動端末の内部構成を示す図である。It is a figure which shows the internal structure of the mobile terminal in the Example of this invention.

スペクトル効率を向上させて、従来技術における中継ノードのシンプレックス特性に起因するスペクトル効率低下の問題を克服するために、本発明の実施例では、2つのマルチアンテナソースが1つのマルチアンテナ中継ノードを介して、同時に1つのマルチアンテナシンクと通信を行うと仮定すると共に、中継ノードが受信された信号に対して増幅処理を行ってからシンクに転送すると仮定する。   In order to improve spectral efficiency and overcome the problem of reduced spectral efficiency due to the simplex characteristics of relay nodes in the prior art, in the embodiment of the present invention, two multi-antenna sources are routed through one multi-antenna relay node. It is assumed that communication is performed simultaneously with one multi-antenna sink, and the relay node performs amplification processing on the received signal and then transfers the signal to the sink.

本発明の実施例に係るネットワークトポロジーモデルの一例は、図1に示す通りである。図1から分かるように、このネットワークトポロジーは、第1ソースMSa、第2ソースMSb、中継ノードRN、およびシンクeNodeBを含み、ここで、第1ソースMSa、第2ソースMSb、中継ノードRNおよびシンクeNodeBは、いずれもマルチアンテナのものである。また、第1ソースMSaおよび第2ソースMSbとシンクeNodeBとの間に、いずれも直接的な通信リンクが存在している。このように、第1ソースMSaと第2ソースMSbとは、同時に、中継ノードRNを介して、シンクeNodeBと通信を行うことができ、一方、第1ソースMSaと第2ソースMSbとは、また、同時に、シンクとの間の直接的な通信リンクを介して、情報を直接にシンクeNodeBに伝送し、最後に、シンクeNodeBは、第1ソースMSa、第2ソースMSbおよび中継ノードRNから受信された全ての情報を利用して復号化を行って、第1ソースMSaおよび第2ソースMSbからの情報をそれぞれ得る。このネットワークトポロジーモデルでは、第1ソース、第2ソースおよび中継ノードの各自の送信電力が制限されるため、如何に、2つのソースと中継ノードとの各自のアンテナ内部の間でプリコーディング行列の設計を行って、2つのソースとシンクとの間の総スループットを最大化させるかが、本発明の実施例の解決すべき主な課題である。   An example of the network topology model according to the embodiment of the present invention is as shown in FIG. As can be seen from FIG. 1, this network topology includes a first source MSa, a second source MSb, a relay node RN, and a sink eNodeB, where the first source MSa, the second source MSb, the relay node RN and the sink Each eNodeB is a multi-antenna. A direct communication link exists between the first source MSa and the second source MSb and the sink eNodeB. In this way, the first source MSa and the second source MSb can simultaneously communicate with the sink eNodeB via the relay node RN, while the first source MSa and the second source MSb are also At the same time, the information is transmitted directly to the sink eNodeB via the direct communication link with the sink, and finally the sink eNodeB is received from the first source MSa, the second source MSb and the relay node RN. All the information is decrypted to obtain information from the first source MSa and the second source MSb, respectively. In this network topology model, the transmission power of each of the first source, the second source, and the relay node is limited, so how to design a precoding matrix between the antennas of the two sources and the relay node. To maximize the total throughput between the two sources and sinks is the main problem to be solved in the embodiment of the present invention.

この課題を解決するために、本発明の実施例は、プリコーディング方法を提供している。図2に示すように、その実現フローは、主に、
第1ソースからシンクまで、第2ソースからシンクまで、第1ソースから中継ノードまで、第2ソースから中継ノードまで、および、中継ノードからシンクまでのチャネル状態情報をそれぞれ決定するステップ101と、
第1ソースからシンクまで、第2ソースからシンクまで、第1ソースから中継ノードまで、第2ソースから中継ノードまで、および、中継ノードからシンクまでのチャネル状態情報に基づいて、第1ソース、第2ソースおよび中継ノードのプリコーディング行列をそれぞれ決定するステップ102と、
決定された第1ソース、第2ソースおよび中継ノードのプリコーディング行列を、それぞれ、第1ソース、第2ソースおよび中継ノードにフィードバックするステップ103と、
第1ソース、第2ソースおよび中継ノードは、それぞれ、自局のプリコーディング行列に基づいて、送信対象のデータに対してプリコーディングを行うステップ104と、を含む。
In order to solve this problem, an embodiment of the present invention provides a precoding method. As shown in FIG. 2, the realization flow is mainly as follows.
Step 101 for determining channel state information from the first source to the sink, from the second source to the sink, from the first source to the relay node, from the second source to the relay node, and from the relay node to the sink;
Based on channel state information from the first source to the sink, from the second source to the sink, from the first source to the relay node, from the second source to the relay node, and from the relay node to the sink, the first source, the second Determining 102 pre-coding matrices for two sources and relay nodes respectively;
Feeding back the determined first source, second source and relay node precoding matrices to the first source, second source and relay node, respectively;
Each of the first source, the second source, and the relay node includes a step 104 of performing precoding on data to be transmitted based on the precoding matrix of the local station.

ここまで、上記のプリコーディングプロセスが終了する。その後、第1移動端末、第2移動端末および中継ノードは、データ伝送を開始する。   Up to this point, the above precoding process ends. Thereafter, the first mobile terminal, the second mobile terminal, and the relay node start data transmission.

本発明の実施例において、上記ステップ101〜ステップ103は、シンク、またはネットワークにおけるほかの機器によって完成することができる。   In the embodiment of the present invention, the above steps 101 to 103 can be completed by a sink or other device in the network.

また、本発明の実施例において、上記の第1ソースおよび第2ソースは、それぞれ、第1移動端末および第2移動端末であってよく、シンクは、基地局(eNodeB)であってよい。この場合、上記ステップ101〜ステップ103は、eNodeBによって完成することができる。具体的に、この場合、図3に示すように、上記ステップ101は、具体的に下記のステップを含むことができる。   In the embodiment of the present invention, the first source and the second source may be a first mobile terminal and a second mobile terminal, respectively, and the sink may be a base station (eNodeB). In this case, the steps 101 to 103 can be completed by the eNodeB. Specifically, in this case, as shown in FIG. 3, the step 101 may specifically include the following steps.

ステップ201で、eNodeBは、チャネルの空き状況に基づいて、第1移動端末、第2移動端末および中継ノードのそれぞれに対して、基準信号チャネル(reference signal channel)を割り当て、ここで、第1移動端末、第2移動端末および中継ノードに対して割り当てられた3つの基準信号チャネルは直交している。   In step 201, the eNodeB assigns a reference signal channel to each of the first mobile terminal, the second mobile terminal, and the relay node based on channel availability, where the first mobile terminal The three reference signal channels assigned to the terminal, the second mobile terminal and the relay node are orthogonal.

本ステップ201において、第1移動端末、第2移動端末および中継ノードのそれぞれに対して基準信号チャネルを割り当てることは、eNodeBが、第1移動端末および第2移動端末から中継ノードまでのチャネル状態情報Hr1およびHr2、並びに、第1移動端末、第2移動端末および中継ノードからシンクまでのチャネル状態情報Hd1、Hd2およびHdrを得られるようにすることを目的とする。 In this step 201, allocating the reference signal channel to each of the first mobile terminal, the second mobile terminal, and the relay node means that the eNodeB has channel state information from the first mobile terminal and the second mobile terminal to the relay node. It is intended to obtain H r1 and H r2 and channel state information H d1 , H d2 and H dr from the first mobile terminal, the second mobile terminal, and the relay node to the sink.

ステップ202で、第1移動端末は、自局に割り当てられた基準信号チャネルを介して、第1基準信号を中継ノードおよびeNodeBに送信し、第2移動端末は、自局に割り当てられた基準信号チャネルを介して、第2基準信号を中継ノードおよびeNodeBに送信する。   In step 202, the first mobile terminal transmits the first reference signal to the relay node and the eNodeB via the reference signal channel assigned to the own station, and the second mobile terminal transmits the reference signal assigned to the own station. The second reference signal is transmitted to the relay node and the eNodeB via the channel.

ステップ203で、中継ノードは、受信された第1基準信号および第2基準信号により、第1移動端末および第2移動端末から中継ノードまでのチャネル状態情報Hr1およびHr2をそれぞれ推定する。 In step 203, the relay node estimates channel state information H r1 and H r2 from the first mobile terminal and the second mobile terminal to the relay node based on the received first reference signal and second reference signal, respectively.

ステップ204で、中継ノードは、自局の基準信号チャネルを介して、第3基準信号、Hr1およびHr2をeNodeBに送信する。 In step 204, the relay node transmits the third reference signal, H r1 and H r2 to the eNodeB via its own reference signal channel.

ステップ205で、eNodeBは、受信された第1基準信号、第2基準信号および第3基準信号に基づいて、第1移動端末、第2移動端末および中継ノードからeNodeBまでのチャネル状態情報Hd1、Hd2およびHdrをそれぞれ推定し、推定された中継ノードからシンクeNodeBまでのチャネル状態情報Hdrに基づいて、第1移動端末および第2移動端末から中継ノードまでのチャネル状態情報Hr1およびHr2を抽出する。 In step 205, the eNodeB, based on the received first reference signal, second reference signal, and third reference signal, channel state information H d1 from the first mobile terminal, the second mobile terminal and the relay node to the eNodeB, H d2 and H dr are estimated, respectively, and based on the estimated channel state information H dr from the relay node to the sink eNodeB, channel state information H r1 and H r from the first mobile terminal and the second mobile terminal to the relay node Extract r2 .

上記のステップ201〜205を経て、eNodeBは、第1移動端末および第2移動端末から中継ノードまでのチャネル状態情報Hr1およびHr2、並びに、第1移動端末、第2移動端末および中継ノードからシンクまでのチャネル状態情報Hd1、Hd2およびHdrを得ることができる。 Through the above steps 201 to 205, the eNodeB receives the channel state information H r1 and H r2 from the first mobile terminal and the second mobile terminal to the relay node, and from the first mobile terminal, the second mobile terminal and the relay node. Channel state information H d1 , H d2 and H dr up to the sink can be obtained.

また、本発明の実施例のステップ102では、2つのソースとシンクとの間の総スループットの最大化を最適化目的として、第1ソース、第2ソースおよび中継ノードのプリコーディング行列を決定することができる。2つのソースが第1移動端末および第2移動端末であり、シンクが基地局(eNodeB)である場合、本発明の実施例のステップ102では、第1移動端末、第2移動端末とeNodeBとの間の総スループットの最大化を最適化目的として、第1移動端末、第2移動端および中継ノードのプリコーディング行列を決定することができる。   In step 102 of the embodiment of the present invention, the precoding matrix of the first source, the second source and the relay node is determined for the purpose of optimizing the total throughput between the two sources and the sink. Can do. When the two sources are the first mobile terminal and the second mobile terminal and the sink is the base station (eNodeB), in step 102 of the embodiment of the present invention, the first mobile terminal, the second mobile terminal, and the eNodeB For the purpose of optimizing the total throughput between the first mobile terminal, the precoding matrix of the first mobile terminal, the second mobile terminal and the relay node can be determined.

具体的に、上記最適化目的を表す最適化目的関数は、下記の導出過程により得ることができる。   Specifically, the optimization objective function representing the optimization objective can be obtained by the following derivation process.

まず、第1直交データチャネルで、第1移動端末および第2移動端末は、同時に、各自のベクトルデータ信号x=Fおよびx=Fを中継ノードおよびeNodeBに伝送し、ここで、FおよびFは、第1移動端末および第2移動端末のプリコーディング行列をそれぞれ表し、sおよびsは、第1移動端末、第2移動端末から送信された電力が正規化されたデータ信号をそれぞれ表すが、第2直交データチャネルで、中継ノードは、受信された混合データ信号をプリコーディング行列Gと乗じてからeNodeBに転送すると仮定する。説明すべきものとして、上記第1直交データチャネルと第2直交データチャネルは、時分割直交チャネルであってよく、あるいは、周波数分割直交チャネルであってよい。また、同一回のデータ伝送において、第1直交データチャネルおよび第2直交データチャネルはそのまま維持すると仮定する必要がある。このような仮定条件で、eNodeBは、2つの直交データチャネルで受信されたデータ信号に基づいて、受信データ信号行列を作成することができ、その数式は、下記の数式1に示す通りである。 First, on the first orthogonal data channel, the first mobile terminal and the second mobile terminal simultaneously transmit their vector data signals x 1 = F 1 s 1 and x 2 = F 2 s 2 to the relay node and the eNodeB. Here, F 1 and F 2 represent precoding matrices of the first mobile terminal and the second mobile terminal, respectively, and s 1 and s 2 represent the power transmitted from the first mobile terminal and the second mobile terminal, respectively. Representing each normalized data signal, it is assumed that in the second orthogonal data channel, the relay node multiplies the received mixed data signal with the precoding matrix G and then forwards it to the eNodeB. As described, the first orthogonal data channel and the second orthogonal data channel may be time division orthogonal channels or may be frequency division orthogonal channels. Further, it is necessary to assume that the first orthogonal data channel and the second orthogonal data channel are maintained as they are in the same data transmission. Under such assumptions, the eNodeB can create a received data signal matrix based on data signals received on two orthogonal data channels, and the equation is as shown in Equation 1 below.

Figure 0006130719
Figure 0006130719

その後、シャノン(Shannon)情報理論の原理に基づいて、下記のことを得ることができる。即ち、2つのソースが2つの直交データチャネルを介してシンクに伝送する最大の総スループットは、下記の数式2に示す通りである。   Thereafter, based on the principles of Shannon information theory, the following can be obtained. That is, the maximum total throughput that two sources transmit to the sink via two orthogonal data channels is as shown in Equation 2 below.

Figure 0006130719
Figure 0006130719

このように、上記の最適化目的は、第1移動端末、第2移動端末および中継ノードの電力制御制約条件で、Csumを最大化させるF、FおよびGの解を求めると述べることができる。つまり、上記最適化目的を表す最適化目的関数は、下記の数式3のように表すことができる。 Thus, it is stated that the above optimization objective is to find the solutions of F 1 , F 2 and G that maximize C sum under the power control constraints of the first mobile terminal, the second mobile terminal and the relay node. Can do. That is, the optimization objective function that represents the optimization objective can be expressed as Equation 3 below.

Figure 0006130719
Figure 0006130719

研究によって、上記最適化目的関数3の非凸性に起因して、F、FおよびGの最適閉形式解を直接に得ることが困難である、ということを発見することができる。 Research can find that due to the non-convexity of the optimization objective function 3, it is difficult to directly obtain optimal closed-form solutions of F 1 , F 2 and G.

このように、本発明の実施例では、上記の最適化目的関数を満足するF、FおよびGの近似最適解を得られる簡略化された反復方法が提供されている。 Thus, in an embodiment of the present invention, a simplified iterative method is provided that can obtain approximate optimal solutions of F 1 , F 2, and G that satisfy the above optimization objective function.

まず、情報理論に基づき、例えば、第2移動端末のデータを復号化してから、第2移動端末のデータを引いた後に、第1移動端末のデータを復号化するように、復号化の順序を予め仮定すると、第1移動端末および第2移動端末からシンクまでのスループットは以下の等式

Figure 0006130719
そのため、CおよびCの表現式に基づき、以下のソースプリコーディング行列設計を行うことができる。 First, based on the information theory, for example, after decoding the data of the second mobile terminal, after subtracting the data of the second mobile terminal, the decoding order is set so that the data of the first mobile terminal is decoded. Assuming in advance, the throughput from the first mobile terminal and the second mobile terminal to the sink is the following equation:
Figure 0006130719
Therefore, the following source precoding matrix design can be performed based on the expressions of C 1 and C 2 .

図4に示すように、この反復方法の実現手順は、主に、下記のステップを含む。   As shown in FIG. 4, the procedure for realizing this iterative method mainly includes the following steps.

ステップ300で、eNodeBが、まず第2移動端末のデータを復号化してから、第2移動端末のデータを引いた後に、第1移動端末のデータを復号化して、

Figure 0006130719
In step 300, the eNodeB first decrypts the data of the second mobile terminal, then subtracts the data of the second mobile terminal, and then decrypts the data of the first mobile terminal,
Figure 0006130719

ステップ301で、

Figure 0006130719
In step 301,
Figure 0006130719

ステップ302で、ステップ301で得られたFに基づき、

Figure 0006130719
In step 302, based on F 1 obtained in step 301,
Figure 0006130719

ステップ303で、ステップ301および302で得られたFおよびFに基づき、Gを求め、具体的に、以下のステップを含む。 In step 303, G is obtained based on F 1 and F 2 obtained in steps 301 and 302, and specifically includes the following steps.

まず、以下の数式4に示すような等価方程式を作成する。

Figure 0006130719
First, an equivalent equation as shown in Equation 4 below is created.
Figure 0006130719

Figure 0006130719
Figure 0006130719

この問題を求めるために、以下の分解を行う必要があり、

Figure 0006130719
To find this problem, we need to do the following decomposition:
Figure 0006130719

また、中継ノードの送信電力の制限条件をさらに以下のように等価する。

Figure 0006130719
Further, the limit condition of the transmission power of the relay node is further equivalent as follows.
Figure 0006130719

新しい電力制限条件で、

Figure 0006130719
With the new power limit condition
Figure 0006130719

ステップ304で、求められたF、FおよびGの値が収束したかどうかを判断し、求められたF、FおよびGの値が収束した場合、ステップ305に進み、求められたF、FおよびGの値が収束していない場合、上記のステップ301に戻って反復を行う。 In step 304, if the value of F 1, F 2 and G obtained is determined whether the convergence, the value of F 1, F 2 and G obtained has converged, the process proceeds to step 305, the determined If the values of F 1 , F 2 and G have not converged, return to the above step 301 and repeat.

本ステップにおける前記求められたF、FおよびGの値が収束したかどうかを判断することは、具体的に、求められたF、FおよびGが下記の収束基準

Figure 0006130719
The determination of whether or not the calculated values of F 1 , F 2 and G in this step have converged specifically means that the determined F 1 , F 2 and G are the following convergence criteria:
Figure 0006130719

ステップ305で、求められたF、FおよびGを近似最適解とする。 In step 305, the obtained F 1 , F 2 and G are set as approximate optimum solutions.

このように、上記のステップ301〜305により、F、FおよびGの近似最適解を得ることができる。 As described above, the approximate optimum solutions of F 1 , F 2 and G can be obtained by the above steps 301 to 305.

その後、本発明の実施例のステップ103では、eNodeBは、F、FおよびGの近似最適解を得た後、それぞれ、第1移動端末、第2移動端末および中継ノードに対して割り当てられた直交基準信号チャネルを介して、得られたF、FおよびGの近似最適解を、第1移動端末、第2移動端末および中継ノードにフィードバックする。次に、ステップ104で、第1移動端末、第2移動端末および中継ノードは、それぞれ受信されたF、FおよびGに基づいて、プリコーディングを行う。ここまで、上記のプリコーディングプロセスが終了する。第1移動端末、第2移動端末および中継ノードは、自局のプリコーディング行列に従って、信号を送信し、データ伝送を開始することができる。 Thereafter, in step 103 of the embodiment of the present invention, the eNodeB is assigned to the first mobile terminal, the second mobile terminal, and the relay node after obtaining approximate optimal solutions of F 1 , F 2 and G, respectively. The obtained approximate optimum solutions of F 1 , F 2 and G are fed back to the first mobile terminal, the second mobile terminal and the relay node via the orthogonal reference signal channel. Next, in step 104, the first mobile terminal, the second mobile terminal, and the relay node perform precoding based on the received F 1 , F 2, and G, respectively. Up to this point, the above precoding process ends. The first mobile terminal, the second mobile terminal and the relay node can transmit signals and start data transmission according to the precoding matrix of the local station.

説明すべきものとして、当業者は、上記の反復方法が、2つのソース、1つの中継および1つのシンクを含むマルチアンテナノードの任意のネットワークトポロジー構成に適用してもよい、ということを理解することができる。つまり、ソースと中継と、ソースとシンクと、および、中継とシンクとのチャネル状態情報を知った後、いずれも、上記ステップ301〜ステップ305における反復方法を利用して、2つのソースとシンクとの間の総スループットを最大化させるように、第1ソース、第2ソースおよび中継ノードのプリコーディング行列F、FおよびGを求めることができる。 As should be explained, those skilled in the art will understand that the above iterative method may be applied to any network topology configuration of multi-antenna nodes including two sources, one relay and one sink. Can do. That is, after knowing the channel state information of the source and the relay, the source and the sink, and the relay and the sink, all of the two sources and the sink The precoding matrices F 1 , F 2, and G of the first source, the second source, and the relay node can be obtained so as to maximize the total throughput during.

上記のように、本発明の実施例で提供されているプリコーディング方法は、中継ノードを有するネットワークトポロジーで、ソースとシンクとの間の直接リンク情報および中継リンク情報を考慮して、プリコーディング行列設計を行うことができる。また、本発明の実施例に係るプリコーディング行列設計方法では、2つの直交しているデータチャネルを介して、同時に、2つの移動端末にサービスすることができるため、平均的に1つの直交データチャネル当たり1つのソースユーザにサービスする目的を達することができ、従って、従来のシングルソース、シングル中継およびシングルシンクのモデルと比べて、周波数効率が倍近く向上できる。また、本発明の実施例に係るプリコーディング行列設計方法は、2つのソースとシンクとの間の総スループットを最大化させるソース、中継ノードの近似最適プリコーディング行列を探し出すことができる。従って、ソースおよび中継ノードの各自の送信電力が制限される条件で、ソースとシンクとの間の総スループットを最大化させることができ、電力均等配分のプリコーディング行列設計方法と比べて、10%以上のスループット利得を得ることができる。   As described above, the precoding method provided in the embodiment of the present invention is a precoding matrix in a network topology having a relay node, considering direct link information and relay link information between a source and a sink. Design can be done. Also, in the precoding matrix design method according to the embodiment of the present invention, since two mobile terminals can be simultaneously serviced via two orthogonal data channels, one orthogonal data channel is averaged. The goal of serving one source user per can be achieved, and thus frequency efficiency can be improved nearly twice as compared to the conventional single source, single relay and single sink models. In addition, the precoding matrix design method according to the embodiment of the present invention can find an approximate optimum precoding matrix of a source and a relay node that maximizes the total throughput between two sources and sinks. Therefore, the total throughput between the source and the sink can be maximized under the condition that the transmission power of each of the source and the relay node is limited, which is 10% compared with the precoding matrix design method with the equal power distribution. The above throughput gain can be obtained.

上記のプリコーディング方法に対応して、本発明の実施例は、通信システムを提供している。その構成は図5に示すように、主に、第1ソース、第2ソース、中継ノードおよびシンクを含む。   Corresponding to the above precoding method, an embodiment of the present invention provides a communication system. As shown in FIG. 5, the configuration mainly includes a first source, a second source, a relay node, and a sink.

ここで、シンクは、第1ソースからシンクまで、第2ソースからシンクまで、第1ソースから中継ノードまで、第2ソースから中継ノードまで、および、中継ノードからシンクまでのチャネル状態情報をそれぞれ決定し、第1ソースからシンクまで、第2ソースからシンクまで、第1ソースから中継ノードまで、第2ソースから中継ノードまで、および、中継ノードからシンクまでのチャネル状態情報に基づいて、第1ソース、第2ソースおよび中継ノードのプリコーディング行列をそれぞれ決定し、決定された第1ソース、第2ソースおよび中継ノードのプリコーディング行列を、それぞれ、第1ソース、第2ソースおよび中継ノードにフィードバックし、前記第1ソース、第2ソースおよび中継ノードは、それぞれ、自局のプリコーディング行列に基づいて、送信対象のデータに対してプリコーディングを行う。   Here, the sink determines channel state information from the first source to the sink, from the second source to the sink, from the first source to the relay node, from the second source to the relay node, and from the relay node to the sink. The first source based on the channel state information from the first source to the sink, from the second source to the sink, from the first source to the relay node, from the second source to the relay node, and from the relay node to the sink. , Determine the precoding matrices of the second source and the relay node, respectively, and feed back the determined precoding matrices of the first source, the second source, and the relay node to the first source, the second source, and the relay node, respectively. , The first source, the second source and the relay node respectively Based on the grayed matrix, it performs precoding on transmission target data.

ここで、上記のシンクは、基地局(eNodeB)であってよく、第1ソースおよび第2ソースは、第1移動端末および第2移動端末であってよい。この場合、図6に示すように、eNodeBの内部構成は、具体的に、
チャネルの空き状況に基づいて、第1移動端末、第2移動端末および中継ノードのそれぞれに対して基準信号チャネルを割り当て、ここで、第1移動端末、第2移動端末および中継ノードに対して割り当てられた3つの基準信号チャネルが直交している基準信号チャネル割当手段11と、
第1移動端末、第2移動端末および中継ノードが各自の基準信号チャネルを介して送信した第1基準信号、第2基準信号および第3基準信号を受信する第1基準信号受信手段12と、
第1基準信号、第2基準信号および第3基準信号に基づいて、第1移動端末、第2移動端末および中継ノードからeNodeBまでのチャネル状態情報Hd1、Hd2およびHdrをそれぞれ推定し、推定された中継ノードからシンクeNodeBまでのチャネル状態情報Hdrに基づいて、第1移動端末および第2移動端末から中継ノードまでのチャネル状態情報Hr1およびHr2を抽出する第1チャネル推定手段13と、
第1移動端末からeNodeBまで、第2移動端末からeNodeBまで、第1移動端末から中継ノードまで、第2移動端末から中継ノードまで、および、中継ノードからeNodeBまでのチャネル状態情報に基づいて、第1移動端末、第2移動端末および中継ノードのプリコーディング行列をそれぞれ決定するプリコーディング行列設計手段14と、
決定された第1移動端末、第2移動端末および中継ノードのプリコーディング行列を、それぞれ、第1移動端末、第2移動端末および中継ノードにフィードバックするプリコーディング行列フィードバック手段15と、を含む。
Here, the sink may be a base station (eNodeB), and the first source and the second source may be a first mobile terminal and a second mobile terminal. In this case, as shown in FIG. 6, the internal configuration of the eNodeB is specifically as follows:
A reference signal channel is assigned to each of the first mobile terminal, the second mobile terminal, and the relay node based on the channel availability, and is assigned to the first mobile terminal, the second mobile terminal, and the relay node. Reference signal channel allocation means 11 in which the three reference signal channels are orthogonal,
First reference signal receiving means 12 for receiving the first reference signal, the second reference signal and the third reference signal transmitted by the first mobile terminal, the second mobile terminal and the relay node via their reference signal channels;
Estimating channel state information H d1 , H d2 and H dr from the first mobile terminal, the second mobile terminal and the relay node to the eNodeB based on the first reference signal, the second reference signal and the third reference signal, First channel estimation means 13 for extracting channel state information H r1 and H r2 from the first mobile terminal and the second mobile terminal to the relay node based on the estimated channel state information H dr from the relay node to the sink eNodeB When,
Based on the channel state information from the first mobile terminal to the eNodeB, from the second mobile terminal to the eNodeB, from the first mobile terminal to the relay node, from the second mobile terminal to the relay node, and from the relay node to the eNodeB, Precoding matrix design means 14 for determining precoding matrices of one mobile terminal, second mobile terminal and relay node, respectively;
Precoding matrix feedback means 15 for feeding back the determined precoding matrices of the first mobile terminal, the second mobile terminal and the relay node to the first mobile terminal, the second mobile terminal and the relay node, respectively.

説明すべきものとして、eNodeBを除いて、上記シンクは、例えば無線センサシンクノードなどのほかのシンク機器であってもよい。   As an explanation, except for the eNodeB, the sink may be another sink device such as a wireless sensor sink node.

本発明の実施例では、上記プリコーディング行列設計手段14は、2つのソースとシンクとの間の総スループットの最大化を最適化目的として、第1移動端末、第2移動端末および中継ノードのプリコーディング行列を決定してもよく、図4に示すような反復方法を利用して第1移動端末、第2移動端末および中継ノードのプリコーディング行列を決定してもよい。   In the embodiment of the present invention, the precoding matrix design means 14 pre-optimizes the first mobile terminal, the second mobile terminal and the relay node for the purpose of optimizing the total throughput between the two sources and the sink. The coding matrix may be determined, or the precoding matrices of the first mobile terminal, the second mobile terminal and the relay node may be determined using an iterative method as shown in FIG.

図7に示すように、上記の中継ノードの内部構成は、具体的に、
自局に対してeNodeBが割り当てた基準信号チャネルを受信する第1基準信号チャネル受信手段21と、
第1移動端末および第2移動端末が各自の基準信号チャネルを介して送信した第1基準信号および第2基準信号を受信する第2基準信号受信手段22と、
第1基準信号および第2基準信号に基づいて、第1移動端末および第2移動端末から中継ノードまでのチャネル状態情報Hr1およびHr2をそれぞれ推定する第2チャネル推定手段23と、
自局の基準信号チャネルを介して、自局の基準信号、並びに、第1移動端末および第2移動端末から中継ノードまでのチャネル状態情報Hr1およびHr2をeNodeBに送信する第1基準信号送信手段24と、
eNodeBからフィードバックされた自局のプリコーディング行列を受信し、自局のプリコーディング行列に基づいて、送信対象のデータに対してプリコーディングを行う第1送信プリコーディング行列受信手段25と、を含む。
As shown in FIG. 7, the internal configuration of the relay node is specifically as follows.
First reference signal channel receiving means 21 for receiving a reference signal channel assigned by the eNodeB to the own station;
Second reference signal receiving means 22 for receiving the first reference signal and the second reference signal transmitted by the first mobile terminal and the second mobile terminal via their reference signal channels;
Second channel estimation means 23 for estimating channel state information H r1 and H r2 from the first mobile terminal and the second mobile terminal to the relay node based on the first reference signal and the second reference signal,
First reference signal transmission for transmitting the reference signal of the own station and the channel state information H r1 and H r2 from the first mobile terminal and the second mobile terminal to the relay node to the eNodeB via the reference signal channel of the own station Means 24;
first transmission precoding matrix receiving means 25 for receiving the precoding matrix of the own station fed back from the eNodeB and precoding the data to be transmitted based on the precoding matrix of the own station.

図8に示すように、上記の第1移動端末および第2移動端末の内部構成は基本的に同じであり、具体的に、
自局に対してeNodeBが割り当てた基準信号チャネルを受信する第2基準信号チャネル受信手段31と、
自局の基準信号チャネルを介して、自局の基準信号を中継ノードおよびeNodeBに送信する第2基準信号送信手段32と、
eNodeBからフィードバックされた自局のプリコーディング行列を受信し、自局のプリコーディング行列に基づいて、送信対象のデータに対してプリコーディングを行う第2送信プリコーディング行列受信手段33と、を含む。
As shown in FIG. 8, the internal configurations of the first mobile terminal and the second mobile terminal are basically the same. Specifically,
Second reference signal channel receiving means 31 for receiving a reference signal channel assigned by the eNodeB to the own station;
A second reference signal transmission means 32 for transmitting the reference signal of the local station to the relay node and the eNodeB via the reference signal channel of the local station;
and a second transmission precoding matrix receiving means 33 for receiving the precoding matrix of the own station fed back from the eNodeB and precoding the data to be transmitted based on the precoding matrix of the own station.

その後、第1移動端末および第2移動端末は、自局のプリコーディング行列に従って、eNodeBおよび中継ノードへデータを送信し、データ伝送を開始することができる。   Thereafter, the first mobile terminal and the second mobile terminal can start data transmission by transmitting data to the eNodeB and the relay node according to the precoding matrix of the local station.

上記のように、本発明の実施例で提供されているプリコーディング行列設計システムおよび装置は、中継ノードを有するネットワークトポロジーで、ソースとシンクとの間の直接リンク情報および中継リンク情報を考慮して、プリコーディング行列設計を行うことができる。また、本発明の実施例に係るプリコーディング行列設計システムでは、2つの直交しているデータチャネルを介して、同時に、2つの移動端末にサービスすることができるため、平均的に1つの直交データチャネル当たり1つのソースユーザにサービスする目的を達することができ、従って、従来のシングルソース、シングル中継およびシングルシンクのモデルと比べて、周波数効率が倍近く向上できる。また、本発明の実施例に係るプリコーディング行列設計方法は、2つのソースとシンクとの間の総スループットを最大化させるソース、中継ノードの近似最適プリコーディング行列を探し出すことができる。従って、ソースおよび中継ノードの総送信電力が制限される条件で、ソースとシンクとの間の総スループットを最大化させることができ、電力均等配分のプリコーディング行列設計方法と比べて、10%以上のスループット利得を得ることができる。   As described above, the precoding matrix design system and apparatus provided in the embodiments of the present invention considers direct link information and relay link information between a source and a sink in a network topology having relay nodes. Precoding matrix design can be performed. In addition, in the precoding matrix design system according to the embodiment of the present invention, since two mobile terminals can be simultaneously serviced via two orthogonal data channels, one orthogonal data channel is averaged. The goal of serving one source user per can be achieved, and thus frequency efficiency can be improved nearly twice as compared to the conventional single source, single relay and single sink models. In addition, the precoding matrix design method according to the embodiment of the present invention can find an approximate optimum precoding matrix of a source and a relay node that maximizes the total throughput between two sources and sinks. Therefore, it is possible to maximize the total throughput between the source and the sink under the condition that the total transmission power of the source and the relay node is limited, and more than 10% as compared with the precoding matrix design method of the equal power distribution Throughput gain can be obtained.

また、説明すべきものとして、通常、よりよい性能を得るために、中継ノードの移動端末側向けの受信アンテナは無指向性アンテナであるが、eNodeB側向けの送信アンテナは指向性アンテナであり、つまり、一般的に、中継ノードの受信アンテナ利得は送信アンテナ利得より小さい。しかし、比較により、2つの移送端末の距離が比較的に近くて、かついずれも中継ノードから近いが、eNodeBから遠い場合で、中継ノードの移動端末側向けの受信アンテナは指向性アンテナを採用し、eNodeB側向けの送信アンテナは、無指向性アンテナを採用し、または同様に指向性アンテナを採用すると、つまり、より高い利得を有する送信アンテナおよび受信アンテナを採用すると、よりよい性能を得ることを発見することができる。上記の研究に基づき、さらに、上記の実施例に係る方法を改善することができ、例えば、ステップ101を実行するとき、第1ソースからシンクまで、第2ソースからシンクまで、第1ソースから中継ノードまで、第2ソースから中継ノードまで、および、中継ノードからシンクまでのチャネル状態情報Hr1、Hr2、Hd1、Hd2およびHdrを決定して、第1ソース、第2ソースおよび中継ノードのプリコーディング行列を決定した後に、中継ノードの送信アンテナおよび受信アンテナを切り替えて、同じチャネル情報を置き換えてから、再び、第1ソースから中継ノードまで、第2ソースから中継ノードまで、および、中継ノードからシンクまでのチャネル状態情報Hr1’、Hr2’およびHdr’を決定して、このような場合での第1ソース、第2ソースおよび中継ノードのプリコーディング行列を決定する必要がある。その後、スループットに基づいて、性能のよりよい(即ち、総スループットのより大きい)一組のプリコーディング行列を選択して、第1ソース、第2ソースおよび中継ノードにフィードバックする。 Also, as should be explained, in order to obtain better performance, the reception antenna for the mobile terminal side of the relay node is usually an omnidirectional antenna, while the transmission antenna for the eNodeB side is a directional antenna, Generally, the receiving antenna gain of the relay node is smaller than the transmitting antenna gain. However, by comparison, when the distance between the two transport terminals is relatively close and both are close to the relay node but far from the eNodeB, the receiving antenna for the mobile terminal side of the relay node adopts a directional antenna. The transmission antenna for the eNodeB side adopts an omnidirectional antenna, or adopts a directional antenna as well, that is, if a transmission antenna and a reception antenna having higher gain are adopted, better performance is obtained. Can be found. Based on the above research, the method according to the above embodiments can be further improved. For example, when executing step 101, the first source to the sink, the second source to the sink, and the first source to the relay Determine channel state information H r1 , H r2 , H d1 , H d2 and H dr from the second source to the relay node, and from the relay node to the sink, to the first source, the second source and the relay After determining the precoding matrix of the node, switching the transmit and receive antennas of the relay node to replace the same channel information, again from the first source to the relay node, from the second source to the relay node, and the channel state information H r1 from the relay node to the sink ', H r2' to determine and H dr ', thus The first source in the case, it is necessary to determine the precoding matrix of the second source and the relay node. A set of precoding matrices with better performance (ie, greater total throughput) is then selected based on the throughput and fed back to the first source, the second source and the relay node.

上記は、本発明の好ましい実施例にすぎず、本発明を限定するものではない。本発明の精神と原則内で行われる種々の修正、均等置換え、改善などは全て本発明の保護範囲内に含まれるべきである。   The above are only preferred embodiments of the present invention and do not limit the present invention. Various modifications, equivalent replacements, improvements and the like made within the spirit and principle of the present invention should all be included in the protection scope of the present invention.

11 基準信号チャネル割当手段
12 第1基準信号受信手段
13 第1チャネル推定手段
14 プリコーディング行列設計手段
15 プリコーディング行列フィードバック手段
21 第1基準信号チャネル受信手段
22 第2基準信号受信手段
23 第2チャネル推定手段
24 第1基準信号送信手段
25 第1送信プリコーディング行列受信手段
31 第2基準信号チャネル受信手段
32 第2基準信号送信手段
33 第2送信プリコーディング行列受信手段
11 Reference signal channel allocation means 12 First reference signal reception means 13 First channel estimation means 14 Precoding matrix design means 15 Precoding matrix feedback means 21 First reference signal channel reception means 22 Second reference signal reception means 23 Second channel Estimating means 24 First reference signal transmitting means 25 First transmission precoding matrix receiving means 31 Second reference signal channel receiving means 32 Second reference signal transmitting means 33 Second transmission precoding matrix receiving means

Claims (14)

プリコーディング方法であって、
第1ソースからシンクまで、第2ソースからシンクまで、第1ソースから中継ノードまで、第2ソースから中継ノードまで、および、中継ノードからシンクまでのチャネル状態情報をそれぞれ決定し、
第1ソースからシンクまで、第2ソースからシンクまで、第1ソースから中継ノードまで、第2ソースから中継ノードまで、および、中継ノードからシンクまでのチャネル状態情報に基づいて、第1ソース、第2ソースおよび中継ノードのプリコーディング行列をそれぞれ決定し、
決定された第1ソース、第2ソースおよび中継ノードのプリコーディング行列を、それぞれ、第1ソース、第2ソースおよび中継ノードにフィードバックし、
第1ソース、第2ソースおよび中継ノードは、それぞれ、自局のプリコーディング行列に基づいて、送信対象のデータに対してプリコーディングを行う、
ことを含むことを特徴とするプリコーディング方法。
A precoding method,
Determining channel state information from the first source to the sink, from the second source to the sink, from the first source to the relay node, from the second source to the relay node, and from the relay node to the sink;
Based on channel state information from the first source to the sink, from the second source to the sink, from the first source to the relay node, from the second source to the relay node, and from the relay node to the sink, the first source, the second Determine the precoding matrices of the two sources and relay nodes respectively;
Feedback the determined precoding matrices of the first source, the second source and the relay node to the first source, the second source and the relay node, respectively;
Each of the first source, the second source, and the relay node performs precoding on data to be transmitted based on the precoding matrix of the local station.
A precoding method characterized by comprising:
前記第1ソースおよび第2ソースは、それぞれ、第1移動端末および第2移動端末であり、前記シンクは、基地局(eNodeB)である、
ことを特徴とする請求項1に記載のプリコーディング方法。
The first source and the second source are a first mobile terminal and a second mobile terminal, respectively, and the sink is a base station (eNodeB).
The precoding method according to claim 1, wherein:
前記第1ソースからシンクまで、第2ソースからシンクまで、第1ソースから中継ノードまで、第2ソースから中継ノードまで、および、中継ノードからシンクまでのチャネル状態情報をそれぞれ決定することは、
eNodeBが、チャネルの空き状況に基づいて、第1移動端末、第2移動端末および中継ノードのそれぞれに対して基準信号チャネルを割り当て、ここで、第1移動端末、第2移動端末および中継ノードに対して割り当てられた3つの基準信号チャネルが直交しており、
第1移動端末が、自局に割り当てられた基準信号チャネルを介して、第1基準信号を中継ノードおよびeNodeBに送信し、
第2移動端末が、自局に割り当てられた基準信号チャネルを介して、第2基準信号を中継ノードおよびeNodeBに送信し、
中継ノードが、受信された第1基準信号および第2基準信号により、第1移動端末および第2移動端末から中継ノードまでのチャネル状態情報Hr1およびHr2をそれぞれ推定し、
中継ノードが、自局の基準信号チャネルを介して、第3基準信号、Hr1およびHr2をeNodeBに送信し、
eNodeBが、受信された第1基準信号、第2基準信号および第3基準信号に基づいて、第1移動端末、第2移動端末および中継ノードからeNodeBまでのチャネル状態情報Hd1、Hd2およびHdrをそれぞれ推定し、推定された中継ノードからシンクeNodeBまでのチャネル状態情報Hdrに基づいて、第1移動端末および第2移動端末から中継ノードまでのチャネル状態情報Hr1およびHr2を抽出する、
ことを含むことを特徴とする請求項2に記載のプリコーディング方法。
Determining channel state information from the first source to the sink, from the second source to the sink, from the first source to the relay node, from the second source to the relay node, and from the relay node to the sink;
The eNodeB allocates a reference signal channel to each of the first mobile terminal, the second mobile terminal, and the relay node based on channel availability, where the eNodeB assigns the first mobile terminal, the second mobile terminal, and the relay node The three reference signal channels assigned to it are orthogonal,
The first mobile terminal transmits the first reference signal to the relay node and the eNodeB via the reference signal channel assigned to the local station,
The second mobile terminal transmits the second reference signal to the relay node and the eNodeB via the reference signal channel assigned to the local station,
The relay node estimates channel state information H r1 and H r2 from the first mobile terminal and the second mobile terminal to the relay node based on the received first reference signal and second reference signal,
The relay node transmits the third reference signal, H r1 and H r2 to the eNodeB via its own reference signal channel,
Based on the received first reference signal, second reference signal and third reference signal, the eNodeB receives channel state information H d1 , H d2 and H from the first mobile terminal, the second mobile terminal and the relay node to the eNodeB. Each of dr is estimated, and channel state information H r1 and H r2 from the first mobile terminal and the second mobile terminal to the relay node are extracted based on the estimated channel state information H dr from the relay node to the sink eNodeB. ,
The precoding method according to claim 2, further comprising:
前記第1ソースからシンクまで、第2ソースからシンクまで、第1ソースから中継ノードまで、第2ソースから中継ノードまで、および、中継ノードからシンクまでのチャネル状態情報に基づいて、第1ソース、第2ソースおよび中継ノードのプリコーディング行列をそれぞれ決定することは、
第1ソース、第2ソースとシンクとの間の総スループットの最大化を最適化目的として、第1ソース、第2ソースおよび中継ノードのプリコーディング行列を決定する、
ことを含むことを特徴とする請求項1または2に記載のプリコーディング方法。
Based on the channel state information from the first source to the sink, from the second source to the sink, from the first source to the relay node, from the second source to the relay node, and from the relay node to the sink, the first source, Determining the second source and relay node precoding matrices, respectively,
Determining the precoding matrices of the first source, the second source and the relay node for the purpose of optimizing the total throughput between the first source, the second source and the sink;
The precoding method according to claim 1 or 2, further comprising:
第1ソース、第2ソースとシンクとの間の総スループットの最大化を最適化目的として、第1ソース、第2ソースおよび中継ノードのプリコーディング行列を決定することは、
まず、第2ソースの信号を復号化してから、第2ソースの信号を引いた後に、第1ソースの信号を復号化するように、シンクノードの復号化の順序を予め仮定するステップAと、
中継ノードのプリコーディング行列Gを初期化し、
Figure 0006130719
にするステップBと、
Gを固定し、第1ソースとシンクとの間の総スループットを最大化させるように、第1ソースのプリコーディング行列Fを求めるステップCと、
GおよびFを固定し、第2ソースとシンクとの間の総スループットを最大化させるように、第2ソースのプリコーディング行列Fを求めるステップDと、
およびFを固定し、第1ソース、第2ソースとシンクとの間の総スループットを最大化させるように、中継ノードのプリコーディング行列Gを求めるステップEと、
求められたF、FおよびGの値が収束したかどうかを判断し、求められたF、FおよびGの値が収束した場合、求められたF、FおよびGを近似最適解とし、求められたF、FおよびGの値が収束していない場合、ステップCに戻るステップFと、
を含むことを特徴とする請求項4に記載のプリコーディング方法。
Determining the precoding matrix of the first source, the second source and the relay node for the purpose of optimizing the total throughput between the first source, the second source and the sink is:
First, after decoding the second source signal, subtracting the second source signal, and then predetermining the decoding order of the sink nodes so as to decode the first source signal;
Initialize relay node precoding matrix G,
Figure 0006130719
Step B to
Determining a first source precoding matrix F 1 to fix G and maximize the total throughput between the first source and sink;
Determining the second source precoding matrix F 2 to fix G and F 1 and maximize the total throughput between the second source and sink;
Determining F 1 and F 2 and determining a precoding matrix G of the relay node so as to maximize the total throughput between the first source, the second source and the sink;
To determine whether a value of the obtained F 1, F 2 and G has converged, if the value of F 1, F 2 and G obtained has converged, approximating the F 1, F 2 and G obtained the optimum solution, when the value of F 1, F 2 and G obtained has not converged, the step F back to step C,
The precoding method according to claim 4, further comprising:
前記第1ソースのプリコーディング行列Fを求めることは、
Figure 0006130719
ことを特徴とする請求項5に記載のプリコーディング方法。
Determining the first source precoding matrix F 1 is:
Figure 0006130719
The precoding method according to claim 5, wherein:
前記第2ソースのプリコーディング行列Fを求めることは、
Figure 0006130719
ことを特徴とする請求項5に記載のプリコーディング方法。
Determining the second source precoding matrix F 2 is:
Figure 0006130719
The precoding method according to claim 5, wherein:
前記中継ノードのプリコーディング行列Gを求めることは、
Figure 0006130719
ことを特徴とする請求項5に記載のプリコーディング方法。
Obtaining the precoding matrix G of the relay node
Figure 0006130719
The precoding method according to claim 5, wherein:
前記求められたF、FおよびGの値が収束したかどうかを判断することは、求められたF、FおよびGが下記の収束基準
Figure 0006130719
ことを特徴とする請求項5に記載のプリコーディング方法。
It is determined whether the calculated values of F 1 , F 2 and G have converged by determining whether the calculated F 1 , F 2 and G are the following convergence criteria:
Figure 0006130719
The precoding method according to claim 5, wherein:
通信システムであって、
第1ソース、第2ソース、中継ノードおよびシンクを含み、ここで、
前記シンクは、第1ソースからシンクまで、第2ソースからシンクまで、第1ソースから中継ノードまで、第2ソースから中継ノードまで、および、中継ノードからシンクまでのチャネル状態情報をそれぞれ決定し、第1ソースからシンクまで、第2ソースからシンクまで、第1ソースから中継ノードまで、第2ソースから中継ノードまで、および、中継ノードからシンクまでのチャネル状態情報に基づいて、第1ソース、第2ソースおよび中継ノードのプリコーディング行列をそれぞれ決定し、決定された第1ソース、第2ソースおよび中継ノードのプリコーディング行列を、それぞれ、第1ソース、第2ソースおよび中継ノードにフィードバックし、
前記第1ソース、第2ソースおよび中継ノードは、それぞれ、自局のプリコーディング行列に基づいて、送信対象のデータに対してプリコーディングを行う、
ことを特徴とする通信システム。
A communication system,
Including a first source, a second source, a relay node and a sink, wherein
The sink determines channel state information from the first source to the sink, from the second source to the sink, from the first source to the relay node, from the second source to the relay node, and from the relay node to the sink, respectively. Based on channel state information from the first source to the sink, from the second source to the sink, from the first source to the relay node, from the second source to the relay node, and from the relay node to the sink, the first source, the second Determining two source and relay node precoding matrices respectively, and feeding back the determined first source, second source and relay node precoding matrices to the first source, second source and relay node, respectively;
Each of the first source, the second source, and the relay node performs precoding on data to be transmitted based on a precoding matrix of the local station.
A communication system characterized by the above.
前記シンクは、基地局(eNodeB)であり、前記第1ソースおよび第2ソースは、それぞれ、第1移動端末および第2移動端末である、
ことを特徴とする請求項10に記載の通信システム。
The sink is a base station (eNodeB), and the first source and the second source are a first mobile terminal and a second mobile terminal, respectively.
The communication system according to claim 10.
基地局(eNodeB)であって、
チャネルの空き状況に基づいて、第1移動端末、第2移動端末および中継ノードのそれぞれに対して基準信号チャネルを割り当て、ここで、第1移動端末、第2移動端末および中継ノードに対して割り当てられた3つの基準信号チャネルが直交している基準信号チャネル割当手段と、
第1移動端末、第2移動端末および中継ノードが各自の基準信号チャネルを介して送信した第1基準信号、第2基準信号および第3基準信号を受信する第1基準信号受信手段と、
第1基準信号、第2基準信号および第3基準信号に基づいて、第1移動端末、第2移動端末および中継ノードからeNodeBまでのチャネル状態情報Hd1、Hd2およびHdrをそれぞれ推定し、推定された中継ノードからシンクeNodeBまでのチャネル状態情報Hdrに基づいて、第1移動端末および第2移動端末から中継ノードまでのチャネル状態情報Hr1およびHr2を抽出する第1チャネル推定手段と、
第1移動端末からeNodeBまで、第2移動端末からeNodeBまで、第1移動端末から中継ノードまで、第2移動端末から中継ノードまで、および、中継ノードからeNodeBまでのチャネル状態情報に基づいて、第1移動端末、第2移動端末および中継ノードのプリコーディング行列をそれぞれ決定するプリコーディング行列設計手段と、
決定された第1移動端末、第2移動端末および中継ノードのプリコーディング行列を、それぞれ、第1移動端末、第2移動端末および中継ノードにフィードバックするプリコーディング行列フィードバック手段と、
を含むことを特徴とする基地局。
A base station (eNodeB),
A reference signal channel is assigned to each of the first mobile terminal, the second mobile terminal, and the relay node based on the channel availability, and is assigned to the first mobile terminal, the second mobile terminal, and the relay node. A reference signal channel allocating means in which the three reference signal channels are orthogonal,
First reference signal receiving means for receiving the first reference signal, the second reference signal and the third reference signal transmitted by the first mobile terminal, the second mobile terminal and the relay node via their reference signal channels;
Estimating channel state information H d1 , H d2 and H dr from the first mobile terminal, the second mobile terminal and the relay node to the eNodeB based on the first reference signal, the second reference signal and the third reference signal, First channel estimation means for extracting channel state information H r1 and H r2 from the first mobile terminal and the second mobile terminal to the relay node based on the estimated channel state information H dr from the relay node to the sink eNodeB; ,
Based on the channel state information from the first mobile terminal to the eNodeB, from the second mobile terminal to the eNodeB, from the first mobile terminal to the relay node, from the second mobile terminal to the relay node, and from the relay node to the eNodeB, Precoding matrix design means for determining precoding matrices of one mobile terminal, second mobile terminal and relay node,
Precoding matrix feedback means for feeding back the determined precoding matrices of the first mobile terminal, the second mobile terminal and the relay node to the first mobile terminal, the second mobile terminal and the relay node, respectively;
A base station comprising:
中継ノードであって、
自局に対して基地局(eNodeB)が割り当てた基準信号チャネルを受信する第1基準信号チャネル受信手段と、
第1移動端末および第2移動端末が各自の基準信号チャネルを介して送信した第1基準信号および第2基準信号を受信する第2基準信号受信手段と、
第1基準信号および第2基準信号に基づいて、第1移動端末および第2移動端末から中継ノードまでのチャネル状態情報Hr1およびHr2をそれぞれ推定する第2チャネル推定手段と、
自局の基準信号チャネルを介して、自局の基準信号、並びに、第1移動端末および第2移動端末から中継ノードまでのチャネル状態情報Hr1およびHr2をeNodeBに送信する第1基準信号送信手段と、
eNodeBからフィードバックされた自局のプリコーディング行列を受信し、自局のプリコーディング行列に基づいて、送信対象のデータに対してプリコーディングを行う第1送信プリコーディング行列受信手段と、
を含むことを特徴とする中継ノード。
A relay node,
First reference signal channel receiving means for receiving a reference signal channel assigned by the base station (eNodeB) to the own station;
Second reference signal receiving means for receiving the first reference signal and the second reference signal transmitted by the first mobile terminal and the second mobile terminal via their respective reference signal channels;
Second channel estimation means for estimating channel state information H r1 and H r2 from the first mobile terminal and the second mobile terminal to the relay node based on the first reference signal and the second reference signal, respectively;
First reference signal transmission for transmitting the reference signal of the own station and the channel state information H r1 and H r2 from the first mobile terminal and the second mobile terminal to the relay node to the eNodeB via the reference signal channel of the own station Means,
first transmission precoding matrix receiving means for receiving the precoding matrix of the own station fed back from the eNodeB and precoding the data to be transmitted based on the precoding matrix of the own station;
A relay node characterized by including:
移動端末であって、
自局に対して基地局(eNodeB)が割り当てた基準信号チャネルを受信する第2基準信号チャネル受信手段と、
自局の基準信号チャネルを介して、自局の基準信号を中継ノードおよびeNodeBに送信する第2基準信号送信手段と、
eNodeBからフィードバックされた自局のプリコーディング行列を受信し、自局のプリコーディング行列に基づいて、送信対象のデータに対してプリコーディングを行う第2送信プリコーディング行列受信手段と、
を含むことを特徴とする移動端末。
A mobile terminal,
Second reference signal channel receiving means for receiving a reference signal channel assigned by the base station (eNodeB) to the own station;
A second reference signal transmitting means for transmitting the reference signal of the local station to the relay node and the eNodeB via the reference signal channel of the local station;
second transmission precoding matrix receiving means for receiving the precoding matrix of the own station fed back from the eNodeB and precoding the data to be transmitted based on the precoding matrix of the own station;
A mobile terminal comprising:
JP2013090447A 2012-04-28 2013-04-23 Precoding method, system and apparatus Active JP6130719B2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210133374.1A CN103379064B (en) 2012-04-28 2012-04-28 A kind of method for precoding, system and device
CN201210133374.1 2012-04-28

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2013232890A JP2013232890A (en) 2013-11-14
JP6130719B2 true JP6130719B2 (en) 2017-05-17

Family

ID=49463632

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013090447A Active JP6130719B2 (en) 2012-04-28 2013-04-23 Precoding method, system and apparatus

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP6130719B2 (en)
CN (1) CN103379064B (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107786474A (en) * 2017-11-02 2018-03-09 中国传媒大学 A kind of channel estimation methods based on the models of Tucker 2 in MIMO relay system
WO2024000526A1 (en) * 2022-06-30 2024-01-04 北京小米移动软件有限公司 Precoding method and apparatus

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102088305A (en) * 2005-02-18 2011-06-08 松下电器产业株式会社 Wireless communication method, relay station apparatus, and wireless transmitting apparatus
CN101106807B (en) * 2006-07-12 2012-04-11 株式会社Ntt都科摩 A cellular network based on relay and space division duplex communication method
CN101626353B (en) * 2008-07-07 2012-01-25 上海华为技术有限公司 Method, equipment and system for data communication
CN101662320B (en) * 2008-08-25 2014-04-30 华为技术有限公司 Precoding method and device and communication system
KR101513528B1 (en) * 2008-12-04 2015-04-21 삼성전자주식회사 Method Apparatus and System for transmit data in multi hop relay system
CN101478814B (en) * 2009-01-08 2011-04-13 上海交通大学 Combined pre-coding and power distribution method in multicast network based on network coding
US20100239032A1 (en) * 2009-03-20 2010-09-23 Industrial Technology Research Institute System and method for precoding and data exchange in wireless communication
CN102461302B (en) * 2009-06-25 2014-08-20 株式会社日立制作所 Base station, wireless communication system, wireless resource allocating method, and wireless communicating method
CN102035585B (en) * 2009-09-28 2015-03-11 华为技术有限公司 Pre-coding method, communication device and relay device in cooperative relay system
JP5462144B2 (en) * 2010-12-10 2014-04-02 株式会社Nttドコモ Radio relay station apparatus, radio base station apparatus, and radio communication method
CN103249057A (en) * 2012-02-03 2013-08-14 株式会社Ntt都科摩 Data transmission method and system as well as relay station
CN103369646A (en) * 2012-04-01 2013-10-23 上海交通大学 Power distribution method, system and device

Also Published As

Publication number Publication date
CN103379064B (en) 2018-04-20
CN103379064A (en) 2013-10-30
JP2013232890A (en) 2013-11-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101568291B1 (en) Terminal device and base station and operating method of the terminal device
Xu et al. Performance enhanced transmission in device-to-device communications: Beamforming or interference cancellation?
KR101524689B1 (en) Communication system of selectively feedbacking information about inteference channels for inteference alignment and method for operating the system
EP2936699B1 (en) Mobile device assisted coordinated multipoint transmission and reception
CN101931442B (en) Method and device for information indication
JP2011520338A (en) Collaborative MIMO using sounding channel in multi-cell environment
JP2011509571A (en) Coordinated multiplex I / O signal transmission / reception method
JP5685217B2 (en) Wireless communication system, wireless base station, and mobile terminal
WO2013163859A1 (en) Mimo wireless communication system, transmission method and device
JP2012503417A (en) Architecture that supports multiple-input multiple-output wireless communication across the entire network in the uplink
JP2013214974A (en) Power allocation method, system, and apparatus
US10511366B2 (en) Signaling transmission method and device for multiple-input multiple-output system
EP3314772B1 (en) A multiple access method in a massive mimo system
WO2019154259A1 (en) Wireless communication method and device in base station and user equipment
EP3753344A1 (en) Apparatuses, methods and computer programs for implementing fairness and complexity-constrained a non-orthogonal multiple access (noma) scheme
US9059752B2 (en) Multicellular cooperative communications in a decentralized network
JP2017532892A (en) Apparatus, method and computer program for mobile communication system comprising base station transceiver and mobile transceiver
WO2011035728A1 (en) Precoding method in cooperative relay system, communication apparatus and relay apparatus
JP6130719B2 (en) Precoding method, system and apparatus
CN102545982B (en) Relay cooperative transmission based linear precoding method for downlink broadcasting channel
Aredath et al. Optimal power allocation for maximizing the energy efficiency of NOMA enabled full-duplex coordinated direct and relay transmission (CDRT) system with SWIPT
Sharma et al. Performance analysis of non-orthogonal multiple access over orthogonal multiple access
Liu et al. Fronthaul-aware design for cloud radio-access networks
KR101737834B1 (en) Method and apparatus of transmitting multiple data streams in mimo relay communication system
WO2015154295A1 (en) Downlink scheduling method and device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20160422

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20170313

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: 20170328

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20170414

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6130719

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

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