TW419911B - Self-interference cancellation for relayed communication networks - Google Patents

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經濟部中央橾率局員工消费合作社印裝 Λ * a ,··- r : i 'n A7 ___B7_五、發明説明（1 ) 相關專利之前後對照 本發明係根據1 9 9 5年8月1曰所申請之美國專利 申請案，序號08/520，868，命名爲“兩分離之 延遲式通訊的干擾之取消”，而公告於1 9 9 7年1月 21日之美國專利案號5 ，596 ，439之延伸案，該 美國專利案將結合於本文供參考。公告少於一年於本申請 案之申請日期之前的該先期專利爲相同於本申請案之發明 者，因此在3 5U · S . C§ 102之下，對於本申請案 而Η並非習知技術。 發明背景 本發明有關一種射頻或光學通訊系統，其中一中繼站 係用來在網路群中促成通訊，且更特別地有關一種允許更 有效地使用現行頻道資源之改良。 在一利用第三者中繼站之諸實體分離式裝置之網路中 的射頻或光學通訊係描繪於第1圖之中。該中繼站1 0從 各使用者裝置1 2 ，1 4，1 6 ...........1 8接收信號 S ! > S 2 * S 3 > .........及/或S Ν且典型地在一偏移自接 收之頻道的頻道再發射合成之所接收信號S】+ S2 + S3 + ......... 回到所有使用者裝置1 2，1 4，1 6，…… …，1 8。兩個實例係： 1 .在地面終端機（陸地，空運，或船上）之網路中 利用不處理之“彎管”轉發器之衛星通訊； 2·在終端機之網路中利用一中繼無線電來連接它們 裝 訂 線 (請先聞讀背面之注意事項再填窝本頁) 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4*l格（210X297公釐） -4 - 4 1 9^1 1 A7 _____B7________ 五、發明説明（2 ) 之地面視線之無線電通訊（諸如，在一範圍受限之航空器 或一無線電塔台之中）。 典型地，該中繼資源係利用任一熟知之多重接達技術 ，諸如頻率畫分之多重接達（FDMA)，時間畫分之多 重接達（TDMA)，密碼畫分之多重接達（CMDA) ，或利用一或更多該等技術組合之混合式，予以共用。在 各該等技術中，該中繼資源係有效地頻道化，使得接收器 可藉一特定之密碼，在一特定之時間處，或其若干組合而 調諧於一特定之頻率上，來隔離一特殊之接收信號於所有 其他者。爲簡化起見，雖然該裝置可使用於TDMA， C D Μ A，或混合式發射接收技術，但下文之討論將根據 F D Μ A技術。 通常地，該等使用者裝置或該等網路站之一（或更多 )係比其他者更具能力於可在較高功率處發射更寬之頻帶 寬度信號及同時地接收及處理來自多個來源之低功率信號 。在此等網路中，較具能力之站1 2通常稱爲“輪軸”而 較不具能力之站1 4 ，1 6 ，1 8 ..........則稱爲“輪輸 ”。該等通訊頻道係由一用於自該輪軸12至所有輪輻 1 4，1 6 ，1 8 .........之發射之寬頻帶寬度之頻道及用 於自各該等輪輻1 4，1 6 ，1 8 ..........至該輪輻1 2 之發射之多個較小頻帶寬度之頻道所組成之此一網路。 第2圖顯示一組與以頻率範圍所分離之輪軸及輪輻網 路相結合之N信號。在此例中，使用者1係該輪軸1 2， 而使用者2至N則爲該等輪輻1 4，1 6 ，1 8.......... I--------^-------- ------練 (請先閲讀背面之注項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） -5 - 經濟部中央標準局貝工消费合作社印装 _B7_^五、發明説明（3 ) 。由使用者1所發射之信號Si具有fiHz (赫茲）之中 心頻率及，！？！ z之頻帶寬度；由使用者2所發射之信號 S2具有ί 2H z之中心頻率及W2H z之頻帶寬度；及類 似者供所有在該網路中之N使用者。具備該F DMA方法 ，支持來自該網路中之所有使用者之同時發射所需之總頻 帶寬度係當所有中繼之信號係指定於非重疊頻帶寬度時個 別頻帶寬度（Wi+Ws. ......... + W«) Η z之總和，因 此，該中繼之頻帶寬度限制了使用者之數目。雖此係許多 使用者中之中繼資源之直接分隔，但在最有效之使用時並 非必要的。 所需要的是一種機構，可更有效地使用現行之頻道資 源以支持中繼之通訊於一具有相異能力之射頻或光學終端 機之網路中。更特定地，所需要的是一種改良，其係無關 於使用中之多重接達技術，無關於該系統之調變及編碼， 且無關於任何資料壓縮技術或在中繼站處用於特殊裝置之 需。 發明槪述 根據本發明，所提供之通訊網路係由兩種連接形式所 組成，其中一連接係一來源所發射之信號取消於與發射器 結合之接收器處，使得所要之接收信號可抽取自一合成之 接收信號，而具備由該中繼站所中繼之來源所發射之信號 與來自一或更多其他使用者之所要之接收信號加上另外之 雜訊所組成之合成之接收信號；以及另一其中並無取消會 ----------裝--------^訂------線 (讀先聞讀背面之注意事項-¾填寫本頁) 本紙張尺度遥用中國固家標準（CNS > A4規格（210X297公釐） -6 - 經濟部中央標準局負工消費合作社印裝 1 9 91 1 « A7 __B7_五、發明説明（4 ) 執行於該接收之合成信號之連接。 本發明利用此事實，即，較具能力之使用者知道其來 源所發射信號之先前的確實結構，而可評估該頻道特性於 中繼站與其本身之間，且由較不具能力之使用者所發射的 信號在功率上比由較具能力之使用者所發射的信號有效地 低。 諸如揭示於申請人之美國專利第5 ，596 ，439 中之一種位於較具能力之站的裝置利用此知識來協助評估 •至及自中繼站之往返傳輸之延遲；以及 •所中繼之來源信號對先前已知之來源信號之相關信 號振幅，載波頻率及相位（若可應用於所選擇之調變波形 時）。 一旦在較具能力之傳送站之處的裝置已確定該等參數 時，則可從來自該中繼站之合成中繼（下行連接）信號減 去該已知之先前所發射之信號的時間調整，頻率調整’相 位調整及振幅調整之型式，而所餘之信號含有所要的來自 其他使用者之信號，加上由於通訊頻道之添加的雜訊’加 上由時間，相位，頻率，及振幅之其餘之失調所造成之錯 誤信號。 本發明將在檢閱圖式及所附之技術說明時呈更明顯。 圖式簡單說明 第1圖係一圖示，描縮一中繼之通訊網路的結構及操 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -7 - I---------^------~、訂------^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} 翅濟部中央棣準局WT工消費合作'社印t 1 99彳ί壙 Α7 Β7 五、發明説明（5 ) 作； 第2圖係一圖示，描繪一種網路式通訊形式所需之頻 帶寬度； 第3圖係一圖示，描縮用於具有本發明之網路式通訊 所需之頻帶寬度； 第4圖係使用於較具能力之網路站處之本發明一實施 例之方塊圖；以及 第5圖係使用於較不具能力之網路站處之本發明一實 施例之方塊圖。 主要元件對照表 1 0 :中繼站， 12，14，16，18，100:使用者裝置， 1 0 2 :發射天線， 1 0 4 :發射器， 106:單頻道調變器， 108:接收天線’ 110:接收器， 112:干擾取消器， 1 1 4 :多頻道解調器， 1 1 6 :單頻道解調器， 1 2 0 :標準副系統， 1 2 2 :接收副系統。 較佳實施例之說明 第3圖係一圖示*描縮根據本發明之網路通訊所需之 頻帶寬度。信號S2，S3，S4.......... ’及/或SN係在 相同於較具能力之使用者裝置之較寬廣頻帶3 i的頻譜區之 內發射，因此本發明之特殊益處在於藉重疊往外之使用者 本紙張尺度適用中國國家梯準（CNS > A4規格（210X297公釐） -8 - (請先鬩讀背面之注^項再填寫本頁) -裝- 419 911 A7 B7 五、發明説明（6 ) 信號而增加現有頻帶寬度之實用性°利用本發明，許多較 不具能力之使用者裝置可發射信號至較具能力之使用者裝 置，而該較具能力之使用者裝置同時地可在相同之頻帶寬 度之內發射其（合成的）信號。所以由信號群所占有之最 終之總頻帶寬度少於習知之頻率畫分之多工架構所需之總 頻帶寬度，因而開放了供其他使用者用之頻帶寬度。根據 本發明，起始一信號之較具能力之裝置具有其本身之來源 信號的知識而能評估頻道之特性，使其可解讀所接收之信 號於其接收頻譜之內。此外，該等信號之非同步本質（典 型地，具備該較具能力之裝置的功率及頻譜係極大於任何 一其他之信號）意謂著，在該等較不具能力之裝置處並不 需要該等較不具能力之裝置之來源信號的取消，以便解讀 由該較具能力之裝置所初始之下行連接的合成信號。 同時，本發明可應用於其中該中繼資源係利用 TDMA，CDMA，或混合型多重接達技術予以頻道化 之諸系統，而不僅僅在用於描繪性目的之其中該中繼資源 係利用頻率頻道化來分隔之F D Μ A技術。在此例中，由 較具能力之使用者裝置所發射之信號係指定該頻道資源之 較大部分於該較具能力之使用者裝置，同時接著以重疊之 方式來指定該頻道資源於多個較不具能力之使用者裝置所 發射之信號。 根據本發明之系統僅需一自我干擾之取消裝置於該較 具能力之使用者裝置唯一處，而無需在該網路中之每一使 用者裝置處。 1.--------^------^ίτ------^ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS > Α4規格（2丨0X297公釐） -9 - 經濟部争央標準局負工消費合作社印製 41 991 1 ^ A7 B7 五、發明説明（7 ) 本發明可經由硬體，韌體或軟體來實施，且更特別地 以數位式信號處理之硬體，韌體或軟體來實施。同時，可 大部分地以類比（線性）硬體予以實施。如第4圖所描繪 ，可認知本發明能擔任現行通訊裝置之增強者，而本發明 實施之選擇則將根據特殊之應用。各裝置1 〇 〇具有一發 射天線1 0 2或等效之信號發射體，一發射器1 0 4，一 單頻道調變器10 6，一接收天線10 8，一接收器 1 1 0，一干擾取消器1 1 2及一多頻道解調器1 1 4。 該發射天線1 0 2指示一來源信號S 1至中繼站D該單頻 道調變器1 0 6起始該來源信號。透過接收天線1 〇 8， 該接收器110接收合成信號S〆 + S2+S3 + .........

Sh(含有中繼之來源信號sr )。根據本發明，該干擾 取消器112比較一代表該合成信號31’+52+33+ •........ S n之信號且根據S i ’之特性之最佳推測與代表 S i之信號之先前知識來減去一代表中繼之來源信號S τ’ 之信號，而獲得一代表S2 + S3 + ......... SN之信號（爲 此處描繪性之目的，假設在S i與S ! ’之間僅有很少或沒 有差異，除非該差異可容易地說明之外）。該多頻道解調 器1 1 4從代表各所恢復之信號S2，S3.......... SN來 恢復所要之資訊。 此裝置僅需使用於該具能力之使用者裝置1 2唯一處 (第1圖）。如第5圖中所示，該較不具能力之使用者裝 置可使用標準之副系統1 2 0，1 2 2以用於傳送及接收 信號。特別地，該標準副系統1 2 0含有一單頻道解調變 I 批参 Li I n . . 線 (錆先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS > A4規格（210X297公釐） -1〇 - A7 經濟部中央標準局貝工消費合作社印裝 B7__五、發明説明（8 ) 器106，一發射器104及一天線102 :該標準副系 統122含有一天線108，一接收器1 10及一唯一單 頻道解調器1 1 6，其中並無配置係作成供傳遞該單頻道 調變器1 0 6之輸出到該接收副系統1 2 2之任一級之內 用。可使用種種發射架構，諸如單側頻帶或雙側頻帶之抑 制式載波發射之諸抑制式載波發射係可適用之發射架構。 較具能力之裝置可發射一前導音調或信號於一諸如ί 2 (第 3圖）之頻率上以協助信號之恢復。抑制式載波發射之架 構對於是否前導信號係抑制式載波型之前導信號的同步有 利。在時間畫分（TDMA)之系統中，可在一預先指定 之時間槽期間限制各該等裝置發射。分散式頻譜之技術亦 可根據本發明來使用，而產生處理上之增益。 槪言之，本發明包含一種技術用於例如無線電或光學 之中繼式電磁通訊網路。在透過一諸如衛星轉發器或地面 重複器之中繼站的許多裝置中，包含下列步驟：產生一來 源信號之片斷於一較具能力之裝置處；儲存該來源信號之 片斷的表示於例如一延遲裝置中；評估一從該裝置至該中 繼站之往返路徑之頻道特性來獲得諸補償參數；發射該來 源信號之片斷至該中繼站，其中所有信號均爲中繼；在各 裝置處接收一來自該中繼站之合成信號之片斷，其中該合 成信號之片斷含有一來自該網路中各發射裝置之來源信號 之表示的複製：利用該等補償參數來修飾所儲存之表示， 以獲得一取消信號；以及從該合成信號之片斷減去該取消 信號以恢復所要之信號，該等所要之信號係來自其他裝置 I---------t------IT------線 (請先閲讀背面之注意事項爿填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -11 - 41991 1 1 A7 B7 五、發明説明（9 ) 之來源信號之片斷。 該方法可使用於一第一共用發射頻率之頻道上之發射 及一第一共用接收頻率之頻道上之接收，使頻帶寬度之實 用性最佳化。同時，該方法可分別地使用於共用時間槽及 分散式密碼之時間畫分之多重接達系統或密碼畫分之多重 接達系統之中。 本發明已參照諸特定實施例予以解說，其他實施例對 於該等熟習於本項技術者而Η將爲明顯的。因此，除了由 附錄之申請專利範圍所示之外，並未意圖限制本發明。 —裝 I I I I訂I I 線 (請先閎讀背面之;±^^項男填寫本頁) 經濟部中央樣準局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（21〇Χ297公釐） .j2 .

Claims (1)

1. 4 ϋ S911 ：m A8 B8 C8 D8 M濟部中央榇準局員工消費合作社印聚 六、申請專利祀圍 1 . 一種在複數發訊裝置中透過中繼站以用於中繼式 電磁通訊網路之方法，包含下列步驟： 在各該發訊裝置處產生一來源信號之片斷； 儲存該來源信號之片斷於該等發訊裝置之一第一者之 處當作一儲存之片斷，該第一者具有信號評估及信號取消 之設施； 評估至該中繼站之一往返路徑之諸頻道特性以獲得用 於該等發訊裝置之該第一者之諸補償參數； 從各該等發訊裝置發射該來源信號之片斷至該中繼站 ， 在各該等發訊裝置處接收一來自該中繼站之合成信號 之片斷，該合成信號之片斷含有表示來自各該等裝置之該 來源信號； 在該等發訊裝置之該第一者之處利用該等補償參數來 修飾該儲存之片斷，以獲得一用於該等發訊裝置之該第一 者之取消信號；以及 在該等發訊裝置之該第一者之處自該合成信號之片斷 減去該取消信號以恢復所要之諸信號，其中所要之該等信 號係表示來自其他諸裝置之諸來源信號之片斷。 2 .如申請專利範圍第1項之方法，其中各該發訊裝 置在一第一共用上行連接頻道上發射而在一第二共用之下 行連接頻道上接收，其中發射係一抑制式載波型發射。 3 .如申請專利範圍第2項之方法，其中該等發訊裝 置之該第一者發射一第一前導信號於一第一頻率之上·^ ---------^-- (請先閲讀背面之注意事填寫本頁) 訂 線 本紙張尺度逍用中國國家標率（CNS )八4規格（210X25»7公釐）· 13 · 4 1 991 t ^ A8 B8 C8 D8 經濟部中央標準局員工消費合作社印装 t、申請專利範園 4 .如申請專利範圍第1項之方法，其中各該發訊裝 置在一第一共用之上行連接時間槽中發射而在一共用之下 行連接時間槽中接收’其中發射係一抑制式載波型發射。 5 ‘如申請專利範圍第1項之方法，其中各該裝置發 射一採用一共用分散式密碼之分散式頻譜信號。 6 · —種在複數發訊裝置中透過中繼站以用於中繼式 電磁通訊網路之系統，包含： 在各該發訊裝置處用以產生一來源信號之片斷的裝置 在各該發訊裝置處用以發射該來源信號之片斷至該中 繼站之裝置； 在各該發訊裝置處用以接收來自該中繼站之該來源信 號之片斷的裝置； 用以儲存該來源信號之片斷於該等發訊裝置之一第一 者處當作一儲存之片斷的裝置； 在該等發訊裝置之該第一者處用以評估至該中繼站之 一往返路徑之諸頻道特性以獲得用於該等發訊裝置之該第 一者之諸補償參數； 在該等發訊裝置之該第一者處用以接收一來自該中繼 站之合成信號之片斷的裝置，其中該合成信號之片斷含有 表示來自各該等裝置之該來源信號； 在該等發訊裝置之該第一者處用以利用該等補償參數 來修飾該儲存之片斷，以獲得一用於該等發訊裝置之該第 一1者之取消信號的裝置，以及 本紙張尺度逋用中國0家標準（CNS ) A4规格（210X297公釐） 14 - ----------裝-- 1 (請先閣讀背面之注意事穿 '填寫本頁) 、tT 419911 ^ A8 BS C8 D8 六、申請專利範圍 在該等發訊裝置之該第一者處用以自該合成信號之片 斷減去該取消信號來恢復所要之諸信號的裝置，其中所要 之該等信號係表示來自其他諸裝置之諸來源信號之片斷。 7 .如申請專利範圍第6項之系統，其中各該發訊裝 置在一第一共用之上行連接頻道上發射而在一第二共用之 下fr連接頻道上接收’其中發射係一抑制式載波型發射。 8 .如申請專利範圍第7項之系統，其中該等發訊裝 置之該第一者發射一第一前導信號於一第一頻率之上。 9 ·如申請專利範圍第6項之系統，其中各該發訊裝 置在一第一共用之上行連接時間槽中發射而在一共用之下 行連接時間槽中接收’其中發射係一抑制式載波型發射。 1 〇 ·如申請專利範圍第6項之系統，其中各該裝置 發射一採用一共用分散式密碼之分散式頻譜信號。 (請先，閲讀背面之注意事^「填寫本1') 經濟部中央橾準局員工消費合作社印製 本紙張尺度埴用中國®家標準（CNS ) A4規格（210X29?公釐）-15 ·