(57)【要約】      （修正有）【課題】マルチユーザ協調通信ネットワーク及び方法を提供する。【解決手段】ＩＭＴ（International Mobile Telecommunications）−Ａｄｖａｎｃｅｄ  ４Ｇネットワーク内のソースノードが、チャネル符号を用いて、アップリンクチャネル上で中継ノード及びＢＳにデータを送信する。中継ノードは各ソースノードから受信されたデータを独立して復号化し、正確に復号化されたデータにネットワーク符号化を適用して、符号化されたデータをＢＳに送信する。ＢＳは、ソースノード及び中継ノードによって協調して送信される符号化されたデータを、ターボ復号化過程によって復号化する。各ソースノードからのデータは、軟入力軟出力単一ユーザ復号器によって復号化され、中継ノードからのデータと共に、軟入力軟出力マルチユーザ復号器によって復号化される。【選択図】図１
2010239615.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１組のソースノードを含む、無線ＩＭＴ（International Mobile Telecommunications）−ａｄｖａｎｃｅｄ  ４Ｇネットワークであって、
該１組のソースノードはチャネル符号を用いてアップリンクチャネル上でデータを送信し、
該ネットワークは、中継ノードを備え、
該中継ノードは、
受信機と、
１組の復号器であって、前記データを送信する前記ソースノード毎に１つの復号器があり、前記データはチャネル符号化され、該復号器はそれぞれ、前記ソースノードから受信されたデータが正確に復号化されるか否かを判断する、１組の復号器と、
前記正確に復号化されたデータを符号化するように構成されるネットワーク符号器であって、該ネットワーク符号器はそれぞれ、２値有限体に関する可逆行列を用いて、前記正確に復号化されたデータを符号化する、ネットワーク符号器と、
前記ネットワーク符号化されたデータを送信するように構成される送信機と
を備えるネットワーク。
【請求項２】
前記ネットワークは、宛先ノードをさらに備え、
該宛先ノードは、
受信機と、
前記１組のソースによって送信される前記チャネル符号化されたデータと、前記中継ノードによって送信される前記ネットワーク符号化されたデータとを合成するように構成されるマルチプレクサと、
前記ネットワーク符号化されたデータを復号化するように構成されるマルチユーザ復号器と、
前記各ソースに従って前記合成されたデータを分離して、該ソース毎に復号化データを生成するように構成されるデマルチプレクサと、
１組の軟入力軟出力復号器であって、別個の復号化されたデータ毎に１つの軟入力軟出力がある、１組の軟入力軟出力復号器と、
前記軟入力軟出力復号器毎に１つの硬判定を生成するように構成される、該軟入力軟出力復号器毎の１つのしきい値検出器とを備える、請求項１に記載のネットワーク。
【請求項３】
前記１組のソースノードは、チャネル符号を用いて同時に送信する、請求項１に記載のネットワーク。
【請求項４】
前記各ソースノードからのデータはチャネル復号化され、正確に復号化されたかが判断される、請求項１に記載のネットワーク。
【請求項５】
前記各軟入力軟出力復号器は、前記マルチユーザ復号器のための事前情報を生成する軟入力軟出力単一ユーザ復号器である、請求項２に記載のネットワーク。
【請求項６】
前記各軟入力軟出力復号器は、単一ユーザ復号器のための事前情報を生成する軟入力軟出力マルチユーザ復号器である、請求項２に記載のネットワーク。
【請求項７】
前記各軟入力軟出力単一ユーザ復号器は、前記マルチユーザ復号器から事前情報を受信し、該事前情報を対数尤度比から差し引いて、前記マルチユーザ復号器のための前記事前情報としての役割を果たす外部情報を生成する、請求項５に記載のネットワーク。
【請求項８】
前記各軟入力軟出力マルチユーザ復号器は、前記単一ユーザ復号器から事前情報を受信し、該事前情報を生成された対数尤度比から差し引いて、前記単一ユーザ復号器のための前記事前情報としての役割を果たす外部情報を生成する、請求項６に記載のネットワーク。
【請求項９】
前記軟入力軟出力マルチユーザ復号化及び前記軟入力軟出力単一ユーザ復号化は、情報を交換しながら交互に反復的に動作する、請求項２に記載のネットワーク。
【請求項１０】
前記ソースノードは同じチャネル符号を使用し、前記データは協調のために前記中継ノードにおいてネットワーク符号化される、請求項１に記載のネットワーク。
【請求項１１】
前記ソースノードは異なるチャネル符号を使用し、前記データは協調のために前記中継ノードにおいてネットワーク符号化される、請求項１に記載のネットワーク。
【請求項１２】
協調するソースノードは同じチャネル符号を有し、前記データは、ネットワーク符号化後に、同じ軟入力軟出力単一ユーザ復号器を用いてチャネル復号化される、請求項２に記載のネットワーク。
【請求項１３】
事前情報を用いて、系統的データ及びパリティデータを得るために、前記受信されたデータから外部情報が抽出される、請求項９に記載のネットワーク。
【請求項１４】
前記ソースノードが前記協調送信に加わることを可能にする手段をさらに備える、請求項１に記載のネットワーク。
【請求項１５】
１組のソースノード、中継ノード及び基地局（ＢＳ）を含む、無線ＩＭＴ（International Mobile Telecommunications）−ａｄｖａｎｃｅｄ  ４Ｇネットワークにおいて通信するための方法であって、該１組のソースノードは、チャネル符号を用いて、アップリンクチャネル上で前記中継ノード及び前記ＢＳにデータを送信し、
前記チャネル符号化されたデータを、前記中継ノードにおいて、前記ソースノード毎に独立して復号化すること、
前記正確に復号化されたデータにネットワーク符号化を適用すること、
前記ＢＳに前記ネットワーク符号化されたデータを送信すること、及び
前記ＢＳにおいて、１組の単一ユーザ復号器を用いて前記各ソースノードによってチャネル符号化されたデータを復号化し、マルチユーザ復号器を用いて前記中継ノードによってネットワーク符号化されたデータを復号化すること
を含む、無線ＩＭＴ−Ａｄｖａｎｃｅｄ  ４Ｇネットワークにおいて通信するための方法。
【請求項１６】
前記ネットワーク符号化は、２値有限体に関する可逆行列を用いる、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記１組のソースノードは同時に送信する、請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
前記各単一ユーザ復号器及び前記マルチユーザ復号器は、最大事後確率復号化を用いる、請求項１５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は包括的には無線中継ネットワークに関し、より詳細には、ＩＭＴ−Ａｄｖａｎｃｅｄネットワークを含む、４Ｇ無線ネットワーク通信ネットワークにおけるアップリンクに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＭＴ−Ａｄｖａｎｃｅｄ  ４Ｇ無線通信ネットワーク
ＩＭＴ（International Mobile Telecommunications）−ａｄｖａｎｃｅｄネットワークは、４Ｇ無線通信に関するＩＴＵ−Ｒ（国際電気通信連合無線通信部門）の最新の成果である。１つの目標は、ネットワークをあまり複雑にしないことを前提として、Ｈｚ当たり１５ビット／秒（ｂｐｓ）のアップリンクピークスペクトル効率、及びネットワークセルのエッジエリアにおいて可能な限り高いスループットを提供することである。この目標を達成するために、種々の実現技術が報告されている。現時点で合意していることは、リンク性能を改善するために中継局（ＲＳ）を用いることである。
【０００３】
ＩＥＥＥ８０２．１６ｊ標準規格もＲＳを採用している。本発明は特に、ＲＳが用いられる４Ｇ無線通信ネットワークのアップリンクに関連する。
【０００４】
中継及びネットワーク符号化
中継ベースの通信は、受信機における協調復号を容易にして、全体的なリンク性能を改善する。一般的に、中継ベースの通信には２つのタイプ：増幅及び転送（ＡＦ）と復号化及び転送（ＤＦ）とがある。本発明はＤＦを用いる。ネットワーク符号化において、ネットワークはグラフとしてモデル化される。ただし、エッジは送信機から受信機へのチャネルを表す。最大フロー−最小カット定理を用いると、ソースから特定の受信機に送信することができる情報フローの最大量を計算することができる。ネットワーク符号化は、対象とする全ての受信機が、ソースから最大ネットワーク情報フローを同時に受け取ることを可能にすることができる。ネットワーク符号化及びチャネル符号化はいずれも、有限体における演算を用いる。
【０００５】
協調通信
協調通信の１つの目的は、符号化及びダイバーシティのために仮想多入力多出力（ＭＩＭＯ）通信が提供されるように、ソースノードと宛先ノードとの間の通信のための複数のリンク又はチャネルを提供することである。
【０００６】
ネットワーク符号化及びチャネル符号化のターボ復号化
無線通信では、チャネル雑音の影響を低減するために、ソースから宛先に送信されるデータを通常、チャネル符号化する。チャネル符号化は順方向誤り訂正（ＦＥＣ）符号を使用し、多くの場合にビットインターリービングも併用する。チャネル符号を用いて、雑音がある中で、送信されるデータを保護する。１つのソースノードからのデータが宛先において受信された後に、ソース情報を再生するために、他のソースノードからのデータの復号化とは独立して、受信されたデータの復号化を実行することができる。ネットワーク符号化の場合、ＲＳにおいて全てのデータがネットワーク符号化されるので、現在のデータの復号化された情報を用いて、他のデータの復号化を改善することができる。結果として、復号化が、チャネル復号化（単一ユーザ復号器）とネットワーク復号化（マルチユーザ復号器）とを交互に繰り返すように、ターボ復号化過程を確立することができる。
【発明の概要】
【０００７】
本発明の実施の形態は、中継ノードによる補助によって、複数のソースノードから１つの宛先ノードにデータを送信することに関連するマルチユーザ協調通信ネットワーク及び方法を提供する。
【０００８】
本発明は、アップリンクＩＭＴ−ａｄｖａｎｃｅｄ  ４Ｇ無線通信ネットワークに対して特に適している。１つの実施の形態は、中継ノードにおける符号化を記述し、別の実施の形態は、宛先ノードにおける協調復号過程を記述する。
【０００９】
ソースノード又は移動局（ＭＳ）が、異なる無線チャネルを用いて、データを同時に送信する。そのデータを、中継ノード及び宛先ノード又は基地局（ＢＳ）において受信することができる。受信されたデータは、チャネルフェージング及び雑音によって破損する可能性がある。長距離、又は雑音の多いチャネル条件に起因して、宛先が全てのデータを受信又は再生できるとは限らない事例も記述される。
【００１０】
ソース毎にチャネル符号化が適用されるので、中継ノードは複数のソースからデータを受信した後に、ソース毎にデータを復調し、復号化する。
【００１１】
巡回冗長検査（ＣＲＣ）符号によって確認できるデータが、正確に復号化される場合には、そのデータは、２値有限体に関して可逆的である、適当なサイズの行列を用いて、ネットワーク符号化される。その符号化過程は、行列の最大階数の特徴に起因して、符号化の前後にデータのサイズを変更しない。
【００１２】
その後、符号化されたデータは変調され、中継されて宛先に送られる。そのステップは、
個々のソースノードのデータを復調し、復号化すること；
協調のために複数のソースを選択すること；
複数のソースのデータをネットワーク符号化するために有限体に関する可逆行列を使用すること；及び
符号化されたデータを宛先に送信することを含む。
【００１３】
宛先では、２つのデータセットを受信することができる。一方のデータセットはチャネル符号化を用いてソースによって送信され、宛先によって直接受信されるが、破損している可能性がある。他方のデータはネットワーク符号化を用いて中継によって送信される。このデータも破損している可能性がある。宛先は、複数の単一ユーザ復号器とマルチユーザ復号器とを交互に用いて、受信されたデータセットに反復復号化を適用する。
【００１４】
構成要素
軟入力軟出力復号化
軟入力軟出力復号化の場合、宛先は、送信されたデータにおいて、データと、シンボルの事前情報とを受信する。復号器は、受信されたシンボルの対数尤度比（ＬＬＲ）を生成する。この復号化は、最大事後確率（ＭＡＰ）復号化とも呼ばれる。
【００１５】
情報交換に基づく反復復号化
反復復号化は、ネットワーク符号器に対応するマルチユーザ復号器と、チャネル符号器に対応する１組の単一ユーザ復号器とを交互に用いる。
【００１６】
本発明の実施の形態は、２値有限体に関して可逆的である、新規のネットワーク符号化行列を提供する。結果として、ソースと宛先との間の直接リンクが利用できないか、又は雑音が多すぎる通信ネットワークにおいて、符号化されたデータに基づいて、各ソースから送信される元のデータの自己再生が可能である。
【００１７】
本発明の実施の形態による協調通信は、以下の利点を有する。中継におけるネットワーク符号化を用いて、複数のソースに対する協調が同時に考慮される。それゆえ、本発明では、１つのソースノードから送信されるデータの復号結果を、他のソースノードから送信されるデータの検出及び復号化のために利用することができる。
【００１８】
また、複数のソースからのデータが中継において復号化され、その後、ネットワーク符号化された後に、符号化されたデータが宛先に送信されるので、複数のソースのためのデータの復号化が宛先においても可能である。結果として、本発明では、２つのタイプの符号化及び復号化がある：１つは単一のソースのためのチャネル符号化であり、もう１つは複数のソースのためのネットワーク符号化である。
【００１９】
宛先におけるデータ再生過程は、両方のタイプの符号化過程後に、符号化されたデータが宛先において受信されたデータから最小距離を有するように、複数のソースのソースデータの推定値を見つけることである。この最尤復号化は、ＮＰ問題として知られている。本発明では、受信されたデータを反復的に復号化するために、宛先において準最適ターボ復号化方式が提供される。
【００２０】
ネットワーク符号化は、容量限界に匹敵するデータ伝送速度を達成できるようにする。１つの実施の形態は、データをＢＳに中継する前に、２つの移動局（ＭＳ）から受信されるデータに排他的論理和（ＸＯＲ）を適用する。このようにして、ＢＳは、そのデータが独立して復号化されていた場合よりも低いビット誤り率（ＢＥＲ）で、ＭＳ及びＲＳからのデータを一緒に復号化することができる。
【発明の効果】
【００２１】
１つのネットワーク例では、４つのＭＳが協調通信を実行する。たとえば、ＭＳ毎のチャネル符号として、生成多項式（７，５）ｏｃｔ及び符号化率１／２の再帰的組織畳み込み（ＲＳＣ）符号が用いられる。各ＭＳ−ＢＳリンクは異なるブロックフェージングを受け、それは異なるガウスチャネルを用いることと同じである。ＲＳにおける演算は４×４行列であり、それは、（８，４，４）拡張ハミング符号のパリティ情報と同等の符号化されたデータを生成する。
【００２２】
チャネル符号化が考慮されないとき、ＭＳとＢＳとの間のリンクがＳＮＲｄ＝５ｄＢであるとき、ＲＳとＢＳとの間のリンクの種々のＳＮＲの場合に、最大比合成（ＭＲＣ）ダイバーシティと比べて、ＢＥＲ＝１０−４において２ｄＢの改善がある。この結果は、ＭＳとＢＳとの間に適度な直接リンクが存在するときに、チャネル符号化とネットワーク符号化との間の反復復号化を用いない場合であっても、ＲＳにおいてネットワーク符号化を用いて、大きな利得を得ることができることを示す。
【００２３】
チャネル符号化が考慮されるとき、ＭＳとＢＳとの間のリンクがＳＮＲｄ＝１ｄＢであるとき、ＲＳとＢＳとの間のリンクの種々のＳＮＲの場合に、ＭＲＣダイバーシティと比べて、ＢＥＲ＝１０−４において約３ｄＢの改善がある。この結果は、本発明における反復復号化を用いて大きな利得を得ることができることを示す。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施形態による、複数のソースノードが１つの宛先ノードと通信する無線中継ネットワーク内のシグナリングのフロー図である。
【図２】本発明の実施形態による、４つの協調するソースを有するＩＭＴ−Ａｄｖａｎｃｅｄネットワーク内のアップリンク例の概略図である。
【図３Ａ】本発明の実施形態による、中継ノードにおける演算のフロー図である。
【図３Ｂ】本発明の実施形態による、２値有限体に関する可逆行列のブロック図である。
【図４】本発明の実施形態による、ソース及びパリティデータのブロック図である。
【図５】本発明の実施形態による、ターボ復号器のブロック図である。
【図６】本発明の実施形態による、軟入力軟出力復号器のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
図１は、チャネル（リンク）１０２、１０３及び１０４を経由する、本発明の実施形態による、ソースノード１０１、中継ノード１０３及び宛先ノード１０６から成る無線ネットワーク内の一般的なシグナリングを示す。ソースは宛先に、直接、又は中継ノードを介して間接的に、データを同時に送信する。本明細書において定義される場合、ソースノード、ユーザ及び移動局（ＭＳ）は同等のものであり、宛先ノード及び基地局（ＢＳ）は同等のものであり、リンク及びチャネルは同等のものである。
【００２６】
図２は、ＩＭＴ（International Mobile Telecommunications）−ａｄｖａｎｃｅｄ無線通信ネットワークにおけるアップリンクのネットワーク例を示しており、当該例では、通信を補助するために、中継が用いられる。また、この例では、４つのＭＳがあり、それらのＭＳはＢＳに信号を同時に送信している。これらのＭＳは、特定の時刻に、それぞれ、シンボル「ａ」、「ｂ」、「ｃ」、「ｄ」を送信する。ＢＳ及びＲＳはいずれも、その送信を受信することができる。
【００２７】
ＲＳは、それらのシンボルを復号化し、ネットワーク符号化を用いて、正確に復号化されたシンボル「ａ」、「ｂ」、「ｃ」、「ｄ」をシンボル「ｐ１」、「ｐ２」、「ｐ３」、「ｐ４」に変換する。それらのシンボルは、その後、ＢＳに送信される。
【００２８】
ＲＳでは、特定のＭＳの正確な復号化は必要とされない。ＲＳが複数のＭＳからのデータを正確に復号化している限り、そのデータを、協調通信モードに切り替えることができる。適当なサイズの伝送行列が、これらのＭＳからのデータに適用される。１つのＭＳからのデータがＲＳによって正確に復号化されない場合には、このＭＳのために、異なる演算を続けることができる。
【００２９】
ネットワーク符号化されたＭＳのインデックスは、データを搬送するフレームの先頭に含まれる。ネットワーク符号化されるＭＳの数は、ＢＳと通信しているＭＳの数、及び巡回冗長検査（ＣＲＣ）符号によって検出される、自身のデータがＲＳにおいて正確に復号化されるＭＳの数に基づいて、フレーム毎に異なる可能性がある。
【００３０】
図３Ａは、ＲＳにおいて実行される方法ステップを示す。ＭＳ３０１によって送信されるデータを独立して復号化する（３０２）。正確に復号化されたかをそれぞれ検査する（３０３）。正確に復号化される場合には、そのデータをネットワーク符号化し（３０５）、ＢＳ３０６に協調して送信する。そうでない場合には、正確に復号化されないデータに、いくつかの他の演算３０４を適用することができる。
【００３１】
たとえば、現在のタイムスロットにおいて正確に復号化されないデータを、後のタイムスロットにおいて正確に復号化し、他のＭＳからのデータと協調して送信することができるように、３０４において再送手順を開始することができる。
【００３２】
代替的には、この特定のＭＳのために、ＲＳはＤＦモードからＡＦモードに切り替わることができる。結果として、この特定のＭＳは、他のＭＳとの協調通信には参加しないが、ＭＳとＢＳとの間の直接リンク及びＲＳとＢＳとの間のリンクを含む、複数のリンクが存在することに起因して、依然として、或る程度のダイバーシティを維持する。
【００３３】
図３Ｂは、それぞれＫが偶数、奇数又は２の場合の、本発明の実施形態による伝送行列３１１、３１２及び３１３を示す。ビットレベルでは、常に種々タイプの変調を表すことができるので、本発明者は、ＭＳ毎に２値伝送、すなわち２相位相変調（ＢＰＳＫ）を想定することによって以下のことを記述する。
【００３４】
協調通信のためのＭＳの数は、フレーム毎に変化する可能性がある。１フレームに対して、「Ｋ」個のＭＳが存在する。ただし、「Ｋ」は偶数３１１又は奇数３１２とすることができる。「Ｋ」個のＭＳからのデータ、すなわち、特定の時間インデックスにおいて「Ｋ」個のシンボルを有する列ベクトル「Ｄ」が、伝送行列「Ａ」を用いてネットワーク符号化され、ＲＳからＢＳに送信される列ベクトル「Ｐ」を生成する。すなわち、Ｐ＝ＡＤである。
【００３５】
可逆行列
その行列は２つの目的に基づいて設計される。
【００３６】
第一に、自己再生能力を保証しなければならない。すなわち、「Ｐ」しか利用できない場合であっても、その列ベクトル「Ｄ」は正確に復号化することができる。これは、ＭＳとＢＳとの間の直接リンクが困難なあまりデータを搬送することができない場合に必要とされる。それゆえ、行列「Ａ」は最大階数の正則正方行列であり、すなわち、有限体に関して可逆行列である。線形代数では、ＡＢ＝ＢＡ＝Ｉｎのようなｎ×ｎ行列Ｂが存在する場合には、ｎ×ｎ正方行列Ａは可逆的であり、すなわち正則である。ただし、Ｉｎはｎ×ｎ恒等行列を表し、用いられる乗算は従来通りである。これが当てはまる場合には、行列Ｂは行列Ａによって一意に決定され、Ａの逆行列、すなわちＡ−１と呼ばれる。
【００３７】
第二に、１つのシンボルの情報が、符号化された複数のシンボルにわたって広がり、ターボ復号化のために、ＢＳにおいて、後に軟情報を抽出できるようになる。行列「Ａ」のサイズは任意であり、「Ｋ」＝２の場合が図３Ｂにおいて具体的に示される。その行列の列を置換しても、同等の結果が与えられる。
【００３８】
誤りに対処するために、各ＭＳのデータのためにチャネル符号化及び復号化が用いられる。結果として、各ＭＳから送信されるデータは、パリティ情報も含む。任意の線形チャネル符号をネットワーク符号に変換することができるので、本発明者は、図４における各ＭＳからのデータ４０１、すなわちソース情報を「ｘｉ」と記述し、パリティ情報を「ｘｉｐ」と記述する。ただし、ｉ＝１，．．．，Ｋである。
【００３９】
ＲＳがそのデータを正確に復号化した場合には、ＲＳは、ネットワーク符号化を介して、「Ｋ」個のＭＳからのデータ４０１を符号化する。ネットワーク符号化されたデータは４０２と表される。ただし、Ｎは１つのフレーム内のシンボルの数である。さらに、全てのＭＳが同じチャネル符号を使用している場合には、データ４０２はチャネル符号の同じ符号化空間内にある。それゆえ、データ４０２は、図４に示されるように水平方向においてチャネル復号化することもできる。
【００４０】
ＢＳ復号器
図５は、ＢＳにある復号器を示す。宛先（ＢＳ）は、ＭＳ及びＲＳの両方から信号を受信し、その信号はチャネルフェージング及び雑音によって破損している可能性がある。ＢＳの目的は、各ＭＳによって送信されるソースデータ、すなわち図４における「ｘｉ」（ただし、ｉ＝１，．．．，Ｋ）を再生することである。
【００４１】
最適な解決法は最尤（ＭＬ）復号化を用いる。最大（ＭＬ）複号化は推定値Ｘ＊を与え、その推定値に基づいて、チャネル符号化及びネットワーク符号化の両方の後に生成されるデータＹ＊は、ＢＳにおいて受信された全信号から最小距離を有する。図５に示されるターボ復号化構造は、この問題の準最適な解決法を与える。
【００４２】
データ５０１はＭＳから直接受信され、データ５０２はＲＳから受信される。データは、チャネルフェージング及び雑音に起因して破損する可能性がある。
【００４３】
その復号器は、マルチプレクサ５０３〜５０５及びデマルチプレクサ５０６を備える。マルチユーザ復号器５１０に対しては、多重化を用いて、１組のソース及び中継から受信されたデータが合成される。ユーザ毎に１つずつの１組の単一ユーザ復号器５１１及び５１２に対しては、逆多重化を用いて、マルチユーザ復号器からの復号化されたデータが分離される。各復号器５１１及び５１２は軟入力軟出力復号器であり、最大事後確率復号化、又は同等のことを実施する。
【００４４】
しきい値検出器５２１及び５２２は、入力が０よりも大きいときに１を出力し、そうでない場合には−１を出力する。
【００４５】
図６は、２つの入力６０１及び６０２を有する軟入力軟出力復号器５１１を示す。一方の入力はＢＳにおいて出力されるチャネルから受信される信号であり、他方の入力は、マルチユーザ復号器から抽出されるシンボルの事前情報である。入力シンボルは、符号化されたデータがチャネルを通して破損した（channel corrupted）ものである。各シンボルは事前情報を有する。出力される対数尤度比（ＬＬＲ）は、入力シンボル毎に生成される。結果として、ソースシンボル及びパリティシンボルは、復号化前の事前情報、ＬＬＲ、及び復号化後の外部情報を有する。
【００４６】
協調しているＭＳが同じチャネル符号を用いるとき、図６は、マルチユーザ復号器の構造も示す。協調しているＭＳが異なるチャネル符号を用いるとき、図６は、マルチユーザ復号器の構造を示すが、ただし、ソースシンボルの場合にのみ事前情報６０２、ＬＬＲ６０３及び外部情報６０４を入手することができ、ネットワーク符号化におけるネットワーク符号化されたシンボルの場合には入手することができない。
【００４７】
この復号器の出力６０３は硬判定６０６を含み、それは復号化されたシンボルのＬＬＲである。入力よりも小さいＬＬＲ値及び事前情報６０２は外部情報６０４と呼ばれ、それは復号器によって生成される新たな情報である。外部情報は、更新された事前情報として逆多重化又は多重化した後に単一ユーザ復号器とマルチユーザ復号器との間で渡され、ターボ復号化のためのループが形成される。最後に、値「０」に対するしきい値検出が、復号化されたシンボルの硬判定である。
【００４８】
発明の効果
１つのネットワーク例では、４つのＭＳが協調通信を実行する。たとえば、ＭＳ毎のチャネル符号として、生成多項式（７，５）ｏｃｔ及び符号化率１／２の再帰的組織畳み込み（ＲＳＣ）符号が用いられる。各ＭＳ−ＢＳリンクは異なるブロックフェージングを受け、それは異なるガウスチャネルを用いることと同じである。ＲＳにおける演算は４×４行列であり、それは、（８，４，４）拡張ハミング符号のパリティ情報と同等の符号化されたデータを生成する。
【００４９】
チャネル符号化が考慮されないとき、ＭＳとＢＳとの間のリンクがＳＮＲｄ＝５ｄＢであるとき、ＲＳとＢＳとの間のリンクの種々のＳＮＲの場合に、最大比合成（ＭＲＣ）ダイバーシティと比べて、ＢＥＲ＝１０−４において２ｄＢの改善がある。この結果は、ＭＳとＢＳとの間に適度な直接リンクが存在するときに、チャネル符号化とネットワーク符号化との間の反復復号化を用いない場合であっても、ＲＳにおいてネットワーク符号化を用いて、大きな利得を得ることができることを示す。
【００５０】
チャネル符号化が考慮されるとき、ＭＳとＢＳとの間のリンクがＳＮＲｄ＝１ｄＢであるとき、ＲＳとＢＳとの間のリンクの種々のＳＮＲの場合に、ＭＲＣダイバーシティと比べて、ＢＥＲ＝１０−４において約３ｄＢの改善がある。この結果は、本発明における反復復号化を用いて大きな利得を得ることができることを示す。
【００５１】
本発明を、好ましい実施形態の例として説明してきたが、本発明の精神及び範囲内で他のさまざまな適合及び変更を行えることが理解されるべきである。したがって、本発明の真の精神及び範囲内に入るようなこのようなすべての変形及び変更を包含することが、添付の特許請求の範囲の目的である。
【図１】
2010239615.tif 000003
【図２】
2010239615.tif 000004
【図３Ａ】
2010239615.tif 000005
【図３Ｂ】
2010239615.tif 000006
【図４】
2010239615.tif 000007
【図５】
2010239615.tif 000008
【図６】
2010239615.tif 000009
【外国語明細書】
2010239615.tif 000010
2010239615.tif 000011
2010239615.tif 000012
2010239615.tif 000013
2010239615.tif 000014
2010239615.tif 000015
2010239615.tif 000016
2010239615.tif 000017
2010239615.tif 000018
2010239615.tif 000019
2010239615.tif 000020
2010239615.tif 000021
2010239615.tif 000022
2010239615.tif 000023
2010239615.tif 000024
2010239615.tif 000025
2010239615.tif 000026
2010239615.tif 000027
2010239615.tif 000028
2010239615.tif 000029
2010239615.tif 000030
2010239615.tif 000031
2010239615.tif 000032
2010239615.tif 000033
2010239615.tif 000034
2010239615.tif 000035
2010239615.tif 000036
2010239615.tif 000037
2010239615.tif 000038
2010239615.tif 000039