(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
中継伝送のための無線通信方法であって、
第１のタイムスロットにおいて、基地局（ＢＳ）から第１の信号を、および第１の無線送信／受信ユニット（ＷＴＲＵ）から第２の信号を受信するステップと、
第２のタイムスロットにおいて、前記ＢＳから第３の信号を、および第２のＷＴＲＵから第４の信号を受信するステップと、
前記受信された信号を復号するステップと、
複数の中間ビットシーケンス（ＩＢＳ）を生成するステップであって、前記複数のＩＢＳが、前記第２の受信された信号および前記第４の受信された信号からのビットの合成に基づいて生成され、前記複数のＩＢＳが、前記受信された信号内の複数の復号されたビットを、複数の所定のビットと置き換えることによって生成される、ステップと、
前記複数のＩＢＳのそれぞれのビットを複数のシンボル内に配置するステップであって、前記複数のシンボルのそれぞれが、前記複数のＩＢＳのそれぞれからの１ビットを含む、ステップと、
前記複数のシンボルを第３のタイムスロットでブロードキャストするステップと
を備えることを特徴とする方法。
【請求項２】
Ｎタイムスロットにおいて、Ｎ番目のＷＴＲＵからＮ番目の信号を受信するステップであって、Ｎが２より大きい、ステップと、
前記複数のシンボルをＮ＋１タイムスロットでブロードキャストするステップと
をさらに備えることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
任意のタイムスロットにおいて前記受信された信号の推定を可能にするために検出を実施するステップをさらに備えることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項４】
実施される前記推定は、最尤（ＭＬ）推定または逐次干渉除去（ＳＩＣ）推定であることを特徴とする請求項３記載の方法。
【請求項５】
物理（ＰＨＹ）レイヤネットワーク符号化を前記受信された信号に適用するステップであって、前記ＰＨＹレイヤネットワーク符号化は、排他的論理和（ＸＯＲ）ネットワーク符号化である、ステップをさらに備えることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項６】
各タイムスロットにおける少なくとも１つのパケットが成功裏に受信されるという条件で、階層変調（ＨＭ）を前記復号された信号に適用するステップをさらに備えることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項７】
前記受信された信号は、チャネル条件を示すインジケータを含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項８】
前記インジケータは、チャネル品質インジケータ（ＣＱＩ）であり、瞬間ＳＩＮＲを示すことを特徴とする請求項７記載の方法。
【請求項９】
前記複数のＩＢＳが共にグループ化されて、グループ化されたＩＢＳ（ＩＢＳＲ）を作成し、前記ＩＢＳＲは、複数の中継ノード（ＲＮ）とＷＴＲＵのチャネルの信号対干渉雑音比（ＳＩＮＲ）を、ＳＩＮＲ［１］＜ＳＩＮＲ［２］＜．．．＜ＳＩＮＲ［Ｎ］のように、昇順で順序付けることによってグループ化されることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項１０】
任意の受信された信号が正しく復号されないという条件で、前記複数の所定のビットは、前記ＢＳ、前記第１のＷＴＲＵ、および前記第２のＷＴＲＵにとって既知であることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項１１】
前記受信された信号を復号する際の成功または失敗に基づいて、確認応答（ＡＣＫ）または否定確認応答（ＮＡＣＫ）を送信するステップをさらに備えることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項１２】
前記ＢＳから以前の送信ブロック（ＴＢ）に関する確認応答（ＡＣＫ）または否定確認応答（ＮＡＣＫ）を受信するステップをさらに備え、前記ＡＣＫまたは前記ＮＡＣＫは、前記ＩＢＳが前記第１のＷＴＲＵまたは前記第２のＷＴＲＵで正しく受信されたかどうか示すことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項１３】
前記基地局（ＢＳ）、前記第１のＷＴＲＵ、および前記第２のＷＴＲＵから受信された前記確認応答（ＡＣＫ）または前記否定確認応答（ＮＡＣＫ）に基づいて、宛先確認応答（ＡＣＫ）または否定確認応答（ＮＡＣＫ）を送信するステップをさらに備えることを特徴とする請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
ＡＣＫの任意の失敗した復号はＮＡＣＫとみなされることを特徴とする請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
ＮＡＣＫが受信されること、またはＡＣＫを受信するのに失敗することを条件に、前記ＢＳ、前記第１のＷＴＲＵ、または前記第２のＷＴＲＵから、再送信された信号を受信するステップと、
前記ＩＢＳを再送信するステップと
をさらに備えることを特徴とする請求項１０記載の方法。
【請求項１６】
中継ノード（ＲＮ）であって、
第１のタイムスロットにおいて、基地局（ＢＳ）から第１の信号を、および第１の無線送信／受信ユニット（ＷＴＲＵ）から第２の信号を受信するように、および第２のタイムスロットにおいて、前記ＢＳから第３の信号を、および第２のＷＴＲＵから第４の信号を受信するように構成された受信機と、
前記受信された信号を復号し、
前記第２の受信された信号および前記第４の受信された信号からのビットの合成に基づいて複数の中間ビットシーケンス（ＩＢＳ）を生成し、前記複数のＩＢＳが、前記受信された信号内の複数の復号されたビットを、複数の所定のビットと置き換えることによって生成され、
前記複数のＩＢＳのそれぞれのビットを複数のシンボル内に配置し、前記複数のシンボルのそれぞれが、前記複数のＩＢＳのそれぞれからの１ビットを含むように構成されたプロセッサと、
前記複数のシンボルを第３のタイムスロットでブロードキャストするように構成された送信機と
を備えたことを特徴とする中継ノード（ＲＮ）。
【請求項１７】
無線送信／受信ユニット（ＷＴＲＵ）であって、
第１のタイムスロットで信号を送信するように構成された送信機と、
第２のタイムスロットでブロードキャスト信号を受信するように構成された受信機であって、前記ブロードキャスト信号が、複数のＷＴＲＵに関するネットワーク符号化データを含み、前記ネットワーク符号化データが、複数の中間ビットシーケンス（ＩＢＳ）のそれぞれからの１ビットを含む複数のシンボルを含み、前記複数のＩＢＳが、所定のビットの合成であって、前記所定のビットが、置き換えられた前記ＷＴＲＵおよび第２のＷＴＲＵからの複数の復号されたビットである、受信機と、
前記ＷＴＲＵ向けである前記ブロードキャスト信号の一部分を復号するように構成されたプロセッサと
を備えたことを特徴とする無線送信／受信ユニット（ＷＴＲＵ）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物理レイヤネットワーク符号化を用いる双方向中継方式のための方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
関連出願の相互参照
本願は、２００９年１０月２２日に出願された米国特許仮出願第６１／２５４，１７８号の利益を主張するものであり、その内容を参照により本明細書に組み込む。
【０００３】
ＬＴＥ−Ａでは、中継を使用し、カバレージおよび容量を増大し、より柔軟な配備の選択肢を提供することができる。中継ノード（ＲＮ）は、ドナー発展型ノードＢ（ｅＮＢ）のセルと区別可能な、ドナーｅＮＢのセルから分離されている新しいセルを生み出すことができ、ドナーｅＮＢは、ｅＮＢからＲＮへの通信をサポートするためのＵｎインターフェースをサポートすることができる。どのレガシ無線送信／受信ユニット（ＷＴＲＵ）にとっても、ＲＮは、ｅＮＢとして見える可能性がある。すなわち、ドナーｅＮＢまでの通信経路内にＲＮがあることが、ＷＴＲＵに透過的にわかる可能性がある。ＲＮは、国際携帯電話（ＩＭＴ）スペクトル割当て内でＬＴＥまたはＬＴＥ−Ａエアインターフェースを使用することによってドナーｅＮＢに戻る無線帯域内（ｉｎ−ｂａｎｄ）バックホールリンクを有するｅＮＢとすることができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
２つのトランシーバと１つの中継ノードを有する双方向通信システムは、時分割複信（ＴＤＤ）ハーフデュプレックスであり２つのトランシーバ間に直接的なリンクがないものと仮定して、メッセージ交換を完了するために４つのタイムスロットを要することがある。使用するタイムスロットの数をより少なくすることができ、また複雑度を低くすることができる中継方式を実装するための方法および装置を有することが望ましいであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
双方向中継無線通信の方法および装置が、１つのソースノードおよび２つのターゲットノードのために複数のビットストリームを合成し、ネットワーク符号化された、合成されたビットシーケンスをブロードキャストし、送信用のタイムスロットの数を削減することができる。第１のデバイスが、ソースノードおよびターゲットノードから、あるタイムスロットで同時に信号を受信することができる。第１のデバイスは、ソースノードおよび複数のターゲットノードから、次に続くタイムスロットで同時に後続の信号を受信することができる。受信された信号に、階層変調を適用することができる。第１のデバイスは、受信された信号を復号し、ブロードキャスト送信用の複数の中間ビットシーケンス（ＩＢＳ）を生成することができる。生成されたＩＢＳを、チャネル条件に従ってグループ化することができる。
【０００６】
第２のデバイスが、第１のタイムスロットで信号を送信し、第２のタイムスロットでブロードキャスト信号を受信することができる。ブロードキャスト信号は、１つまたは複数のターゲットノードのためのネットワーク符号化データを含むことができる。第２のデバイスは、第２のデバイス向けであるブロードキャスト信号の一部分を復号するように構成することができる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、使用するタイムスロットの数をより少なくすることができ、また複雑度を低くすることができる中継方式を実装するための方法および装置を有することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
より詳細な理解を、添付の図面と共に、例として与えられている以下の説明から得ることができる。
【０００９】
【図１Ａ】１つまたは複数の開示されている実施形態を実装することができる例示的な通信システムのシステム図である。
【図１Ｂ】図１Ａに示されている通信システム内で使用することができる例示的な無線送信／受信ユニット（ＷＴＲＵ）のシステム図である。
【図１Ｃ】図１Ａに示されている通信システム内で使用することができる例示的な無線アクセスネットワークおよび例示的なコアネットワークのシステム図である。
【図２】例示的な双方向中継方式の図である。
【図３】例示的なＷＴＲＵ１送信機の図である。
【図４】ＲＮ受信機の一般的な構造の図である。
【図５】ＲＮ送信機の一般的な構造の図である。
【図６】例示的な中間ビットシーケンス（ＩＢＳ）の図である。
【図７】基地局（ＢＳ）受信機の一般的な構造の図である。
【図８】ＷＴＲＵ受信機の一般的な構造の図である。
【図９】チェイス合成のための例示的な機構の図である。
【図１０】例示的な増分冗長性機構の図である。
【図１１】ＷＴＲＵのための例示的なハイブリッド自動再送要求（ＨＡＲＱ）状態機械の流れ図である。
【図１２】ＢＳのための例示的なＨＡＲＱ状態機械の流れ図である。
【図１３】ＲＮのための例示的なＨＡＲＱ状態機械の流れ図である。
【図１４】ダウンリンク送信とアップリンク送信すべてが成功である例示的な双方向中継伝送の信号図である。
【図１５Ａ】１回のダウンリンク送信が失敗である例示的な双方向中継伝送の信号図である。
【図１５Ｂ】１回のダウンリンク送信が失敗である例示的な双方向中継伝送の信号図である。
【図１６】１回のアップリンク送信が失敗である例示的な双方向中継伝送の信号図である。
【図１７】ラウンドトリップ時間（ＲＴＴ）＝４であるときの４つのＨＡＲＱ処理のための例示的なタイムスロットスケジュールの図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１Ａは、１つまたは複数の開示されている実施形態を実装することができる例示的な通信システム１００の図である。通信システム１００は、音声、データ、映像、メッセージング、ブロードキャストなど、コンテンツを複数の無線ユーザに送る多元接続システムとすることができる。通信システム１００は、複数の無線ユーザが、無線帯域幅を含むシステムリソースの共用によってそのようなコンテンツにアクセスすることを可能にすることができる。たとえば、通信システム１００は、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）、周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）、直交ＦＤＭＡ（ＯＦＤＭＡ）、シングルキャリアＦＤＭＡ（ＳＣ−ＦＤＭＡ）など、１つまたは複数のチャネルアクセス方法を使用することができる。
【００１１】
図１Ａに示されているように、通信システム１００は、無線送信／受信ユニット（ＷＴＲＵ）１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄ、中継ノード（ＲＮ）１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃ、１０３ｄ、無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）１０４、コアネットワーク１０６、公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）１０８、インターネット１１０、および他のネットワーク１１２を含むことができるが、開示されている実施形態は任意の数のＷＴＲＵ、基地局、ネットワーク、および／またはネットワーク要素を企図していることを理解されたい。ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄのそれぞれは、無線環境で動作および／または通信するように構成された任意のタイプのデバイスとすることができる。たとえば、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄは、無線信号を送信および／または受信するように構成することができ、ユーザ機器（ＵＥ）、移動局、固定型もしくは移動型加入者ユニット、ページャ、セルラ電話、携帯情報端末（ＰＤＡ）、スマートフォン、ラップトップ、ネットブック、パーソナルコンピュータ、無線センサ、家電などを含むことができる。いくつかの実施形態では、通信システム１００は、すべてのＷＴＲＵ、ＢＳ、ＲＮ、またはデータを受信および送信することができる任意の無線デバイスで構成されてもよい。
【００１２】
また、通信システム１００は、基地局１１４ａおよび基地局１１４ｂを含むことができる。基地局１１４ａ、１１４ｂのそれぞれは、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄの少なくとも１つと無線でインターフェースし、コアネットワーク１０６、インターネット１１０、および／またはネットワーク１１２など、１つまたは複数の通信ネットワークへのアクセスを円滑にするように構成された任意のタイプのデバイスとすることができる。たとえば、基地局１１４ａ、１１４ｂは、ベーストランシーバ基地局（ＢＴＳ）、ノードＢ、発展型ノードＢ、ホームノードＢ、ホーム発展型ノードＢ、サイトコントローラ、アクセスポイント（ＡＰ）、無線ルータなどとすることができる。基地局１１４ａ、１１４ｂは、それぞれが単一の要素として示されているが、基地局１１４ａ、１１４ｂは、任意の数の相互接続された基地局および／またはネットワーク要素を含むことができることを理解されたい。
【００１３】
基地局１１４ａは、ＲＡＮ１０４の一部とすることができ、ＲＡＮ１０４もまた、基地局コントローラ（ＢＳＣ）、無線ネットワークコントローラ（ＲＮＣ）、中継ノードなど、他の基地局および／またはネットワーク要素（図示せず）を含むことができる。基地局１１４ａおよび／または基地局１１４ｂは、セル（図示せず）と呼ばれることがある特定の地理的領域内で無線信号を送信および／または受信するように構成されてもよい。さらに、セルは、セルセクタに分割されてもよい。たとえば、基地局１１４ａに関連付けられたセルを３つのセクタに分割することができる。したがって、一実施形態では、基地局１１４ａは、３つ、すなわちセルの各セクタごとに１つ、トランシーバを含むことができる。他の実施形態では、基地局１１４ａは、多重入力多重出力（ＭＩＭＯ）技術を使用することができ、したがって、セルの各セクタについて複数のトランシーバを使用することができる。
【００１４】
基地局１１４ａ、１１４ｂは、任意の好適な無線通信リンク（たとえば、無線周波数（ＲＦ）、マイクロ波、赤外（ＩＲ）、紫外（ＵＶ）、可視光など）とすることができるエアインターフェース１１６ａを介してＲＮ１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃ、１０３ｄの１つまたは複数と通信することができる。エアインターフェース１１６ａは、任意の好適な無線アクセス技術（ＲＡＴ）を使用して確立することができる。
【００１５】
ＲＮ１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃ、１０３ｄは、任意の好適な無線通信リンク（たとえば、無線周波数（ＲＦ）、マイクロ波、赤外（ＩＲ）、紫外（ＵＶ）、可視光など）とすることができるエアインターフェース１１６ｂを介してＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄの１つまたは複数と通信することができる。エアインターフェース１１６は、任意の好適な無線アクセス技術（ＲＡＴ）を使用して確立することができる。
【００１６】
基地局１１４ａ、１１４ｂは、任意の好適な無線通信リンク（たとえば、無線周波数（ＲＦ）、マイクロ波、赤外（ＩＲ）、紫外（ＵＶ）、可視光など）とすることができるエアインターフェース１１６ｃを介してＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄの１つまたは複数と通信することができる。エアインターフェース１１６ｃは、任意の好適な無線アクセス技術（ＲＡＴ）を使用して確立することができる。
【００１７】
より具体的には、上記で指摘したように、通信システム１００は、多元接続システムとすることができ、ＣＤＭＡ、ＴＤＭＡ、ＦＤＭＡ、ＯＦＤＭＡ、ＳＣ−ＦＤＭＡなど、１つまたは複数のチャネルアクセス方式を使用することができる。たとえば、ＲＡＮ１０４内の基地局１１４ａ、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、およびＲＮ１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃは、広帯域ＣＤＭＡ（ＷＣＤＭＡ）を使用してエアインターフェース１１６ａ、１１６ｂ、１１６ｃを確立することができるユニバーサル移動体通信システム（ＵＭＴＳ）地上波無線アクセス（ＵＴＲＡ）など無線技術を実装することができる。ＷＣＤＭＡは、高速パケットアクセス（ＨＳＰＡ）および／または発展型ＨＳＰＡ（ＨＳＰＡ＋）など、通信プロトコルを含むことができる。ＨＳＰＡは、高速ダウンリンクパケットアクセス（ＨＳＤＰＡ）および／または高速アップリンクパケットアクセス（ＨＳＵＰＡ）を含むことができる。
【００１８】
他の実施形態では、基地局１１４ａ、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、およびＲＮ１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃは、ロングタームエボリューション（ＬＴＥ）および／または拡張ＬＴＥ（ＬＴＥ−Ａ）を使用してエアインターフェース１１６ａ、１１６ｂ、１１６ｃを確立することができる拡張ＵＭＴＳ地上波無線アクセスネットワーク（Ｅ−ＵＴＲＡＮ）など無線技術を実装することができる。
【００１９】
他の実施形態では、基地局１１４ａ、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、およびＲＮ１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃは、ＩＥＥＥ８０２１６（すなわち、ＷｉＭＡＸ（Ｗｏｒｌｄｗｉｄｅ  Ｉｎｔｅｒｏｐｅｒａｂｉｌｉｔｙ  ｆｏｒ  Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ  Ａｃｃｅｓｓ））、ＣＤＭＡ２０００、ＣＤＭＡ２０００  １Ｘ、ＣＤＭＡ２０００ＥＶ−ＤＯ、暫定標準２０００（ＩＳ−２０００）、暫定標準９５（ＩＳ−９５）、暫定標準８５６（ＩＳ−８５６）、グローバル移動体通信システム（ＧＳＭ）、ＧＳＭエボリューション用の拡張データ転送速度（ＥＤＧＥ）、ＧＳＭ  ＥＤＧＥ（ＧＥＲＡＮ）など、無線技術を実装することができる。
【００２０】
図１Ａにおける基地局１１４ｂは、ソースノードであり、たとえば、無線ルータ、ホームノードＢ、ＷＴＲＵ、ホーム発展型ノードＢ、またはアクセスポイントとすることができ、事業所、自宅、乗物、キャンパスなど、局所的な領域での無線コネクティビティを円滑にするための任意の好適なＲＡＴを使用することができる。一実施形態では、基地局１１４ｂ、およびＷＴＲＵ１０２ｃ、１０２ｄは、無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）を確立するために、ＩＥＥＥ８０２１１など無線技術を実装することができる。他の実施形態では、基地局１１４ｂ、ＷＴＲＵ１０２ｃ、１０２ｄ、およびＲＮ１０３ｃ、１０３ｄは、無線パーソナルエリアネットワーク（ＷＰＡＮ）を確立するために、ＩＥＥＥ８０２１５など無線技術を実装することができる。他の実施形態では、基地局１１４ｂ、ＷＴＲＵ１０２ｃ、１０２ｄ、およびＲＮ１０３ｃ、１０３ｄは、ピコセルまたはフェムトセルを確立するために、セルラベースのＲＡＴ（たとえば、ＷＣＤＭＡ、ＣＤＭＡ２０００、ＧＳＭ、ＬＴＥ、ＬＴＥ−Ａなど）を使用することができる。図１Ａに示されているように、基地局１１４ｂは、インターネット１１０に対する直接接続を有することができる。したがって、基地局１１４ｂは、コアネットワーク１０６を介してインターネット１１０にアクセスすることが必要でない可能性がある。
【００２１】
ＲＡＮ１０４は、コアネットワーク１０６と通信することができ、コアネットワーク１０６は、音声、データ、アプリケーション、および／またはボイスオーバーネットワーク（ＶｏＩＰ）サービスを、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄの１つまたは複数に提供するように構成された任意のタイプのネットワークとすることができる。たとえば、コアネットワーク１０６は、呼制御、支払い請求サービス、移動体位置をベースとするサービス、プリペイド呼、インターネットコネクティビティ、映像配信などを提供することができ、かつ／またはユーザ認証などハイレベルセキュリティ機能を実施することができる。図１Ａには示されていないが、ＲＡＮ１０４および／またはコアネットワーク１０６は、ＲＡＮ１０４と同じＲＡＴまたは異なるＲＡＴを使用する他のＲＡＮと直接または間接的に通信することができることを理解されたい。たとえば、Ｅ−ＵＴＲＡ無線技術を使用している可能性があるＲＡＮ１０４に接続されることに加えて、コアネットワーク１０６はまた、ＧＳＭ無線技術を使用する別のＲＡＮ（図示せず）と通信することができる。
【００２２】
また、コアネットワーク１０６は、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄがＰＳＴＮ１０８、インターネット１１０、および／または他のネットワーク１１２にアクセスするためのゲートウェイとして働くことができる。ＰＳＴＮ１０８は、基本電話サービス（ＰＯＴＳ／ｐｌａｉｎ  ｏｌｄ  ｔｅｌｅｐｈｏｎｅ  ｓｅｒｖｉｃｅ）を提供する回線交換電話網を含むことができる。インターネット１１０は、ＴＣＰ／ＩＰインターネットプロトコルスイートにおける伝送制御プロトコル（ＴＣＰ）、ユーザデータグラムプロトコル（ＵＤＰ）、インターネットプロトコル（ＩＰ）など、一般的な通信プロトコルを使用する相互接続されたコンピュータネットワークおよびデバイスのグローバルシステムを含むことができる。ネットワーク１１２は、他のサービスプロバイダによって所有および／または運営される有線もしくは無線通信ネットワークを含むことができる。たとえば、ネットワーク１１２は、ＲＡＮ１０４と同じＲＡＴまたは異なるＲＡＴを使用することができる１つまたは複数のＲＡＮに接続された別のコアネットワークを含むことができる。
【００２３】
通信システム１００におけるＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄの一部または全部がマルチモード機能を含むことができる。すなわち、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄは、相異なる無線リンクを介して相異なる無線ネットワークと通信するために複数のトランシーバを含むことができる。たとえば、図１Ａに示されているＷＴＲＵ１０２ｃは、セルラベースの無線技術を使用することができる基地局１１４ａ、およびＩＥＥＥ８０２無線技術を使用することができる基地局１１４ｂと通信するように構成されてもよい。
【００２４】
図１Ｂは、例示的なＷＴＲＵ１０２のシステム図である。図１Ｂに示されているように、ＷＴＲＵ１０２は、プロセッサ１１８、トランシーバ１２０、送信／受信エレメント１２２、スピーカ／マイクロフォン１２４、キーパッド１２６、ディスプレイ／タッチパッド１２８、非取外し式メモリ１３０、取外し式メモリ１３２、電源１３４、全世界測位システム（ＧＰＳ）チップセット１３６、および他の周辺機器１３８を含むことができる。ＷＴＲＵ１０２は、一実施形態と一貫したまま前述の要素の任意のサブコンビネーションを含むことができる。
【００２５】
プロセッサ１１８は、汎用プロセッサ、専用プロセッサ、従来のプロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアに関連付けられた１つまたは複数のマイクロプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）回路、任意の他のタイプの集積回路（ＩＣ）、状態機械などとすることができる。プロセッサ１１８は、信号符号化、データ処理、電力制御、入力／出力処理、および／またはＷＴＲＵ１０２が無線環境で動作することを可能にする任意の他の機能を実施することができる。プロセッサ１１８は、トランシーバ１２０に結合され、トランシーバ１２０は、送信／受信エレメント１２２に結合され得る。図１Ｂは、プロセッサ１１８とトランシーバ１２０を別個の構成要素として示しているが、プロセッサ１１８とトランシーバ１２０は、電子パッケージまたはチップ内で共に集積されてもよいことを理解されたい。
【００２６】
送信／受信エレメント１２２は、エアインターフェース１１６ｂ、１１６ｃを介して基地局（たとえば、基地局１１４ａ）もしくはＲＮに信号を送信する、または基地局もしくはＲＮから信号を受信するように構成することができる。たとえば、一実施形態では、送信／受信エレメント１２２は、ＲＦ信号を送信および／または受信するように構成されたアンテナとすることができる。他の実施形態では、送信／受信エレメント１２２は、たとえばＩＲ信号、ＵＶ信号、または可視光信号を送信および／または受信するように構成されたエミッタ／ディテクタとすることができる。他の実施形態では、送信／受信エレメント１２２は、ＲＦ信号と光信号を共に送信および受信するように構成されてもよい。送信／受信エレメント１２２は、任意の組合せの無線信号を送信および／または受信するように構成されてもよいことを理解されたい。
【００２７】
さらに、送信／受信エレメント１２２は、図１Ｂに単一のエレメントとして示されているが、ＷＴＲＵ１０２は、任意の数の送信／受信エレメント１２２を含むことができる。より具体的には、ＷＴＲＵ１０２は、ＭＩＭＯ技術を使用することができる。したがって、一実施形態では、ＷＴＲＵ１０２は、エアインターフェース１１６ｂ、１１６ｃを介して無線信号を送信および受信するために２つ以上の送信／受信エレメント１２２（たとえば、複数のアンテナ）を含むことができる。
【００２８】
トランシーバ１２０は、送信／受信エレメント１２２によって送信しようとする信号を変調するように、また送信／受信エレメント１２２によって受信される信号を復調するように構成することができる。上記で指摘したように、ＷＴＲＵ１０２は、マルチモード機能を有することができる。したがって、トランシーバ１２０は、たとえばＵＴＲＡおよびＩＥＥＥ８０２１１など複数のＲＡＴを介してＷＴＲＵ１０２が通信することを可能にするために複数のトランシーバを含むことができる。
【００２９】
ＷＴＲＵ１０２のプロセッサ１１８は、スピーカ／マイクロフォン１２４、キーパッド１２６、および／またはディスプレイ／タッチパッド１２８（たとえば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）ディスプレイユニット、または有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）ディスプレイユニット）に結合されてもよく、それらからユーザ入力データを受け取ることができる。また、プロセッサ１１８は、ユーザデータをスピーカ／マイクロフォン１２４、キーパッド１２６、および／またはディスプレイ／タッチパッド１２８に出力することができる。さらに、プロセッサ１１８は、非取外し式メモリ１３０および／または取外し式メモリ１３２など、任意のタイプの好適なメモリからの情報にアクセスし、それらにデータを記憶させることができる。非取外し式メモリ１３０は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ハードディスク、または任意の他のタイプのメモリ記憶装置を含むことができる。取外し式メモリ１３２は、加入者識別モジュール（ＳＩＭ）カード、メモリスティック、セキュアデジタル（ＳＤ）メモリカードなどを含むことができる。他の実施形態では、プロセッサ１１８は、サーバ上または家庭用コンピュータ（図示せず）上など、物理的にＷＴＲＵ１０２上に位置しないメモリからの情報にアクセスし、それらにデータを記憶させることができる。
【００３０】
プロセッサ１１８は、電源１３４から電力を受け取ることができ、ＷＴＲＵ１０２内の他の構成要素に電力を分配し、かつ／またはその電力を制御するように構成することができる。電源１３４は、ＷＴＲＵ１０２に給電するための任意の好適なデバイスとすることができる。たとえば、電源１３４は、１つまたは複数の乾電池（たとえば、ニッケルカドミウム（ＮｉＣｄ）、ニッケル亜鉛（ＮｉＺｎ）、ニッケル水素（ＮｉＭＨ）、リチウムイオン（Ｌｉ−ｉｏｎ）など）、太陽電池、燃料電池などを含むことができる。
【００３１】
また、プロセッサ１１８は、ＷＴＲＵ１０２の現在位置に関する位置情報（たとえば、経度および緯度）を提供するように構成することができるＧＰＳチップセット１３６に結合されてもよい。ＧＰＳチップセット１３６からの情報に加えて、またはその代わりに、ＷＴＲＵ１０２は、エアインターフェース１１６を介して基地局（たとえば、基地局１１４ａ、１１４ｂ）から位置情報を受信し、かつ／または近くの２つ以上の基地局から受信される信号のタイミングに基づいてその位置を決定することができる。ＷＴＲＵ１０２は、一実施形態と一貫したまま任意の好適な位置決定方法により位置情報を獲得することができることを理解されたい。
【００３２】
さらに、プロセッサ１１８は他の周辺機器１３８に結合されてもよく、それらの周辺機器１３８は、追加の特徴、機能、および／または有線もしくは無線コネクティビティを提供する１つまたは複数のソフトウェアおよび／またはハードウェアモジュールを含むことができる。たとえば、周辺機器１３８は、加速度計、電子コンパス（ｅ−ｃｏｍｐａｓｓ）、衛星トランシーバ、デジタルカメラ（写真またはビデオ用）、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）ポート、振動デバイス、テレビトランシーバ、ハンドフリー用ヘッドセット、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）モジュール、周波数変換（ＦＭ）無線ユニット、デジタル音楽プレーヤ、メディアプレーヤ、ビデオゲームプレーヤモジュール、インターネットブラウザなどを含むことができる。
【００３３】
図１Ｃは、一実施形態によるＲＡＮ１０４およびコアネットワーク１０６のシステム図である。上記で指摘したように、ＲＡＮ１０４は、Ｅ−ＵＴＲＡ無線技術を使用し、エアインターフェース１１６ｃを介してＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃと、および／またはエアインターフェース１１６ａを介してＲＮ１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃと通信することができる。また、ＲＡＮ１０４は、コアネットワーク１０６と通信することができる。
【００３４】
ＲＡＮ１０４は、発展型ノードＢ１４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃを含むことができるが、ＲＡＮ１０４は、一実施形態と一貫したまま任意の数の発展型ノードＢを含むことができることを理解されたい。発展型ノードＢ１４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃは、それぞれが、エアインターフェース１１６ｃを介してＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃと、および／またはエアインターフェース１１６ａを介してＲＮ１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃと通信するために１つまたは複数のトランシーバを含むことができる。一実施形態では、発展型ノードＢ１４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃは、ＭＩＭＯ技術を実装することができる。したがって、たとえば発展型ノードＢ１４０ａは、複数のアンテナを使用し、ＷＴＲＵ１０２ａに無線信号を送信し、ＷＴＲＵ１０２ａから無線信号を受信することができる。
【００３５】
発展型ノードＢ１４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃのそれぞれは、特定のセル（図示せず）に関連付けられてもよく、無線リソース管理判断、ハンドオーバ判断、アップリンクおよび／またはダウンリンクにおけるユーザのスケジューリングなどを処理するように構成することができる。図１Ｃに示されているように、発展型ノードＢ１４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃは、Ｘ２インターフェースを介して互いに通信することができる。
【００３６】
ＲＮ１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃは、任意の好適な無線通信リンク（たとえば、無線周波数（ＲＦ）、マイクロ波、赤外（ＩＲ）、紫外（ＵＶ）、可視光など）とすることができるエアインターフェース１１６ｂを介して、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃの１つまたは複数と通信することができる。エアインターフェース１１６ｂは、任意の好適な無線アクセス技術（ＲＡＴ）を使用して確立することができる。
【００３７】
図１Ｃに示されているコアネットワーク１０６は、無線通信移動管理装置（ＭＭＥ）１４２、サービングゲートウェイ１４４、およびパケットデータネットワーク（ＰＤＮ）ゲートウェイ１４６を含むことができる。前述の要素のそれぞれはコアネットワーク１０６の一部として示されているが、これらの要素のいずれか１つがコアネットワークオペレータ以外の企業体（ｅｎｔｉｔｙ）によって所有および／または運営されてもよいことを理解されたい。
【００３８】
ＭＭＥ１４２は、Ｓ１インターフェースを介してＲＡＮ１０４内の発展型ノードＢ１４２ａ、１４２ｂ、１４２ｃのそれぞれに接続されてもよく、制御ノードとして働くことができる。たとえば、ＭＭＥ１４２は、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃのユーザを認証すること、ベアラの活動化／非活動化、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃの初期接続（ａｔｔａｃｈ）中に特定のサービングゲートウェイを選択することなどの責任を担うことができる。また、ＭＭＥ１４２は、ＲＡＮ１０４と、ＧＳＭまたはＷＣＤＭＡなど他の無線技術を使用する他のＲＡＮ（図示せず）との間で切り替えるための制御プレーン機能を提供することができる。
【００３９】
サービングゲートウェイ１４４は、Ｓ１インターフェースを介してＲＡＮ１０４内の発展型ノードＢ１４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃのそれぞれに接続されてもよい。サービングゲートウェイ１４４は、一般に、ユーザデータパケットをＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃに／ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃからルーティングおよび転送することができる。また、サービングゲートウェイ１４４は、発展型ノードＢ間ハンドオーバ中にユーザプレーンをアンカリングすること、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃにダウンリンクデータが使用可能であるときページングをトリガすること、およびＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃのコンテキストを管理および記憶することなど、他の機能を実施することもできる。
【００４０】
また、サービングゲートウェイ１４４はＰＤＮゲートウェイ１４６に接続されてもよく、ＰＤＮゲートウェイ１４６は、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃがインターネット１１０などパケット交換ネットワークにアクセスすることを可能にし、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃとＩＰ対応デバイスの間の通信を円滑にすることができる。
【００４１】
コアネットワーク１０６は、他のネットワークとの通信を円滑にすることができる。たとえば、コアネットワーク１０６は、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃがＰＳＴＮ１０８など回線交換ネットワークにアクセスすることを可能にし、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃと従来の陸線通信デバイスとの間の通信を円滑にすることができる。たとえば、コアネットワーク１０６は、コアネットワーク１０６とＰＳＴＮ１０８の間のインターフェースとして働くＩＰゲートウェイ（たとえば、ＩＰマルチメディアサブシステム（ＩＭＳ）サーバ）を含むことができ、またはＩＰゲートウェイと通信することができる。さらに、コアネットワーク１０６は、他のサービスプロバイダによって所有および／または運営される他の有線もしくは無線ネットワークを含むことができるネットワーク１１２に、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃがアクセスすることを可能にすることができる。
【００４２】
ダウンリンク（ＤＬ）は、本明細書で言及されたとき、任意のトランシーバからＲＮへの送信を指すことができる。アップリンク（ＵＬ）は、本明細書で言及されたとき、ＲＮから任意のトランシーバへの送信を指すことができる。
【００４３】
例示的な双方向中継方式は、各受信機で単一のアンテナを使用し、時間でハーフデュプレックス送信を実施することができる。各トランシーバについて、データの送信と受信が、相異なるタイムスロットで行われる可能性がある。例示的な双方向中継方式は、ＢＳとＷＴＲＵの間に、またはＷＴＲＵそれ自体の間に直接的なリンクを有していない可能性がある。ＢＳおよびＷＴＲＵはすべて、ＵＬおよびＤＬにおいて、符号多重化または空間多重化なしに、同じ周波数帯域を使用することができる。ＢＳおよびＷＴＲＵは、同じサイズのデータパケットを送信することができ、最尤（ＭＬ）復号および階層変調（ＨＭ）復号のためにチャネル状態情報（ＣＳＩ）の完全な知識を有する。
【００４４】
双方向中継方式は、相異なる送信元からのビットをＲＮの受信機でハード復号することができる復号転送方式（ｄｅｃｏｄｅ−ａｎｄ−ｆｏｒｗａｒｄ  ｓｃｈｅｍｅ）を含む物理レイヤネットワーク符号化（ＰＮＣ）を使用することができる。ネットワーク符号化は、排他的論理和（ＸＯＲ）ネットワーク符号化を使用してビットレベルで実施することができる。ＰＮＣ方式は、Ｎ個のＷＴＲＵについてＮ＋１個のタイムスロットを使用することができる。この例では、各ＢＳ−ＷＴＲＵ対について１つのスロット、ＲＮによるブロードキャスト用に１つのスロットを使用することができる。ＢＳおよびＷＴＲＵがＲＮに送信するＤＬ方向で、直交振幅変調（ＱＡＭ）を使用することができる。ＨＭは、ＲＮブロードキャストフェーズにおいて、相対ＳＩＮＲに基づいて使用することができ、たとえば高ＳＩＮＲノード宛とすることができるビットはＬＳＢとして符号化され、低ＳＩＮＲノード宛のビットはＭＳＢとして符号化することができる。
【００４５】
図２は、ＨＭを使用して、１つのＢＳ２１０および２つのＷＴＲＵ２２０ａ、２２０ｂのための複数のビットストリームを合成し、ネットワーク符号化された、合成されたビットシーケンスをブロードキャストし、送信用のタイムスロットの数を削減することができる例示的な双方向中継方式２００の図である。各中継サイクルについて、３つのタイムスロットを使用することができる。中継サイクルは、ＲＮがビーコンをブロードキャストしたとき開始され、ＲＮが後続のビーコンをブロードキャストしたとき終了することができる。ＸＡＢは、ノードＡからノードＢに送信される信号を表すために、またｂＡＢは、信号ＸＡＢのビットシーケンスとして使用されることがある。タイムスロット１では、ＢＳ２１０とＷＴＲＵ１  ２２０ａがＲＮ２３０に同時に送信することができる。ＲＮ２３０は、受信機で、最尤（ＭＬ）を使用して、Ｘ１ＢおよびＸＢ１の重ね合わせを復調および復号し、ビットシーケンス｛ｂ１Ｂ｝および｛ｂＢ１｝を生成し、第１の中間ビットシーケンス（ＩＢＳ）、たとえばｂＲ１＝ＸＯＲ（ｂ１Ｂ，ｂＢ１）を形成することができる。
【００４６】
タイムスロット２では、ＢＳ２１０とＷＴＲＵ２  ２２０ｂがＲＮ２３０に同時に送信することができる。ＲＮ２３０は、受信機で、ＭＬを使用して、Ｘ２ＢおよびＸＢ２の重ね合わせを復調および復号し、ビットシーケンス｛ｂ２Ｂ｝および｛ｂＢ２｝を生成し、第２のＩＢＳ、たとえばｂＲ２＝ＸＯＲ（ｂ２Ｂ，ｂＢ２）を形成することができる。さらにＲＮ２３０は、ＷＴＲＵ１  ２２０ａとＷＴＲＵ２  ２２０ｂから受信された信号間の相対的な信号対干渉雑音比（ＳＩＮＲ）に基づいて、ＸＲ＝ＨＭ（ｂＲ１，ｂＲ２）またはＸＲ＝ＨＭ（ｂＲ２，ｂＲ１）を形成することによって、ＨＭの準備をすることができる。ＨＭでは、ＸｎＢおよびＸＢｎに関するものより概して高い変調順序（ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  ｏｒｄｅｒ）をＸＲに使用することができる。たとえば、ＸｎＢおよびＸＢｎがＱＰＳＫを使用して送信される場合、ＸＲを、１６ＱＡＭを使用して送信することができる。ＲＮ２３０からＷＴＲＵ１  ２２０ａへの送信に関するＳＩＮＲが、ＲＮ２３０からＷＴＲＵ２  ２２０ｂへの送信に関するものより高い場合、ｂＲ１をＬＳＢに割り当てることができ、ｂＲ２をＭＳＢに割り当てることができ、逆も同様である。
【００４７】
タイムスロット３では、ＲＮ２３０は、（ｂＲ１，ｂＲ２）を階層変調することによって、または（ｂＲ２，ｂＲ１）を階層変調することによって、すべての当事者、たとえばＢＳ２１０、ＷＴＲＵ１  ２２０ａ、ＷＴＲＵ２  ２２０ｂにＸＲをブロードキャストすることができる。ＢＳ２１０は、ＸＲを復調し、ｂＲ２、ｂＲ１を取得し、次いでｂ１Ｂ＝ＸＯＲ（ｂＲ１，ｂＢ１）またはｂ２Ｂ＝ＸＯＲ（ｂＲ２，ｂＢ２）を生成することができる。ｂＢ１、ｂＢ２はＢＳ２１０によって送信されたので、したがってｂＢ１、ｂＢ２は、ＢＳ２１０にとって既知である。ＷＴＲＵ１  ２２０ａは、ｂＲ１をＬＳＢと仮定して、ＸＲを復調し、ｂＲ２を破棄し、ｂＢ１＝ＸＯＲ（ｂＲ１，ｂ１Ｂ）を得ることができる。これは、ｂ１ＢがＷＴＲＵ１  ２２０ａにとって既知であるため、可能になり得る。ｂＲ２は、ＷＴＲＵ１  ２２０ａにとって解読不能であり得ることに留意されたい。ＷＴＲＵ２  ２２０ｂは、ｂＲ２をＭＳＢと仮定して、ＸＲを部分的に復調し、ｂＢ２＝ＸＯＲ（ｂＲ２，ｂ２Ｂ）を得ることができる。これは、ｂ２ＢがＷＴＲＵ２  ２２０ｂにとって既知であるため、可能になり得る。ｂＲ１は、ＷＴＲＵ２  ２２０ｂが復号するのにＳＩＮＲが受け入れられる場合でさえ、ＷＴＲＵ２  ２２０ｂにとって解読不能であり得ることに留意されたい。
【００４８】
上記の２つのＷＴＲＵの例におけるタイムスロット１、２では、ＢＳ２１０および１つのＷＴＲＵが、ＲＮ２３０に同時に送信することができる。この方向はＤＬとして指定され、ＢＳ２１０、ＷＴＲＵ２２０ａ、２２０ｂで送信機を、またＲＮ２３０で受信機を必要とする可能性がある。
【００４９】
図３は、例示的なＷＴＲＵ１送信機３００の図である。送信機３００は、ＣＲＣ付加ユニット３１０、チャネル符号化ユニット３２０、レートマッチングユニット３３０、変調ユニット３４０、アンテナ３５０を備えることができる。ＢＳおよび他のＷＴＲＵ内の送信機は、信号表記法を除いて同一とすることができる。ＷＴＲＵ１からＢＳ宛のビットストリーム３６０は、ｂ１Ｂとして示すことができ、変調後の信号は、Ｘ１Ｂとすることができる。冗長バージョン（ＲＶ）３７０によって指定されているように、送信すべき符号化されたビットの一部分だけを選択することが可能であることに留意されたい。
【００５０】
ＣＲＣ付加ユニット３１０は、ビットストリーム３６０を受け取り、ビットストリーム３６０にＣＲＣビットを付加することができる。ビットストリーム３６０は、チャネル符号化ユニット３２０に転送されてから、レートマッチングユニット３２０に転送することができる。レートマッチングユニット３３０は、符号化ビットシーケンスを変調ユニット３４０に転送することができる。変調ユニット３４０は、その符号化ビットシーケンスを変調し、ｋ個のシンボルを含むパケットＸ１Ｂを生成することができる。各シンボルは、たとえばＭ−ａｒｙ変調を使用して変調されてもよい。ｘｋは、パケットｘのｋ番目のシンボルとすることができ、ここでｋ＝１、２、．．．、ｋである。
【００５１】
ＢＳ送信機の例は、ＷＴＲＵ１に送信するとき信号下付き文字１ＢをＢ１と置き換え、ＷＴＲＵ２に送信するときＢ２と置き換えるなどのように図３を修正することによって示すことができる。ＷＴＲＵ２送信機の例は、信号下付き文字１Ｂを２Ｂと置き換えるように図３を修正することによって示すことができる。
【００５２】
図４は、ＲＮ受信機４００の一般的な構造の図である。ＲＮ受信機４００は、ＭＬ検出器４１０、逐次干渉除去（Ｓｕｃｃｅｓｓｉｖｅ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  Ｃａｎｃｅｌｌａｔｉｏｎ、ＳＩＣ）検出器（図示せず）、および／または複数の信号の検出を可能にすることができる他の検出器と、１つまたは複数のレートデマッチング／ソフト合成ユニット４２０と、１つまたは複数のチャネル復号ユニット４３０と、１つまたは複数のＣＲＣ確認除去ユニット４４０と、ＩＢＳ発生器４５０と、アンテナ４６０とを含むことができる。ＢＳおよびＷＴＲＵ１からのダウンリンク送信ＸＢ１、Ｘ１Ｂは、互いに重ね合わされ、ＲＮによってＹＢ１４６５として受信される可能性がある。ＲＮは、チャネル情報の知識を用いて、ＭＬ検出器４１０を使用してＹＢ１４６５を復号し、
【００５３】
【数１】
0005519798.tif 000002
【００５４】
および
【００５５】
【数２】
0005519798.tif 000003
【００５６】
として示されるｃＢ１およびｃ１Ｂのソフトビット推定を行うことができ、これらは、以前の１または複数の送信からのものがあればそれらと合成することができ、その後でレートデマッチングおよび復号される。
【００５７】
受信された信号を処理した後で、ＲＮは、２つのパケットの推定値、および対応するビットシーケンスを生成することができる。次いで、レートデマッチング／ソフト合成ユニット４２０とチャネル復号ユニット４３０を、対応するビットシーケンスに別々に適用することができ、得られるビットシーケンスをＣＲＣ確認除去ユニット４４０に供給することができる。蓄積されたソフトビット
【００５８】
【数３】
0005519798.tif 000004
【００５９】
および
【００６０】
【数４】
0005519798.tif 000005
【００６１】
は、対応するＣＲＣが有効でない場合、保存しておくことができる。ＣＲＣ確認を通過した後で、最初のＩＢＳを生成し、送信するために処理することができる。ＲＮからの出力は、ＡＣＫ／ＮＡＣＫＢ１４７０、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ１Ｂ４７２、および中間ビットストリームｂＲ１４７４とすることができる。同様に、タイムスロット２では、同じ送信および受信プロセスがＢＳ、ＷＴＲＵ２、ＲＮにおいて行われる可能性がある。ＲＮは、ＡＣＫ／ＮＡＣＫＢ２、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ２Ｂ、および中間ビットストリームｂＲ２を生成することができる。
【００６２】
タイムスロット３では、ＲＮは、図５に示されている参照モデルを使用して、ビットストリームｂＲ２とビットストリームｂＲ１を合成することができる。ＲＮ送信機５００は、ＣＲＣ付加ユニット５１０、１つまたは複数のチャネル符号化ユニット５２０、１つまたは複数のレートマッチングユニット５３０、ＨＭユニット５４０、アンテナ５５０を含むことができる。ＲＮは、階層変調された信号ＸＲをＢＳおよびすべてのＷＴＲＵにブロードキャストすることができる。
【００６３】
階層変調は、ＲＮ送信機内において、ＨＭユニット５４０で適用され得る。ＷＴＲＵ１およびＷＴＲＵ２に向かうチャネル品質の差に基づいて、高い方のチャネル品質を有するＷＴＲＵはコンステレーションの最下位ビット（ＬＳＢ）にそのデータが符号化され、一方、低い方のチャネル品質を有するＷＴＲＵは最上位ビット（ＭＳＢ）にそのデータが符号化されるように、ｂＲ２およびｂＲ１を、チャネル符号化ユニット５２０において、合成されたコンステレーションに符号化することができる。ＲＶは、ｂＲ２およびｂＲ１について独立に選択することができることに留意されたい。
【００６４】
再送信がＲＮによって再送信が実施されたとき、ＨＭは、必要とされることもされないこともある。単一のパケット、または対のパケット（ｂ１ＢとｂＢ１、またはｂ２ＢとｂＢ２）がエラーで受信された場合の例では、中間ビットｂＲ１またはｂＲ２だけが送信されてもよい。したがって、階層的な送信がないため、再送信に成功する機会が改善する可能性がある。
【００６５】
タイムスロット２の終了時には、ＲＮは、受信されたパケットを処理し、たとえば５ビット長とすることができる中継時制御信号（Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｓｉｇｎａｌｓ  ａｔ  Ｒｅｌａｙ、ＣＳＲ）、ＣＳＲ＝（ＣＳＲ［４］，ＣＳＲ［３］、．．．、ＣＳＲ［０］）を設定することができる。ＣＳＲは、タイムスロット１、２において行われる送信のためのＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号として、またＲＮ動作ステータスとしても働く。ＢＳおよびＷＴＲＵは、ＲＮ動作ステータスを知ることにより、信号を復調し、ＲＮからの情報ビットをタイムスロット３において処理することができる。ＣＳＲはＢＳおよびＷＴＲＵによって完全に受信されると仮定されてもよい。
【００６６】
ＣＳＲの定義について表１に記載する。
【００６７】
【表１】
0005519798.tif 000006
【００６８】
ＲＮは、タイムスロット１、２における受信されたパケットに基づいて、２つの中間ビットシーケンス（ＩＢＳ）、ｂＲ１およびｂＲ２を生成することができる。各ＩＢＳは、長さＱを有することができる。ｂＲ１を例示のための例として使用することができる。ｂＲ２は、同じように生成することができる。両パケットの受信に成功した場合には、
【００６９】
【数５】
0005519798.tif 000007
【００７０】
であり、この式で、ｑ＝ｌ、２．．．Ｑである。ｃＢ１だけが受信に成功したパケットである場合には、ｂＲ１＝ｂＢ１である。ｂ１Ｂだけが受信に成功したパケットである場合には、ｂＲ１＝ｂ１Ｂである。どちらのパケットも受信に成功しなかった場合には、ｂＲ１＝ヌルである。
【００７１】
どちらのＩＢＳもヌルである場合、たとえばＣＳＲ＝［０００００］のとき、ＲＮはアイドルのままであることができる。２つのＩＢＳの１つがヌルである場合、たとえばＣＳＲ＝［００００１］、［０００１０］、［００１００］、［０１０００］、［０００１１］、または［０１１００］のとき、ＲＮは、以前の２つのタイムスロットと同じＭ−ａｒｙＰＳＫ変調を使用することができる。２つのＩＢＳのどちらもヌルでない場合、たとえばＣＳＲ＝［ｘ０１０１］、［ｘ０１１０］、［ｘ１００１］、［ｘ１０１０］、［ｘ０１１１］、［ｘ１０１１］、［ｘ１１０１］、［ｘ１１１０］、または［ｘ１１１１］のとき、ＲＮは、それらのビットストリームをＨＭユニットに適用することができる。たとえば、各タイムスロットにおいて少なくとも１つのパケットの受信に成功したときＨＭを適用することができる。
【００７２】
ＨＭの順序は２Ｍとすることができる。たとえば、以前の２つのタイムスロットでＱＰＳＫが使用されている場合、１６ＱＡＭが階層変調に採用されることになる。ＲＮは、ＷＴＲＵ１およびＷＴＲＵ２での瞬間的な受信ＳＩＮＲ、γ１，３およびγ２，３に従ってｇＲ，３ｌ＋１およびｇＲ，３ｌ＋２をグループ化することができる。ｋ番目のシンボル
【００７３】
【数６】
0005519798.tif 000008
【００７４】
は、γ１，３＜γ２，３の場合、ビットシーケンス
【００７５】
【数７】
0005519798.tif 000009
【００７６】
またはγ１，３≧γ２，３の場合、
【００７７】
【数８】
0005519798.tif 000010
【００７８】
によって決定することができる。このグループ化は、低いＳＩＮＲを有するシーケンスを容易に変調することができるように実施することができる。ＲＮは、ＳＮＲレベルに基づいてＨＭを適用することができる。
【００７９】
生成されたＩＢＳの例が図６に示されている。ＲＮは、ＳＩＮＲレベルに基づいてＩＢＳをグループ化することができる。この例では、ＩＢＳ［１］６１０が最も低いＳＩＮＲ６２０を有する可能性があり、ＩＢＳ［Ｎ］６３０が最も高いＳＩＮＲ６４０を有する可能性がある。ＲＮは、ＩＢＳ［１］．．．ＩＢＳ［Ｎ］からの受信ビットをシンボル内に配置することによって、ブロードキャスト用のＩＢＳＲ６５０を生成することができる。たとえば、シンボル１  ６６０では、ＲＮは、シンボル１  ６６０内の第１のビット６６４にＩＢＳ［１］の第１のビット６６２を使用し、シンボル１  ６６０内の最後のビット６６８にＩＢＳ［Ｎ］内の第１のビット６６６を使用することができる。シンボル２  ６７０の場合、ＲＮは、シンボル２  ６７０内の第１のビット６７４にＩＢＳ［１］の第２のビット６７２を使用し、シンボル２  ６７０内の最後のビット６７８にＩＢＳ［Ｎ］内の第２のビット６７６を使用することができる。
【００８０】
図７は、例示的なＢＳ受信機７００の図である。ＢＳ受信機７００は、ＨＭ検出器７１０と、１つまたは複数のレートデマッチング／ソフト合成ユニット７２０と、１つまたは複数のチャネル復号ユニット７３０と、１つまたは複数のＣＲＣ確認除去ユニット７４０と、１つまたは複数のＩＢＳ発生器７５０と、アンテナ７６０とを含むことができる。信号を受信したとき、ＨＭ検出器７１０は、対応するビットシーケンスを推定し、それらをレートデマッチング／ソフト合成ユニット７２０とチャネル復号ユニット７３０に別々に適用することができる。得られるビットシーケンスをＣＲＣ確認除去ユニット７４０に供給することができる。ＣＲＣ確認除去ユニット７４０は、ＲＮを介して１つまたは複数のＷＴＲＵに送信することができるＡＣＫ／ＮＡＣＫ７７０を生成するように構成することができる。ＣＲＣ確認を通過した後で、ＩＢＳ発生器７５０は、対応するＩＢＳを生成し、送信するためにそれらを処理することができる。
【００８１】
ＢＳは、ＲＮブロードキャストからの階層変調された信号全体を復号し、ｂＲ１およびｂＲ２を抽出することができる。１つまたは複数の以前送信されたビットストリームに対してＸＯＲ演算を実施することによって、ＢＳは、ＢＳ向けのビットストリームを復号することができる。受信ビットとＢＳが送信したビットとのＸＯＲ演算の出力が、ＢＳ向けのビットストリームとなり得る。ビットストリームがＲＮによって成功裏に受信されなかったことがＲＮからのＮＡＣＫによって示された場合、ＸＯＲ演算において、すべて０のビット、または疑似ランダムビットシーケンスを使用することができる。ＢＳは、何らかのダウンリンク送信についてＡＣＫまたはＮＡＣＫが受信されない場合、ある特定のダウンリンク送信が成功したかどうかわからない可能性がある。このシナリオでは、ＢＳは、両方の場合について盲目的に復号することができ、有効なＣＲＣを生み出すものをどれでも、所望のデータパケットとみなすことができる。
【００８２】
図８は、ＷＴＲＵ受信機８００の一般的な構造の図である。ＷＴＲＵ受信機８００は、ＨＭ検出器８１０、レートデマッチング／ソフト合成ユニット８２０、チャネル復号ユニット８３０、ＣＲＣ確認除去ユニット８４０、ＩＢＳ発生器８５０、アンテナ８６０を含むことができる。信号を受信したとき、ＨＭ検出器８１０は、対応するビットシーケンスを推定し、それらをレートデマッチング／ソフト合成ユニット８２０とチャネル復号ユニット８３０に適用することができる。得られるビットシーケンスをＣＲＣ確認除去ユニット８４０に供給することができる。ＣＲＣ確認除去ユニット８４０は、ＲＮを介してＢＳに送信することができるＡＣＫ／ＮＡＣＫ８７０を生成するように構成することができる。ＣＲＣ確認を通過した後で、ＩＢＳを生成し、送信するためにそれを処理することができる。
【００８３】
階層変調されたＲＮブロードキャストからのビットストリームは、それらのビットストリームのそれぞれが対象とし得るＷＴＲＵによって復号することができる。たとえば、ＷＴＲＵ１はｂＲ１を復号すればよく、ＷＴＲＵ２はｂＲ２を復号すればよい。１つまたは複数の以前送信されたビットストリームに対してＸＯＲ演算を実施することによって、ＷＴＲＵは、ＷＴＲＵ向けのビットを復号することができる。そのダウンリンクビットストリームが、ＲＮからのＮＡＣＫによって示され得るようにＲＮによって成功裏に受信された場合、ＸＯＲ演算において、すべて０のビット、または疑似ランダムビットシーケンスを使用することができる。ＷＴＲＵは、ＡＣＫまたはＮＡＣＫが受信されない場合、そのダウンリンク送信が成功したかどうかわからない可能性がある。このシナリオでは、ＷＴＲＵは、両方の場合について盲目的に復号することができ、有効なＣＲＣを生み出すものをどれでも、所望のデータパケットとみなすことができる。
【００８４】
一例では、ＣＳＲを受信したとき、ＢＳおよびＷＴＲＵは、受信された信号を処理することができる。ＣＳＲ＝［００００１］、［０００１０］、［００１００］、［０１０００］、［０００１１］、または［０１１００］である場合、ＢＳおよびＷＴＲＵでのｋ番目の受信信号は、
【００８５】
【数９】
0005519798.tif 000011
【００８６】
として表すことができ、この式で、
【００８７】
【数１０】
0005519798.tif 000012
【００８８】
は、Ｍ−ａｒｙＰＳＫによって変調されたシンボルである。
【００８９】
この例では、ＣＳＲ＝［００００１］であるとき、ＷＴＲＵ１は、ｙ１，３を処理し、ｂＢ１を生成することができる。ＢＳおよびＷＴＲＵ２はアイドルのままであることができる。ＣＳＲ＝［００１００］であるとき、ＷＴＲＵ２は、ｙ２，３を処理し、ｂＢ２を生成することができる。ＢＳおよびＷＴＲＵ１はアイドルのままであることができる。ＣＳＲ＝［０００１０］または［０１０００］であるとき、ＢＳは、ｙＢ，３を処理し、ｂ１Ｂまたはｂ２Ｂを生成することができる。ＷＴＲＵ１およびＷＴＲＵ２はアイドルのままであることができる。ＣＳＲ＝［０００１１］であるとき、ＢＳは、ｙＢ，３を処理し、
【００９０】
【数１１】
0005519798.tif 000013
【００９１】
によってｂ１Ｂを生成することができ、ＷＴＲＵ１は、ｙ１，３を処理し、
【００９２】
【数１２】
0005519798.tif 000014
【００９３】
によってｂＢ１を生成することができ、ＷＴＲＵ２はアイドルのままであることができる。
【００９４】
ＣＳＲ＝［ｘ０１０１］、［ｘ０１１０］、［ｘ１００１］、［ｘ１０１０］、［ｘ０１１１］、［ｘ１０１１］、［ｘ１１０１］、［ｘ１１１０］、または［ｘ１１１１］の場合、ＢＳおよびＷＴＲＵでのｋ番目の受信信号は、
【００９５】
【数１３】
0005519798.tif 000015
【００９６】
として表すことができ、この式で、
【００９７】
【数１４】
0005519798.tif 000016
【００９８】
は、２Ｍ−ａｒｙ変調によって変調されたシンボルである。
【００９９】
受信機７００は、二重ストリームのシナリオにおいて完全復調用に構成することができる。受信機８００は、二重ストリームのシナリオにおいて部分復調用に構成することができ、ＨＭ検出器８１０は、受信信号の象限を決定するだけであるように構成することができる。より大きな瞬間ＳＩＮＲを有するＷＴＲＵは、図７に示されている受信機構造を採用することができる。小さい方の瞬間ＳＩＮＲを有するＷＴＲＵは、図８に示されている受信機構造を採用することができる。ＢＳは、図７に示されている受信機構造を採用することができるが、ＷＴＲＵからの２つのパケットの１つだけＲＮによって成功裏に受信され、そのＷＴＲＵがより小さい瞬間ＳＩＮＲを有するＣＳＲ＝［００１１０］および［１１００１］のとき、ＢＳは、図８に示されている受信機構造を採用することができる。ＣＳＲ＝［０１１００］のとき、ＢＳは、ｙＢ，３を処理し、
【０１００】
【数１５】
0005519798.tif 000017
【０１０１】
によってｂ２Ｂを生成することができ、ＷＴＲＵ２は、ｙ２，３を処理し、
【０１０２】
【数１６】
0005519798.tif 000018
【０１０３】
によってｂＢ２を生成することができ、ＷＴＲＵ１はアイドルのままであることができる。
【０１０４】
ＣＳＲ＝［ｘ０１０１］、［ｘ０１１０］、［ｘ１００１］、［ｘ１０１０］、［ｘ０１１１］、［ｘ１０１１］、［ｘ１１０１］、［ｘ１１１０］、または［ｘ１１１１］の場合、ＢＳおよびＷＴＲＵでのｋ番目の受信信号は、
【０１０５】
【数１７】
0005519798.tif 000019
【０１０６】
として表すことができ、
この式で、
【０１０７】
【数１８】
0005519798.tif 000020
【０１０８】
は、２Ｍ−ａｒｙ変調によって変調されたシンボルである。ＣＳＲ＝［ｘ０１０１］の場合、ＣＳＲ［４］＝０のとき、ＷＴＲＵ１は、ｙ１，３の象限を決定し、ｂＢ１を生成することができ、ＷＴＲＵ２は、ｙ２，３を復調し、ｂＢ２を生成することができる。ＣＳＲ［４］＝１の場合、ＷＴＲＵ２は、ｙ２，３の象限を決定し、ｂＢ２を生成することができ、ＷＴＲＵ１は、ｙ１，３を復調し、ｂＢ１を生成することができ、ＢＳはアイドルのままであることができる。
【０１０９】
ＣＳＲ＝［ｘ０１１０］の場合、ＣＳＲ［４］＝０のとき、ＢＳは、ｙＢ，３の象限を決定し、ｂ１Ｂを生成することができ、ＷＴＲＵ２は、ｙ２，３を復調し、ｂＢ２を生成することができる。ＣＳＲ［４］＝１の場合、ＷＴＲＵ２は、ｙ２，３の象限を決定し、ｂＢ２を生成することができ、ＢＳは、ｙＢ，３を復調し、ｂ１Ｂを生成することができ、ＷＴＲＵ１はアイドルのままであることができる。
【０１１０】
ＣＳＲ［４．．．０］＝［ｘ１００１］の場合、ＣＳＲ［４］＝０のとき、ＷＴＲＵ１は、ｙ１，３の象限を決定し、ｂＢ１を生成することができ、ＢＳは、ｙＢ，３を復調し、ｂ２Ｂを生成することができる。ＣＳＲ［４］＝１の場合、ＢＳは、ｙＢ，３の象限を決定し、ｂ２Ｂを生成することができ、ＷＴＲＵ１は、ｙ１，３を復調し、ｂＢ１を生成することができ、ＷＴＲＵ２はアイドルのままであることができる。
【０１１１】
ＣＳＲ［４．．．０］＝［ｘ１０１０］の場合、ＢＳは、ｙＢ，３を復調し、ｂ１Ｂおよびｂ２Ｂを生成することができ、ＷＴＲＵ１およびＷＴＲＵ２はアイドルのままであることができる。
【０１１２】
ＣＳＲ［４．．．０］＝［ｘ０１１１］の場合、ＷＴＲＵ１は、ＣＳＲ［４］＝０の場合ｙ１，３の象限を決定することによって
【０１１３】
【数１９】
0005519798.tif 000021
【０１１４】
を生成し、またはＣＳＲ［４］＝１の場合ｙ１，３を復調することができる。次いで、ＷＴＲＵ１は、
【０１１５】
【数２０】
0005519798.tif 000022
【０１１６】
によってｂＢ１を生成することができる。ＢＳは、ＣＳＲ［４］＝０の場合ｙＢ，３の象限を決定することによって
【０１１７】
【数２１】
0005519798.tif 000023
【０１１８】
を生成し、またはＣＳＲ［４］＝１の場合ｙＢ，３を復調することができる。次いで、ＢＳは、
【０１１９】
【数２２】
0005519798.tif 000024
【０１２０】
によってｂ１Ｂを生成することができる。ＷＴＲＵ２は、ＣＳＲ［４］＝０の場合ｙ２，３を復調することによって、またはＣＳＲ［４］＝１の場合ｙ２，３の象限を決定することによってｂＢ２を生成することができる。
【０１２１】
ＣＳＲ［４．．．０］＝［ｘ１０１１］の場合、ＷＴＲＵ１は、ＣＳＲ＝［ｘ０１１１］の場合と同じように動作することができる。ＢＳは、ｙＢ，３を復調し、
【０１２２】
【数２３】
0005519798.tif 000025
【０１２３】
およびｂ２Ｂを生成することができる。ＢＳは、
【０１２４】
【数２４】
0005519798.tif 000026
【０１２５】
によってｂ１Ｂを生成することができ、ＷＴＲＵ２はアイドルのままであることができる。
【０１２６】
ＣＳＲ［４．．．０］＝［ｘ１１０１］の場合、ＷＴＲＵ２は、ＣＳＲ［４］＝１の場合ｙ２，３の象限を決定することによって、またはＣＳＲ［４］＝０の場合ｙ２，３を復調することによって
【０１２７】
【数２５】
0005519798.tif 000027
【０１２８】
を生成することができる。次いで、ＷＴＲＵ２は、
【０１２９】
【数２６】
0005519798.tif 000028
【０１３０】
によってｂＢ２を生成することができる。ＢＳは、ＣＳＲ［４］＝１の場合ｙＢ，３の象限を決定することによって、またはＣＳＲ［４］＝０の場合ｙＢ，３を復調することによって
【０１３１】
【数２７】
0005519798.tif 000029
【０１３２】
を生成することができる。ＢＳは、
【０１３３】
【数２８】
0005519798.tif 000030
【０１３４】
によってｂ２Ｂを生成することができる。ＷＴＲＵ１は、ＣＳＲ［４］＝１の場合ｙ１，３を復調することによって、またはＣＳＲ［４］＝０の場合ｙ１，３の象限を決定することによってｂＢ１を生成することができる。
【０１３５】
ＣＳＲ［４．．．０］＝［ｘ１１１０］の場合、ＷＴＲＵ２は、ＣＳＲ＝［ｘ１１０１］の場合と同じように動作することができる。ＢＳは、ｙＢ，３を復調し、
【０１３６】
【数２９】
0005519798.tif 000031
【０１３７】
およびｂ１Ｂを生成することができる。ＢＳは、
【０１３８】
【数３０】
0005519798.tif 000032
【０１３９】
によってｂ２Ｂを生成することができ、ＷＴＲＵ１はアイドルのままであることができる。
【０１４０】
ＣＳＲ［４．．．０］＝［ｘ１１１１］の場合、ＷＴＲＵ１は、ＣＳＲ＝［ｘ０１１１］の場合と同じように動作することができる。ＷＴＲＵ２は、ＣＳＲ＝［ｘ１１０１］の場合と同じように動作することができる。ＢＳは、ｙＢ，３を復調し、
【０１４１】
【数３１】
0005519798.tif 000033
【０１４２】
および
【０１４３】
【数３２】
0005519798.tif 000034
【０１４４】
を生成することができる。ＢＳは、
【０１４５】
【数３３】
0005519798.tif 000035
【０１４６】
によってｂ１Ｂを、また
【０１４７】
【数３４】
0005519798.tif 000036
【０１４８】
によってｂ２Ｂを生成することができる。
【０１４９】
ユーザペアリングは、ランダムペアリングまたは順序付けによるペアリング（Ｐａｉｒｉｎｇ  ｂｙ  Ｏｒｄｅｒｉｎｇ）を適用することによって実施することができる。ランダムペアリングでは、ＨＭ方式を実施するために、２つのＷＴＲＵをＮ個のＷＴＲＵから無作為に選択することができる。ランダムペアリングは、すべてのＷＴＲＵが選択されるまで続行することができる。
【０１５０】
順序付けによるペアリングでは、順序付けによるユーザペアリングについて以下のように説明することができる。Ｎユーザを、それらの平均受信ＳＩＮＲによって、大きいものから、たとえば
【０１５１】
【数３５】
0005519798.tif 000037
【０１５２】
と分類することができる。指数［ｉ］を使用し、ＳＩＮＲの分類されたバージョンを示すことができる。ＷＴＲＵ［ｉ］は、ｉ番目に大きいＳＩＮＲを有するＷＴＲＵを示すことができる。次いで、これらのＷＴＲＵをＷＴＲＵ［２＊ｉ−１］およびＷＴＲＵ［２＊ｉ］として対にし、ＨＭ方式を実施することができ、この式で、
【０１５３】
【数３６】
0005519798.tif 000038
【０１５４】
である。Ｎが奇数である場合、ＷＴＲＵ［Ｎ］は、ペアリングアルゴリズムで考慮する必要はない。順序付けによるペアリングは良好な性能を保証することができるが、ランダムペアリングは保証することができない。
【０１５５】
本明細書に記載の例は、任意の数のＷＴＲＵに適用することができる。Ｎ個のＷＴＲＵの場合、双方向中継のための２Ｎ個のタイムスロットではなく、Ｎ＋１個のタイムスロットを使用することができる。ＸＯＲネットワーク符号化を使用するこの双方向中継方式は、ＨＭが復号に成功するのにより高いＳＩＮＲを必要とする可能性があるにもかかわらず、２Ｎタイムスロット中継方式に優るスループットの改善をもたらすことができる。
【０１５６】
Ｎ個のＷＴＲＵの例では、ＲＮ受信機は、同時に受信された異なるデータを復号することができるように、ＳＩＣまたはＭＬ検出機能を有することができる。各ノードは、単一のアンテナを備えることができる。通信リンクすべてを、ＴＤＤ式で単一の搬送周波数に割り当てることができる（すなわち、ノード対間のチャネルは、逆になり得る）。ＢＳおよびＷＴＲＵにおいて同じ変調方式および符号化パケットサイズを使用することができる。
【０１５７】
Ｎ個のＷＴＲＵの例におけるメッセージ交換は、２つのフェーズ、すなわちＭＡＣフェーズとブロードキャスト（ＢＣ）フェーズで実施することができる。ＭＡＣフェーズは、Ｎ個のタイムスロットで構成され得る。ＭＡＣフェーズのｉ番目のタイムスロットでは、ＢＳは、ＷＴＲＵｉ（ｉ＝１、２、．．．、Ｎ）のための符号化データパケットをＲＮに送信することができる。ＷＴＲＵｉは、ＢＳのための符号化データパケットをＲＮに同時に送信することができる。ＲＮは、ＳＩＣまたはＭＬを使用し、ＢＳおよびＷＴＲＵｉのメッセージを回復することができる。復号に成功したと仮定して、ＲＮは、両メッセージに対してＸＯＲ演算を実施し、たとえばｉ番目の中間ビットシーケンス、ＩＢＳｉによって示される新しいデータビットシーケンスを生成することができる。Ｎ個のタイムスロットの終わりには、Ｎ個の異なるＩＢＳがＲＮによって生成される可能性があり、ＲＮは、ＢＣフェーズを開始することができる。
【０１５８】
ＢＣフェーズでは、従来のネットワーク符号化方式の場合のようにＮ個のタイムスロットでＮ個のＩＢＳをＢＳおよびＮ個のＷＴＲＵに送達するのではなく、ＲＮは、Ｎ倍大きなコンステレーションサイズを有する変調方式を使用して、１つのタイムスロットでＮ個のＩＢＳを送信することができる。たとえば、ＲＮは、ＨＭを使用し、ＨＭのレイヤを順序付けることによって、宛先ノードごとに変わるチャネル品質を、日和見的に利用することができる。このようにしてＨＭを使用して、２つの利益を得ることができる。ＨＭは、複数のＩＢＳを同時に搬送することを可能にするだけでなく、あまり十分でないチャネル条件を有するＷＴＲＵ宛のデータを、より低いデータ転送速度にそれらのデータをマッピングすることによって保護することができる。このようにしてＨＭを実施することができるように、一部のチャネル品質情報をＲＮで既知とすることができる。これをサポートするために、たとえばチャネル品質インジケータ（ＣＱＩ）またはＷＴＲＵ瞬間ＳＮＲなど、様々なパラメータを使用することができる。
【０１５９】
したがって、ＭＡＣフェーズの終わりに生成されるＮ個のＩＢＳを共にグループ化し、ＢＣフェーズでのＨＭ送信のために、ＲＮで新しい中間ビットシーケンス（ＩＢＳＲ）を作成することができる。ＩＢＳＲを生成するための１つの方法は、以下のように説明される。
【０１６０】
ＲＮは、Ｎ個のＲＮからＷＴＲＵまでのチャネルのＳＮＲを、ＳＮＲ［ｉ］＜ＳＮＲ［２］＜．．．＜ＳＮＲ［Ｎ］など、小さいものから順序付けることができる。ＩＢＳ［ｉ］は、ＳＮＲ［ｉ］を有する、ＲＮからＷＴＲＵまでのチャネルに関連付けられたビットシーケンスを示すことができる。各シーケンスＩＢＳ［ｉ］のビットは、ＲＮでＱ個のシンボルに再配置することができ、Ｑは、ＩＢＳそれぞれのシーケンス長である。各シンボルは、各シーケンスのｋ番目のビットがｋ番目のシンボルに入ることができるように、Ｎ個のＩＢＳシーケンスから引き出されたＮ個のビットで構成され得る。さらに、各シンボルのビットは、それらの対応するＳＮＲと同じに順序付けることができる。図６は、マッピングおよび再配置をＲＮでどのように実施することができるかという図である。ＩＢＳＲは、これらのＱ個のシンボルの集まりとすることができる。ＲＮは、ＨＭをＩＢＳＲの各シンボルに適用し、タイムスロットＮ＋１で送信することができる１つのパケットを形成することができる。
【０１６１】
ＲＮから受信したとき、ＢＳは、受信信号を復調および復号することができ、復号に成功したと仮定して、ＢＳは、ＩＢＳＲを分解し、Ｎ個の元のＩＢＳのすべてを回復することができる。次いで、ＢＳは、同じタイムスロットで送信されたそれ自体のデータと共にｉ番目のＩＢＳに対してＸＯＲ演算を実施し、ＷＴＲＵｉ向けのメッセージを取り出すことができる。一方、ＷＴＲＵは、受信信号を、それらのＩＢＳの順序に応じて、部分的または完全に復調および復号することができる。復号に成功したと仮定して、ＷＴＲＵｉは、それ自体のデータと共にｉ番目のＩＢＳに対してＸＯＲ演算を実施し、ＷＴＲＵｉのためのＢＳメッセージを取り出すだけでよい。ＷＴＲＵは他のユーザのＩＢＳを得ることができるが、ユーザデータプライバシは保つことができる。ＩＢＳは、ＸＯＲ演算を実施することによって得られるＢＳデータとＷＴＲＵデータの混在するものとすることができ、ＢＳまたはＷＴＲＵの元のメッセージに所有されるものだけがＸＯＲ演算を元に戻すことが可能である。
【０１６２】
上述の一般的な双方向中継方式は、ＨＡＲＱプロセスを実装することができる。ＨＡＲＱは、暗黙のリンクアダプテーションの一形態であり、無線通信のスループット全体を改善することができる。双方向中継方式のためのＨＡＲＱ設計は、物理レイヤネットワーク符号化を使用することができる。
【０１６３】
本明細書に記載の例示的な実施形態は、各ＢＳまたはＷＴＲＵが、送信するデータが末端宛先に到達したかどうか知ることを可能にすることができる。各データパケットは、ＲＮを介して２つのホップを通る可能性があるので、各リンク上のＡＣＫは、必ずしもデータが宛先に到達したことを暗示しない可能性がある。例示的な実施形態は、単一の送信が失敗したとき中継方式の効率が激しく、または不必要に損なわれないように、再送信方針を用いることができる。また、これらの実施形態は、ＨＡＲＱおよび他のリンクアダプテーション技法を中継方式に適用することができる。ＲＮはＸＯＲ済みのデータをブロードキャストするので、何らかのダウンリンクデータパケットがエラーで受信された場合どのようにブロードキャストを復号するかに関して決定を行うことができる。
【０１６４】
提案されている設計は、ＰＨＹレイヤおよびＭＡＣレイヤとみなすことができる無線通信デバイスおよびシステムにおける要素を必要とし得る。ＲＮは、中継動作を制御することができ、送信および受信するために、ＢＳおよびＷＴＲＵをそれらのタイムスロットにスケジューリングする責任を担う。各物理レイヤは、ＨＡＲＱを使用する独立の無線リンクとして扱うことができる。しかし、２つのホップにわたるＡＣＫおよびＮＡＣＫを宛先ＡＣＫ／ＮＡＣＫに合成し、それにより、送信元および宛先、たとえばＲＬＣに中継リンク全体の成功または失敗を通知するようにすることができる。不成功の（ＲＮ向けの）ＤＬ送信は、中継サイクルを中断しないように、次の中継サイクルまで再送信される必要はない。しかし、不成功の（ＲＮによってブロードキャストされた）ＵＬ送信があればそれはＲＮをトリガし、そのブロードキャストを再送信し、それにより中継サイクルを延長する可能性がある。再送信のための変調は、受信される（１つまたは複数の）ＮＡＣＫに応じて変わる可能性がある。
【０１６５】
本明細書に記載の例示的な双方向中継方式は、ストップアンドウェイト（ｓｔｏｐ−ａｎｄ−ｗａｉｔ）ＨＡＲＱプロセスを使用することができる。同期または非同期の個々のリンクにわたる確認応答を、データチャネルと直交する、またはデータチャネルから独立した制御チャネルを介して送信することができる。確認応答は、完全に信頼性のあるものではない可能性がある。ビーコンをＲＮによって送信し、中継サイクルの開始を示し、また各当事者に、送信および受信するためのタイムスロットを通知することができる。あるいは、ビーコンをスロットごとに定期的に送信することができる。特別なビーコンが、インジケータを含むことができ、最初のスロットの開始時に送信され、各中継サイクルの開始を示してもよい。
【０１６６】
ネットワーク符号化を使用する双方向中継方式のＨＡＲＱは、以下の例によって特徴付けることができる。第１の例では、何らかのＤＬ送信が失敗したとき、ＲＮは、ＢＳまたはＷＴＲＵとすることができる送信側にＮＡＣＫを送ることができる。ＲＮは、ゼロを使用し、受信できなかったビットをネットワーク符号化（ＸＯＲ）において表すことができる。すべてゼロでのＸＯＲにより、ビットを変更されないままにしておくことができる。あるいは、送信機と受信機の間で事前に合意された疑似ランダムビットストリームを使用し、データプライバシを保つことができる。ＮＡＣＫを受信したとき、リンクの送信ノード、たとえばＢＳまたはＷＴＲＵは、すべてゼロのビットまたは事前に合意された疑似ランダムビットストリームを仮定することができる。リンクの送信ノードは、ＲＮブロードキャスト内のネットワーク符号化を、すべてゼロ、または疑似ランダムビットで復号することができる。ＡＣＫもＮＡＣＫも受信されない場合、リンクの送信ノードは、そのダウンリンクがＲＮによって正しく受信されたかどうか知ることなしに、そのダウンリンクデータ、ゼロ、または疑似ランダムビットでＸＯＲすることによって、盲目的にＲＮブロードキャストを復号することができる。有効なＣＲＣをもたらすどの選択肢でも、所望のデータを復号するために使用することができる。
【０１６７】
第２の例では、同じダウンリンクタイムスロットのリンクが共に失敗したとき、ＲＮは、ブロードキャストフェーズで階層変調を全く使用しないと判断することができる。この例では、ＲＮは、これらの２つのノードに、ブロードキャストに使用される変調について通知することができる。
【０１６８】
第３の例では、ＲＮは、ＤＬ失敗のために待たなくてもよい。送信に成功しなかったデータは、次の中継サイクルで再送信することができる。複数のパイプライン式のＨＡＲＱプロセスの場合、再送信は、次に使用可能な機会にスケジューリングされてもよい。
【０１６９】
第４の例では、何らかのＵＬ送信が失敗したとき、すなわちブロードキャストフェーズについてＮＡＣＫが受信されたとき、ＲＮは、ブロードキャストを再送信し、それにより中継サイクルを延長することができる。中継サイクルは、すべてのＡＣＫが受信されるまで、または再送信がタイムアウトするまで延長されてもよい。しかし、再送信は、必ずしも同じＸＲ信号を送信しなくてもよい。その代わりに、下記で論じるように、必要なビットストリームだけを含むことができるＸ’Ｒを送信するように、階層変調を修正することができる。
【０１７０】
単一のパケット、または対のパケット（ｂ１ＢとｂＢ１、またはｂ２ＢとｂＢ２）がエラーで受信された場合、中間ビットｂＲ１またはｂＲ２だけを再送信することができる。これらの場合、階層的な送信がないため、再送信に成功する機会が改善される可能性がある。不対のビットストリームがエラーで受信されたとき、再送信における階層変調を適用することができる。表２は、送信エラーと再送信に必要なデータの例示的な組合せをリストしたものであり、チェックマークは、ビットが成功裏に受信されたことを示し、×は、ビットがエラーで受信されたことを示し、ｂＲ１＝ＸＯＲ（ｂ１Ｂ，ｂＢ１）、ｂＲ２＝ＸＯＲ（ｂ２Ｂ，ｂＢ２）である。
【０１７１】
【表２】
0005519798.tif 000039
【０１７２】
中間ビットｂＲ１、ｂＲ２、またはそれらの階層変調を再送信することができることに留意されたい。元のビットストリームｂ１Ｂ、ｂＢ１、ｂ２Ｂ、またはｂＢ２は、再送信される必要はない。さらに、２回目の再送信および後続の再送信は、１回目の再送信と同じ中間ビットまたは階層変調を送信することができる。これは、性能を犠牲にすることなしにリンクレベルでデータプライバシを保つために実施することができる。たとえば、送信すべきビットの数は同じとすることができ、所期の受信側だけがそれらを復号することができる。さらに、１回目の再送信と同じ中間ビットまたは階層変調を送信することにより、再送信のソフト合成が可能になる。再送信のフォーマットは、制御チャネルを通じて所期の受信側に通信することができる。
【０１７３】
第５の例では、ソフト合成および冗長バージョン（ＲＶ）を使用することができる。この例では、送信が失敗したとき、任意の再送信を１回または複数の以前の送信と合成し、復号成功の機会を改善することができる。２つの極端な場合を表すチェイス合成および増分冗長性を含めて、２つの基本的な合成方法がある。実際の合成設計は、これらの２つの極端なものの間のどこかにあり得る。これらの状態機械または信号の流れは、合成の選択によって影響を受けない可能性がある。たとえば、チェイス合成では、符号化されたビットすべてを各再送信で送信することができる。たとえば、暗黙のリンクアダプテーションの一形態としての増分冗長性では、相異なる符号化されたビットを各再送信で送信することができる。
【０１７４】
たとえば、１回目にシステマティックビット（Ｓ）、２回目に第１のパリティビット（Ｐ１）、３回目に第２のパリティビット（Ｐ２）などを送信することができる。送信されるビットの各セットを、冗長バージョン（ＲＶ）と指定することができる。送信に失敗したとき、受信機は、ＳＩＮＲなど測定値に基づいて、再送信すべきビットの特定のセットを要求することができる。この手法は、より大きな確認応答オーバーヘッドを必要とする可能性がある。
【０１７５】
第６の例では、変調順序を、明示的なリンクアダプテーションの一形態として使用することができる。符号化速度、したがって１回または複数の再送信に関する変調順序を変更することが可能となり得る。変調順序を変更することは、関係する当事者すべてに通知することを必要とする可能性がある。ダウンリンクの場合、ＲＮだけが変更を知っていればよい。アップリンクの場合、受信機すべてが変更について通知を受けることを必要とする可能性がある。
【０１７６】
ＲＮ再送信については、ＲＮが階層変調を使用することを必要としない場合、ＢＳまたはＷＴＲＵでの階層変調が必要とされない可能性がある。受信機は、異なる変調が予想されるかどうか、制御チャネルを介して１つのインジケータビットを使用することができる。たとえば、ＢＳおよびＷＴＲＵは、４ＱＡＭを使用することができ、ＲＮは、ＨＭを伴う１６ＱＡＭを使用することができる。ＲＮは、ＨＭを伴わない４ＱＡＭを再送信に使用することができ、またはＲＮは、ＨＭを伴う１６ＱＡＭとは異なる別の変調を使用することができる。変調の変更は、ＲＮによって示されてもよい。ＢＳおよびＷＴＲＵは、ＣＲＣが有効でない場合、それらのソフトビットバッファを維持することができる。
【０１７７】
ネットワーク符号化を使用する中継のためのＨＡＲＱ設計では、中継サイクルの開始を示すためにＲＮによって送信されるビーコンがあってもよい。さらに、ビーコンは、送信および受信するためにＢＳおよびＷＴＲＵがタイムスロットを割り当てることに関する、ＢＳおよびＷＴＲＵに対する命令をも含むことができる。あるいは、ビーコンを送信し、タイムスロットごとの開始を示すことができ、またインジケータを含む特別なビーコンを、各中継サイクルにおける最初のタイムスロットの開始時に送信し、上述の目的を果たすことができる。
【０１７８】
リンクごとの確認応答を、データトラフィックチャネルに対して直交する制御チャネルを介して送信することができる。確認応答は、完全に信頼性のあるものとすることができる。たとえば、ＡＣＫまたはＮＡＣＫを失うことなしに、確認応答を常に成功裏に受信することができる。換言すれば、送信機は、そのデータが受信機によって成功裏に復号されたかどうか常に知ることができる。データが受信機によって成功裏に復号されたかどうか知ることは、ネットワーク符号化送信が正しく復号されるために必要となり得る。
【０１７９】
宛先ＡＣＫおよび宛先ＮＡＣＫを実装するための機構を、中継を介した送信に使用することができる。宛先ＡＣＫおよび宛先ＮＡＣＫを使用し、データパケットが第２のホップの受信端に到着するのに成功したかどうか確認することができる。この情報は、上のレイヤ、たとえば送信ノードの無線リンクコントローラ（ＲＬＣ）レイヤに送ることができる。中継方式において任意のノードによって送信される各パケットについて、送信ノードは、ＲＮから、第１のホップのパケットがＲＮに到着したかどうか示すための確認応答を受信することができる。しかし、送信ノードは、宛先ＡＣＫまたは宛先ＮＡＣＫを受信した後で第２のホップの受信端にパケットが到着したかどうか知るだけでよい。宛先ＡＣＫは、ＲＮのブロードキャスト送信が宛先によって確認応答された後でＲＮによって送信することができる。同様に、宛先ＮＡＣＫは、ＲＮのブロードキャスト送信が少なくとも１回宛先に到着せず、タイムアウトした後でＲＮによって送信することができる。
【０１８０】
このＨＡＲＱ方式では、ＢＳからＲＮへ、およびＷＴＲＵからＲＮへのＤＬ送信失敗は、中継サイクルを中断しない可能性がある。ＤＬエラーが発生したことがＲＮからのＮＡＣＫによって示されたとき、次の中継サイクルで再送信を実施することができる。ＲＮ側では、何からのＤＬ送信が正しく復号されなかったとき、ＲＮは、すべてゼロのビットが受信されたと仮定し、すべてゼロでＸＯＲ演算を実施しビットストリームを変更されないままにしておくことによって、ネットワーク符号化ですべてゼロを使用することができる。対応するＤＬ送信機は、その仮定に基づいてＲＮブロードキャストを復号することができる。ＲＮでは、受信されたソフトビットを、１回または複数の後続の再送信と合成するために保存することができる。
【０１８１】
あるいは、すべてゼロのビットを使用するのではなく、２当事者が、事前に合意された疑似ランダムビットシーケンスを使用することができる。関係する２当事者だけが、このランダムシーケンスが何であるか気付いている場合、ＤＬ送信失敗の場合にデータプライバシを保つことができる。
【０１８２】
ＵＬ送信失敗があればそれは、すぐ次のタイムスロットでＲＮによる再送信をトリガし、それにより中継サイクルを各再送信についてタイムスロット１つだけ延長する可能性がある。再送信は、１回または複数のＵＬ送信失敗に基づいて、階層変調されたビットストリームを送信してもしなくてもよい。中間ビットストリームが再送信の間同じままである限り、ソフト合成を実施することが可能となり得る。ＤＬとＵＬどちらの場合も、送信数が何らかの事前定義された定数を超えた場合、タイムアウトする可能性があり、ＤＬとＵＬは、異なるタイムアウトを有することができる。
【０１８３】
ソフト合成を実施する際、送信機は、送信するために符号化されたビットを選択するうえでいくつかの選択肢を有することがある。ソフト合成は、パンクチャリングを介して実施することができる。また、送信機は、各特定の送信または再送信について、変調符号化方式（ＭＣＳ）を変更することができる。ＨＡＲＱプロセスで使用されるＲＶＢは、パンクチャリングとＭＣＳを共に含むことができる。
【０１８４】
ソフト合成をＨＡＲＱで使用することができる。従来のＡＲＱでは、ブロックエラーが発生したとき、復号されたビットを破棄することができ、その情報を、すべてのビットが受信され正しく復号されるまで再送信することができる。しかし、ＨＡＲＱでは、エラーになったビットを破棄することはできず、それらのソフトビットを、１回または複数の後続の再送信からのものと合成し、それにより正しく復号する機会を改善することができる。ソフト合成の２つの基本的な形態、すなわちチェイス合成と増分冗長性がある。中継のシナリオで使用される実際の合成方法は、両形態の何らかの組合せとすることができる。
【０１８５】
ソフト合成は、受信されたソフトビットを、チャネルデコーダが予想するものとマッチングさせることができるレートデマッチングの一部とすることができる。チャネルデコーダが予想するビットが送信されないとき、たとえばビットがパンクチャリングされているとき、レートデマッチャは、中性のソフト値でボイドを埋めることができる。チャネルデコーダがあるビットを２回以上受信したとき、またはこの特定のビットが１回または複数の以前の送信においてパンクチャリングされていたとき、何らかの形態の合成が必要とされ得る。
【０１８６】
以下の例は、図３からのＷＴＲＵ１送信機、および図４からのＲＮ受信機を使用するソフト合成のための機構を示す。送信機では、ＦＥＣを介してデータを符号化することができる。チャネル符号化パケットｅ１Ｂを、システマティックビット（Ｓ）と、パリティビット（Ｐ１およびＰ２）の１つまたは複数のグループとに区分することができる。たとえば、
ｅ１Ｂ＝｛Ｓ，Ｐ１，Ｐ２｝          式（４）
パケットｅ１Ｂは、Ｎ個のビットのシーケンスとして示すことができる。すなわち
ｅ１Ｂ＝｛ｅ１Ｂ（１），ｅ１Ｂ（２），ｅ１Ｂ（３），．．．，ｅ１Ｂ（Ｎ）｝      式（５）
ｉ番目の送信では、送信機は、ｅ１Ｂのサブセットとすることができる
【０１８７】
【数３７】
0005519798.tif 000040
【０１８８】
を送信することを選択することができる。このサブセットの選択は、チェイス合成増分冗長性の考慮すべき点に基づくことができる。
【０１８９】
どのサブセットが送信されるかにかかわらず、ｉ番目の送信からの受信機における受信信号は
【０１９０】
【数３８】
0005519798.tif 000041
【０１９１】
として、またソフトビットパケット
【０１９２】
【数３９】
0005519798.tif 000042
【０１９３】
は、Ｎ個の個々のソフトビットのシーケンス、すなわち
【０１９４】
【数４０】
0005519798.tif 000043
【０１９５】
として示すことができ、各ソフトビットは、検出器からの対数尤度比（ＬＬＲ）とすることができる。すなわち、
【０１９６】
【数４１】
0005519798.tif 000044
【０１９７】
中性ビットの関するＬＬＲ値は０とすることができ、その結果、送信されたビットが０または１であった尤度が等しくなる。
【０１９８】
チェイス合成の一例では、すべてのｉについてのｉ番目の送信
【０１９９】
【数４２】
0005519798.tif 000045
【０２００】
が
【０２０１】
【数４３】
0005519798.tif 000046
【０２０２】
であるように、冗長バージョンＲＶ１Ｂを選択することができ、その結果、すべての符号化されたビットを各再送信で送信することができる。受信機では、１回目の送信後のチャネルデコーダに向けて送られるソフトビットは、
【０２０３】
【数４４】
0005519798.tif 000047
【０２０４】
として表すことができる。
【０２０５】
１回目の送信の復号に成功しなかった場合、たとえばＣＲＣが無効である場合）、同じビットを２回目に送信することができ、合成されたソフトビットは、
【０２０６】
【数４５】
0005519798.tif 000048
【０２０７】
として表すことができる。Ｍ回の送信後の合成されたソフトビットは、
【０２０８】
【数４６】
0005519798.tif 000049
【０２０９】
として表すことができる。
【０２１０】
図９は、チェイス合成のための例示的な機構９００の図である。この例では、符号化されたビット９１０を、Ｓビット、Ｐ１ビット、およびＰ２ビットに区分することができる。符号化されたビット９１０を、１回目の送信９２０、２回目の送信９３０、および３回目の送信９４０で送信することができる。受信機は、ソフトビットを受信し、ソフトビットを和し、ソフトビットをチャネル復号するように構成することができる。たとえば、１回目の受信９５０では、受信機は、｛Ｓ，Ｐ１，Ｐ２｝１を復号することができる。２回目の受信９６０では、受信機は、｛Ｓ，Ｐ１，Ｐ２｝１＋｛Ｓ，Ｐ１，Ｐ２｝２を復号することができる。３回目の受信９７０では、受信機は、｛Ｓ，Ｐ１，Ｐ２｝１＋｛Ｓ，Ｐ１，Ｐ２｝２＋｛Ｓ，Ｐ１，Ｐ２｝３を復号することができる。各再送信と共に、ソフトビットはますます信頼性のあるものになる可能性があり、復号に成功する機会が改善される可能性がある。チェイス合成を再送信に使用することもできる。
【０２１１】
図１０は、例示的な増分冗長性機構１０００の図である。この例では、符号化されたビットを、Ｓビット１０１０、Ｐ１ビット１０２０、およびＰ２ビット１０３０に区分することができる。送信機１０４０は、Ｓビット１０１０を１回目の送信１０１５で送信し、Ｐ１ビット１０２０を２回目の送信１０２５で送信し、Ｐ２ビット１０３０を３回目の送信１０３５で送信することができる。受信機１０５０は、｛Ｓ１｝１０６０を１回目の受信１０６５で受信および復号し、｛Ｓ１，Ｐ１２｝１０７０を２回目の受信１０７５で受信および復号し、｛Ｓ１，Ｐ１２，Ｐ２３｝１０８０を３回目の受信１０８５で受信および復号することができる。
【０２１２】
増分冗長性の別の例では、ｉ番目の送信
【０２１３】
【数４７】
0005519798.tif 000050
【０２１４】
が
【０２１５】
【数４８】
0005519798.tif 000051
【０２１６】
であるように、冗長バージョンＲＶ１Ｂ’Ｓを選択することができる。
【０２１７】
受信機では、１回目の送信からのソフトビットを
【０２１８】
【数４９】
0005519798.tif 000052
【０２１９】
として表すことができ、上式で、ＮＳは、システマティックビット｛Ｓ｝の数である。
【０２２０】
レートデマッチング後、チャネルデコーダに向けて送られるソフトビットは、
【０２２１】
【数５０】
0005519798.tif 000053
【０２２２】
として表すことができ、これは
【０２２３】
【数５１】
0005519798.tif 000054
【０２２４】
からのＮＳ個のソフトビットおよびＮＰ１＋ＮＰ２個のゼロを含むことができ、ここで、ＮＰ１は、｛Ｐ１｝内の符号化されたビットの数であり、ＮＰ２は、｛Ｐ２｝内の符号化されたビットの数である。
【０２２５】
１回目の送信後の復号に成功しなかった場合、２回目の送信を要求することができる。送信されるビットは、
【０２２６】
【数５２】
0005519798.tif 000055
【０２２７】
として表すことができる。受信機では、２回目の送信からのソフトビットを
【０２２８】
【数５３】
0005519798.tif 000056
【０２２９】
として表すことができる。
【０２３０】
レートデマッチングおよび１回目の送信との合成の後で、チャネルデコーダに向けて送られるソフトビットは、
【０２３１】
【数５４】
0005519798.tif 000057
【０２３２】
として表すことができ、これは、
【０２３３】
【数５５】
0005519798.tif 000058
【０２３４】
からのＮＳ個のソフトビット、
【０２３５】
【数５６】
0005519798.tif 000059
【０２３６】
からのＮＰ１個のソフトビット、およびＮＰ２個のゼロを含むことができる。
【０２３７】
２回目の送信後の復号に依然として成功しなかった場合、３回目の送信を要求することができる。送信されるビットは、
【０２３８】
【数５７】
0005519798.tif 000060
【０２３９】
として表すことができる。受信機では、３回目の送信からのソフトビットを
【０２４０】
【数５８】
0005519798.tif 000061
【０２４１】
として表すことができる。
【０２４２】
レートデマッチング、ならびに１回目の送信および２回目の送信との合成の後で、チャネルデコーダに向けて送られるソフトビットは、
【０２４３】
【数５９】
0005519798.tif 000062
【０２４４】
として表すことができ、これは、
【０２４５】
【数６０】
0005519798.tif 000063
【０２４６】
からのＮＳ個のソフトビット、
【０２４７】
【数６１】
0005519798.tif 000064
【０２４８】
からのＮＰ１、および
【０２４９】
【数６２】
0005519798.tif 000065
【０２５０】
からのＮＰ２を含むことができる。
【０２５１】
この例では、送信機は、各タイムスロットにおいてＦＥＣ符号化ビットの一部分を送信するだけでよい。受信機がＦＥＣ符号化ビットを成功裏に復号することが可能である場合、追加の送信が必要とされない可能性がある。受信機が１回目にデータを正しく復号できない場合、追加の符号化されたビットを送信し、受信機に復号するための追加情報を提供することができる。ターボ符号化の場合、暗黙のチャネルアダプテーションの一形態としての増分冗長性は、チェイス合成より高いスペクトル効率を達成することができる。
【０２５２】
ＲＶは、システマティックビットおよびパリティビットのラインに沿って正確に区分されなくてもよい。システマティックＲＶ内にいくつかのパリティビットを含むこと、およびパリティＲＶ内にいくつかのシステマティックビットを有することにより、性能が改善される可能性がある。さらに、送信数は３を超えてもよく、その場合、ＲＶが３つを超えることがあり、またはいくつかのＲＶが再送信で再使用されてもよい。各送信における符号化ビットの数は、以前の送信におけるものと同じでなくてもよい。これは、符号化ビットから復号されたものであるハードビットだけがＸＯＲ演算に含まれ得るため、ネットワーク符号化の問題にならない可能性がある。
【０２５３】
ＨＡＲＱは、チェイス合成と増分冗長性の間のどこかである再送信方針を使用することができる。再送信は、送信機によって受信されたＡＣＫ／ＮＡＣＫに基づくものであり得るので、どのように確認応答方式が設計されるかにかかわらず、特定のソフト合成方法を選択することができる。たとえば、ソフトビットを合成することができ、関係する送信機および受信機が同じプロトコルに従っている限り、確認応答方式にかかわらずソフト合成方法を選択することができる。
【０２５４】
状態機械は、各ノードが受信する入力に基づいて各ノード上で実施することができるアクションである。各ノードは独立して機能することができ、各ノードが受信することができる入力、および他のノードがそのプロトコルに従っているという仮定以外、他のノードの状態または他のノードによるアクションに対して直接制御することはできず、またはそれらに関する知識を有していない。ＨＡＲＱアクションは、ＰＨＹレイヤおよびＭＡＣレイヤにおいて実施することができる。
【０２５５】
ＢＳおよびＷＴＲＵのための状態機械は同様であるが、同一ではない。というのは、ＢＳは、ダウンリンクタイムスロットごとに送信することができ、一方、各ＷＴＲＵは、ダウンリンクスロットの１つだけでしか送信することができず、またはダウンリンクスロットのすべてで送信することはできないからである。ＷＴＲＵ１およびＢＳのための例示的な状態機械が、それぞれ図１１および図１３に示されている。他のＷＴＲＵのための状態機械は、ＷＴＲＵ１の状態機械と似たものとすることができる。
【０２５６】
図１１から図１３における例示的な状態機械は、図が見やすいようにダウンリンクＮＡＣＫのシナリオに合わせて単純化されている。ＷＴＲＵ１の場合、ＡＣＫもＮＡＣＫもＲＮから受信されない場合、ＷＴＲＵ１は，ｕ１Ｂ（ｉ）を、ｂ１Ｂ（ｉ）、ゼロ、またはデータプライバシを保つために疑似ランダムビットシーケンスに設定することによって、盲目的にｂＢ１を復号することができる。ＷＴＲＵ１は、その復号方針を、所望のｂＢ１をもたらす有効なＣＲＣを生み出すどの場合に基づくこともできる。ＢＳは、ＸＯＲ復号において同じ盲目プロセスを使用することができる。
【０２５７】
図１１は、ＷＴＲＵのための例示的なＨＡＲＱ状態機械１１００の流れ図である。この例では、ＷＴＲＵは、ＢＳのためのデータを、ＲＮを介して送信することができる（１１０５）。また、ＷＴＲＵは、以前の送信ブロック（ＴＢ）についてＡＣＫ／ＮＡＣＫを送信することができる（１１１０）。ＲＮへのリンクが成功裏に確立された場合（１１１５）、ＷＴＲＵは、ＲＮからＡＣＫを受信し（１１２０）、新しい送信パラメータを設定する（１１２５）ことができる。新しい送信パラメータは、関係するリンクのそれぞれのチャネル条件に基づいて設定することができ、新しいデータを含むことができる。新しい送信パラメータが設定されたとき（１１２５）、ＷＴＲＵは送信を終了し（１１３０）、ＲＮブロードキャストを待つ（１１３５）ことができる。
【０２５８】
ＲＮへのリンクが成功しなかった場合（１１１５）、ＷＴＲＵは、ＲＮからＮＡＣＫを受信することができる（１１４０）。再送信がタイムアウトしていない場合（１１４５）、ＷＴＲＵは、再送信パラメータを設定し（１１５０）、送信を終了し（１１３０）、ＲＮブロードキャストを待つ（１１３５）ことができる。再送信がタイムアウトしている場合（１１４５）、ＷＴＲＵは、新しい送信パラメータを設定し、より高いレイヤにＮＡＣＫを示し（１１５５）、送信を終了し（１１３０）、ＲＮブロードキャストを待つ（１１３５）ことができる。
【０２５９】
ＷＴＲＵがＲＮブロードキャストを受信したとき、ＷＴＲＵは、ＲＮブロードキャストが有効なＣＲＣを含むかどうか判定することができる（１１６０）。ＲＮブロードキャストが有効なＣＲＣを含む場合、ＷＴＲＵは、ＡＣＫをリレーに送信し、その所期のデータを回復することができる（１１６５）。ＲＮブロードキャストが有効なＣＲＣを含まない場合、ＷＴＲＵは、ＮＡＣＫをＲＮに送信することができる（１１７０）。受信がタイムアウトしていない場合（１１７５）、ＷＴＲＵは、ＲＮブロードキャストを待つことができる（１１３５）。受信がタイムアウトしている場合（１１７５）、ＷＴＲＵは、より高いレイヤに受信失敗指示（ｆａｉｌｅｄ  ｒｅｃｅｐｔｉｏｎ  ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ）を送り（１１８０）、データを送信すること（１１０５）に戻ることができる。
【０２６０】
図１２は、ＢＳのための例示的なＨＡＲＱ状態機械１２００の流れ図である。ＢＳは、ＷＴＲＵのためのデータを、ＲＮを介して送信することができる（１２０５）。ＢＳは、以前のＴＢについてＡＣＫ／ＮＡＣＫを送信することができる（１２１０）。ＲＮへのリンクが成功裏に確立された場合（１２１５）、ＢＳは、ＲＮからＡＣＫを受信し（１２２０）、新しい送信パラメータを設定する（１２２５）ことができる。新しい送信パラメータは、チャネル条件に基づいて設定することができ、新しいデータを含むことができる。新しい送信パラメータが設定されたとき（１２２５）、ＢＳは、送信待ちの追加のＷＴＲＵがあるかどうか判定することができる（１２３０）。送信待ちの追加のＷＴＲＵがある場合、ＢＳは、データを送信するのを再開することができる（１２０５）。送信待ちのＷＴＲＵがない場合、ＢＳは、ＲＮブロードキャストを待つことができる（１２６０）。
【０２６１】
ＲＮへのリンクが成功しなかった場合（１２１５）、ＢＳは、ＲＮからＮＡＣＫを受信することができる（１２４０）。再送信がタイムアウトしていない場合（１２４５）、ＢＳは、再送信パラメータを設定し（１２５０）、送信待ちの追加のＷＴＲＵがあるかどうか判定することができる（１２３０）。再送信がタイムアウトしている場合（１２４５）、ＢＳは、新しい送信パラメータを設定し、より高いレイヤにＮＡＣＫを示し（１２５５）、送信待ちの追加のＷＴＲＵがあるかどうか判定することができる（１２３０）。新しい送信パラメータは、同じデータを含むことも、異なるデータを含むこともできる。送信待ちの追加のＷＴＲＵがある場合、ＢＳは、データを送信するのを再開することができる（１２０５）。送信待ちのＷＴＲＵがない場合、ＢＳは、ＲＮブロードキャストを待つことができる（１２６０）。
【０２６２】
ＢＳがＲＮブロードキャストを受信したとき、ＷＴＲＵは、ＲＮブロードキャストが有効なＣＲＣを含むかどうか判定することができる（１２６５）。ＲＮブロードキャストが有効なＣＲＣを含む場合、ＢＳは、ＡＣＫをリレーに送信し、そのデータを回復することができる（１２７０）。ＲＮブロードキャストが有効なＣＲＣを含まない場合、ＢＳは、ＮＡＣＫをＲＮに送信することができる（１２７５）。受信がタイムアウトしていない場合（１２８０）、ＢＳは、ＲＮブロードキャストを待つことができる（１２６０）。受信がタイムアウトしている場合（１２８０）、ＢＳは、より高いレイヤに受信失敗指示を送り（１２８５）、データを送信すること（１２０５）に戻ることができる。
【０２６３】
図１３は、ＲＮのための例示的なＨＡＲＱ状態機械１３００の流れ図である。この例では、ＲＮは、ビーコンを送信し（１３１０）、ＢＳおよび１つまたは複数のＷＴＲＵから信号を受信し復号する（１３２０）ことができる。次いで、ＲＮは、送信およびＡＣＫ／ＮＡＣＫパラメータを設定し（１３３０）、ＲＮおよび宛先のＡＣＫ／ＮＡＣＫをＢＳおよび１つまたは複数のＷＴＲＵに送信する（１３４０）ことができる。ＲＮは、ＢＳおよび１つまたは複数のＷＴＲＵから信号をすべて受信するのを待ってからＸＲデータをブロードキャストする（１３５０）ことができる。
【０２６４】
ＮＡＣＫが受信された場合（１３６０）、ＲＮは、Ｘ’Ｒを再送信し、すべてのＡＣＫが受信されたとは限らず、ブロードキャスト再送信がタイムアウトしていない場合、反復する。ブロードキャスト再送信がタイムアウトしている場合（１３７０）、ＲＮは、対応する宛先ＮＡＣＫを設定し、ビーコンを送信すること（１３１０）を再開することができる。ＡＣＫがすべて受信されたとき（１３８０）、ＲＮは、宛先ＡＣＫを設定し（１３９０）、ビーコンを送信すること（１３１０）を再開することができる。
【０２６５】
図１４は、ダウンリンク送信とアップリンク送信すべてが成功である例示的な双方向中継伝送の信号図１４００である。この例示的な中継方式は、ＢＳ１４０５、ＲＮ１４１０、第１のＷＴＲＵ（ＷＴＲＵ１）１４１５、第２のＷＴＲＵ（ＷＴＲＵ２）１４２０を含むことができ、ＲＮ１４１０は、ビーコン１４２５を送信することができる。
【０２６６】
第１のタイムスロット１４３０では、ＲＮ１４１０は、ＢＳ１４０５から信号１４３１を、またＷＴＲＵ１  １４１５から信号１４３２を受信することができる。ＲＮ１４１０は、これらの信号を同時に受信することができる。次いで、ＲＮ１４１０は、ＸＲデータを生成し（１４３３）、ＢＳ１４０５にＡＣＫ１４３４を、またＷＴＲＵ１  １４１５にＡＣＫ１４３５を送信することができる。ＸＲデータ１４３３は、
【０２６７】
【数６３】
0005519798.tif 000066
【０２６８】
となるように生成され、この式で、ｑ＝ｌ、２．．．Ｑである。ＲＮは、ＸＲデータ１４３３を生成するために、図５に示されている送信機構造を採用することができる。
【０２６９】
第２のタイムスロット１４４０では、ＲＮ１４１０は、ＢＳ１４０５から信号１４４１を、またＷＴＲＵ２  １４２０から信号１４４２を受信することができる。ＲＮ１４１０は、これらの信号を同時に受信することができる。次いで、ＲＮ１４１０は、ＸＲデータを生成し（１４４３）、ＢＳ１４０５にＡＣＫ１４４４を、またＷＴＲＵ２  １４２０にＡＣＫ１４４５を送信することができる。次いで、ＲＮ１４１０は、ＸＲデータを生成することができる（１４４６）。
【０２７０】
第３のタイムスロット１４５０では、ＲＮ１４１０は、ＸＲデータ１４５１をブロードキャストすることができる。ＸＲデータ１４５１を受信したとき、ＢＳ１４０５は、ＢＳ１４０５向けであったＸＲデータ１４５１の一部分を復号し（１４５２）、ＲＮ１４１０にＡＣＫ１４５３を送信することができる。ＸＲデータ１４５１を受信したとき、ＷＴＲＵ１  １４１５は、ＷＴＲＵ１  １４１５向けであったＸＲデータ１４５１の一部分を復号し（１４５４）、ＲＮ１４１０にＡＣＫ１４５５を送信することができる。ＸＲデータ１４５１を受信したとき、ＷＴＲＵ２  １４２０は、ＷＴＲＵ２  １４２０向けであったＸＲデータ１４５１の一部分を復号し（１４５６）、ＲＮ１４１０にＡＣＫ１４５７を送信することができる。ＡＣＫすべてを受信した後で、ＲＮ１４１０は、ビーコン１４６０を送信することができる。
【０２７１】
図１５Ａおよび図１５Ｂは、１回のダウンリンク送信が失敗である例示的な双方向中継伝送の信号図１５００である。この例示的な中継方式は、ＢＳ１５０５、ＲＮ１５１０、第１のＷＴＲＵ（ＷＴＲＵ１）１５１５、第２のＷＴＲＵ（ＷＴＲＵ２）１５２０を含むことができ、ＲＮ１５１０は、ビーコン１５２５を送信することができる。
【０２７２】
第１のタイムスロット１５３０では、ＲＮ１５１０は、ＢＳ１５０５から信号１５３１を、またＷＴＲＵ１  １５１５から信号１５３２を受信することができる。ＲＮ１５１０は、これらの信号を同時に受信することができる。次いで、ＲＮ１５１０は、ＸＲデータを生成し（１５３３）、ＢＳ１５０５にＡＣＫ１５３４を、またＷＴＲＵ１  １５１５にＡＣＫ１５３５を送信することができる。ＲＮは、ＸＲデータ１５３３を生成するために、図５に示されている送信機構造を採用することができる。
【０２７３】
第２のタイムスロット１５４０では、ＲＮ１５１０は、ＢＳ１５０５から信号１５４１を受信することができるが、ＷＴＲＵ２  １５２０から信号１５４２を受信することができない。次いで、ＲＮ１５１０は、ＸＲデータを生成し（１５４３）、ＢＳ１５０５にＡＣＫ１５４４を、またＷＴＲＵ２  １５２０にＮＡＣＫ１５４５を送信することができる。次いで、ＲＮ１５１０は、ＸＲデータを生成することができる（１５４６）。
【０２７４】
第３のタイムスロット１５５０では、ＲＮ１５１０は、ＸＲデータ１５５１をブロードキャストすることができる。ＸＲデータ１５５１を受信したとき、ＢＳ１５０５は、ＢＳ１５０５向けであったＸＲデータ１５５１の一部分を復号し（１５５２）、ＲＮ１５１０にＡＣＫ１５５３を送信することができる。ＸＲデータ１５５１を受信したとき、ＷＴＲＵ１  １５１５は、ＷＴＲＵ１  １５１５向けであったＸＲデータ１５５１の一部分を復号し（１５５４）、ＲＮ１５１０にＡＣＫ１５５５を送信することができる。ＸＲデータ１５５１を受信したとき、ＷＴＲＵ２  １５２０は、ＷＴＲＵ２  １５２０向けであったＸＲデータ１５５１の一部分を復号し（１５５６）、ＲＮ１５１０にＡＣＫ１５５７を送信することができる。ＡＣＫすべてを受信した後で、ＲＮ１５１０は、ビーコン１５６０を送信することができる。
【０２７５】
第４のタイムスロット１５７０では、ＲＮ１５１０は、ＢＳ１５０５から信号１５７１を、またＷＴＲＵ１  １５１５から信号１５７２を受信することができる。ＲＮ１５１０は、これらの信号を同時に受信することができる。次いで、ＲＮ１５１０は、ＸＲデータを生成し（１５７３）、ＢＳ１５０５にＡＣＫ１５７４を、またＷＴＲＵ１  １５１５にＡＣＫ１５７５を送信することができる。
【０２７６】
第５のタイムスロット１５８０では、ＲＮ１５１０は、ＢＳ１５０５から信号１５８１を、またＷＴＲＵ２  １５２０から再送信信号１５８２を受信することができる。これらの信号は、同時に受信されてもよい。次いで、ＲＮ１５１０は、ＸＲデータを生成し（１５８３）、ＢＳ１５０５にＡＣＫ１５８４を、またＷＴＲＵ２  １５２０にＡＣＫ１５８５を送信することができる。次いで、ＲＮ１５１０は、ＸＲデータを生成することができる（１５８６）。
【０２７７】
第６のタイムスロット１５９０では、ＲＮ１５１０は、ＸＲデータ１５９１をブロードキャストすることができる。ＸＲデータ１５９１を受信したとき、ＢＳ１５０５は、ＢＳ１５０５向けであったＸＲデータ１５９１の一部分を復号し（１５９２）、ＲＮ１５１０にＡＣＫ１５９３を送信することができる。ＸＲデータ１５９１を受信したとき、ＷＴＲＵ１  １５１５は、ＷＴＲＵ１  １５１５向けであったＸＲデータ１５９１の一部分を復号し（１５９４）、ＲＮ１５１０にＡＣＫ１５９５を送信することができる。ＸＲデータ１５９１を受信したとき、ＷＴＲＵ２  １５２０は、ＷＴＲＵ２  １５２０向けであったＸＲデータ１５９１の一部分を復号し（１５９６）、ＲＮ１５１０にＡＣＫ１５９７を送信することができる。ＡＣＫすべてを受信した後で、ＲＮ１５１０は、ビーコン１５９８を送信することができる。
【０２７８】
図１６は、１回のアップリンク送信が失敗である例示的な双方向中継伝送の信号図１６００である。この例示的な中継方式は、ＢＳ１６０５、ＲＮ１６１０、第１のＷＴＲＵ（ＷＴＲＵ１）１６１５、第２のＷＴＲＵ（ＷＴＲＵ２）１６２０を含むことができ、ＲＮ１６１０は、ビーコン１６２５を送信することができる。
【０２７９】
第１のタイムスロット１６３０では、ＲＮ１６１０は、ＢＳ１６０５から信号１６３１を、またＷＴＲＵ１  １６１５から信号１６３２を受信することができる。ＲＮ１６１０は、これらの信号を同時に受信することができる。次いで、ＲＮ１６１０は、ＸＲデータを生成し（１６３３）、ＢＳ１６０５にＡＣＫ１６３４を、またＷＴＲＵ１  １６１５にＡＣＫ１６３５を送信することができる。
【０２８０】
第２のタイムスロット１６４０では、ＲＮ１６１０は、ＢＳ１６０５から信号１６４１を、またＷＴＲＵ２  １６２０から信号１６４２を受信することができる。ＲＮ１６１０は、これらの信号を同時に受信することができる。次いで、ＲＮ１６１０は、ＸＲデータを生成し（１６４３）、ＢＳ１６０５にＡＣＫ１６４４を、またＷＴＲＵ２  １６２０にＡＣＫ１６４５を送信することができる。次いで、ＲＮ１６１０は、ＸＲデータを生成することができる（１６４６）。
【０２８１】
第３のタイムスロット１６５０では、ＲＮ１６１０は、ＸＲデータ１６５１をブロードキャストすることができる。この例では、ＢＳ１６０５は、ＸＲデータ１６５１を受信することができず、エラーで復号し（１６５２）、ＲＮ１６１０にＮＡＣＫ１６５３を送信することができる。ＸＲデータ１６５１を受信したとき、ＷＴＲＵ１  １６１５は、ＷＴＲＵ１  １６１５向けであったＸＲデータ１６５１の一部分を復号し（１６５４）、ＲＮ１６１０にＡＣＫ１６５５を送信することができる。ＸＲデータ１６５１を受信したとき、ＷＴＲＵ２  １６２０は、ＷＴＲＵ２  １６２０向けであったＸＲデータ１６５１の一部分を復号し（１６５６）、ＲＮ１６１０にＡＣＫ１６５７を送信することができる。
【０２８２】
第４のタイムスロット１６６０では、ＲＮ１６１０は、ＸＲデータの再送信１６６１をブロードキャストすることができる。再送信されたＸＲデータ１６６１を受信したとき、ＢＳ１６０５は、再送信されたＸＲデータ１６６１を復号し、ＲＮ１６１０にＡＣＫ１６６３を送信することができる。再送信されたＸＲデータ１６６１を受信したとき、ＷＴＲＵ１  １６１５は、アクションを起こさず（１６６４）、ＲＮ１６１０からのビーコン１６７０の送信を待つことができる。再送信されたＸＲデータ１６６１を受信したとき、ＷＴＲＵ２  １６２０は、アクションを起こさず（１６６６）、ＲＮ１６１０からのビーコン１６７０の送信を待つことができる。
【０２８３】
何らかのダウンリンク送信エラーが発生したとき、ＲＮブロードキャスト中にＸＯＲ符号化ですべてゼロのビットを使用することができることに留意されたい。これらのゼロは、データプライバシの利益を保つために、疑似ランダムビットシーケンスと置き換えられてもよい。
【０２８４】
上述の例は、たとえば、確認応答が次のタイムスロット前に直ちに使用可能になり得る、また再送信を所定の、場合によってはすぐ次のタイムスロットにスケジューリングすることができる、同期ＨＡＲＱ手順の理想的な場合に適用することができる。応用例によっては、再送信機会およびＡＣＫ／ＮＡＣＫが、処理遅延のためにいくつかのタイムスロット後にしか使用可能にならない可能性がある。
【０２８５】
同期ＨＡＲＱでは、ＡＣＫ／ＮＡＣＫは、ある固定された数のタイムスロット後に使用可能になることがあり、再送信機会は、ある固定された数のタイムスロットの後でスケジューリングすることができる。これは、効率的な動作モードとなり得る。というのは、アドレスまたはプロセスＩＤを確認応答および再送信に付加する必要がなく、受信機は、いつデータが予想されるか知ることができるからである。複数の中継サイクルおよびそれらのＨＡＲＱプロセスをパイプライン化し、確認応答および再送信に必要とされるスロットの数に対処することができる。
【０２８６】
ＨＡＲＱ方式は、ラウンドトリップ時間（ＲＴＴ）をある固定された数のタイムスロットとすることができる、一般的な同期応用例に適用することができる。また、ＲＴＴにより、必要とされる並列ＨＡＲＱ方式の数およびそれらのスケジューリングが決まり得る。各アップリンク再送信は、追加のタイムスロットを挿入することによって中継サイクルを延長することができ、次のＨＡＲＱプロセスを、１つまたは複数のＲＴＴタイムスロットだけ遅延させることができる。
【０２８７】
図１７は、２つのＷＴＲＵのための、またＲＴＴ＝４である場合のＨＡＲＱ処理のいくつかの例示的なスケジューリングシナリオ１７００の図である。任意の４つの連続するタイムスロットにおいて、ＲＴＴ＝４に対処するように、４つのＨＡＲＱプロセスをインターリーブすることができる。各中継サイクルは、３つのタイムスロット、たとえばＡ１１７１０、Ａ２１７２０、Ａ３１７３０を含むことができ、各アップリンク再送信は、別のタイムスロット、たとえばＡ４１７４０、Ｃ５１７５０などでサイクルを延長することができる。この例示的なスケジューリング手法の場合、タイムスロットが無駄にされることがなく、ＲＴＴ＝４がすべてのＨＡＲＱプロセスについて満たされ得る。
【０２８８】
このＨＡＲＱプロセスでは、再送信があるとき、宛先でのデータパケットは、順不同で受信される可能性がある。データパケットが順不同で受信される場合、再度順番に並べることが必要となり得る。上記の例は、任意のＲＴＴ、および任意の数のＷＴＲＵに拡張することができる。
【０２８９】
提案されているＨＡＲＱプロセスは、非同期の応用例で適用されてもよい。非同期動作では、確認応答または再送信が、予想されるＲＴＴタイムスロットで到着しない可能性がある。受信機は、データおよびメッセージを継続的に監視することができ、または、データにプロセスＩＤが付加されてもよい。
【０２９０】
表３は、制御チャネルで搬送することができるＨＡＲＱに関する情報を要約する。この情報の一部は、ＲＮについてビーコンで搬送されてもよい。
【０２９１】
【表３】
0005519798.tif 000067
【０２９２】
ネットワーク符号化方式は、ＸＯＲ演算を実施するために、すべてのノードからのデータパケットが同じサイズのものであると仮定することができる。この仮定が満たされない例では、ペイロードデータをダミービットでパディングし、同一のサイズのデータパケットを形成することができる。あるいは、リードソロモンエンコーダからの冗長ビットを、パディングビットとして使用することができる。そのような設計は、リードソロモン符号の特別な符号化利得を使用し、ペイロードデータに関してより良好な信頼性を達成することができる。ペイロードデータを正しく復号することができる限り、データパケットを回復させ、ＸＯＲネットワーク符号化で使用することができる。
【０２９３】
実施形態
１．第１のタイムスロットにおいて、ソースノードから第１の信号を、またターゲットノードから第２の信号を受信するステップと、
第２のタイムスロットにおいて、前記ソースノードから第３の信号を、また第２のターゲットノードから第４の信号を受信するステップと、
前記受信された信号を復号するステップと、
複数の中間ビットシーケンス（ＩＢＳ）を生成するステップと、
前記複数のＩＢＳを第３のタイムスロットでブロードキャストするステップと
を含むことを特徴とする無線通信伝送方法。
２．Ｎタイムスロットにおいて、Ｎ番目のターゲットノードからＮ番目の信号を受信するステップであって、Ｎが２より大きい、ステップと、
前記複数のＩＢＳを２Ｎ＋１タイムスロットでブロードキャストするステップと
を含むことを特徴とする実施形態１に記載の方法。
３．任意のタイムスロットでの前記受信された信号の推定を可能にするように検出および推定を実施するステップをさらに含むことを特徴とする実施形態１または２に記載の方法。
４．実施される前記推定は、最尤（ＭＬ）推定または逐次干渉除去（ＳＩＣ）推定であることを特徴とする実施形態３に記載の方法。
５．物理（ＰＨＹ）レイヤネットワーク符号化を前記受信された信号に適用するステップをさらに含むことを特徴とする実施形態１ないし４のいずれか一項に記載の方法。
６．前記ＰＨＹレイヤネットワーク符号化は、排他的論理和（ＸＯＲ）ネットワーク符号化であることを特徴とする実施形態５に記載の方法。
７．各タイムスロットにおける少なくとも１つのパケットが成功裏に受信されるという条件で、階層変調（ＨＭ）を前記復号された信号に適用するステップをさらに含むことを特徴とする実施形態１ないし６のいずれか一項に記載の方法。
８．前記受信された信号は、チャネル条件を示すインジケータを含むことを特徴とする実施形態１ないし７のいずれか一項に記載の方法。
９．前記インジケータは、チャネル品質インジケータ（ＣＱＩ）であり、瞬間ＳＩＮＲを示すことを特徴とする実施形態８に記載の方法。
１０．前記複数のＩＢＳが共にグループ化され、グループ化されたＩＢＳ（ＩＢＳＲ）を作成することを特徴とする実施形態１ないし９のいずれか一項に記載の方法。
１１．前記ＩＢＳＲは、複数の中継ノード（ＲＮ）からターゲットノードまでのチャネルの信号対干渉雑音比（ＳＩＮＲ）を、ＳＩＮＲ［ｉ］＜ＳＩＮＲ［２］＜．．．＜ＳＩＮＲ［Ｎ］など、小さいものから順序付けることによってグループ化されることを特徴とする実施形態１０に記載の方法。
１２．前記複数のＩＢＳは、何らかの受信された信号が正しく復号されないという条件で、前記受信された信号内の複数の復号されたビットを、複数の所定のビットと置き換えることによって生成されることを特徴とする実施形態１ないし１１のいずれか一項に記載の方法。
１３．前記複数の所定のビットは、前記ソースノード、前記第１のターゲットノード、および前記第２のターゲットノードにとって既知であることを特徴とする実施形態１２に記載の方法。
１４．前記複数の所定のビットは、すべてゼロ、すべて１、または疑似ランダムビットであることを特徴とする実施形態１２または１３に記載の方法。
１５．前記受信された信号を復号する際の成功または失敗に基づいて、確認応答（ＡＣＫ）または否定確認応答（ＮＡＣＫ）を送信するステップをさらに含むことを特徴とする実施形態１ないし１４のいずれか一項に記載の方法。
１６．前記ＡＣＫまたはＮＡＣＫは制御チャネルで送信されることを特徴とする実施形態１５に記載の方法。
１７．前記制御チャネルはデータチャネルから独立していることを特徴とする実施形態１６に記載の方法。
１８．前記ソースノードから確認応答（ＡＣＫ）または否定確認応答（ＮＡＣＫ）を受信するステップをさらに含み、前記ＡＣＫまたは前記ＮＡＣＫは、前記ＩＢＳが前記第１のターゲットノードまたは前記第２のターゲットノードで正しく受信されたかどうか示すことを特徴とする実施形態１ないし１７のいずれか一項に記載の方法。
１９．前記ソースノード、前記第１のターゲットノード、および前記第２のターゲットノードから受信された前記確認応答（ＡＣＫ）または前記否定確認応答（ＮＡＣＫ）に基づいて、宛先確認応答（ＡＣＫ）または否定確認応答（ＮＡＣＫ）を送信するステップをさらに含むことを特徴とする実施形態１８に記載の方法。
２０．ＡＣＫの復号に失敗すればＮＡＣＫとみなされることを特徴とする実施形態１９に記載の方法。
２１．ＮＡＣＫが受信されること、またはＡＣＫを受信するのに失敗することを条件に、前記ソースノード、前記第１のターゲットノード、または前記第２のターゲットノードから、再送信された信号を受信するステップと、
前記ＩＢＳを再送信するステップと
をさらに含むことを特徴とする実施形態１５ないし２０のいずれか一項に記載の方法。
２２．複数のターゲットノードから複数の信号を受信するステップと、
前記複数の受信された信号を復号することによって複数のビットシーケンスを生成するステップであって、前記複数のビットシーケンスが確認応答（ＡＣＫ）または否定確認応答（ＮＡＣＫ）を含む、ステップと、
復号された前記複数のビットシーケンスを使用して中間ビットシーケンス（ＩＢＳ）を生成するステップと、
前記複数の受信された信号を復号する際の成功または失敗に基づいて、複数のＡＣＫまたはＮＡＣＫを生成するステップと、
前記複数のターゲットノードから受信されるＡＣＫおよびＮＡＣＫの受信またはそれらがないことに基づいて、複数の宛先ＡＣＫまたは宛先ＮＡＣＫを生成するステップと、
ＡＣＫ／ＮＡＣＫおよび宛先ＡＣＫ／ＮＡＣＫを送信するステップと、
前記ＩＢＳをブロードキャストするステップと
を含むことを特徴とする無線通信伝送方法。
２３．前記ＩＢＳを生成するステップは、何らかの受信された信号が正しく復号されないという条件で、所定のビットシーケンスを使用し、前記受信された信号の前記ビットシーケンスを置き換えることを特徴とする実施形態２２に記載の方法。
２４．前記所定のビットシーケンスが前記複数のターゲットノードにとって既知であることを特徴とする実施形態２３に記載の方法。
２５．前記複数のターゲットノードからＮＡＣＫが受信されること、またはＡＣＫを受信するのに失敗することを条件に、前記ＩＢＳを再送信するステップをさらに含むことを特徴とする実施形態２２ないし２４のいずれか一項に記載の方法。
２６．中継ノード（ＲＮ）を介してソースノードのためのデータを送信するステップと、
以前の送信ブロック（ＴＢ）について確認応答（ＡＣＫ）／否定確認応答（ＮＡＣＫ）を送信するステップと
を含むことを特徴とする方法。
２７．前記ＲＮへのリンクが成功したかどうか判定するステップをさらに含むことを特徴とする実施形態２６に記載の方法。
２８．前記ＲＮへのリンクが成功しないという条件で前記ＲＮからＮＡＣＫを受信するステップをさらに含むことを特徴とする実施形態２７に記載の方法。
２９．再送信がタイムアウトしているかどうか判定するステップをさらに含むことを特徴とする実施形態２８に記載の方法。
３０．前記再送信がタイムアウトしていないという条件で再送信パラメータを設定するステップと、
送信を終了するステップと
をさらに含むことを特徴とする実施形態２９に記載の方法。
３１．新しい送信パラメータを設定するステップと、
より高いレイヤにＮＡＣＫを示すステップと、
送信を終了するステップと
をさらに含むことを特徴とする実施形態２９に記載の方法。
３２．ＲＮへの前記リンクが成功しているという条件で前記ＲＮからＡＣＫを受信するステップをさらに含むことを特徴とする実施形態２７に記載の方法。
３３．新しい送信パラメータを設定するステップをさらに含むことを特徴とする実施形態３２に記載の方法。
３４．ＲＮブロードキャストを待つステップをさらに含むことを特徴とする実施形態２６ないし３３のいずれか一項に記載の方法。
３５．前記ＲＮブロードキャストが有効な巡回冗長サイクル（ＣＲＣ）を含むかどうか判定するステップをさらに含むことを特徴とする実施形態３４に記載の方法。
３６．前記ＲＮブロードキャストが有効なＣＲＣを含むという条件で、前記ＲＮにＡＣＫを送信し、データを回復するステップをさらに含むことを特徴とする実施形態３５に記載の方法。
３７．前記ＲＮブロードキャストが有効なＣＲＣを含まないという条件で、前記ＲＮにＮＡＣＫを送信するステップと、
受信がタイムアウトしているかどうか判定するステップと
をさらに含むことを特徴とする実施形態３５に記載の方法。
３８．前記受信がタイムアウトしているという条件でＲＮブロードキャストを待つステップと、
前記受信がタイムアウトしていないという条件でより高いレイヤに受信失敗指示を送るステップと
をさらに含むことを特徴とする実施形態３７に記載の方法。
３９．中継ノード（ＲＮ）を介してターゲットノードのためのデータを送信するステップと、
以前の送信ブロック（ＴＢ）について確認応答（ＡＣＫ）／否定確認応答（ＮＡＣＫ）を送信するステップと
を含むことを特徴とする方法。
４０．前記ＲＮへのリンクが成功したかどうか判定するステップをさらに含むことを特徴とする実施形態３９に記載の方法。
４１．前記ＲＮへのリンクが成功しないという条件で前記ＲＮからＮＡＣＫを受信するステップをさらに含むことを特徴とする実施形態４０に記載の方法。
４２．再送信がタイムアウトしているかどうか判定するステップをさらに含むことを特徴とする実施形態４１に記載の方法。
４３．前記再送信がタイムアウトしていないという条件で再送信パラメータを設定するステップと、
他のターゲットノードが送信すべきかどうか判定するステップと
をさらに含むことを特徴とする実施形態４２に記載の方法。
４４．前記再送信がタイムアウトしているという条件で新しい送信パラメータを設定するステップと、
より高いレイヤにＮＡＣＫを示すステップと、
他のターゲットノードが送信すべきかどうか判定するステップと
をさらに含むことを特徴とする実施形態４２に記載の方法。
４５．ＲＮへの前記リンクが成功しているという条件で前記ＲＮからＡＣＫを受信するステップをさらに含むことを特徴とする実施形態４０に記載の方法。
４６．新しい送信パラメータを設定するステップをさらに含むことを特徴とする実施形態４５に記載の方法。
４７．ＲＮブロードキャストを待つステップをさらに含むことを特徴とする実施形態３９ないし４６のいずれか一項に記載の方法。
４８．前記ＲＮブロードキャストが有効な巡回冗長サイクル（ＣＲＣ）を含むかどうか判定するステップをさらに含むことを特徴とする実施形態４７に記載の方法。
４９．前記ＲＮブロードキャストが有効なＣＲＣを含むという条件で、前記ＲＮにＡＣＫを送信し、データを回復するステップをさらに含むことを特徴とする実施形態４８に記載の方法。
５０．前記ＲＮブロードキャストが有効なＣＲＣを含まないという条件で、前記ＲＮにＮＡＣＫを送信するステップと、
受信がタイムアウトしているかどうか判定するステップと
をさらに含むことを特徴とする実施形態４８に記載の方法。
５１．前記受信がタイムアウトしているという条件でＲＮブロードキャストを待つステップと、
前記受信がタイムアウトしていないという条件でより高いレイヤに受信失敗指示を送るステップと
をさらに含むことを特徴とする実施形態５０に記載の方法。
５２．ビーコンを送信するステップと、
ソースノードおよび複数のターゲットノードから複数の信号を受信するステップと、
前記受信された信号を復号するステップと、
送信パラメータを設定するステップと、
確認応答／否定確認応答（ＡＣＫ／ＮＡＣＫ）パラメータを設定するステップと、
ＡＣＫ／ＮＡＣＫを送信するステップと、
前記受信された信号を合成するステップと、
前記合成された信号をブロードキャストするステップと
を含むことを特徴とする方法。
５３．ＮＡＣＫが受信されるという条件で前記合成された信号を再送信するステップをさらに含むことを特徴とする実施形態５２に記載の方法。
５４．すべてのＡＣＫが受信されるのを待つステップと、
宛先ＡＣＫを設定するステップと
をさらに含むことを特徴とする実施形態５２に記載の方法。
５５．前記ソースノードは、基地局（ＢＳ）、無線ルータ、ホームノードＢ、無線送信／受信ユニット（ＷＴＲＵ）、ホーム発展型ノードＢ（ＨｅＮＢ）、またはアクセスポイント（ＡＰ）であることを特徴とする実施形態１ないし５４のいずれか一項に記載の方法。
５６．前記ターゲットノードは、基地局（ＢＳ）、無線ルータ、ホームノードＢ、無線送信／受信ユニット（ＷＴＲＵ）、ホーム発展型ノードＢ（ＨｅＮＢ）、またはアクセスポイント（ＡＰ）である
ことを特徴とする実施形態１ないし５４のいずれか一項に記載の方法。
５７．複数の所定のビットは、すべてゼロ、すべて１、または疑似ランダムビットであることを特徴とする実施形態１ないし５６のいずれか一項に記載の方法。
５８．ＡＣＫまたはＮＡＣＫは、データチャネルから独立している制御チャネルで送信されることを特徴とする実施形態１ないし５７のいずれか一項に記載の方法。
５９．実施形態１ないし５４のいずれか一項に記載の方法を実施するように構成されていることを特徴とする無線送信／受信ユニット（ＷＴＲＵ）。
６０．実施形態１ないし５４のいずれか一項に記載の方法を実施するように構成されていることを特徴とする中継ノード（ＲＮ）。
６１．実施形態１ないし５４のいずれか一項に記載の方法を実施するように構成されていることを特徴とするアクセスポイント（ＡＰ）。
６２．実施形態１ないし５４のいずれか一項に記載の方法を実施するように構成されていることを特徴とする基地局（ＢＳ）。
６３．実施形態１ないし５４のいずれか一項に記載の方法を実施するように構成されていることを特徴とする無線ルータ。
６４．実施形態１ないし５４のいずれか一項に記載の方法を実施するように構成されていることを特徴とするホームノードＢ。
６５．実施形態１ないし５４のいずれか一項に記載の方法を実施するように構成されていることを特徴とするホーム発展型ノードＢ（ＨｅＮＢ）。
６６．第１のタイムスロットにおいて、ソースノードから第１の信号を、また第１のターゲットノードから第２の信号を受信するように、かつ第２のタイムスロットにおいて、前記ソースノードから第３の信号を、また第２のターゲットノードから第４の信号を受信するように構成された受信機と、
前記受信された信号を復号し、
複数の中間ビットストリーム（ＩＢＳ）を生成する
ように構成されたプロセッサと、
前記複数のＩＢＳを第３のタイムスロットでブロードキャストするように構成された送信機と
を備えることを特徴とする中継ノード（ＲＮ）。
６７．第１のタイムスロットで信号を送信するように構成された送信機と、
第２のタイムスロットでブロードキャスト信号を受信するように構成された受信機であって、前記ブロードキャスト信号が、複数のターゲットノードのためのネットワーク符号化データを含む、受信機と、
ターゲットノード向けである前記ブロードキャスト信号の一部分を復号するように構成されたプロセッサと
を備えることを特徴とするターゲットノード。
【０２９４】
上記では特徴および要素が特定の組合せで述べられているが、各特徴および要素は、単独で、または他の特徴および要素との任意の組合せで使用することができることを、当業者なら理解するであろう。さらに、本明細書に記載の方法は、コンピュータまたはプロセッサによって実行するためのコンピュータ可読媒体内に組み込まれるコンピュータプログラム、ソフトウェア、またはファームウェアで実施することができる。コンピュータ可読媒体の例は、（有線接続または無線接続を介して伝送される）電子信号、およびコンピュータ可読記憶媒体を含む。コンピュータ可読記憶媒体の例は、それだけには限らないが、読取り専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、レジスタ、キャッシュメモリ、半導体メモリデバイス、内部ハードディスクや取外し式ディスクなど磁気媒体、光磁気媒体、ならびにＣＤ−ＲＯＭディスクおよびデジタル多目的ディスク（ＤＶＤ）など光媒体を含む。ソフトウェアと関連付けられたプロセッサを使用し、ＷＴＲＵ、ＵＥ、端末、基地局、ＲＮＣ、または任意のホストコンピュータで使用するために、無線周波数トランシーバを実装することができる。
【図１Ａ】
0005519798.tif 000068
【図１Ｂ】
0005519798.tif 000069
【図１Ｃ】
0005519798.tif 000070
【図２】
0005519798.tif 000071
【図３】
0005519798.tif 000072
【図４】
0005519798.tif 000073
【図５】
0005519798.tif 000074
【図６】
0005519798.tif 000075
【図７】
0005519798.tif 000076
【図８】
0005519798.tif 000077
【図９】
0005519798.tif 000078
【図１０】
0005519798.tif 000079
【図１１】
0005519798.tif 000080
【図１２】
0005519798.tif 000081
【図１３】
0005519798.tif 000082
【図１４】
0005519798.tif 000083
【図１５Ａ】
0005519798.tif 000084
【図１５Ｂ】
0005519798.tif 000085
【図１６】
0005519798.tif 000086
【図１７】
0005519798.tif 000087