(57)【要約】【課題】ＭＩＭＯ方式を用いたマルチホップ方式または中継方式において、通信容量を改善することができる通信ノードおよび無線通信システム並びにデータ中継方法を提供する。【解決手段】中継ノードを介して、ソースノードから送信された信号を受信する通信ノードに、中継ノード間で生じた干渉信号を除去する干渉除去手段を備えることにより達成される。【選択図】図５
2011155700.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中継ノードを介して、ソースノードから送信された信号を受信する通信ノードであって：
中継ノード間で生じた干渉信号を除去する干渉除去手段；
を備えることを特徴とする通信ノード。
【請求項２】
請求項１に記載の通信ノードにおいて：
中継ノード間のチャネルと、中継ノードとのチャネルが乗算されたチャネル情報、および中継ノードとの間のチャネル情報を推定するチャネル推定手段；
前記チャネル推定手段により推定されたチャネル情報に基づいて、送信信号を推定する送信信号推定手段；
前記送信信号推定手段により推定された信号を記憶する記憶手段；
を備え、
前記干渉除去手段は、前記記憶手段が記憶した信号と、前記チャネル推定手段が推定したチャネル情報とに基づいて、干渉を除去し、ソースノードからの信号を検出することを特徴とする通信ノード。
【請求項３】
中継ノードを介してソースノードから送信された信号を受信する通信ノードを備える無線通信システムであって：
前記通信ノードは、
中継ノード間で生じた干渉信号を除去する干渉除去手段；
を備えることを特徴とする無線通信システム。
【請求項４】
中継ノードを介して、ソースノードから送信された信号を受信する宛先ノードを備える無線通信システムにおけるデータ中継方法であって：
中継ノード間のチャネルと、中継ノードとのチャネルが乗算されたチャネル情報、および中継ノードとの間のチャネル情報を推定するチャネル推定ステップ；
前記チャネル推定ステップにより推定されたチャネル情報に基づいて、送信信号を推定する送信信号推定ステップ；
前記送信信号推定ステップにより推定された送信信号を記憶する記憶ステップ；
前記記憶ステップが記憶した信号と、前記チャネル推定ステップが推定したチャネル情報とに基づいて、干渉を除去する干渉除去ステップ；
干渉が除去された信号に基づいて、ソースノードからの信号を検出する信号検出ステップ；
を有することを特徴とするデータ中継方法。
【請求項５】
複数の中継ノードを介して、ソースノードから送信された信号を受信する請求項１に記載の通信ノードであって：
前記複数の中継ノードは、２以上の中継ノードを有する中継グループ１と、２以上の中継ノードを有する中継グループ２に分けられ、
中継グループ１の有する全中継ノードとの間のチャネル情報、および、中継グループ２の有する全中継ノードとの間のチャネル情報、および、ソースノードとそれぞれの中継ノードとの間のチャネルと、それぞれの中継ノードとの間のチャネルとが乗算されたチャネル情報、および、中継グループ１の有するそれぞれ中継ノードと中継グループ２の有するそれぞれの中継ノードとの間のチャネルと、中継グループ２の有するそれぞれの中継ノードとの間のチャネルとが乗算されたチャネル情報、および、中継グループ２の有するそれぞれ中継ノードと中継グループ１の有するそれぞれの中継ノードとの間のチャネルと、中継グループ１の有するそれぞれの中継ノードとの間のチャネルとが乗算されたチャネル情報を推定するチャネル推定手段；
前記チャネル推定手段により推定されたチャネル情報に基づいてソースノードからの送信信号を推定する送信信号推定手段；
前記送信信号推定手段において推定された信号を記憶する記憶手段；
を備え、
前記干渉除去手段は、前記記憶手段が記憶した信号と、前記チャネル推定手段が推定したチャネル情報とに基づいて、干渉を除去し、ソースノードからの信号を検出することを特徴とする通信ノード。
【請求項６】
複数の中継ノードを介して、ソースノードから送信された信号を受信する請求項１に記載の通信ノードであって：
前記複数の中継ノードは、２以上の中継ノードを有する中継グループ１と、２以上の中継ノードを有する中継グループ２に分けられ、
ソースノードと中継グループ１の有する全中継ノードとの間のチャネルと、中継グループ１の有する全中継ノードと中継グループ２の有するそれぞれの中継ノードとの間のチャネルと、中継グループ２の有するそれぞれの中継ノードとの間のチャネルとが乗算されたチャネル情報、および、ソースノードと中継グループ２の有する全中継ノードとの間のチャネルと、中継グループ２の有する全中継ノードと中継グループ１の有するそれぞれの中継ノードとの間のチャネルと、中継グループ１の有するそれぞれの中継ノードとの間のチャネルとが乗算されたチャネル情報、および、ソースノードとそれぞれの中継ノードとの間のチャネルと、それぞれの中継ノードとの間のチャネルとが乗算されたチャネル情報を推定するチャネル推定手段；
前記チャネル推定手段により推定されたチャネル情報に基づいてソースノードからの送信信号を検出する信号検出手段；
前記信号検出手段において検出された信号を記憶する記憶手段；
を備え、
前記干渉除去手段は、前記記憶手段が記憶した信号と、前記チャネル推定手段が推定したチャネル情報とに基づいて、干渉を除去し、ソースノードからの信号を検出することを特徴とする通信ノード。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に無線通信の技術分野に関し、特にマルチホップ方式や中継方式および多入力多出力（ＭＩＭＯ：  Ｍｕｌｔｉ  Ｉｎｐｕｔ  Ｍｕｌｔｉ  Ｏｕｔｐｕｔ）方式を使用する通信ノードおよび無線通信システム並びにデータ中継方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の中継方法では、中継ノードにおいて送信信号と受信信号とがお互いに干渉しないように、時間で分けて、送受信が行われる。しかし、時間で分けることによって、通信容量は大きく落ちてしまい、中継システムの通信容量を制限する。
【０００３】
従来の中継方法について、図１を参照して説明する。ここでは、通信容量が大きく制限される要因について示す。
【０００４】
図１において、以下のパラメータを定義する。
ｓ：送信ノードからの送信信号ベクトル
ｒ：受信信号ベクトル
Ｋ：使用可能な中継ノード数
Ｈｋ：ｋ番目の送信ノード−中継ノード間チャネル（後方チャネル）  １≦ｋ≦Ｋ
Ｇｋ：ｋ番目の中継ノード−受信ノード間チャネル（前方チャネル）  １≦ｋ≦Ｋ
Ｗｋ：ｋ番目の中継ノードでのウエイト行列  １≦ｋ≦Ｋ
Ｅｋ：ｋ番目の中継ノードでの電力制限係数  １≦ｋ≦Ｋ（各中継ノードの最大電力を制限する）
ｎｋ：ｋ番目の中継ノードのノイズ成分
ｚ：受信ノードのノイズ成分
Ｅ（・）：変数のアンサンブル平均値
図１に示すように、複数の送信アンテナを用いて送信ノード（ソースノード）１から送信された信号の、各中継ノード２における受信信号は式（１）で表すことができる。
【０００５】
ｙｋ＝Ｈｋｓ＋ｎｋ      （１）
中継ノード２では、この信号に電力制限係数Ｅｋおよびウエイト行列Ｗｋを乗算して中継送信信号を生成する。
【０００６】
Ｘｋ＝ＥｋＷｋｙｋ      （２）
その結果、宛先ノード３での受信信号は式（３）となる。
【０００７】
【数１】
2011155700.tif 000003
ここで、中継ノード２において送信と受信を同時に行うと、ある中継ノードから送信された信号が他の中継ノードにおいて受信され干渉となる。その結果、中継ノードはソースノード１から送信された信号を正しく受信することができない。
【０００８】
そこで、従来の中継方法では、図１に示すように、ソースノード１が送信して中継ノードが受信するための時間スロットと、中継ノードが送信して宛先ノード３が受信するための時間スロットとを分けて用いる。そのため、ソースノード１から送信された情報が宛先ノード３に届くまでには、二つの時間スロットを使用することとなる。この場合の通信容量は以下の式（４）で表される。
【０００９】
Ｃｕｐｐｅｒ＝Ｅ{Ｈｋ，Ｇｋ}{（１／２）Ｉ（ｓ；ｙ１，・・・，ｙＫ，ｒ｜Ｘ１，・・・，ＸＫ）}      （４）
式（４）に示される１／２の項は二つの時間スロットを使用することに起因するものである。このため、全体の通信容量を制限してしまう。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】Ｒｏｈｉｔ  Ｕ．Ｎａｂａｒ，ｅｔ  ａｌ．，"Ｃａｐａｃｉｔｙ  Ｓｃａｌｉｎｇ  Ｌａｗｓ  ｉｎ  ＭＩＭＯ  Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  ｎｅｔｗｏｒｋｓ"，Ａｌｌｅｒｔｏｎ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  ｏｎ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ，  Ｃｏｎｔｒｏｌ，  ａｎｄ  Ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ，  Ｍｏｎｔｉｃｅｌｌｏ，  ＩＬ．  ｐｐ．  ３７８−３８９，  Ｏｃｔ．  ２００３
【非特許文献２】Ｈｕｉ  Ｓｈｉ，  ｅｔ  ａｌ．，  "Ａ  Ｒｅｌａｙｉｎｇ  Ｓｃｈｅｍｅ  ｕｓｉｎｇ  ＱＲ  Ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｏｎ  ｗｉｔｈ  Ｐｈａｓｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  ｆｏｒ  ＭＩＭＯ  Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ｎｅｔｗｏｒｋｓ，"  ＩＥＥＥ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  ｏｎ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，  Ｖｏｌｕｍｅ  ４，  １６−２０  Ｍａｙ  ２００５  Ｐａｇｅ（ｓ）：２７０５−２７１１
【非特許文献３】Ｇ．Ｄ．Ｇｏｌｄｅｎ，  Ｇ．Ｊ．Ｆｏｓｃｈｉｎｉ，  Ｒ．Ａ．Ｖａｌｅｎｚｕｅｌａ，  ａｎｄ  Ｐ．Ｗ．Ｗｏｌｎｉａｎｓｋｙ，  "Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ  Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ  ａｎｄ  Ｉｎｉｔｉａｌ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ  Ｒｅｓｕｌｔｓ  ｕｓｉｎｇ  ｔｈｅ  Ｖ−Ｂｌａｓｔ  Ｓｐａｃｅ−Ｔｉｍｅ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ"，  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｌｅｔｔｅｒｓ，  Ｖｏｌ．３５，  Ｎｏ．１，  Ｊａｎ．７，  １９９９．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上述した背景技術には以下の問題がある。
【００１２】
上述したように、従来の中継システムでは、ソースノード１が送信して中継ノードが受信するための時間スロットと、中継ノードが送信して宛先ノード３が受信するための時間スロットとを分けて用いる。このように、中継ノードが送信する時間と、中継スロットが受信する時間とを分けることによって、中継ノードにおける複数アンテナ間の干渉および中継ノード間の干渉を避けることができる。しかし、通信容量を表す式（４）において、１／２の乗算に示されるように、通信容量が低下してしまう問題がある。
【００１３】
そこで、本発明は、上述した問題を解決するためになされたものであり、その目的は、ＭＩＭＯ方式を用いたマルチホップ方式または中継方式において、通信容量を改善することができる中継ノードおよび宛先ノード並びに通信方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本通信ノードは、中継ノードを介して、ソースノードから送信された信号を受信する通信ノードであって、中継ノード間で生じた干渉信号を除去する干渉除去手段を備えることを特徴の１つとする。
【００１５】
このように構成することにより、中継ノード間の干渉を除去することができ、受信する中継ノードと送信する中継ノードとを共存させることができる。このため、通信容量を、従来の中継方法と比較して増大させることができる。
【００１６】
本無線通信システムは、中継ノードを介してソースノードから送信された信号を受信する通信ノードを備える無線通信システムであって、前記通信ノードは、中継ノード間で生じた干渉信号を除去する干渉除去手段を備えることを特徴の１つとする。
【００１７】
このように構成することにより、中継ノード間の干渉を除去することができ、受信する中継ノードと送信する中継ノードとを共存させることができる。このため、通信容量を、従来の中継方法と比較して増大させることができる。
【００１８】
本データ中継方法は、中継ノードを介して、ソースノードから送信された信号を受信する宛先ノードを備える無線通信システムにおけるデータ中継方法であって、中継ノード間のチャネルと、中継ノードとのチャネルが乗算されたチャネル情報、および中継ノードとの間のチャネル情報を推定するチャネル推定ステップと、前記チャネル推定ステップにより推定されたチャネル情報に基づいて、送信信号を推定する送信信号推定ステップと、前記送信信号推定ステップにより推定された送信信号を記憶する記憶ステップと、前記記憶ステップが記憶した信号と、前記チャネル推定ステップが推定したチャネル情報とに基づいて、干渉を除去する干渉除去ステップと、干渉が除去された信号に基づいて、ソースノードからの信号を検出する信号検出ステップとを有することを特徴の１つとする。
【００１９】
このようにすることにより、中継ノード間の干渉を除去することができ、受信する中継ノードと送信する中継ノードとを共存させることができる。このため、通信容量を、従来の中継方法と比較して増大させることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の実施例によれば、ＭＩＭＯ方式を用いたマルチホップ方式または中継方式において、通信容量を改善することができる通信ノードおよび無線通信システム並びにデータ中継方法を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】無線通信システムを示す説明図である。
【図２】本発明の一実施例にかかる無線通信システムを示す説明図である。
【図３】本発明の一実施例にかかる中継ノードを示すブロック図である。
【図４】本発明の一実施例にかかるデータ中継方法を示すフロー図である。
【図５】本発明の一実施例にかかる宛先ノードを示すブロック図である。
【図６】本発明の一実施例にかかるデータ中継方法を示すフロー図である。
【図７】本発明の一実施例にかかる中継ノードを示すブロック図である。
【図８】本発明の一実施例にかかるデータ中継方法を示すフロー図である。
【図９】本発明の一実施例にかかる無線通信システムを示す説明図である。
【図１０】本発明の一実施例にかかるデータ中継方法を示すフロー図である。
【図１１】本発明の一実施例にかかる宛先ノードを示すブロック図である。
【図１２】本発明の一実施例にかかるデータ中継方法を示すフロー図である。
【図１３】本発明の一実施例にかかる中継ノードを示すブロック図である。
【図１４】本発明の一実施例にかかるデータ中継方法を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する。
なお、実施例を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を用い、繰り返しの説明は省略する。
【００２３】
本発明の実施例において、干渉除去とは、干渉として受信される他通信ノードからの信号を除去することである。また、与干渉抑圧とは、ある中継ノードから送信される信号が干渉として他の中継ノードに与える影響を抑えることである。
【００２４】
また、本発明の実施例において、他の中継ノードからの信号を除去する行列（干渉除去行列）は、ソースノードとの間のチャネル情報（後方チャネル）および他の中継ノードとの間のチャネル情報（中継ノード間チャネル）を用いて、Ｍｏｏｒ−Ｐｅｎｒｏｓｅ逆行列を求めることによって得られる。
【００２５】
また、本発明の実施例において、ある中継ノードから送信した信号が、干渉として他の中継ノードに与える影響を抑圧する行列（与干渉抑圧行列）は、中継ノード間チャネルを特異値分解することにより得られる。
【００２６】
また、本発明の実施例において、宛先ノードでの中継信号検出は、中継ノードとの間のチャネル情報（前方チャネル）のＭｏｏｒ−Ｐｅｎｒｏｓｅ逆行列を受信信号に乗算することによって得られる。
【００２７】
また、本発明の実施例において、宛先ノードでの干渉除去は、受信信号から、前記記憶された推定中継信号に、中継ノード間チャネルと後方チャネルを乗算した結果を引くことによって得られる。
【００２８】
また、本発明の実施例において、中継ノードでの干渉除去は、中継受信信号に、後方チャネルと中継ノード間チャネルとの積のＭｏｏｒ−Ｐｅｎｒｏｓｅ逆行列を乗算することによって得られる。
【００２９】
また、本発明の実施例において、宛先ノードでの信号検出は、例えば、逐次型干渉除去法を用いて検出できる（例えば、非特許文献３参照）。
【００３０】
本実施例にかかる無線通信システムを説明するに当たり以下のパラメータを定義する。
【００３１】
［ｎ］：各変数に与えている時間の変数であり、ｎ番目の時間スロットを表す。
ｓ：送信ノードからの送信信号ベクトル
ｒ：受信信号ベクトル
Ｋ：使用可能な中継ノード数
Ｈｋ：ｋ番目の送信ノード−中継ノード間チャネル（後方チャネル）  １≦ｋ≦Ｋ
Ｇｋ：ｋ番目の中継ノード−受信ノード間チャネル（前方チャネル）  １≦ｋ≦Ｋ
Ａ：中継ノード間チャネル行列
Ｗｋ：ｋ番目の中継ノードでのウエイト行列  １≦ｋ≦Ｋ
ｎｋ：ｋ番目の中継ノードのノイズ成分
ｚ：受信ノードのノイズ成分
σｒ２：中継ノードのノイズ電力（全中継ノード共通）
σｄ２：受信ノードのノイズ電力
Ｐ：送信電力
Ｅ（・）：変数のアンサンブル平均値
Ｂ−ｋＭ：干渉除去行列
Ｃｋ：干渉抑圧行列
Ｌｋ：ｋ番目の中継ノードに送信されるパイロット信号
Ｚｋｌ：ｋ番目の中継ノードからｌ番目の中継ノードに送信されるパイロット信号
本実施例にかかる無線通信システムについて、図２を参照して説明する。
【００３２】
本実施例にかかる無線通信システムは、複数の通信ノードを備え、該複数の通信ノードは、ソースノード（送信ノード）、中継ノードおよび宛先ノード（受信ノード）に分類される。また、ソースノードから送信された送信信号は、１または複数の中継ノードを介して目的ノードに伝送される。
【００３３】
本実施例にかかる無線通信システムは、ソースノード１００と、中継ノード（２００１、２００２）と、宛先ノード３００とを備える。
【００３４】
本実施例においては、一例として、中継ノード数Ｋを２、ソースノード１００と宛先ノード３００のアンテナ本数をＭ、中継ノード２００１のアンテナ本数Ｎ１を２Ｍとして、中継ノード２００２のアンテナ本数Ｎ２をＭとする場合について説明するが、中継ノード数Ｋが１または３以上であってもよい。
【００３５】
図２に示すように、時間スロットｎ（Ｔｉｍｅ  ｓｌｏｔ  ｎ）では、中継ノード２００１はソースノード１００から送信される信号を受信すると同時に、中継ノード２００２は宛先ノード３００へ信号を送信する。
【００３６】
引き続き時間スロットｎ＋１（Ｔｉｍｅ  ｓｌｏｔ  ｎ＋１）では、中継ノード２００１は宛先ノード３００へ信号を送信すると同時に、中継ノード２００２はソースノード１００から送信された信号を受信する。
【００３７】
すなわち、各時間スロットにおいて、複数の中継ノードの少なくとも一つ以上の中継ノードはソースノードからの送信信号を受信し、ソースノードからの送信信号を受信する中継ノードとは異なる少なくとも一つ以上の中継ノードは同一の時間スロットで宛先ノードへ信号を送信する。
【００３８】
中継ノードにおいて、干渉除去および与干渉抑圧が行われない場合には、時間スロットｎにおいて中継ノード２００１は、干渉信号成分として中継ノード２００２から送信される信号の影響を受ける。
【００３９】
また、時間スロットｎ＋１において、中継ノード２００２は、干渉信号成分として中継ノード２００１から送信される信号の影響を受ける。
【００４０】
本実施例にかかる無線通信システムにおいては、中継ノード２００が干渉除去機能および与干渉抑圧機能を有することにより、干渉の影響を低減する。
【００４１】
本実施例においては、中継ノード２００１が干渉除去機能および与干歩抑圧機能を有し、中継ノード２００２は干渉除去および与干渉抑圧の機能を必要としない構成について説明するが、中継ノード２００１が干渉除去機能および与干歩抑圧機能を必要とせず、中継ノード２００２が干渉除去機能および与干渉抑圧機能を有するようにしてもよいし、中継ノード２００１および中継ノード２００２が干渉除去機能および与干渉抑圧機能を有するようにしてもよい。
【００４２】
本実施例にかかる中継ノード２００の構成について、図３を参照して説明する。
【００４３】
本実施例にかかるソースノードと宛先ノードとの間で信号を中継する通信ノードとしての中継ノード２００は、ソースノード１００から送信された信号が入力される干渉除去部２０２と、干渉除去部２０２の出力信号が入力される与干渉抑圧部２０４と、与干渉抑圧部２０４の出力信号が入力され、送信信号を出力するウエイト乗算部２０６と、ソースノード１００から送信された信号が入力されるチャネル推定部２０８とを備える。チャネル推定部２０８の出力信号は、干渉除去部２０２および与干渉抑圧部２０４に入力される。
【００４４】
チャネル推定部２０８は、ソースノード１００から送信された信号（中継受信信号）に基づいて、宛先ノード３００との間のチャネル情報（前方チャネル）、ソースノード１００との間のチャネル情報（後方チャネル）および他中継ノードとの間のチャネル情報（中継ノード間チャネル）を推定する。また、チャネル推定部２０８は、後方チャネルおよび中継ノード間チャネルを干渉除去部２０２に入力し、中継ノード間チャネルを与干渉抑圧部２０４に入力する。
【００４５】
干渉除去部２０２は、入力された後方チャネルおよび中継ノード間チャネルを用いて、他ノードからの信号を除去する行列（干渉除去行列Ｂ−ｋＭ）を求める。また、干渉除去部２０２は、干渉除去行列Ｂ−ｋＭと中継受信信号とを与干渉抑圧部２０４に入力する。
【００４６】
与干渉抑圧部２０４は、入力された中継ノード間チャネルを用いて、自中継ノードから発信した信号が他中継ノードに干渉信号として受信されないように与干渉を抑圧する行列（与干渉抑圧行列Ｃｋ）を求める。また、与干渉抑圧部２０４は、干渉除去行列Ｂ−ｋＭと、与干渉抑圧行列Ｃｋと、中継受信信号とをウエイト乗算部２０６に入力する。
【００４７】
ウエイト乗算部２０６は、干渉除去部２０２により求められた干渉除去行列と、与干渉抑圧部２０４により求められた与干渉抑圧行列とを中継受信信号に乗算する。
【００４８】
次に、本実施例にかかる無線通信システムにおける信号処理について、図４を参照して説明する。
【００４９】
本実施例においては、干渉除去行列および与干渉抑圧行列を生成するのは中継ノード２００１だけであるため、Ｂ−ｋＭ、Ｃｋにおけるｋを省略して説明する。
【００５０】
最初に、ソースノード１００は、パイロット信号Ｌ１を送信する（ステップＳ４０２）。また、中継ノード２００２は、パイロット信号Ｚ２１を送信する（ステップＳ４０４）。
【００５１】
中継ノード２００１のチャネル推定部２１０は、ソースノード１００および中継ノード２００２から送信されたパイロット信号Ｌ１およびＺ２１に基づいてチャネル推定を行う（ステップＳ４０６）。
【００５２】
次に、n番の時間スロットにおいて、ソースノード１００が中継ノード２００１に信号ｓ［ｎ］を送信する（ステップＳ４０８）。これと同時に、中継ノード２００２が宛先ノード３００に対して、ｓ［ｎ−１］の情報を有する信号Ｘ２［ｎ］を送信する（ステップＳ４１０）。
【００５３】
中継ノード２００１は、ソースノード１００から送信された信号ｓ［ｎ］を受信する。また、中継ノード２００１は、中継ノード２００２から送信された信号Ｘ２［ｎ］を受信する（ステップＳ４１２）。したがって、時間スロットｎにおいて中継ノード２００１において受信される信号ｙ１［ｎ］は、ソースノード１００から送信された信号と、中継ノード２００２から送信された信号が足し合わされ、以下の式（５）で表される。
【００５４】
ｙ１［ｎ］＝Ｈ１［ｎ］ｓ［ｎ］＋ｎ１［ｎ］＋Ａ［ｎ］Ｘ２［ｎ］      （５）
ここで、ｎ１［ｎ］は中継ノード２００１の受信アンプにおいて付加される白色雑音成分である。
【００５５】
次に、中継ノード２００１の干渉除去部２０２では、後方チャネルおよび中継ノード間チャネルを用いて、干渉除去行列Ｂ−ｋＭの算出が行われる（ステップＳ４１４）。中継ノード２００１の干渉除去部２０２は、干渉除去行列Ｂ−ｋＭと中継受信信号とを与干渉抑圧部２０４に入力する。
【００５６】
次に、中継ノード２００１の与干渉抑圧部２０４では、中継ノード間チャネルを用いて、与干渉抑圧行列Ｃｋの算出が行われる（ステップＳ４１６）。また、与干渉抑圧部２０４は、干渉除去行列Ｂ−ｋＭと、与干渉抑圧行列Ｃｋと、中継受信信号とをウエイト乗算部２０６に入力する。
【００５７】
次に、中継ノード２００１のウエイト乗算部２０６では、入力された干渉除去行列と、与干渉抑圧行列とを中継受信信号に乗算することにより、中継信号Ｘ１［ｎ＋１］を作成する。また、作成された中継信号は宛先ノード３００へ送信される（ステップＳ４１８）。これと同時に、ソースノード１００は、中継ノード２００２に対して、ｓ［ｎ＋１］を送信する（ステップＳ４２０）。
【００５８】
具体的には、中継ノード２００１のウエイト乗算部２０６は、式（６）に示すように、受信信号ｙ１［ｎ］に干渉除去行列を乗算し、干渉として中継ノード２００２から受信される信号成分を除去する。
【００５９】
【数２】
2011155700.tif 000004
ここで、Ｂ［ｎ］＝（Ｈ１［ｎ］  Ａ［ｎ］）であり、行列の要素の数は２Ｍ×２Ｍとなる。また、式（７）は、行列Ｂ［ｎ］をムーアペンローズ逆行列変換した後に、Ｍ＋１番目の行から２Ｍ番目の行の要素を０に変換した行列である。
【００６０】
【数３】
2011155700.tif 000005
その結果、干渉除去行列乗算後の受信信号は以下の式で表される。
【００６１】
【数４】
2011155700.tif 000006
ここで、Ｔは転置行列を表す。
【００６２】
次に、中継ノード２００１のウエイト乗算部２０６は、中継ノード２００１からの送信信号を生成する上で、干渉として中継ノード２００２に影響を与えないために、式（９）に示されるように、干渉除去行列乗算後の受信信号に対して与干渉抑圧行列Ｃ［ｎ］を乗算する。
【００６３】
【数５】
2011155700.tif 000007
ここで、Ｃ［ｎ］は、式（１０）である。
【００６４】
Ｃ［ｎ］＝Ｖ［ｎ］Ｈ      （１０）
また、Ｃ［ｎ］は、式（１１）により示されるように、中継ノード間チャネルＡ［ｎ＋１］の信号部分空間を表す行列により定義される。また、Ｃ［ｎ］は、中継ノード間チャネルＡ［ｎ+１］を特異値分解することにより得ることができる。
【００６５】
【数６】
2011155700.tif 000008
ここで、Ａ［ｎ+１］は時間スロットｎ＋１において、中継ノード２００１が信号を送信する時の中継ノード間チャネルである。しかし、チャネルの時間変動が小さい場合は、Ａ［ｎ］を代わりに用いることができる。
【００６６】
以上より、中継ノード２００１における次の時間スロットにおける送信信号Ｘ１［ｎ＋１］は、式（１２）で表される。
【００６７】
【数７】
2011155700.tif 000009
一方、宛先ノード３００は、中継ノード２００２により送信されたｓ［ｎ−１］の情報を有する信号Ｘ２［ｎ］を受信する（ステップＳ４２２）。この受信信号は、式（１３）により表される。
【００６８】
ｒ［ｎ］＝Ｇ２［ｎ］Ｘ２［ｎ］＋ｚ［ｎ］      （１３）
宛先ノード３００は、受信信号からＳ［ｎ−１］を検出する（ステップＳ４２４）。
【００６９】
一方、ステップＳ４２０において、ソースノード１００から送信された信号は、中継ノード２００２に受信される（ステップＳ４２６）。時間スロットｎ＋１における中継ノード２００２の受信信号は式（１４）により表される。
【００７０】
ｙ２［ｎ＋１］＝Ｈ２［ｎ＋１］ｓ［ｎ＋１］＋ｎ２［ｎ＋１］      （１４）
ここで、Ｈ２［ｎ＋１］は、ソースノード１００と中継ノード２００２間の後方チャネルのチャネル状態を表す行列である。中継ノード２００２では、受信した信号ｙ２［ｎ+１］をＸ２［ｎ＋２］として送信する（ステップＳ４２８）。
【００７１】
一方、宛先ノード３００は、ステップＳ４１８において中継ノード２００１から送信された中継信号Ｘ１［ｎ＋１］を受信する（ステップＳ４３０）。この受信信号は、式（１５）により表される。
【００７２】
ｒ［ｎ＋１］＝Ｇ１［ｎ＋１］Ｘ１［ｎ＋１］＋ｚ［ｎ＋１］      （１５）
宛先ノード３００は、受信信号からＳ［ｎ］を検出する（ステップＳ４３２）。
【００７３】
次に、宛先ノード３００は、ステップＳ４２８において中継ノード２００２から送信された中継信号を受信する（ステップＳ４３４）。この受信信号は、式（１６）により表される。
【００７４】
ｒ［ｎ＋２］＝Ｇ２［ｎ＋２］Ｘ２［ｎ＋２］＋ｚ［ｎ＋２］      （１６）
宛先ノード３００は、受信信号からｓ［ｎ+１］を検出する（ステップＳ４３６）。
【００７５】
上述したように、時間スロットｎ、ｎ＋１においてソースノード１００から送信された信号の、宛先ノード３００での受信信号はそれぞれ式（１５）、式（１６）により表される。
【００７６】
ｒ［ｎ＋１］＝Ｇ１［ｎ+１］Ｘ１［ｎ+１］＋ｚ［ｎ＋１］      （１５）
ｒ［ｎ＋２］＝Ｇ２［ｎ+２］Ｘ２［ｎ+２］＋ｚ［ｎ＋２］      （１６）
ここで、ｚは宛先ノード３００の受信アンプにおいて付加される雑音成分である。宛先ノード３００では、式（１５）および式（１６）から、信号ｓ［ｎ］、ｓ［ｎ＋１］を検出する。
【００７７】
以上のように、中継ノード２００１に、中継ノード２００２からの信号の干渉除去（低減）機能および中継ノード２００２に与える干渉の与干渉除去機能を備えることにより、中継ノード２００１における受信と中継ノード２００２における送信とを同時に行うことができる。
【００７８】
また、中継ノード２００１における送信と中継ノード２００２における受信を同時に行うことができるため、中継ノードにおいて送信と受信を時間で分けて行う従来方法と比較して、通信容量を増大させることができる。
【００７９】
本実施例にかかる、干渉除去機能および与干渉抑圧機能を有する中継ノードの備えるアンテナの本数は多いほど望ましい。
【００８０】
例えば、ソースノード１００と干渉除去機能および与干渉抑圧機能を持たない中継ノードのアンテナ本数をＭとした場合、干渉除去機能および与干渉抑圧機能を有する中継ノードが、干渉除去機能および与干渉抑圧機能を実現する上でゼロフォーシング型の信号処理を行う場合は、アンテナ本数は（Ｍ×干渉除去機能および与干渉抑圧機能を持たない中継ノード数）以上である必要がある。
【００８１】
次に、本発明の第２の実施例にかかる無線通信システムについて説明する。
【００８２】
本実施例のかかる無線通信システムでは、中継ノード２００は受信された信号をそのまま送信する。また、本実施例にかかる無線通信システムでは、一部の中継ノードが受信処理を行うのと同時に、残りの他の中継ノードは送信処理を行う。
【００８３】
このような状況において、本実施例にかかる宛先ノード３００は、中継ノード間において生じる干渉を除去する。
【００８４】
本実施例にかかる無線通信システムの構成は図２を参照して説明した無線通信システムの構成と同様であるため、その説明を省略する。
【００８５】
本実施例にかかる宛先ノード３００の構成について、図５を参照して説明する。
【００８６】
本実施例にかかる中継ノードを介して、ソースノードから送信された信号を受信する通信ノードとしての宛先ノード３００は、中継ノード２００から送信された信号が入力される送信信号推定部３０２と、送信信号推定部３０２の出力信号が入力される推定信号保存部３０４と、推定信号保存部３０４の出力信号が入力される干渉除去部３０６と、干渉除去部３０６からの出力信号が入力されるソースノード信号検出部３０８と、中継ノード２００から送信された信号が入力されるチャネル推定部３１０とを備える。チャネル推定部３１０の出力信号は、送信信号推定部３０２、干渉除去部３０６およびソースノード信号検出部３０８に入力される。
【００８７】
送信信号推定部３０２は、前方チャネルを用いて中継ノード２００からの信号を推定し、推定された信号を推定信号保存部３０４に入力する。
【００８８】
推定信号保存部３０４は、受信信号推定部３０２により推定された信号を保存する。
【００８９】
干渉除去部３０６は、推定信号保存部３０４に記憶された信号および中継ノード間チャネルと後方チャネルを乗算したチャネル情報を用いて干渉を除去する。例えば、干渉除去部３０６は、前の時間スロットにおいて、推定信号保存部３０４に保存された信号を利用して、現在の時間スロットの干渉を除去する。
【００９０】
ソースノード信号検出部３０８は、ソースノード１００からの信号を検出する。
【００９１】
チャネル推定部３１０は、前方チャネル、および中継ノード間チャネルと後方チャネルとを乗算したチャネル情報を推定する。例えば、チャネル推定部３１０は、中継ノード間チャネルと、中継ノードとのチャネルが乗算されたチャネル情報、および中継ノードとの間のチャネル情報を推定する。
【００９２】
次に、本実施例にかかる無線通信システムにおける信号処理について、図６を参照して説明する。
【００９３】
本実施例では、中継ノード２００は受信した信号の電力を調整した後に、干渉除去や与干渉抑圧などを行わずに、宛先ノード３００に送信する。
【００９４】
時間スロットｎにおいて、ソースノード１００が中継ノード２００１に送信信号ｓ［ｎ］を送信する（ステップＳ６０２）。これと同時に、中継ノード２００２が中継信号Ｘ２［ｎ］を宛先ノード３００に対して送信する（ステップＳ６０４）。
【００９５】
中継ノード２００１は、送信信号ｓ［ｎ］および中継信号Ｘ２［ｎ］を受信する（ステップＳ６０６）。この場合、中継ノード２００１の受信信号は式（１７）となる。
【００９６】
ｙ１［ｎ］＝Ｈ１［ｎ］ｓ［ｎ］＋ｎ１［ｎ］＋Ａ［ｎ］Ｘ２［ｎ］    （１７）
中継ノード２００１はこの受信信号の電力調整後、送信信号Ｘ１［ｎ＋１］＝ｙ１［ｎ］を宛先ノード３００に送信する（ステップＳ６０８）。これと同時に、ソースノード１００は、中継ノード２００２に送信信号ｓ［ｎ＋１］を送信する（ステップＳ６１０）。
【００９７】
一方、宛先ノード３００は、ステップＳ６０４において、中継ノード２００２から送信された中継信号を受信する（ステップＳ６１２）。
この受信信号は、式（１８）により表される。
【００９８】
ｒ［ｎ］＝Ｇ２［ｎ］Ｘ２［ｎ］＋ｚ［ｎ］      （１８）
宛先ノード３００の送信信号推定部３０２は、受信信号ｒ［ｎ］から、中継信号Ｘ２［ｎ］を検出し、推定信号保存部３０４に保存する（ステップＳ６１３）。
【００９９】
次に、宛先ノード３００は、前の時間スロットにおける受信信号を利用して、中継ノード間に生じた干渉除去を行う（ステップＳ６１４）。例えば、式（１８）に対して、一つ前の時間スロットｎにおける受信信号は式（１９）により表される。
【０１００】
ｒ［ｎ−１］＝Ｇ１［ｎ−１］Ｘ１［ｎ−１］＋ｚ［ｎ−１］      （１９）
ここで、チャネル情報Ｇ１［ｎ−１］を利用して、Ｘ１［ｎ−１］を推定する。
【０１０１】
この推定値を利用して、時間スロットｎの受信信号に含まれる中継ノード間に生じた干渉を除去することができる。具体的には、受信信号から干渉信号成分Ｘ１［ｎ−１］を除去する。
【０１０２】
次に、ソースノード１００からの送信信号ｓ［ｎ−１］を検出する（ステップＳ６１６）。
【０１０３】
一方、ステップＳ６０８において送信された中継信号Ｘ１［ｎ＋１］は、時刻ｎ＋１において、宛先ノード３００に受信される（ステップＳ６１８）。この受信信号は、式（２０）により表される。
【０１０４】
ｒ［ｎ+１］＝Ｇ１［ｎ＋１］Ｘ１［ｎ＋１］＋ｚ［ｎ＋１］
＝Ｇ１［ｎ＋１］（Ｈ１［ｎ］ｓ［ｎ］＋ｎ１［ｎ］＋Ａ［ｎ］Ｘ２［ｎ］）＋ｚ［ｎ＋１］      （２０）
宛先ノード３００の送信信号推定部３０２は、受信信号ｒ［ｎ＋１］から、中継信号Ｘ１［ｎ＋１］を検出し、推定信号保存部３０４に保存する（ステップＳ６１９）。
【０１０５】
次に、宛先ノード３００は、前の時間スロットにおける受信信号を利用して、中継ノード間に生じた干渉除去を行う（ステップＳ６２０）。例えば、式（２０）に対して、一つ前の時間スロットｎにおける受信信号は式（２１）により表される。
【０１０６】
ｒ［ｎ］＝Ｇ１［ｎ］Ｘ２［ｎ］＋ｚ［ｎ］      （２１）
ここで、チャネル情報Ｇ１［ｎ］を利用して、Ｘ２［ｎ］を推定する。例えばゼロフォーシング型の信号検出を行った場合、Ｘ２［ｎ］の推定値は式（２２）により表すことができる。
【０１０７】
【数８】
2011155700.tif 000010
この推定値を利用して、時間スロットｎ＋１の受信信号に含まれる中継ノード間に生じた干渉を除去することができる。具体的には式（２０）と式（２２）を用いて、受信信号から干渉信号成分Ｘ２［ｎ］を以下のように除去する。
【０１０８】
【数９】
2011155700.tif 000011
式（２３）により、ソースノード１００からの送信信号ｓ［ｎ］を検出する（ステップＳ６２２）。ｎｅｒｒは、Ｘ２［ｎ］の真値と推定値との誤差である。
【０１０９】
中継ノード２００２は、ステップＳ６１０において送信されたｓ［ｎ＋１］およびステップＳ６０８により送信されたＸ１［ｎ＋１］を受信する（ステップＳ６２４）。この場合、中継ノード２００２の受信信号は式（２４）となる。
【０１１０】
ｙ２［ｎ＋１］＝Ｈ２［ｎ＋１］ｓ［ｎ＋１］＋ｎ２［ｎ＋１］＋Ａ［ｎ＋１］Ｘ１［ｎ+１］    （２４）
中継ノード２００２はこの受信信号の電力調整後、送信信号Ｘ２［ｎ＋２］＝ｙ２［ｎ+１］を宛先ノード３００に送信する（ステップＳ６２６）。
【０１１１】
また、この送信信号Ｘ２［ｎ＋２］は、中継ノード２００１にも受信される。
【０１１２】
以上のように、宛先ノード３００において中継ノード間で生じる干渉除去を行うことにより、中継ノード２００１における受信と中継ノード２００２における送信を同時に行うことができる。
【０１１３】
また、中継ノード２００１における送信と中継ノード２００２における受信を同時に行うことができる。
【０１１４】
このため、中継ノード２００において送信と受信とを時間で分けて行う従来方法に比較して、通信容量を増大させることができる。
【０１１５】
本実施例にかかる無線通信システムにおいては、第１の実施例とは異なりアンテナ本数ＮおよびＭに対する制限はない。
【０１１６】
次に、本発明の第３の実施例にかかる無線通信システムについて説明する。
【０１１７】
本実施例にかかる無線通信システムでは、各中継ノードが信号検出を行うことにより中継ノード間の干渉除去を行う。このようにすることにより、中継ノードにおいて干渉除去後の信号は与干渉抑圧などを行う必要なく送信することが可能となる。また、宛先ノード３００では中継ノード間の干渉除去を行う必要がない。
【０１１８】
本実施例にかかる無線通信システムの構成は図２を参照して説明した無線通信システムの構成と同様であるため、その説明を省略する。
【０１１９】
本実施例にかかる中継ノード２００の構成について、図７を参照して説明する。
【０１２０】
本実施例にかかるソースノードと宛先ノードとの間で信号を中継する通信ノードとしての中継ノード２００は、受信信号が入力される干渉除去部２０２と、干渉除去部２０２の出力信号が入力される信号検出部２１０と、信号検出部２１０の出力信号が入力されるウエイト乗算部２０６と、受信信号が入力されるチャネル推定部２０８とを備える。チャネル推定部２０８の出力信号は、干渉除去部２０２および信号検出部２１０に入力される。
【０１２１】
干渉除去部２０２は、ソースノード１００と中継ノード２００との間のチャネル情報（後方チャネル）および他中継ノードとの間のチャネル情報（中継ノード間チャネル）を用いて、ソースノードからの信号を受信する際に他ノードからの信号を除去する。また、干渉除去部２０２は、干渉除去後の受信信号を信号検出部２１０に入力する。
【０１２２】
信号検出部２１０は、干渉除去後の信号を用いて信号判定を行うことによりソースノード１００から送信された信号を検出する。例えば、信号検出部２１０は、後方チャネルのチャネル情報を用いて所望信号を検出する。
【０１２３】
ウエイト乗算部２０６は、送信信号を生成するために信号検出部２１０の出力にウエイトを乗算する。
【０１２４】
チャネル推定部２０８は、後方チャネルおよび中継ノード間チャネルのチャネル情報を推定する。
【０１２５】
次に、本実施例にかかる無線通信システムの信号処理について、図８を参照して説明する。
【０１２６】
上述した第１および第２の実施例では非再生中継について説明したが、本実施例では再生中継となる。
【０１２７】
各中継ノード２００のアンテナ本数をＮ（Ｎ＝２Ｍ）と設定する。
【０１２８】
最初に、ソースノード１００は、パイロット信号Ｌ１を送信する（ステップＳ８０２）。また、中継ノード２００２は、パイロット信号Ｚ２１を送信する（ステップＳ８０４）。
【０１２９】
中継ノード２００１のチャネル推定部２１０は、ソースノード１００および中継ノード２００２から送信されたパイロット信号Ｌ１およびＺ２１に基づいてチャネル推定を行う（ステップＳ８０６）。
【０１３０】
次に、中継ノード２００１は、パイロット信号Ｚ１２を送信する（ステップＳ８０７）。なお、中継ノード２００１は、このパイロット信号Ｚ１２をステップＳ８０６のチャネル推定前に送信するようにしてもよい。
【０１３１】
次に、ソースノード１００は、パイロット信号Ｌ２を送信する（ステップＳ８０８）。このパイロット信号Ｌ２は、パイロット信号Ｌ１と同様の信号であってもよい。
【０１３２】
中継ノード２００２のチャネル推定部２１０は、ソースノード１００および中継ノード２００１から送信されたパイロット信号Ｌ２およびＺ１２に基づいてチャネル推定を行う（ステップＳ８０９）。
【０１３３】
次に、第１の実施例と同様に、時間スロットｎにおいて、ソースノード１００は、中継ノード２００１に信号ｓ［ｎ］を送信する（ステップＳ８１０）。これと同時に、中継ノード２００２は、宛先ノード３００に対して、ｓ［ｎ−１］の情報を有する信号Ｘ２［ｎ］を送信する（ステップＳ８１２）。
【０１３４】
中継ノード２００１は、ソースノード１００から送信された信号ｓ［ｎ］を受信する。また、中継ノード２００１は、中継ノード２００２から送信された信号Ｘ２［ｎ］を受信する（ステップＳ８１４）。したがって、時間スロットｎにおいて中継ノード２００１において受信される信号ｙ１［ｎ］は、ソースノード１００から送信された信号と、中継ノード２００２から送信された信号が足し合わされ、以下の式（２５）で表される。
【０１３５】
ｙ１［ｎ］＝Ｈ１［ｎ］ｓ［ｎ］＋ｎ１［ｎ］＋Ａ［ｎ］Ｘ２［ｎ］    （２５）
ここで、ｎ１［ｎ］は中継ノード２００１の受信アンプにおいて付加される白色雑音成分である。
【０１３６】
次に、中継ノード２００１の干渉除去部２０２では、後方チャネルおよび中継ノード間チャネルを用いて、他ノードからの信号を除去する。また、干渉除去部２０２は、干渉除去後の中継受信信号を信号検出部２１０に入力する（ステップ８１６）。
【０１３７】
次に、信号検出部２１０では、干渉除去後の信号を用いて信号判定を行うことによりソースノード１００から送信された信号ｓ［ｎ］を検出する（ステップＳ８１８）。
【０１３８】
次に、ウエイト乗算部２０６において、送信信号を生成するために信号検出部２１０の出力にウエイトが乗算され、Ｘ１［ｎ+１］の作成が行われる。また、作成された中継信号は宛先ノード３００へ送信される（ステップＳ８２０）。これと同時に、ソースノード１００は、中継ノード２００２に対して、ｓ［ｎ＋１］を送信する（ステップＳ８２２）。
【０１３９】
具体的には、時間スロットｎにおける中継ノード２００２からの送信信号Ｘ２［ｎ］は式（２６）により表すことができる。
【０１４０】
【数１０】
2011155700.tif 000012
ｗ２［ｎ］は、中継ノード２００２の送信ウエイトである。また、式（２７）は、ｓ［ｎ−１］の判定値である。
【０１４１】
【数１１】
2011155700.tif 000013
中継ノード２００１および２００２の送信ウエイトｗ１およびｗ２は、式（２８）により定義することができる。
【０１４２】
【数１２】
2011155700.tif 000014
式（２６）を用いて式（２５）を変形することにより、中継ノード２００１の受信信号は式（２９）により表すことができる。
【０１４３】
【数１３】
2011155700.tif 000015
このように、式（２６）に対して、逐次型干渉除去法などを用いて、ｓ［ｎ］を検出することができる。その後、中継ノード２００１では、検出されたｓ［ｎ］に対して、ウエイト行列ｗ１［ｎ］が掛けられ、送信信号Ｘ１［ｎ＋１］が生成される。その結果、式（３０）が得られる。
【０１４４】
【数１４】
2011155700.tif 000016
一方、宛先ノード３００は、ステップＳ８１２において中継ノード２００２により送信されたｓ［ｎ−１］の情報を有する信号Ｘ２［ｎ］を受信する（ステップＳ８２４）。この受信信号は、式（３１）により表される。
【０１４５】
ｒ［ｎ］＝Ｇ２［ｎ］Ｘ２［ｎ］＋ｚ［ｎ］      （３１）
宛先ノード３００は、受信信号からＳ［ｎ−１］を検出する（ステップＳ８２６）。
【０１４６】
一方、中継ノード２００２は、ソースノード１００から送信された信号ｓ［ｎ＋１］を受信する。また、中継ノード２００２は、中継ノード２００１から送信された信号Ｘ１［ｎ＋１］を受信する（ステップＳ８２８）。したがって、時間スロットｎ＋１において中継ノード２００２において受信される信号ｙ２［ｎ＋１］は、ソースノード１００から送信された信号と、中継ノード２００１から送信された信号が足し合わされ、以下の式（３２）で表される。
【０１４７】
ｙ２［ｎ＋１］＝Ｈ２［ｎ＋１］ｓ［ｎ＋１］＋ｎ２［ｎ＋１］＋Ａ［ｎ＋１］Ｘ１［ｎ＋１］      （３２）
ここで、ｎ２［ｎ＋１］は中継ノード２００２の受信アンプにおいて付加される白色雑音成分である。
【０１４８】
次に、中継ノード２００２の干渉除去部２０２では、後方チャネルおよび中継ノード間チャネルを用いて、他ノードからの信号を除去する。また、干渉除去部２０２は、干渉除去後の中継受信信号を信号検出部２１０に入力する（ステップＳ８３０）。
【０１４９】
次に、信号検出部２１０では、干渉除去後の信号を用いて信号判定を行うことによりソースノード１００から送信された信号ｓ［ｎ＋１］を検出する（ステップＳ８３２）。
【０１５０】
次に、ウエイト乗算部２０６において、送信信号を生成するために信号検出部２１０の出力にウエイトが乗算され、Ｘ２［ｎ+２］の作成が行われる。また、作成された中継信号は宛先ノード３００へ送信される（ステップＳ８３４）。これと同時に、ソースノード１００は、中継ノード２００２に対して、ｓ［ｎ＋２］を送信する。
【０１５１】
一方、宛先ノード３００は、中継ノード２００１から送信された中継信号Ｘ１［ｎ＋１］を受信する（ステップＳ８３６）。この受信信号は、式（３３）により表される。
【０１５２】
ｒ［ｎ＋１］＝Ｇ１［ｎ＋１］Ｘ１［ｎ＋１］＋ｚ［ｎ＋１］      （３３）
宛先ノード３００は、受信信号からＳ［ｎ］を検出する（ステップＳ８３８）。
【０１５３】
次に、宛先ノード３００は、中継ノード２００２から送信された中継信号を受信する（ステップＳ８４０）。以下、同様の処理が行われる。
【０１５４】
本実施例では、干渉除去機能を有する中継ノードのアンテナ本数は多いほど望ましい。一例として、ソースノードと宛先ノードのアンテナ本数をMとした場合に、中継ノードが干渉除去機能を実現する上でゼロフオーシング型の信号処理を用いる場合は、アンテナ本数はソースノードの２倍以上である必要がある。
【０１５５】
次に、本発明の第４の実施例にかかる無線通信システムについて説明する。
【０１５６】
本実施例にかかる無線通信システムでは、中継ノードは二つの中継グループ１、２に分けられ、各グループは２以上の中継ノードを有する。各中継ノードは受信された信号をそのままもしくは、増幅して送信する。また、本実施例にかかる無線通信システムでは、一方の中継グループが受信処理を行うのと同時に、他方の中継グループは送信処理を行う。
【０１５７】
本実施例にかかる無線通信システムを説明するに当たり以下のパラメータを定義する。
【０１５８】
［ｎ］：各変数に与えている時間の変数であり、ｎ番目の時間スロットを表す。
ｓ：送信ノードからの送信信号ベクトル
ｒ：受信信号ベクトル
Ｋ：中継グループ１で使用可能な中継ノード数
Ｌ：中継グループ２で使用可能な中継ノード数
Ｈｉｊ：ソースノードと、ｉ番目の中継グループのｊ番目の中継ノード間のチャネル（後方チャネル）  １≦ｉ≦２、ｉ=1の場合は１≦ｊ≦Ｋであり、ｉ＝２の場合は１≦ｊ≦Ｌ
Ｇｉｊ：宛先ノードと、ｉ番目の中継グループのｊ番目の中継ノード間のチャネル（前方チャネル）  １≦ｉ≦２、ｉ＝１の場合は１≦ｊ≦Ｋであり、ｉ＝２の場合は１≦ｊ≦Ｌ
Ａｉｊ：中継グループ１のｉ番目の中継ノードと、中継グループ２のｊ番目の中継ノード間のチャネル行列
ｎｉｊ：ｉ番目の中継グループのｊ番目の中継ノードのノイズ成分
ｚ：宛先ノードのノイズ成分
σｒ２：中継ノードのノイズ電力（全中継ノード共通）
σｄ２：宛先ノードのノイズ電力
Ｐ：送信電力
Ｅ（・）：変数のアンサンブル平均値
本実施例にかかる無線通信システムについて、図９を参照して説明する。
【０１５９】
本実施例にかかる無線通信システムは、複数の通信ノードを備え、該複数の通信ノードは、ソースノード（送信ノード）１００、中継ノードおよび宛先ノード（受信ノード）３００に分類される。また、ソースノード１００から送信された送信信号は、１または複数の中継ノードを介して宛先ノード３００に伝送される。
【０１６０】
本実施例にかかる無線通信システムは、ソースノード１００と、複数の中継ノード（２以上）を含む中継グループ１、複数の中継ノード（２以上）を含む中継グループ２、宛先ノード３００を備える。
【０１６１】
本実施例においては、一例として、中継グループ１及び２の中継ノード数を２、ソースノードのアンテナ本数をＭ、中継ノードのアンテナ本数をＮ，宛先ノードのアンテナ本数を２×Ｎとする場合について説明するが、各中継グループの中継ノード数Ｋ、Ｌが２以上であってもよい。
【０１６２】
その場合、宛先ノード３００のアンテナ本数はＭＡＸ（Ｋ，Ｌ）×Ｎとする必要がある。ここで、ＭＡＸ（Ｋ，Ｌ）は、ＫとＬで大きい方の値を返す関数である。二つの中継グループの中継ノード数は異なってもよい。
【０１６３】
図９に示すように、時間スロットｎ（Ｔｉｍｅ  ｓｌｏｔ  ｎ）では、中継グループ１に属する中継ノード１１、１２はソースノード１００から送信される信号を受信すると同時に、中継グループ２に属する中継ノード２１、２２は宛先ノード３００へ信号を送信する。
【０１６４】
引き続き時間スロットｎ＋１（Ｔｉｍｅ  ｓｌｏｔ  ｎ＋１）では、中継グループ１に属する中継ノード１１、１２は宛先ノード３００へ信号を送信すると同時に、中継グループ２に属する中継ノード２１と２２はソースノード１００から送信された信号を受信する。
【０１６５】
すなわち、各時間スロットにおいて、一方の中継グループに属する複数の中継ノードの少なくとも二つ以上の中継ノードはソースノード１００からの送信信号を受信し、他方の中継グループに属する少なくとも二つ以上の中継ノードは同一の時間スロットで宛先ノード３００へ信号を送信する。
【０１６６】
時間スロットｎにおいて中継グループ１に属する中継ノード１１、１２は、干渉信号成分として中継グループ２に属する中継ノード２１、２２から送信される信号の影響を受ける。
【０１６７】
また、時間スロットｎ＋１において、中継グループ２に属する中継ノード２１、２２は、干渉信号成分として中継グループ１に属する中継ノード１１、１２から送信される信号の影響を受ける。
【０１６８】
本実施例にかかる宛先ノード３００は、図５を参照して説明した宛先ノードと同様の構成であり、中継グループ１に属する中継ノード（１１、１２）、或いは中継グループ２に属する中継ノード（２１，２２）から送信された信号が入力される送信信号推定部３０２と、送信信号推定部３０２の出力信号が入力される推定信号保存部３０４と、推定信号保存部３０４の出力信号が入力される干渉除去部３０６と、干渉除去部３０６からの出力信号が入力されるソースノード信号検出部３０８と、中継ノードから送信された信号が入力されるチャネル推定部３１０とを備える。チャネル推定部３１０の出力信号は、送信信号推定部３０２、干渉除去部３０６およびソースノード信号検出部３０８に入力される。
【０１６９】
送信信号推定部３０２は、宛先ノード３００と各中継ノード間の前方チャネルを用いて各中継ノード（１１、１２、２１、２２）からの送信信号を推定し、推定された送信信号を推定信号保存部３０４に入力する。
【０１７０】
推定信号保存部３０４は、送信信号推定部３０２により推定された信号を保存する。
【０１７１】
干渉除去部３０６は、各中継ノードごとに推定信号保存部３０４に記憶された信号と、各中継ノードと他方中継グループのそれぞれの中継ノードとの間のチャネルと、該当中継ノードと宛先ノードとの間のチャネルの積を用いて、各中継ノードの推定信号保存部３０４に記憶された信号に複合チャネルを乗算した信号の和（推定値）を受信信号から差し引くことによって、干渉除去を実現する。
【０１７２】
ソースノード信号検出部３０８は、干渉除去部３０６において受信信号から干渉除去が行われた信号を用いて、ソースノード１００からの信号を検出する。
【０１７３】
チャネル推定部３１０は、各中継ノード前方チャネル、各中継ノードと他方中継グループのそれぞれの中継ノードとの間のチャネルと、他方中継グループのそれぞれの中継ノードと宛先ノードとの間のチャネルの積を推定する。たとえば，中継ノード１１に関する複合チャネル情報の推定として、中継ノード１１と中継ノード２１間のチャネルと、中継ノード２１と宛先ノード間の前方チャネルの積、及び、中継ノード１１と中継ノード２２間のチャネルと中継ノード２２と宛先ノード間の前方チャネルの積を推定する。
【０１７４】
次に、本実施例にかかる無線通信システムにおける信号処理について、図１０を参照して説明する。
【０１７５】
本実施例では、中継ノード１１、１２、２１、２２は受信した信号の電力を調整した後に、宛先ノードに送信する。
【０１７６】
時間スロットｎにおいて、ソースノードが中継グループ１に属する中継ノード１１、１２に送信信号ｓ［ｎ］を送信する。これと同時に、中継グループ２に属する中継ノード２１、２２が中継信号Ｘ２１［ｎ］、Ｘ２２［ｎ］を宛先ノードに対して送信する。
【０１７７】
この時、中継グループ１に属する中継ノード１１、１２はともに、送信信号ｓ［ｎ］および中継グループ２からの中継信号Ｘ２１［ｎ］、Ｘ２２［ｎ］を受信する。この場合、中継ノード１１の受信信号は式（３４）となる。
【０１７８】
【数１５】
2011155700.tif 000017
また、中継ノード１２の受信信号は式（３５）となる。
【０１７９】
【数１６】
2011155700.tif 000018
以下、中継ノード１１と１２は同等な操作を行うため、以下では中継ノード１１の処理過程だけを記述する。
【０１８０】
中継ノード１１は、電力調整のために受信信号にＥ１１［ｎ＋１］を乗算した後に、時間スロットｎ＋１において宛先ノード３００に送信する。この時、送信信号はＸ１１［ｎ＋１］＝Ｅ１１［ｎ＋１］ｙ１１［ｎ］となる。これと同時に、ソースノード１００は、時間スロットｎ＋１において、中継ノード２１、２２に送信信号ｓ［ｎ＋１］を送信する。
【０１８１】
一方、宛先ノードにおける、時間スロットｎ、ｎ＋１、ｎ＋２における受信信号は、以下の式（３６）、式（３７）、式（３８）により表される。
【０１８２】
【数１７】
2011155700.tif 000019
【０１８３】
【数１８】
2011155700.tif 000020
【０１８４】
【数１９】
2011155700.tif 000021
次に、宛先ノードの送信信号推定部３０２は、受信信号ｒ［ｎ］から、中継信号Ｘ２１［ｎ］、Ｘ２２［ｎ］を推定し、推定信号保存部３０４に保存する。一例として、中継信号Ｘ２１［ｎ］、Ｘ２２［ｎ］の推定は式（３９）のように、中継グループ２の前方チャネルのＭｏｏｒｅ−Ｐｅｎｒｏｓｅ逆行列を利用することによって、推定できる。
【０１８５】
【数２０】
2011155700.tif 000022
次に、宛先ノード３００は、前の時間スロットにおける中継ノードからの受信信号を利用して、中継ノード間に生じた干渉除去を行う。例えば、式（３７）に対して、（３９）式から推定されたＸ２１［ｎ］、Ｘ２２［ｎ］を利用して、時間スロットｎ＋１の受信信号に含まれる中継ノード間に生じた干渉を除去することができる。
【０１８６】
具体的には、以下のように受信信号から干渉信号成分Ｘ２１［ｎ］、Ｘ２２［ｎ］を除去する。
【０１８７】
【数２１】
2011155700.tif 000023
式（４０）に示される処理を行うことにより、Ｘ２１［ｎ］、Ｘ２２［ｎ］に関する信号成分を除去することができるために、干渉が除去される。その後、干渉除去後の信号を用いて、ソースノード１００からの送信信号ｓ［ｎ］を検出する。
【０１８８】
次に、本発明の第５の実施例にかかる無線通信システムについて説明する。
【０１８９】
本実施例にかかる無線通信システムでは、中継ノードは二つの中継グループ１、２に分けられ、各グループは２以上の中継ノードを有する。各中継ノードは受信された信号をそのままもしくは、増幅して送信する。また、本実施例にかかる無線通信システムでは、一方の中継グループが受信処理を行うのと同時に、他方の中継グループは送信処理を行う。
【０１９０】
本実施例にかかる無線通信システムを説明するに当たり以下のパラメータを定義する。
【０１９１】
［ｎ］：各変数に与えている時間の変数であり、ｎ番目の時間スロットを表す。
ｓ：送信ノードからの送信信号ベクトル
ｒ：受信信号ベクトル
Ｋ：中継グループ１で使用可能な中継ノード数
Ｌ：中継グループ２で使用可能な中継ノード数
Ｈｉｊ：ソースノードと、ｉ番目の中継グループのｊ番目の中継ノード間のチャネル（後方チャネル）  １≦ｉ≦2、ｉ＝1の場合は１≦ｊ≦Ｋであり、ｉ=２の場合は１≦ｊ≦Ｌ
Ｇｉｊ：宛先ノードと、ｉ番目の中継グループのｊ番目の中継ノード間のチャネル（前方チャネル）  １≦ｉ≦２、ｉ＝１の場合は１≦ｊ≦Ｋであり、ｉ＝２の場合は１≦ｊ≦Ｌ
Ａｉｊ：中継グループ１のｉ番目の中継ノードと中継グループ２のｊ番目の中継ノード間のチャネル行列 
ｎｉｊ：ｉ番目の中継グループのｊ番目の中継ノードのノイズ成分
ｚ：宛先ノードのノイズ成分
σｒ２：中継ノードのノイズ電力（全中継ノード共通）
σｄ２：宛先ノードのノイズ電力
Ｐ：送信電力
Ｅ（・）：変数のアンサンブル平均値
本実施例にかかる無線通信システムについて、図９を参照して説明する。
【０１９２】
本実施例にかかる無線通信システムは、複数の通信ノードを備え、該複数の通信ノードは、ソースノード（送信ノード）１００、中継ノードおよび宛先ノード（受信ノード）３００に分類される。また、ソースノード１００から送信された送信信号は、１または複数の中継ノードを介して宛先ノード３００に伝送される。
【０１９３】
本実施例にかかる無線通信システムは、ソースノード１００と、複数の中継ノード（２以上）を含む中継グループ１、複数の中継ノード（２以上）を含む中継グループ２、宛先ノード３００を備える。  
本施例においては、一例として、中継グループ１及び２の中継ノード数を２、ソースノード１００及び宛先アンテナ３００のアンテナ本数をＭ、中継ノードのアンテナ本数をＮとする場合について説明するが、各中継グループの中継ノード数Ｋ、Ｌが２以上であってもよい。
【０１９４】
図９に示すように、時間スロットｎ（Ｔｉｍｅ  ｓｌｏｔ  ｎ）では、中継グループ１に属する中継ノード１１、１２はソースノード１００から送信される信号を受信すると同時に、中継グループ２に属する中継ノード２１、２２は宛先ノード３００へ信号を送信する。
【０１９５】
引き続き時間スロットｎ＋１（Ｔｉｍｅ  ｓｌｏｔ  ｎ＋１）では、中継グループ１に属する中継ノード１１、１２は宛先ノード３００へ信号を送信すると同時に、中継グループ２に属する中継ノード２１と２２はソースノード１００から送信された信号を受信する。
【０１９６】
すなわち、各時間スロットにおいて、一方の中継グループに属する複数の中継ノードの少なくとも二つ以上の中継ノードはソースノード１００からの送信信号を受信し、他方の中継グループに属する少なくとも二つ以上の中継ノードは同一の時間スロットで宛先ノード３００へ信号を送信する。
【０１９７】
時間スロットｎにおいて中継グループ１に属する中継ノード１１、１２は、干渉信号成分として中継グループ２に属する中継ノード２１、２２から送信される信号の影響を受ける。
【０１９８】
また、時間スロットｎ＋１において、中継グループ２に属する中継ノード２１、２２は、干渉信号成分として中継グループ１に属する中継ノード１１、１２から送信される信号の影響を受ける。
【０１９９】
本実施例にかかる宛先ノードの構成を図１１に示す。中継ノードから送信された信号が入力されるチャネル推定部３１８と、チャネル推定部３１８の出力及び中継ノードから送信された信号が入力されるソースノード信号検出部３１２と、ソースノード信号検出部３１２の出力信号が入力される推定信号保存部３１４と、推定信号保存部３１４の出力とチャネル推定部３１８の出力が入力される干渉除去部３１６とを備える。干渉除去部３１６の出力信号はソースノード信号検出部３１２に入力される
ソースノード信号検出部３１２は、各中継ノードの前方チャネルを用いて各中継ノード（１１、１２、２１、２２）から送信された信号を用いて、ソースノード１００から送信された信号を検出し、検出された信号を推定信号保存部３１４に入力する。
【０２００】
推定信号保存部３１４は、ソースノード信号検出部３１２により推定された信号を保存する。
【０２０１】
干渉除去部３１６は、ソースノード信号検出部３１２により推定された推定ソースノード送信信号および中継ノード間チャネルと前方チャネルを乗算したチャネル情報を用いて干渉となる信号を推定し、ソースノード信号検出部３１２に入力する。干渉除去部３１６は、干渉となるすべての中継信号の和（推定値）を受信信号から削除することによって、干渉除去を実現する。
【０２０２】
ソースノード信号検出部３１２は、干渉除去後の信号を用いてソースノードからの信号を検出する。
【０２０３】
チャネル推定部３１８は、中継グループ１の有する全中継ノードと中継グループ２の有するそれぞれの中継ノードとの間のチャネルと、中継グループ２の有するそれぞれの中継ノードとの間のチャネルとの積、および、ソースノード１００と中継グループ２の有する全中継ノードとの間のチャネルと、中継グループ２の有する全中継ノードと中継グループ１の有するそれぞれの中継ノードとの間のチャネルと、中継グループ１の有するそれぞれの中継ノードとの間のチャネルの積、および、ソースノード１００とそれぞれの中継ノードとの間のチャネルと、それぞれの中継ノードとの間のチャネルとの積、および、ソースノード１００とそれぞれの中継ノード間のチャネルと、それぞれの中継ノードと宛先ノード間のチャネルの積を推定する。
【０２０４】
たとえば，中継ノード１１に関するチャネル情報の推定として、中継ノード１１と中継ノード２１間のチャネルと中継ノード１１と中継ノード２２間のチャネルとの和と、中継ノード１１と宛先ノード間の前方チャネルの積、および、中継ノード１１とソースノード間のチャネルと、中継ノード１１と宛先ノード間の前方チャネルの積を推定する。
【０２０５】
次に、本実施例にかかる無線通信システムにおける信号処理について、図１２を参照して説明する。
【０２０６】
本実施例では、中継ノード１１、１２、２１、２２は受信した信号の電力を調整した後に、宛先ノード３００に送信する。
【０２０７】
時間スロットｎにおいて、ソースノード１００が中継グループ１に属する中継ノード１１、１２に送信信号ｓ［ｎ］を送信する。これと同時に、中継グループ２に属する中継ノード２１、２２が中継信号Ｘ２１［ｎ］、Ｘ２２［ｎ］を宛先ノード３００に対して送信する。
【０２０８】
この時，中継グループ１に属する中継ノード１１、１２はともに、送信信号ｓ［ｎ］および中継グループ２からの中継信号Ｘ２１［ｎ］、Ｘ２２［ｎ］を受信する。この場合、中継ノード１１の受信信号は式（４１）となる。
【０２０９】
【数２２】
2011155700.tif 000024
また、中継１２の受信信号は式（４２）となる．
【０２１０】
【数２３】
2011155700.tif 000025
以下、中継ノード１１と１２は同等な操作を行うため、以下では中継ノード１１の処理過程だけを記述する。
【０２１１】
中継ノード１１は，電力調整のために受信信号にＥ１１［ｎ＋１］を乗算した後に、時間スロットｎ＋１において宛先ノードに送信する。この時、送信信号はＸ１１［ｎ＋１］＝Ｅ１１［ｎ＋１］ｙ１１［ｎ］となる。これと同時に、ソースノード１００は、時間スロットｎ＋１において、中継ノード２１、２２に送信信号ｓ［ｎ＋１］を送信する。
【０２１２】
一方、宛先ノード３００は、時間スロットｎ、ｎ＋１、ｎ＋２における受信信号は、式（４３）、式（４４）、式（４５）により表される。
【０２１３】
【数２４】
2011155700.tif 000026
【０２１４】
【数２５】
2011155700.tif 000027
【０２１５】
【数２６】
2011155700.tif 000028
次に、宛先ノード３００は、保存された前の時間スロットの推定ソースノード送信信号を利用して、中継ノード間に生じた干渉除去を行う。
【０２１６】
例えば、式（４４）に対して、式（４３）から推定されたｓ[ｎ−１］を利用して、時間スロットｎ＋１の受信信号に含まれる中継ノード間に生じた干渉を除去することができる。具体的には、以下のように受信信号から干渉信号成分を除去する。
【０２１７】
【数２７】
2011155700.tif 000029
式（４６）に示される処理を行うことにより、干渉信号成分が除去される。その後、ソースノードからの送信信号ｓ［ｎ］を検出する。この結果は信号ｓ[ｎ＋１]の検出時に利用される。
【０２１８】
次に、本発明の第６の実施例にかかる無線通信システムについて説明する。
【０２１９】
本実施例にかかる無線通信システムでは、中継ノードは二つの中継グループ１、２に分けられ、各グループは２以上の中継ノードを有する。また、本実施例にかかる無線通信システムでは、一方の中継グループが受信処理を行うのと同時に、他方の中継グループは送信処理を行う。
【０２２０】
本実施例にかかる無線通信システムを説明するに当たり以下のパラメータを定義する。
【０２２１】
［ｎ］：各変数に与えている時間の変数であり、ｎ番目の時間スロットを表す。
ｓ：送信ノードからの送信信号ベクトル
ｒ：受信信号ベクトル
Ｋ：中継グループ１で使用可能な中継ノード数
Ｌ：中継グループ２で使用可能な中継ノード数
Ｈｉｊ：ソースノードと、ｉ番目の中継グループのｊ番目の中継ノード間のチャネル（後方チャネル）１≦ｉ≦２、ｉ＝１の場合は１≦ｊ≦Ｋであり、ｉ＝２の場合は１≦ｊ≦Ｌ
Ｇｉｊ：宛先ノードと、ｉ番目の中継グループのｊ番目の中継ノード間のチャネル（前方チャネル）  １≦ｉ≦２、ｉ＝１の場合は１≦ｊ≦Ｋであり、ｉ＝２の場合は１≦ｊ≦Ｌ
Ａｉｊ：中継グループ１のｉ番目の中継ノードと中継グループ２のｊ番目の中継ノード間のチャネル行列． 
ｎｉｊ：ｉ番目の中継グループのｊ番目の中継ノードのノイズ成分
ｚ：宛先ノードのノイズ成分
σｒ２：中継ノードのノイズ電力（全中継ノード共通）
σｄ２：宛先ノードのノイズ電力
Ｐ：送信電力
Ｅ（・）：変数のアンサンブル平均値
本実施例にかかる無線通信システムについて、図９を参照して説明する。
【０２２２】
本実施例にかかる無線通信システムは、複数の通信ノードを備え、該複数の通信ノードは、ソースノード（送信ノード）１００、中継ノードおよび宛先ノード（受信ノード）３００に分類される。また、ソースノード１００から送信された送信信号は、１または複数の中継ノードを介して宛先ノード３００に伝送される。
【０２２３】
本実施例にかかる無線通信システムは、ソースノード１００と、複数の中継ノード（２以上）を含む中継グループ１、複数の中継ノード（２以上）を含む中継グループ２、宛先ノード３００を備える。  
本実施例においては、一例として、中継グループ１及び２の中継ノード数を２、ソースノード１００及び宛先ノード３００のアンテナ本数をＭ、中継ノードのアンテナ本数をＮ、ここで、ＮはＭの２倍以上あるとする場合について説明するが、各中継グループの中継ノード数Ｋ、Ｌが２以上であってもよい。
【０２２４】
図９に示すように、時間スロットｎ（Ｔｉｍｅ  ｓｌｏｔ  ｎ）では、中継グループ１に属する中継ノード１１、１２はソースノード１００から送信される信号を受信すると同時に、中継グループ２に属する中継ノード２１、２２は宛先ノード３００へ信号を送信する。
【０２２５】
引き続き時間スロットｎ＋１（Ｔｉｍｅ  ｓｌｏｔ  ｎ＋１）では、中継グループ１に属する中継ノード１１、１２は宛先ノード３００へ信号を送信すると同時に、中継グループ２に属する中継ノード２１と２２はソースノード１００から送信された信号を受信する。
【０２２６】
すなわち、各時間スロットにおいて、一方の中継グループに属する複数の中継ノードの少なくとも二つ以上の中継ノードはソースノード１００からの送信信号を受信し、他方の中継グループに属する少なくとも二つ以上の中継ノードは同一の時間スロットで宛先ノード３００へ信号を送信する。
【０２２７】
時間スロットｎにおいて中継グループ１に属する中継ノード１１、１２は、干渉信号成分として中継グループ２に属する中継ノード２１、２２から送信される信号の影響を受ける。
【０２２８】
また、時間スロットｎ＋１において、中継グループ２に属する中継ノード２１、２２は、干渉信号成分として中継グループ１に属する中継ノード１１、１２から送信される信号の影響を受ける。
【０２２９】
本発明における中継ノードの構成を図１３に示す。中継ノードはソースノード１００と中継ノード間のチャネル、中継グループの異なる中継ノード間のチャネルを推定するチャネル推定部２１８と、推定されたチャネルを利用して、ソースノード１００からの信号に対して干渉除去を行う干渉除去部２１０と、干渉除去部２１０の出力信号が入力され、ソースノード信号を検出するソースノード信号検出部（ソース信号検出部）２１２と、ソースノード信号検出部２１２の出力信号が入力される送信電力制御部２１４と、チャネル推定部２１８出力信号が入力されるウエイト計算部２１６とから構成される。ウエイト計算部２１６の出力信号は干渉除去部、ソースノード信号検出部２１２および送信電力制御部２１４に入力される。
【０２３０】
一例として、複数の中継ノードが、２以上の中継ノードを有する中継グループ１と、２以上の中継ノードを有する中継グループ２に分けられた場合について説明する。この場合、中継ノードは、中継グループ１または前記中継グループ２に属する。
【０２３１】
チャネル推定部２１８は、自中継ノードが中継グループ１に属する場合に、ソースノードとの間のチャネル情報、および中継グループ２の有する全中継ノードとの間のチャネル情報を推定し、自中継ノードが中継グループ１に属する場合に、ソースノードとの間のチャネル情報、および中継グループ１の有する全中継ノードとの間のチャネル情報を推定する。
【０２３２】
干渉除去部２１０は、チャネル推定部２１８により推定されたチャネル情報に基づいて、他の中継ノードからの干渉信号を除去する。
【０２３３】
ソースノード信号検出部２１２、干渉信号が除去された信号から、ソースノードから送信された信号を検出する。
【０２３４】
次に、本実施例にかかる無線通信システムにおける信号処理について、図１４を参照して説明する。
【０２３５】
本実施例では、中継ノード１１、１２、２１、２２は受信した信号から、ソースノード送信を復元して、復元された信号を宛先ノードに送信する。
【０２３６】
時間スロットｎにおいて、ソースノード１００が中継ノード１１、１２に送信信号ｓ［ｎ］を送信する。これと同時に、中継ノード２１、２２が電力調整後の中継信号Ｘ２１［ｎ］、Ｘ２２［ｎ］を宛先ノード３００に対して送信する。ここで、式（４７）、式（４８）として、中継ノードは送信を行う。
Ｘ２１［ｎ］＝Ｅ２１［ｎ］（ｓ[ｎ−１]，ｓ[ｎ−１]）Ｈ      （４７）
Ｘ２２［ｎ］＝Ｅ２２［ｎ］（ｓ[ｎ−１] ，ｓ[ｎ−１]）Ｈ      （４８）
つまり、中継ノードで保存されている一つ前のタイムスロットにおける、推定ソースノード送信信号ｓ［ｎ−１］について、ソースノード１００が有するアンテナ本数Ｍの２倍以上のアンテナ本数Ｎを有する中継ノードは、アンテナ本数Ｍで送信された推定ソースノード送信信号ｓ［ｎ−１］をコピーして、アンテナ本数Ｎを用いて送信を行う。
【０２３７】
中継ノード１１、１２はともに、送信信号ｓ［ｎ］および中継グループ２中継信号Ｘ２１［ｎ］、Ｘ２２［ｎ］を受信する。この場合、中継ノード１１の受信信号は式（４９）となる。
【０２３８】
【数２８】
2011155700.tif 000030
中継ノード１２の受信信号は式（５０）となる。
【０２３９】
【数２９】
2011155700.tif 000031
以下、中継ノード１１と１２は同等な操作を行うため、本実施例では中継ノード１１の処理過程だけを記述する。
【０２４０】
中継ノード１１はこの受信信号の電力調整後、送信信号Ｘ１１［ｎ＋１］＝Ｅ１１［ｎ＋１］（ｓ［ｎ］，ｓ[ｎ]）Ｈを宛先ノード３００に送信する。これと同時に、ソースノード１００は、中継ノード２１、２２に送信信号ｓ［ｎ＋１］を送信する。
【０２４１】
式（４７）、式（４８）から、式（４９）は以下のようにあらわすことができる。
【０２４２】
【数３０】
2011155700.tif 000032
ここで、Ｂｌ１はＮ×Ｍのチャネル行列で、第ｉ（１≦ｉ≦Ｍ）列は、Ａｌ２（Ｎ×Ｎ）の第ｉ列と第ｉ＋Ｍ列の和である。
【０２４３】
次に、Ｂｌ１[ｎ]に対して特異値分解（ＳＶＤ）を行い、以下の形となる．
【０２４４】
【数３１】
2011155700.tif 000033
【０２４５】
【数３２】
2011155700.tif 000034
式（５３）を受信信号(５１)に乗算させることによって、干渉成分を削除することが可能である。
【０２４６】
一方、時間スロットｎにおける宛先ノード３００の受信信号は、式（５４）により表される。
【０２４７】
【数３３】
2011155700.tif 000035
宛先ノード３００では式（５４）で示される受信信号を用いて，ソースノード１００からの送信信号ｓ［ｎ−１］を検出する。
【０２４８】
以上の実施例を含む実施形態に関し、更に、以下の項目を開示する。
【０２４９】
（１）ソースノードと宛先ノードとの間で、信号を中継する通信ノードであって：
受信信号に対し、他の通信ノードからの干渉信号を低減し、送信した信号が他の中継ノードに干渉信号として受信されない処理を行い、送信信号を生成する中継信号生成手段；
を備えることを特徴とする通信ノード。
【０２５０】
（２）（１）に記載の通信ノードにおいて、
ソースノードとの間のチャネル情報、他の中継ノードとの間のチャネル情報および宛先ノードとの間のチャネル情報を推定するチャネル推定手段；
前記ソースノードとの間のチャネル情報と他の中継ノードとの間のチャネル情報とに基づいて、他の通信ノードからの干渉信号を除去する干渉除去行列を求める干渉除去行列算出手段；
前記宛先ノードとの間のチャネル情報に基づいて、送信した信号が他の中継ノードに干渉信号として受信されないようにする与干渉抑圧行列を求める与干渉抑圧行列算出手段；
を備え、
前記中継信号生成手段は、
前記干渉除去行列および前記与干渉抑圧行列を受信信号に乗算することを特徴とする通信ノード。
【０２５１】
（３）（１）に記載の通信ノードにおいて、
ソースノードとの間のチャネル情報および他の中継ノードとの間のチャネル情報を推定するチャネル推定手段；
前記ソースノードとの間のチャネル情報と他の中継ノードとの間のチャネル情報とに基づいて、他の通信ノードからの干渉信号を除去する干渉除去手段；
を備え、
前記中継信号生成手段は、干渉信号が除去された信号から、ソースノードから送信された信号を検出することを特徴とする通信ノード。
【０２５２】
（４）（３）に記載の通信ノードにおいて：
前記中継信号生成手段は、検出されたソースノードから送信された信号にウエイトを乗算することを特徴とする通信ノード。
【０２５３】
（５）中継ノードを介して、ソースノードから送信された信号を受信する通信ノードであって：
中継ノード間で生じた干渉信号を除去する干渉除去手段；
を備えることを特徴とする通信ノード。
【０２５４】
（６）（５）に記載の通信ノードにおいて：
中継ノード間のチャネルと、中継ノードとのチャネルが乗算されたチャネル情報、および中継ノードとの間のチャネル情報を推定するチャネル推定手段；
前記チャネル推定手段により推定されたチャネル情報に基づいて、送信信号を推定する送信信号推定手段；
前記送信信号推定手段により推定された信号を記憶する記憶手段；
を備え、
前記干渉除去手段は、前記記憶手段が記憶した信号と、前記チャネル推定手段が推定したチャネル情報とに基づいて、干渉を除去し、ソースノードからの信号を検出することを特徴とする通信ノード。
【０２５５】
（７）ソースノードと宛先ノードとの間で、信号を中継する通信ノードを備える無線通信システムであって：
前記通信ノードは、
受信信号に対し、他の通信ノードからの干渉信号を低減し、送信した信号が他の中継ノードに干渉信号として受信されない処理を行う中継信号生成手段；
を備えることを特徴とする無線通信システム。
【０２５６】
（８）中継ノードを介してソースノードから送信された信号を受信する通信ノードを備える無線通信システムであって：
前記通信ノードは、
中継ノード間で生じた干渉信号を除去する干渉除去手段；
を備えることを特徴とする無線通信システム。
【０２５７】
（９）ソースノードと宛先ノードとの間で、信号を中継する中継ノードを備える無線通信システムにおけるデータ中継方法であって：
ソースノードとの間のチャネル情報、他の中継ノードとの間のチャネル情報および宛先ノードとの間のチャネル情報を推定するチャネル推定ステップ；
前記ソースノードとの間のチャネル情報と他の中継ノードとの間のチャネル情報とに基づいて、他の通信ノードからの干渉信号を除去する干渉除去行列を求める干渉除去行列算出ステップ；
前記宛先ノードとの間のチャネル情報に基づいて、送信した信号が他の中継ノードに干渉信号として受信されないようにする与干渉抑圧行列を求める与干渉行列算出ステップ；
前記干渉除去行列および前記与干渉抑圧行列を受信信号に乗算し、中継信号を生成する中継信号生成ステップ；
前記中継信号を送信する中継信号送信ステップ；
を備えることを特徴とするデータ中継方法。
【０２５８】
（１０）中継ノードを介して、ソースノードから送信された信号を受信する宛先ノードを備える無線通信システムにおけるデータ中継方法であって：
中継ノード間のチャネルと、中継ノードとのチャネルが乗算されたチャネル情報、および中継ノードとの間のチャネル情報を推定するチャネル推定ステップ；
前記チャネル推定ステップにより推定されたチャネル情報に基づいて、送信信号を推定する送信信号推定ステップ；
前記送信信号推定ステップにより推定された送信信号を記憶する記憶ステップ；
前記記憶ステップが記憶した信号と、前記チャネル推定ステップが推定したチャネル情報とに基づいて、干渉を除去する干渉除去ステップ；
干渉が除去された信号に基づいて、ソースノードからの信号を検出する信号検出ステップ；
を有することを特徴とするデータ中継方法。
【０２５９】
（１１）複数の中継ノードを介して、ソースノードから送信された信号を受信する（５）に記載の通信ノードであって：
前記複数の中継ノードは、２以上の中継ノードを有する中継グループ１と、２以上の中継ノードを有する中継グループ２に分けられ、
中継グループ１の有する全中継ノードとの間のチャネル情報、および、中継グループ２の有する全中継ノードとの間のチャネル情報、および、ソースノードとそれぞれの中継ノードとの間のチャネルと、それぞれの中継ノードとの間のチャネルとが乗算されたチャネル情報、および、中継グループ１の有するそれぞれ中継ノードと中継グループ２の有するそれぞれの中継ノードとの間のチャネルと、中継グループ２の有するそれぞれの中継ノードとの間のチャネルとが乗算されたチャネル情報、および、中継グループ２の有するそれぞれ中継ノードと中継グループ１の有するそれぞれの中継ノードとの間のチャネルと、中継グループ１の有するそれぞれの中継ノードとの間のチャネルとが乗算されたチャネル情報を推定するチャネル推定手段；
前記チャネル推定手段により推定されたチャネル情報に基づいてソースノードからの送信信号を推定する送信信号推定手段；
前記送信信号推定手段において推定された信号を記憶する記憶手段；
を備え、
前記干渉除去手段は、前記記憶手段が記憶した信号と、前記チャネル推定手段が推定したチャネル情報とに基づいて、干渉を除去し、ソースノードからの信号を検出することを特徴とする通信ノード。
【０２６０】
（１２）複数の中継ノードを介して、ソースノードから送信された信号を受信する（５）に記載の通信ノードであって：
前記複数の中継ノードは、２以上の中継ノードを有する中継グループ１と、２以上の中継ノードを有する中継グループ２に分けられ、
ソースノードと中継グループ１の有する全中継ノードとの間のチャネルと、中継グループ１の有する全中継ノードと中継グループ２の有するそれぞれの中継ノードとの間のチャネルと、中継グループ２の有するそれぞれの中継ノードとの間のチャネルとが乗算されたチャネル情報、および、ソースノードと中継グループ２の有する全中継ノードとの間のチャネルと、中継グループ２の有する全中継ノードと中継グループ１の有するそれぞれの中継ノードとの間のチャネルと、中継グループ１の有するそれぞれの中継ノードとの間のチャネルとが乗算されたチャネル情報、および、ソースノードとそれぞれの中継ノードとの間のチャネルと、それぞれの中継ノードとの間のチャネルとが乗算されたチャネル情報を推定するチャネル推定手段；
前記チャネル推定手段により推定されたチャネル情報に基づいてソースノードからの送信信号を検出する信号検出手段；
前記信号検出手段において検出された信号を記憶する記憶手段；
を備え、
前記干渉除去手段は、前記記憶手段が記憶した信号と、前記チャネル推定手段が推定したチャネル情報とに基づいて、干渉を除去し、ソースノードからの信号を検出することを特徴とする通信ノード。
【０２６１】
（１３）ソースノードと宛先ノードとの間で、信号を中継する複数の中継ノードのうちのひとつである請求項１に記載の通信ノードであって：
前記複数の中継ノードは、２以上の中継ノードを有する中継グループ１と、２以上の中継ノードを有する中継グループ２に分けられ、
前記通信ノードは、前記中継グループ１または前記中継グループ２に属し、
前記通信ノードが前記中継グループ１に属する場合に、ソースノードとの間のチャネル情報、および中継グループ２の有する全中継ノードとの間のチャネル情報を推定し、前記通信ノードが前記中継グループ１に属する場合に、ソースノードとの間のチャネル情報、および中継グループ１の有する全中継ノードとの間のチャネル情報を推定するチャネル推定手段；
前記チャネル推定手段により推定されたチャネル情報に基づいて、他の中継ノードからの干渉信号を除去する干渉除去手段；
を備え、
前記中継信号生成手段は、干渉信号が除去された信号から、ソースノードから送信された信号を検出することを特徴とする通信ノード。
【産業上の利用可能性】
【０２６２】
本発明にかかる通信ノードおよび無線通信システム並びにデータ中継方法は、無線通信システムに適用できる。
【符号の説明】
【０２６３】
１、１００  ソースノード
２１、２２、２００１、２００２  中継ノード
３、３００  宛先ノード
【図１】
2011155700.tif 000036
【図２】
2011155700.tif 000037
【図３】
2011155700.tif 000038
【図４】
2011155700.tif 000039
【図５】
2011155700.tif 000040
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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