(57)【要約】  少なくとも２つの中継ノードを介して少なくとも１つの受信ノードと通信するために複数のアンテナを持つ送信ノードを備える無線通信システムにおける中継配備の方法であって、送信ノードにおいてデータストリームを少なくとも２つのデータサブストリームに区分し（Ｓ１）、各データサブストリームに対してビーム形成し第１のリンクを介して中継ノードのそれぞれに送信し（Ｓ２）、回復可能な各受信サブストリームの少なくとも１つの表現を２つの中継ノードから受信ノードに第２のリンクを介して転送し（Ｓ３）、最後に、元のデータストリームに対応する出力信号を受信ノードにおいて形成するために受信および復号化した表現を多重化する（Ｓ４）。
2008530946.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２つの中継ノードを介して少なくとも１つの受信ノードと通信するための複数のアンテナを有する送信ノードを含む無線通信システムにおける中継配備の方法であって、
前記送信ノードにおいて、データストリームを少なくとも２つのデータサブストリームに区分するステップ（Ｓ１）と、
前記データサブストリームの各々を前記少なくとも２つの中継ノードの各々に対してビーム形成し第１のリンクを介して送信するステップ（Ｓ２）と、
前記少なくとも２つの中継ノードの各々から前記少なくとも１つの受信ノードに、受信したサブストリームの少なくとも１つの回復可能な表現を第２のリンクを介して転送するステップ（Ｓ３）と、
前記データストリームに対応する前記少なくとも１つの受信ノードにおいて、出力信号を形成するためにサブストリームの各々の受信され復号化された回復可能な／損失のない表現を多重化するステップ（Ｓ４）と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記送信ノードにおいて、中継ノードの各々に対応する前記第１および第２のリンクの少なくとも一方のチャネル状態情報を提供するステップ（Ｓ５）を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第２のリンクに対する前記チャネル状態情報は、振幅利得の大きさを含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記第１のリンクに対する前記チャネル状態情報は、位相情報を含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記提供するステップ（Ｓ５）は、前記第１および第２のリンクの双方に対する前記チャネル状態情報を提供することを特徴とする請求項２乃至４の何れか一項に記載の方法。
【請求項６】
少なくとも前記中継ノードの各々の前記第１のリンクに対する受信されたチャネル情報に基づいて、前記送信ノードに対する加重マトリックスを調整するステップ（Ｓ６）を含むことを特徴とする請求項２または４に記載の方法。
【請求項７】
前記少なくとも２つの中継ノードの少なくとも１つの中継ノードは、複数のアンテナを備えることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記送信するステップ（Ｓ２）は、前記少なくとも２つの中継ノードの前記少なくとも１つの中継ノードの複数のアンテナの少なくとも２つに別々のサブストリームを送信することを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記送信するステップ（Ｓ２）は、前記少なくとも２つの中継ノードの前記少なくとも１つの中継ノードの複数のアンテナ素子の数以下のサブストリームを、前記受信信号と共に加重し送信することを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
前記通信システムは、複数の受信ノードを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記複数の受信ノードの少なくとも１つの受信ノードは、複数のアンテナを備えることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記少なくとも２つの中継ノードは、中継ノードが受信したサブストリームの中継ノードの各々における少なくとも１つの表現を直交チャネルを介して前記受信ノードに転送することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
受信した前記第１および第２のリンクに対するチャネル状態情報に基づいて、前記送信機のアンテナと前記中継機との間で利用可能な送信電力を割り当てるステップを含むことを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項１４】
受信した前記第１および第２のリンクの少なくとも一方に対するチャネル状態情報に基づいて、前記サブストリームおよび前記少なくとも２つの中継ノードに利用可能な送信電力を割り当てるステップを含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項１５】
受信した前記第１および第２のリンクの少なくとも一方に対するチャネル状態情報に基づいて、データサブストリームの各々にデータ速度を割り当てるステップを含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項１６】
前記サブストリームおよび前記少なくとも２つの中継ノードに利用可能な送信電力を、データサブストリームの各々にデータ速度を、共に割り当てるステップを含むことを特徴とする請求項１４または１５に記載の方法。
【請求項１７】
目標性能基準を最大化する少なくとも１つの中継局を選択するステップを含むこと特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項１８】
前記目標性能基準は、スループットまたはチャネル容量の一方によるリンク性能基準を含むことを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
受信した前記第１および第２のリンクの少なくとも一方に対する前記チャネル状態情報に基づいて、送信電力、データ速度および中継局の任意の組み合わせを共に選択し割り当てるステップを含むことを特徴とする請求項１３乃至１５、１７の何れか一項に記載の方法。
【請求項２０】
少なくとも２つの中継ノード（Ｒ１；Ｒ２）を介して少なくとも１つの受信ノード（Ｒｘ）とデータストリームを通信することができる少なくとも１つの送信ノード（Ｔｘ）を含む通信システム（１０）であって、
前記送信ノードにおいて、データストリームを複数のデータサブストリームに区分する手段（１１）と、
前記データサブストリームの各々を前記少なくとも２つの中継ノード（Ｒ１；Ｒ２）の各々に対してビーム形成し第１のリンクを介して送信する手段（１２）と、
前記データサブストリームの各々の回復可能な表現を受信し、前記受信ノード（Ｒｘ）に第２のリンクを介して転送する手段（１３；２３）と、
前記データサブストリームの各々の前記回復可能な表現を受信し、送信データストリームに対応する出力信号に多重化する手段（１４）と、
を備えることを特徴とするシステム。
【請求項２１】
さらに、中継ノード（Ｒ１；Ｒ２）の各々および前記受信ノード（Ｒｘ）のための前記第１および第２のリンクの少なくとも一方に関するチャネル状態情報（ＣＳＩ）を前記送信ノード（Ｔｘ）に提供する手段（１５；２５）を備えることを特徴とする請求項２０に記載のシステム（１０）。
【請求項２２】
さらに、提供された前記第１のリンクに対するチャネル状態情報に基づいて前記アンテナ加重マトリックスを調整する手段を備えることを特徴とする請求項２１に記載のシステム。
【請求項２３】
前記第１および第２のリンクの少なくとも一方に対する受信チャネル状態情報に基づいて、前記サブストリームと前記中継機との間で利用可能な送信電力を割り当てる手段を備えることを特徴とする請求項２１に記載のシステム。
【請求項２４】
前記第１および第２のリンクの少なくとも一方に対する受信チャネル状態情報に基づいて、前記サブストリームと前記少なくとも２つの中継ノードとに利用可能な送信電力を割り当てる手段を備えることを特徴とする請求項２１に記載の方法。
【請求項２５】
受信されたチャネル状態情報に基づいて、データサブストリームの各々にデータ速度を割り当てる手段を備えることを特徴とする請求項２１に記載のシステム。
【請求項２６】
前記複数の送信機アンテナおよび前記少なくとも２つの中継ノードに利用可能な送信電力を、データサブストリームの各々にデータ速度を、共に割り当てる手段を備えることを特徴とする請求項２４または２５に記載の方法。
【請求項２７】
少なくとも２つの中継ノード（Ｒ１；Ｒ２）を介して少なくとも１つの受信ノード（Ｒｘ）とデータストリームを通信することができる送信ノード（Ｔｘ）であって、
データストリームを少なくとも２つのデータサブストリームに区分する手段（１１）と、
前記少なくとも２つのデータサブストリームの各々を前記少なくとも２つの中継ノードの各々に対してビーム形成し第１のリンクを介して送信する手段（１２）と、
を備えることを特徴とする送信ノード。
【請求項２８】
前記少なくとも２つの中継ノード（Ｒ）との前記第１のリンクと前記中継ノードと前記受信ノード（Ｒｘ）との間の第２のリンクとの少なくとも１つのリンクに関するチャネル状態情報を受信する手段と、
受信された前記第１のリンクに対する前記チャネル状態情報に基づいて前記アンテナ加重マトリックスを調整する手段と、
を備えることを特徴とする請求項２７に記載の送信ノード。
【請求項２９】
無線通信システムにおける中継配備を可能にする中継ノード（Ｒ１；Ｒ２）であって、該システムは少なくとも２つの中継ノードを介して少なくとも１つの受信ノード（Ｒｘ）と通信する複数のアンテナを有する送信ノード（Ｔｘ）とを備え、該中継ノードは、
受信したサブストリームの回復可能な表現を前記少なくとも１つの受信ノード（Ｒｘ）に第２のリンクを介して転送する手段（１３；２３）と、
前記第１および前記第２のリンクの少なくとも一方に対するチャネル状態情報を前記送信ノード（Ｔｘ）に提供する手段（１５；２５）と、
を備えることを特徴とする中継ノード。
【請求項３０】
複数のアンテナを有する送信ノード（Ｔｘ）から少なくとも２つの中継ノード（Ｒ１；Ｒ２）を経由する第１のリンクを介して、区分されたデータストリームを受信することができる受信ノード（Ｒｘ）であって、
前記少なくとも２つの中継ノード（Ｒ１；Ｒ２）の各々から第２のリンクを介して、データサブストリームの少なくとも１つの回復可能な表現を受信する手段（１４）と、
前記送信ノードにおけるデータストリームに対応する出力信号を形成するために受信され復号化された回復可能な表現を多重化する手段（１４）と、
を備えることを特徴とする受信ノード。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に通信システムに関し、詳細にはこのようなシステムにおける中継配備に関する。
【背景技術】
【０００２】
将来の無線および／またはセルラーシステムに対して、サービス範囲の拡大を必要とするか、データ速度の高速化をサポートするか、またはその両方の組み合わせが期待されている。さらに、システムの構築および保守に関する経費の側面が、将来さらに重要になると考えられる。データ速度および／または通信距離が増すと、バッテリ消費の増大に関する課題もまた問題視する必要がある。
【０００３】
１つの側面は、３つの世代のセルラーネットワークに亘ってトポロジーにあまり変化がなかったので、既存システムにおいて使用されているトポロジーを再検討することである。例えば、別の通信トポロジーの例として、通信（中継）エンティティ間の経路損失を大きく削減する可能性をもたらし、これがユーザに便益をもたらしうるマルチホップが良く知られている。以下では、先進アンテナシステムに関する側面と組み合わせた２ホップ中継を考慮する別のタイプのトポロジーを検討することにする。これは、共通の特徴として複数のステーション間の協調を使用するなお初期段階にある研究分野である。最近の研究文献では、協調ダイバシティ、協調符号化、バーチャルアンテナアレイなど、のような幾つかの名称が使用されている。文献１には協調通信方式に対する良好な一般的概観が示されている。無線通信におけるステーション間協調の一般的な利点は、データ速度の高速化、（いくつかの形式のダイバシティによる）通信断の削減、バッテリ寿命の延長および（例えばセルラーシステムに対する）サービス範囲の拡大に要約することができる。
【０００４】
まず、先進アンテナの分野について検討し、続いて協調中継に関する現状について考察する。
【０００５】
先進アンテナおよび空間符号化：
セルラー通信システムにおいてシステム性能を高める方法は、非常に活発な研究分野である。その１つの方法は基地局（ＢＳ）において複数のアンテナを使用することであり、それにより貴重なダイバシティ利得が得られ、フェージングによるチャネル変動を緩和する。ダウンリンク（ＢＳから移動局（ＭＳ）へ）では、所謂送信ダイバシティを使用することができ、アップリンク（ＭＳからＢＳへ）では、受信ダイバシティを使用することができる。勿論、ＭＳもまた複数のアンテナを備えることができるが、ＭＳでは一般に大きさが制限され、それによりＭＳにおけるアンテナ数を本来的に制限する。それ故ＢＳにおける解決が好ましいことが多い。多くの良く知られた方式が受信および送信ダイバシティ双方に対して存在する。受信ダイバシティ、選択ダイバシティの場合、最大比結合あるいは干渉排除結合を使用することができる。比較的新しい送信ダイバシティの分野の場合、可能な選択肢に遅延ダイバシティ、アラムーティ（Alamouti）ダイバシティ、コヒーレント結合ベースダイバシティを含む。
【０００６】
送信ダイバシティ、特にアラムーティダイバシティは、時空間符号化（ＳＴＣ）と表すことの多い符号化方式のクラスに属する。ＳＴＣ方式では、送信機は複数のアンテナを備え、一方受信機は１本だけ、または場合によって複数のアンテナを有すると一般に想定される。その場合、送信信号を複数の送信アンテナに対して、また時間領域において符号化される。送信機および受信機双方に複数のアンテナがある場合、チャネルを複数入力複数出力（ＭＩＭＯ）チャネルと表すことが多い。ＭＩＭＯチャネルは、主として２つの理由、即ちダイバシティの高度化のため、即ちチャネル変動の下でよりロバストなチャネルを提供するため、または所謂空間多重化のため、即ち１セットの並列しかつ多重化されたＭＩＭＯサブチャネルを提供するためのいずれかに使用することができる。空間多重化の利点は、極めて高いスペクトル効率が得られることである。ＭＩＭＯ通信に関する背景を文献２に示す。
【０００７】
中継機：
システム性能を高めるための別の良く知られる方法は、サービス範囲が十分でないエリアに中継機を配備することである。中継機の基本動作は無線信号を受信し、増幅し、再送信することである。中継機は受信および送信に同じ周波数を使用するか、または場合により、フィードバックおよびオシレーションの危険を避け入出力の分離を高めるために送信周波数をシフトすることができる。
【０００８】
協調中継（別名、バーチャルアンテナアレイ）：
従来、上述した中継機はそれほどインテリジェントではない。一方、最近スマート中継機（または中継）を有する協調中継機能の考え方が幾らか関心を受けている。この考え方は、中継機が送信機から単一または複数の受信機への信号転送において協調することができるというものである（文献３）。協調は、例えばコヒーレント結合、ＳＴＣ（例えば、アラムーティダイバシティ）の観点を含み、再生的（データを復号し転送する）か、または非再生的（データを増幅し転送する）性質を有することができる。ホップ数は（一般に）２ホップ、即ち中継局への１ホップおよび受信局への１ホップに制限する。
【０００９】
１つの空間的かつ興味の持てるタイプの協調中継（すなわちバーチャルアンテナアレイ）はＭＩＭＯを使用する場合である。これは、ドーラ（Dohler）他により、例えば、文献４、文献５、文献６において幅広く研究されている。
【００１０】
従来技術によれば、ドーラの方式は複数のサブストリーム信号を重畳して複数のチャネルを介して中継機から受信機へ送信することに基づくが、これは電力（またはエネルギー）を投入すれば、より大きなスループットを得ることができるという意味で、最適解ではない。また、中継機の選択に関する観点は全く不明のままである。さらに、効率的方法により種々の中継機の間で電力を割り当てる方法に関する観点は、ドーラの方式では明らかにされていない。即ち関係する全ての中継機は等しい電力を有する（文献５、文献６）。
【００１１】
（文献１）J. N. Laneman, “Cooperative Diversity in Wireless Networks: Algorithms and Architectures”, Ph.D. Thesis, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, MA, August 2002.
（文献２）A. Goldsmith, S. A. Jafar, N. Jindal, S. Vishwanath, “Capacity Limits of MIMO”, Channels”, in IEEE Journal on Selected Areas in Communications, June 2003.
（文献３）Dohler Mischa (GB); Aghvami Abdol Hamid (GB); Said Fatin (GB); Ghorashi Seyed Ali (GB), patent WO03003672, “Improvements in or Relating to Electronic Data Communication Systems”, Priority date 28/6 2001.
（文献４）M. Dohler, J. Dominguez, H. Aghvami, “Link Capacity Analysis of Virtual Antenna Arrays” in Proceedings VTC Fall 2002, Vancouver, Canada, Sept. 2002.
（文献５）M. Dohler, A. Gkelias, H. Aghvami, “2-Hop Distributed MIMO Communication System”, IEEE Electronics Letters, Vol. 39, No. 18, Sept. 2003, pp: 1350-1351.
（文献６）M. Dohler, A. Gkelias, H. Aghvami, “A Resource Allocation Strategy for Distributed MIMO Multi-Hop Communication Systems”, IEEE Communications Letter, Vol. 8, No. 2, Feb. 2004, pp: 99 - 101.
（文献７）G. Ginis and J. M. Cioffi, “A multiuser precoding scheme achieving crosstalk cancellation with application to DSL systems”, in Proc. 34th Asilomar Conf. Signals, Systems and Computers, vol. 2, 2000, pp.1627-1631.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の目的は、通信システムにおける改良された中継方式を提供することである。
【００１３】
特に、通信システムにおける改良さらた協調中継機能を可能にすることを目的とする。
【００１４】
また、特に、スペクトル効率を改善した空間多重化のための方法を可能にすることを目的とする。
【００１５】
別の目的は、送信機と中継機との間で消費電力を低減した電力割り当てを行うための方法を可能にすることである。
【００１６】
更なる別の目的は、生成される干渉を低減するため送信機と中継機との間で電力割り当てを行うための方法を可能にすることである。
【００１７】
別の目的は、総システム容量を増大させる協調中継を可能にすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
これらおよびその他の目的を、添付する特許請求の範囲による方法および装置により達成する。
【００１９】
簡単に言えば、本発明は、データストリームの複数のデータサブストリームへの分割、それぞれの中継機への各データサブストリームのビーム形成、および、受信ユニットへのデータサブストリームの直交転送を含む。
【００２０】
さらに詳細には、本発明は、チャネル状態情報のフィードバックを可能にすることを含み、これにより送信電力および／または各データサブストリームのビット速度を調整し、情報コンテンツの最適送信を行うことができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明は以下の利点を含む。
・高いスペクトル効率
・送信機と中継機との間の効率的な電力割り当てによる消費電力の低減
・送信機と中継機との間の効率的な電力割り当てによる干渉発生の削減
・総システム容量の増大
【００２２】
本発明のさらなる目的と利点は、添付の図面と共に以下の説明を参照することにより最も良く理解することができよう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
頻繁に使用する略語は以下の通りである。
ＢＳ      基地局（Base Station）
ＣＳＩ    チャネル状態情報（Channel State Information）
ＭＡＩ    多元接続干渉（Multiple Access Interference）
ＭＳ      移動局（Mobile Station）
ＭＩＭＯ  複数入力複数出力（Multiple Input Multiple Output）
ＳＮＲ    信号対雑音比（Signal-to-Noise Ratio）
ＳＴＣ    時空間符号化（Space-Time Coding）
【００２４】
本発明は、文献１でバーチャルアンテナアレイとも呼ばれる協調中継、協調ダイバシティなどに関係する特別な中継構成を提唱する。ある意味で、協調中継は２ホップのみを含むマルチホップの縮退した場合と見ることができるが、同時に利用される信号処理と同様に並列経路を一般化し利用することができる。さらに、協調中継は基本的中継機（非再生的）機能またはマルチホップネットワークにおいて従来行ったような”復号と転送”（再生的）などの種々の形式の中継情報を活用することができる。
【００２５】
本発明の基本的考え方は、複数のアンテナを備え複数のＭＩＭＯサブストリームを有する送信機が、複数の中継ノードのそれぞれに対し１以上のＭＩＭＯサブストリームのビームを形成し、各中継ノードは、他の中継チャネルに関して実質上直交するチャネルで検出されたデータを受信機に中継する前にサブストリームを復号化することができるということである。これは、送信機のアンテナ加重マトリックスを種々の中継チャネルに応用することにより可能になる。
【００２６】
本発明による方法の基本的実施形態を図１のシステムを参照して説明することにする。モデルシステムは、複数のアンテナを備える送信ノードＴｘ、３つの中継ノードＲＳ１、ＲＳ２、ＲＳ３および受信ノードＲｘを備える。この一般的実施形態では、中継ノードおよび受信機はそれぞれ１本のアンテナを有する。ただし、本発明はこの一般的実施形態に限定されない。
【００２７】
図１および図２を参照すると、ある時刻で、送信機Ｔｘは受信機Ｒｘに送信するデータストリーム、即ち信号を受信する。データストリームは幾つかのサブストリームに分割あるいは区分し（Ｓ１）、そして、これらを少なくとも２つの中継ノードに対しビーム形成し送信する（Ｓ２）。
【００２８】
データストリームを区分し、それぞれの中継機に各データサブストリームを送信する原理を図３に示す。したがって、データストリームを３つのサブストリームに分割（逆多重化としても知られる）し、各サブストリームをそれぞれの中継ノードに送信する。図１に、各中継ノードに対して１つのビームを形成する３つのデータサブストリームを示す。
【００２９】
その後、中継ノードはそれぞれ回復可能か復号化可能か損失のない受信データサブストリームの表現を受信ノードに転送し（Ｓ３）、受信ノードはこれを受信し、送信ノードが送信するデータストリームに対応する出力信号に受信した表現を結合あるいは多重化する（Ｓ４）。
【００３０】
本発明によれば、データサブストリームをそれぞれの中継機（または中継機の各アンテナ、または中継機に複数のアンテナがあれば、複数のデータストリームを分離する後処理を有するアンテナのグループ）に送信し、その際信号の種々の部分はネットワークにおいて並列であるが、異なる経路を伝播する。従って、受信機が受信するものは元の信号の複数の種々のサブストリームの表現である。個々のサブストリームの復調とその後のサブストリームの多重化によりサブストリームを結合することはかなり簡単な操作であり、受信機が、各信号（サブストリームに対応）が元の信号の重畳である複数の信号を共に復号化（jointly decode）しなければならない従来技術（文献３〜文献６）とは明確に異なる。
【００３１】
図２を参照すると本発明による方法の詳細な実施形態によれば、各中継ノードは送信機ノードにチャネル状態情報を提供する（Ｓ５）。チャネル状態情報は、第１および第２のリンクの少なくとも一方に関する情報を含む。受信したチャネル状態情報に基づき、送信機は加重マトリックスを調整する。
【００３２】
本発明の詳細な実施形態を図４に示すシステムを参照して説明することにする。システムは複数のアンテナを備える送信ノードＴｘ、複数の中継ノードＲＳ１、ＲＳ２．．．ＲＳＫ、および受信ユニットＲｘを備える。
【００３３】
実施形態によれば、受信機Ｒｘおよび各中継機ＲＳ１、ＲＳ２．．．ＲＳＫはそれぞれ１本の単一アンテナを備える。一方、受信機および中継機が別の詳細な実施形態を参照して説明するように複数のアンテナを持つことも可能である。
【００３４】
送信機ノードＴｘは、データストリームを、加重マトリックスＡを通じて並列に変調し符号化したサブストリームＴに変換して送信する。マトリックスＡの役割は、第１のリンクを経てそれぞれの中継ノードに送信するデータサブストリームが復号化可能であることを保証することである。中継ノードがサブストリームを受信すると、サブストリームは復号化され増幅され受信機ノードに転送される。即ち再生中継する。しかしながら、本発明の概念は再生中継に限定されることはない。本発明は、例えば非再生中継に拡張することもでき、各サブストリームは受信機において復号可能あるいは回復可能であるために十分な品質を持つように適応する。種々のサブストリームを転送するので、種々のサブストリームを第２のリンクを経て直交するチャネルで送信する。チャネライゼーションは、例えば周波数、符号または時間領域でありうる。マトリックスＡは、図４に示すように中継機からの（論理的）フィードバックを通じて決定する。種々の良く知られるビーム形成加重方式をＡの決定に使用することができる。
【００３５】
以下では、本発明の基本的考え方を電力制御方式により補充する。この目的のために、性能の導出を行い、電力制御方式の設計の際に手引きとして使用する。さらに、本発明はまたこの導出の２次的成果として中継ノードの選択ルールにより補充する。導出は以下の通りである。
【００３６】
中継ノードにおける受信信号Ｒ（ＲＳ）は実施形態により以下の通りである。
【００３７】
【数１】
2008530946.tif 000003
ここで、Ｔは送信される信号、Ａは送信加重マトリックス、Ｈは第１のリンクに対するチャネルマトリックス、Ｎは中継ノードにおける分散σｌｋ２を持つ複素ガウシアン雑音ベクトルである。雑音の項は、また複素ガウシアンランダム変数としてモデル化する干渉項を含むことができる。これをマトリックス−ベクトル形式で記述するが、各中継ノードが完全な受信ベクトルを観測することは可能でないことに注意されたい。利用可能な総帯域幅を本明細書では（ｋ＋１）個の部分に分割するが、ｋは中継ノードの数である。
【００３８】
チャネルマトリックスＨを平均振幅経路利得マトリックスＡに分解することができ、レイリーフェージングマトリックスは以下の通りである。
【００３９】
【数２】
2008530946.tif 000004
ここで、Ａ＝ｄｉａｇ｛√Ｇ１１，√Ｇ１２，．．．，√Ｇ１ｋ｝であり、（本明細書では導出を簡単にするために）Ｘにおける要素は分散１を有する複素ガウシアンランダム変数であると仮定する。
【００４０】
ゼロフォーシングに基づき加重マトリックスＷを以下のように選択する。
【００４１】
【数３】
2008530946.tif 000005
【００４２】
この選択は必ずしも最適ではなく、マトリックスＸの実現に関する逆数化の可能性に依存して常に可能でもないが、送信機における送信アンテナ数が多い場合、漸近的に受容可能な近似である。
【００４３】
また、例えば文献７によれば、種々の信号を種々の中継機に送信する送信機において代わりにＱＲ分解手法を使用することができることにも注意されたい。潜在的に使用することができる別のバージョンはＷ＝Ｘ＊であるが、このバージョンはサブストリーム間に干渉が漏れることになり、従って、各サブストリームの速度は所与の信号対雑音比に適応する必要がある。ＭＩＳＯ伝送間で受容可能な漏れとなる他の方式もまた使用することができ、本発明は一般的にＷ＝Ｘ−１方式などの特定の加重マトリックス法に限定されず、中継機において実質的に直交するサブストリームを達成する。
【００４４】
得られる受信信号は、その場合以下の通りである。
【００４５】
【数４】
2008530946.tif 000006
これは、各中継機におけるＳＮＲが以下により良く近似されることを意味する。
【００４６】
【数５】
2008530946.tif 000007
ここで、Ｐ１ｋはＸおよびＴに関係する平均電力であり、以下の通りである。
【００４７】
【数６】
2008530946.tif 000008
（これから、Ｔにおける要素の分散を決定するのに使用することができるＰ１ｋを決定する。しかしながら、多くの数のアンテナ（および中継機）を仮定すれば、Ｅ｛｜Ｘ−１｜２｝ｋｋはほぼ一定であり、従ってサブストリームに対する放射電力は、またマトリックスＷの加重前の電力量にかなり良く符合する。（一般的にはそうでないが）偶然にもＸが単位マトリックスであれば、その場合の放射電力Ｐ１ｋはＴの要素ｋの電力に正確に比例する。）
受信機におけるＳＮＲは以下の通りである。
【００４８】
【数７】
2008530946.tif 000009
ここで、Ｇ２ｋはｋ番目の中継機から受信機への経路利得、Ｐ２ｋはｋ番目の中継機における送信電力、σ２ｋ２は受信機におけるｋ番目の受信チャネルの雑音電力である。
【００４９】
次に、ｋ個の中継機に対する集約シャノン容量を最適化する。
【００５０】
まず、速度はｋ番目の中継機の第１および第２のリンクに対して同じでなければならないこと、即ち、以下であることを検討する。
【００５１】
【数８】
2008530946.tif 000010
【００５２】
同じで速度である理由は、中継機が受信するものは送信が可能でなければならないということである。速度が等しくなければ、過度の情報を第１のリンクを介して受信するか、または第２のリンクが容量を過度に提供し、従って貴重な電力リソースを無駄にすることがある。
【００５３】
それ故、全容量（ｂ／Ｈｚ／ｓ）は以下の通りである。
【００５４】
【数９】
2008530946.tif 000011
【００５５】
容量は送信機および中継機の双方を含む集約電力規制の下で最大になるであろう。これが必要であるのは、各中継機に対する第１と第２のリンクとの間に速度の関係があるからである。総電力はＰｔｏｔであり、以下のように書ける。
【００５６】
【数１０】
2008530946.tif 000012
（支援変数）、即ち電力項ρ１ｋ＝Ｐ１ｋｃ１ｋを代入すると、次式が得られる。
【００５７】
【数１１】
2008530946.tif 000013
等価雑音は以下の通りである。
【００５８】
【数１２】
2008530946.tif 000014
また、等価電力規制は以下の通りとする。
【００５９】
【数１３】
2008530946.tif 000015
【００６０】
この問題の公式化は、問題が、等価雑音が最も少ない中継経路に最大電力を割り当てることを示唆する並列ガウシアン雑音チャネルに関する古典的注水問題（water-filling problem）に帰着することを示している。古典的注水問題におけるように、総電力を全中継機に割り当てない、即ち最悪の等価雑音を有する１つ以上の中継機を使用しないことがまた起こりうる。等価雑音は中継機間で異なるであろう故、各中継経路は異なるデータ速度をサポートするであろう。速度が異なり、送信期間が固定であれば、その場合各中継経路に送信する情報量は異なるであろう。従って、送信機は高位レイヤのパケットを選択し、異なる長さのより小さなパケットに分割し、異なる中継経路に送信することができる。
【００６１】
電力割り当て手順および以上の性能を、固定帯域幅をＫ＋１個のの部分に分割する場合に導出したが、別の仮定は、実際的観点から第２のリンクにおいてほぼ無限の（少なくとも非常に大きな）帯域幅が使用されることでありえよう。この仮定は、第２のリンクを、スペクトルの大きな部分に帯域が割り当てることが多い非常に高い周波数で動作させる場合に使用することが出来る。例えばこれは、５．８ＧＨｚ、２４ＧＨｚおよび６０ＧＨｚの非免許スペクトル帯域の場合である。これによる利点は、チャネル容量においてＫ＋１個の正規化要因が消滅し、相当の容量増加をもたらすことである。この仮定を動機付けることがありうるのは、高周波数の帯域が本来的に大きな経路損失のため、短距離運用に適し、好ましくは長距離運用を選択する第１のリンクにはあまり適さないことによる。
【００６２】
等価雑音が増加する場合には中継機の粗選択手順を全中継機に要請する。次いで、最小の等価雑音を有するｋ個の中継機を含むサブセットを（全中継機の中から）選択する。次いで上述の式により電力および速度を決定する。この後停止するか、または中継ノードの最適のセットが見つかるまで繰り返し実行することができる。
【００６３】
熟慮する必要のある一側面は、ＳＮＲの中継機数への影響である。ｋ個の中継機により開始すると仮定し、電力が割り当てられていないノードのサブセットを見出す。これらのノードを除去すれば、その場合各中継機への帯域幅（ＢＷ）の量を増加することができ、従ってＳＮＲは修正されるであろう。この修正されたＳＮＲにより、新たに等価雑音を調べ、注水により電力を割り当てることができる。この処理を繰り返し行い、各ステップにおいて最悪の局を除去するか、または分割克服手法を使用するかのいずれかにより最適中継機数を見出すことができる。
【００６４】
この手順は、ＢＳから中継機、および中継機から受信機（例えば、ＭＳ）への経路利得に関する知識を有する送信機（例えば、基地局）において実行することができよう。
【００６５】
本発明による実施形態には、各中継ノードから送信機ノードへのチャネル状態情報（ＣＳＩ）の（論理的）フィードバックを含む。とはいえ、フィードバックは別の経路を取り得、例えば受信機ノードを介するか、または中継機のＣＳＩを受信機が推定することができる。フィードバックにより中継ノードと受信機ノードとの間のチャネル状態に関する情報を提供する。従って、送信機ノードはフィードバックに基づき、各サブストリームの送信電力および／またはビット速度を調整し、送信情報内容を最適化することができる。さらに、フィードバックを利用して、２つのノードのリンク間、即ち送信機ノードと中継ノードとの間および中継ノードと受信機ノードとの間の電力および／またはビット速度を平衡させることができる。
【００６６】
チャネル状態情報（ＣＳＩ）は、典型的には、スカラー値をｈ、ベクトルを太字のｈ、マトリックスをＨで表す複素振幅利得要因であると想定する。ビーム形成の場合に位相情報が必要である。一方、中継ノードと受信ノードとの間の第２のリンクには振幅利得の大きさ、即ち｜ｈ｜がより関係する。同一リンクに対して、チャネル利得ｇ、即ちｇ＝｜ｈ｜２を使用することも可能である。換言すれば、送信機では完全なＣＳＩを利用することが可能であるが、この特別の場合には第２のリンクに対してより少ない情報で対処することが可能である。一方、複数の中継ノードの少なくとも１つの中継ノードまたは受信機ノードが複数のアンテナを持つ場合には、位相は重要であり、位相情報を含む完全なＣＳＩ情報が必要である。
【００６７】
本発明の別の詳細な実施形態によれば、送信機ノードおよび中継ノードは、チャネル容量、即ちＳＮＲが各中継ノードに対する第１および第２のリンクにおいて類似か、または同じであるように電力を割り当てる。多分、送信機ノードおよび中継ノードの総電力を共通に（例えば、送信機ノードアンテナと中継ノードの双方に対する総電力規制により）管理し、統合チャネルスループットを最大にすることができる。制御ループは、主として中継ノードから送信機ノードへのＣＳＩ情報の送信を含む。送信機ノードがＢＳであれば、リンクはかなり安定であり、相当遅いフィードバック速度を許容することができる。
【００６８】
さらに、受信機における品質を好ましくはまたフィードバックループに含む。従って、中継機および送信機の双方の電力、および送信機の送信加重マトリックスはチャネルが変化する場合に適応する。さらに、（電力割り当てと共に）データ速度を、総スループットが最大になるようにリンク特性に従い各並列サブストリームに割り当てることができる。提示する機能とは別に、追加サポート機能、例えば受信機が移動中である場合に”最適”中継機を選択することを保証する移動受信機へのサポートがネットワークに存在する。従って、追加機能を処理する追加制御経路が存在する。
【００６９】
本発明の方法に関する別の詳細な実施形態によれば、ＣＳＩをさらに利用して、複数の中継ノードの中から多かれ少なかれ最適のサブグループを選択する。これは、ある基準、例えばシステムに期待するスループットの最大化に基づき実行することができる。それ故、サブストリームのビームを中継ノードの中から選択するサブグループに対して形成することができる。
【００７０】
図５は、図４に示すシステム構成を、複数のアンテナを持つ中継ノードＲＳ１、ＲＳ２、．．．、ＲＳＫ、および複数のアンテナを備える複数の受信機ノードＲｘを備えるように一般化したものである。上述した実施形態をこの特定のシステムに適用することができる。
【００７１】
中継ノードが複数のアンテナを備える状況に対して、中継ノードは以下による機能に適応することができる。
１本のアンテナにおける受信および複数のアンテナにおける転送
複数のアンテナにおける受信および１本のアンテナにおける転送
複数のアンテナにおける受信および複数のアンテナにおける転送
１本のアンテナにおける受信および１本のアンテナにおける転送
【００７２】
中継機において複数のアンテナにより受信する場合、受信信号を中継機において分離する。これは、加重マトリックスＢｋを使用することにより達成でき、各アンテナからの信号は、共に加重処理により中継機に送信するのと同数の、並列で、実質的に干渉のないサブストリームの信号表現を生成する。再生中継を利用すれば、各サブストリームの信号表現を復号化し、続いて符号化（例えば、無線通信において良く知られるように変調および前方誤り訂正を含む）し、その後受信機に向けて直交チャネルで各サブストリームを送信する。非再生中継を使用すれば、実質的に干渉のないサブストリームの信号表現が直交チャネルにより受信機に単に送信される。
【００７３】
外部ループ電力制御の改善を可能にするシステム１０の実施形態を図６に示す。システム１０は、複数のアンテナを持つ送信機Ｔｘ、少なくとも２中継ノードＲ１、Ｒ２、および、受信ノードＲｘを備える。
【００７４】
さらに、システム１０はデータストリームを複数のデータサブストリームに区分するための区分ユニット１１、各サブストリームのビームを形成し第１のリンクを経てそれぞれの中継ノードＲに送信するためのビーム形成ユニット１２、各サブストリームの表現を受信し第２のリンクを経て受信ノードＲｘに転送するための受信ユニット１３；２３、表現を受信し、出力信号に多重化するための受信ユニット１４、および、各中継ノードＲおよび受信ノードＲｘに対する第１および第２のリンクに関するチャネル状態情報（ＣＳＩ）を送信ノードＴｘに提供するための選択可能なフィードバックユニット１５；２５、を備える。
【００７５】
図示する実施形態では、１０〜１５の種々の手段をそれぞれ送信ノードＴｘ、２つの中継ノードＲ１、Ｒ２および受信ノードＲｘにて構成する。一方、幾つかの異なる手段を他のノードに配置するか、または単一の同じノードに実装することができることがある。同様に、中継ノードが複数のアンテナを有し、複数の受信ノードＲｘを準備することができることもある。
【００７６】
文献６による従来技術と本発明との間の比較を図７により示す。比較の詳細をさらに付録に記載する。図はシステムにおける中継機数の関数としてのチャネル容量を示す。明確に示されているように、本発明は従来技術に対して明らかな改善をもたらす。
【００７７】
図８は、中継ノードをシステムにおいてどのように空間的に分布させることができるかを示し、本明細書では例示的に街灯柱に付設する。また、チャネルおよび送信範囲を種々の中継ノードに対して組織化する方法も示す。（実質的に）直交するチャネルに対する中継範囲が重複することが分かる。図６におけるチャネル’ｑ’などのチャネルを同一セル内で複数回再使用することができることも示す。勿論、チャネルをセルの間で空間的に再使用することもできる。中継機をただ街灯柱だけでなく、住宅、塔、などにも付設することができる。
【００７８】
重複するサービス範囲の領域を図９に示すように種々の方法で組織化することもできる。トポロジＡのトポロジＢに対する利点は中継リンクの品質が、中継機が近接することにより一般に良好であろうことである。一方、トポロジＢは、一群の中継機を同数のアンテナを有する単一の中継エンティティにより置換可能である利点を有する。ケーブル、光ファイバーまたは短距離無線リンクさえもアンテナに接続することができる。
【００７９】
本発明を中継に関して記述したが、受信機は１つ以上の中継サブストリームに加えて、中継機を経由しない送信機からの追加サブストリームを表す直接信号を受信することができる。この直接信号は中継サブストリームの１つと見なすことができ、従って受信機において他のサブストリームと共に多重化する。
【００８０】
本発明を２ホップのネットワークに関して記述したが、本発明を連続して利用することも可能である。換言すれば、データストリームを複数のデータサブストリームに区分し、ビームを形成し、それぞれの中継ノードに送信することができ、それぞれの中継ノードは受信サブストリームの復号化された、即ち実質的に雑音のないバージョンを転送する。その後、少なくとも１つのサブストリームをさらに少なくとも２つのサブ・サブストリームに区分し、それぞれの経路に送信する。
【００８１】
要約すると、本発明の利点には以下を含む。
・空間多重化による高スペクトル効率
・送信機と中継機との間における効率的電力割り当てによる低消費電力
・良好な通信状態をもたらす１つ以上の中継機の効率的選択による低消費電力
・送信機と中継機との間における効率的電力割り当てによる干渉生成の削減。干渉生成の削減には、総システム容量を増加させることができる２次的利得がある（従来のＭＩＭＯの問題は他のセルからの多元接続干渉（ＭＡＩ）である。ＭＡＩを削減することにより、ＭＩＭＯの利点をより大きくすることができる。）
・良好な通信状態をもたらす１つ以上の中継機の効率的選択による干渉生成の削減
【００８２】
添付する特許請求の範囲により規定する本発明の範囲を逸脱することなく、種々の修正および変更を本発明に為し得ることを、当業者は理解するであろう。
【００８３】
付録：
本発明とドーラの方式との間の性能比較
全ての中継機を送信機と受信機との間の途中に配置し全てが一線上にあり、送信機から受信機までの距離を１に正規化した場合、本発明の方式の容量は次式で表すことができる。
【００８４】
【数１４】
2008530946.tif 000016
ここで、Ｂは総帯域幅、Ｋは中継機数、Ｐｔｏｔは制約電力、αは減衰係数、σ０２＝ｋＢ・Ｔ・Ｂは雑音電力である。ドーラの方式の容量は次式で表すことができる。
【００８５】
【数１５】
2008530946.tif 000017
ここで、ｎ１およびｎ２はそれぞれ送信機アンテナおよび中継機の数である。ドーラの方式について、文献５の数式４および数式５を参照されたい。
【００８６】
２方式を公平に比較するために、ｎ１＝ｎ２＝Ｋ、とすると、数式（２）は以下の式となる。
【００８７】
【数１６】
2008530946.tif 000018
【００８８】
数式（３）を数式（１）と比較すると、ＣＤｏｈｌｅｒ（ｔｏｔ）はＫに関して独立であり、一方、ＣＩｎｖｅｎｔｉｏｎ（ｔｏｔ）はＫに依存することがわかる。図７から、Ｋ＞１であれば、ドーラの方式に対して本発明に明らかな利得があることが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】本発明によるシステムの概要図である。
【図２】本発明による方法の実施形態に関する概略フローチャートである。
【図３】本発明の詳細な実施形態の一部の概略図である。
【図４】本発明による方法の別の詳細な実施形態の概略図である。
【図５】本発明による方法の別の詳細な実施形態の概略図である。
【図６】本発明によるシステムに関する実施形態の概略図である。
【図７】従来技術と比較する場合の本発明の利点を示す図である。
【図８】本発明による中継ノードの空間的分布の概略図である。
【図９】本発明による中継ノードの別の空間的分布の概略図である。
【図１】
2008530946.tif 000019
【図２】
2008530946.tif 000020
【図３】
2008530946.tif 000021
【図４】
2008530946.tif 000022
【図５】
2008530946.tif 000023
【図６】
2008530946.tif 000024
【図７】
2008530946.tif 000025
【図８】
2008530946.tif 000026
【図９】
2008530946.tif 000027
【手続補正書】
【提出日】平成19年4月30日(2007.4.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２つの中継ノードを介して少なくとも１つの受信ノードと通信するための複数のアンテナを有する送信ノードを含む無線通信システムにおける中継配備の方法であって、
前記送信ノードにおいて、データストリームを少なくとも２つのデータサブストリームに区分するステップ（Ｓ１）と、
前記データサブストリームの各々を前記少なくとも２つの中継ノードの各々に対してビーム形成し第１のリンクを介して送信するステップ（Ｓ２）と、
前記少なくとも２つの中継ノードの各々から前記少なくとも１つの受信ノードに、受信したサブストリームの少なくとも１つの回復可能な表現を第２のリンクを介して転送するステップ（Ｓ３）と、
前記データストリームに対応する前記少なくとも１つの受信ノードにおいて、出力信号を形成するためにサブストリームの各々の受信され復号化された回復可能な／損失のない表現を多重化するステップ（Ｓ４）と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記送信ノードにおいて、中継ノードの各々に対応する前記第１および第２のリンクの少なくとも一方のチャネル状態情報を提供するステップ（Ｓ５）を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第２のリンクに対する前記チャネル状態情報は、振幅利得の大きさを含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記第１のリンクに対する前記チャネル状態情報は、位相情報を含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記提供するステップ（Ｓ５）は、前記第１および第２のリンクの双方に対する前記チャネル状態情報を提供することを特徴とする請求項２乃至４の何れか一項に記載の方法。
【請求項６】
少なくとも前記中継ノードの各々の前記第１のリンクに対する受信されたチャネル情報に基づいて、前記送信ノードに対する加重マトリックスを調整するステップ（Ｓ６）を含むことを特徴とする請求項２または４に記載の方法。
【請求項７】
前記少なくとも２つの中継ノードの少なくとも１つの中継ノードは、複数のアンテナを備えることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記送信するステップ（Ｓ２）は、前記少なくとも２つの中継ノードの前記少なくとも１つの中継ノードの複数のアンテナの少なくとも２つに別々のサブストリームを送信することを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記送信するステップ（Ｓ２）は、前記少なくとも２つの中継ノードの前記少なくとも１つの中継ノードの複数のアンテナ素子の数以下のサブストリームを、前記受信信号と共に加重し送信することを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
前記通信システムは、複数の受信ノードを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記複数の受信ノードの少なくとも１つの受信ノードは、複数のアンテナを備えることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記少なくとも２つの中継ノードは、中継ノードが受信したサブストリームの中継ノードの各々における少なくとも１つの表現を直交チャネルを介して前記受信ノードに転送することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
受信した前記第１および第２のリンクに対するチャネル状態情報に基づいて、前記送信機のアンテナと前記中継機との間で利用可能な送信電力を割り当てるステップを含むことを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項１４】
受信した前記第１および第２のリンクの少なくとも一方に対するチャネル状態情報に基づいて、前記サブストリームおよび前記少なくとも２つの中継ノードに利用可能な送信電力を割り当てるステップを含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項１５】
受信した前記第１および第２のリンクの少なくとも一方に対するチャネル状態情報に基づいて、データサブストリームの各々にデータ速度を割り当てるステップを含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項１６】
前記サブストリームおよび前記少なくとも２つの中継ノードに利用可能な送信電力を、データサブストリームの各々にデータ速度を、共に割り当てるステップを含むことを特徴とする請求項１４または１５に記載の方法。
【請求項１７】
目標性能基準を最大化する少なくとも１つの中継局を選択するステップを含むこと特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項１８】
前記目標性能基準は、スループットまたはチャネル容量の一方によるリンク性能基準を含むことを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
受信した前記第１および第２のリンクの少なくとも一方に対する前記チャネル状態情報に基づいて、送信電力、データ速度および中継局の任意の組み合わせを共に選択し割り当てるステップを含むことを特徴とする請求項１３乃至１５、１７の何れか一項に記載の方法。
【請求項２０】
少なくとも２つの中継ノード（Ｒ１；Ｒ２）を介して少なくとも１つの受信ノード（Ｒｘ）とデータストリームを通信することができる少なくとも１つの送信ノード（Ｔｘ）を含む通信システム（１０）であって、
前記送信ノードにおいて、データストリームを複数のデータサブストリームに区分する手段（１１）と、
前記データサブストリームの各々を前記少なくとも２つの中継ノード（Ｒ１；Ｒ２）の各々に対してビーム形成し第１のリンクを介して送信する手段（１２）と、
前記データサブストリームの各々の回復可能な表現を受信し、前記受信ノード（Ｒｘ）に第２のリンクを介して転送する手段（１３；２３）と、
前記データサブストリームの各々の前記回復可能な表現を受信し、送信データストリームに対応する出力信号に多重化する手段（１４）と、
を備えることを特徴とするシステム。
【請求項２１】
さらに、中継ノード（Ｒ１；Ｒ２）の各々および前記受信ノード（Ｒｘ）のための前記第１および第２のリンクの少なくとも一方に関するチャネル状態情報（ＣＳＩ）を前記送信ノード（Ｔｘ）に提供する手段（１５；２５）を備えることを特徴とする請求項２０に記載のシステム（１０）。
【請求項２２】
さらに、提供された前記第１のリンクに対するチャネル状態情報に基づいて前記アンテナ加重マトリックスを調整する手段を備えることを特徴とする請求項２１に記載のシステム。
【請求項２３】
前記第１および第２のリンクの少なくとも一方に対する受信チャネル状態情報に基づいて、前記サブストリームと前記中継機との間で利用可能な送信電力を割り当てる手段を備えることを特徴とする請求項２１に記載のシステム。
【請求項２４】
前記第１および第２のリンクの少なくとも一方に対する受信チャネル状態情報に基づいて、前記サブストリームと前記少なくとも２つの中継ノードとに利用可能な送信電力を割り当てる手段を備えることを特徴とする請求項２１に記載のシステム。
【請求項２５】
受信されたチャネル状態情報に基づいて、データサブストリームの各々にデータ速度を割り当てる手段を備えることを特徴とする請求項２１に記載のシステム。
【請求項２６】
前記複数の送信機アンテナおよび前記少なくとも２つの中継ノードに利用可能な送信電力を、データサブストリームの各々にデータ速度を、共に割り当てる手段を備えることを特徴とする請求項２４または２５に記載のシステム。
【請求項２７】
少なくとも２つの中継ノード（Ｒ１；Ｒ２）を介して少なくとも１つの受信ノード（Ｒｘ）とデータストリームを通信することができる送信ノード（Ｔｘ）であって、
データストリームを少なくとも２つのデータサブストリームに区分する手段（１１）と、
前記少なくとも２つのデータサブストリームの各々を前記少なくとも２つの中継ノードの各々に対してビーム形成し第１のリンクを介して送信する手段（１２）と、
を備えることを特徴とする送信ノード。
【請求項２８】
前記少なくとも２つの中継ノード（Ｒ）との前記第１のリンクと前記中継ノードと前記受信ノード（Ｒｘ）との間の第２のリンクとの少なくとも１つのリンクに関するチャネル状態情報を受信する手段と、
受信された前記第１のリンクに対する前記チャネル状態情報に基づいて前記アンテナ加重マトリックスを調整する手段と、
を備えることを特徴とする請求項２７に記載の送信ノード。
【請求項２９】
無線通信システムにおける中継配備を可能にする中継ノード（Ｒ１；Ｒ２）であって、該システムは少なくとも２つの中継ノードを介して少なくとも１つの受信ノード（Ｒｘ）と通信する複数のアンテナを有する送信ノード（Ｔｘ）とを備え、該中継ノードは、
受信したサブストリームの回復可能な表現を前記少なくとも１つの受信ノード（Ｒｘ）に第２のリンクを介して転送する手段（１３；２３）と、
前記第１および前記第２のリンクの少なくとも一方に対するチャネル状態情報を前記送信ノード（Ｔｘ）に提供する手段（１５；２５）と、
を備えることを特徴とする中継ノード。
【請求項３０】
複数のアンテナを有する送信ノード（Ｔｘ）から少なくとも２つの中継ノード（Ｒ１；Ｒ２）を経由する第１のリンクを介して、区分されたデータストリームを受信することができる受信ノード（Ｒｘ）であって、
前記少なくとも２つの中継ノード（Ｒ１；Ｒ２）の各々から第２のリンクを介して、データサブストリームの少なくとも１つの回復可能な表現を受信する手段（１４）と、
前記送信ノードにおけるデータストリームに対応する出力信号を形成するために受信され復号化された回復可能な表現を多重化する手段（１４）と、
を備えることを特徴とする受信ノード。
【国際調査報告】
2008530946.tif 000028
2008530946.tif 000029
2008530946.tif 000030