(57)【要約】  本発明は、中継通信システムで使用するように構成されている、中継無線ノード及び送信／受信無線ノードの少なくとも一方における、方法及び装置に関するものである。中継ノードは、少なくとも第１送信／受信無線ノード及び第２送信／受信無線ノードと双方向通信を行っており、そして、中継無線ノードは、少なくとも第１データを搬送する第１信号と、少なくとも第２データを搬送する第２信号とを受信する。中継ノードは、第１データ及び第２データと比較すると情報内容が削減された、合同非線形符号化動作によって、少なくとも第１信号と第２信号との簡約表示を生成し（２１５）、そして、その簡約表示を、少なくとも第１通信ノード及び第２通信ノードへ送信する（２２０）。第１送信／受信ノード及び第２送信／受信ノードは、記憶されている先験的な情報を使用して、非線形復号動作（２２５）によって、簡約表示からデータを抽出することができる。
2008527795.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中継通信システムで使用するように構成されている、少なくとも第１送信／受信ノード及び第２送信／受信ノードと双方向通信を行う中継ノードにおける方法であって、
少なくとも第１データを搬送する第１信号と少なくとも第２データを搬送する第２信号とを前記中継ノードで受信する工程と、
前記第１データ及び前記第２データと比較して情報内容が削減された、合同非線形符号化動作によって生成される、少なくとも前記第１信号及び前記第２信号の簡約表示を生成する工程（２１５）と、
前記簡約表示を、少なくとも前記第１送信／受信ノード及び前記第２送信／受信ノードへ送信する工程（２２０）と
を備えることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記第１信号と前記第２信号は、同時に受信される
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１信号と前記第２信号は、該第１信号と該第２信号とが重ね合わされた信号として受信される
ことを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記中継ノードは再生式中継を利用し、前記第１信号に関連付けられている第１データパケットと、前記第２信号に関連付けられている第２データパケットとが抽出され、
前記簡約表示を生成する工程において、前記第１データパケット及び前記第２データパケットに対して作用するビット単位の非線形符号化動作によって、複合データパケットが生成され、
前記送信する工程において、前記複合データパケットが送信される
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記ビット単位の非線形符号化動作は、ＸＯＲ演算である
ことを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記第１データパケット及び前記第２データパケットの内の一方が他方よりも長く、前記データパケットの内の短い方は、前記非線形符号化動作に先立って延長される
ことを特徴とする請求項４または５に記載の方法。
【請求項７】
前記データパケットの内の短い方は、反復符号化によって延長される、または、前記データパケットのＦＥＣ符号化形式によって置き換えられる
ことを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記データパケットの内の短い方は、追加ビットのパディングによって延長される
ことを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記中継ノードは、非再生式中継を利用し、
前記簡約表示を生成する工程において、前記第１信号及び前記第２信号に対して作用するモジュロ演算によって、複合信号が生成され、
前記送信する工程において、前記複合信号が送信される
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
前記第１信号及び前記第２信号は、それぞれ数値で構成され、
前記複合信号の生成は、
前記第１信号を、スカラーもしくはベクトル形式の１つ以上の要素を構成する第１セットへと量子化する工程と、
前記第２信号を、スカラーもしくはベクトル形式の１つ以上の要素を構成する第２セットへと量子化する工程と、
前記第１セットと前記第２セットの両方からの要素に対して合同非線形符号化動作を実行する工程と
を備えることを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記数値は、情報シンボルを示す
ことを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記数値は、ベースバンドサンプルを示す
ことを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記第１信号及び前記第２信号それぞれに関連付けられている前記第１データパケット及び前記第２データパケットの少なくとも一方は、第１ＦＥＣコードワードで符号化され、
前記中継ノードにおいて生成される前記簡約表示の前記複合データパケットは、前記第１ＦＥＣコードワードとは異なる第２ＦＥＣコードワードで符号化される
ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１４】
前記ＦＥＣ符号化の方法は、畳み込み符号、代数符号、ブロック符号、ターボ符号、低密度パリティ符号の内の１つである
ことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記第２ＦＥＣコードワードは、反転可能なＦＥＣコードワードを使用して生成される
ことを特徴とする請求項１３または１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記第１データパケット及び前記第２データパケットの少なくとも一方と前記複合データパケットとの両方について共通の低レートのコードワードが使用され、
異なる第１ＦＥＣコードワード及び前記第２ＦＥＣコードワードは、前記共通のコードワードに異なる区切りを挿入することによって生成される
ことを特徴とする請求項１３または１４に記載の方法。
【請求項１７】
中継通信システムで使用するように構成されている送信／受信ノードであって、少なくとも１つの中継ノードと通信を行い、かつ少なくとも第１データを搬送する少なくとも第１信号を前記中継ノードに送信する送信／受信ノードにおける方法であって、
前記送信された信号と、それが構成されるデータもしくはその表示とを先験的な情報として記憶する工程（２０５）と、
簡約表示の前記第１信号及び少なくとも第２データを搬送する少なくとも第２信号を搬送する受信信号上で、前記第１信号に関連付けられている前記記憶された先験的に既知の情報を利用して非線形復号動作（２２５）を実行する工程であって、それによって前記第２信号を、または前記第２信号に関連付けられている情報内容を抽出する工程と
を備えることを特徴とする方法。
【請求項１８】
前記非線形復号動作は、ビット単位のＸＯＲ演算を備える
ことを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記非線形復号動作は、モジュロ演算を備える
ことを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
前記受信／送信ノードは、また、前記第２信号を別の簡約されていない形式で受信し、
前記非線形復号動作を実行する工程は、更に、前記簡約表示から抽出される前記第２データと、前記簡約されていない受信した第２信号に関連付けられている前記第２データとを合成する動作を含んでいる
ことを特徴とする請求項１７乃至１９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２１】
前記非線形復号動作を実行する工程において、簡約表示の前記第１信号及び少なくとも第２データを搬送する少なくとも第２信号を搬送する前記受信信号と、別の簡約されていない形式の前記第２信号との合成は、最大尤度復号と合同で実行される
ことを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記非線形復号動作を実行する工程は、
第１シーケンスのソフトビット及び第２シーケンスのソフトビットを取得するために、前記簡約表示と前記簡約されていない受信した第２信号とを処理する工程と、
前記第１信号に関連付けられている先験的な知識を使用して前記第１シーケンスのソフトビットを補う工程と、
前記ソフトビットの品質を高めるために、前記補われた第１シーケンスのソフトビットと前記第２シーケンスのソフトビットとを合成する工程と、
結果として得られるシーケンスにハードビットの決定を実行する工程と
を備えることを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【請求項２３】
前記第２信号に関連付けられている第２データパケットは、第１ＦＥＣコードワードで符号化され、
前記簡約表示の前記複合データパケットは、前記第１ＦＥＣコードワードとは異なる第２ＦＥＣコードワードで符号化され、
前記合成において、前記第１ＦＥＣコードワードで符号化された前記データパケットは、前記第２ＦＥＣコードワードで符号化された前記複合データパケットから抽出される、対応するデータパケットの前記情報内容の解釈を拡張するために使用される
ことを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【請求項２４】
中継ノードが少なくとも第１送信／受信ノード及び第２送信／受信ノードと双方向通信を行う、中継通信システムで使用するように構成されている通信方法であって、
（２０５）前記第１送信／受信ノードが、第１データに関連付けられている第１信号を前記中継ノードへ送信し、前記第２送信／受信ノードが、第２データに関連付けられている第２信号を前記中継ノードへ送信し、前記第１ノードと前記第２ノードとが、それらのそれぞれの送信信号、それらの関連付けられているデータ、またはそれらの表示を、それらのそれぞれの先験的な既知の情報の少なくとも一部として記憶する工程と、
（２１０）前記中継ノードが、前記第１信号及び第２信号を受信する工程と、
（２１５）前記中継ノードが、非線形符号化動作を使用して、前記第１信号及び前記第２信号の簡約表示を生成する工程と、
（２２０）前記中継ノードが、前記簡約表示を、前記第１送信／受信ノード及び前記第２送信／受信ノードへ送信する工程と
（２２５）前記第１送信／受信ノードと第２送信／受信ノードの少なくとも１つが、その先験的な既知の情報を使用して、前記簡約表示の非線形復号動作を実行する工程であって、それによって前記第２信号及び前記第１信号の少なくとも一方、あるいは前記第２データ及び前記第１データをそれぞれ抽出する工程と
を備えることを特徴とする方法。
【請求項２５】
前記受信する工程（２１０）において、前記第１信号及び前記第２信号は、同時に受信される
ことを特徴とする請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記受信する工程（２１０）において、前記第１信号及び第２信号は、該第１信号及び該第２信号が重ね合わされた信号として受信される
ことを特徴とする請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記中継ノードは再生式中継を利用し、前記第１信号に関連付けられている第１データパケットと、前記第２信号に関連付けられている第２データパケットとが抽出され、
前記簡約表示を生成する工程（２１５）において、前記第１データパケット及び前記第２データパケットに作用するビット単位の非線形符号化動作によって、複合データパケットが生成され、
前記送信する工程（２２０）において、前記複合データパケットが送信され、
前記第１送信／受信ノードと第２送信／受信ノードの少なくとも１つで、前記非線形復号動作を実行する工程（２２５）において、前記第２信号及び前記第１信号の少なくとも一方を抽出するために、ビット単位の非線形復号動作が利用される、
ことを特徴とする請求項２４乃至２６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２８】
前記ビット単位の非線形符号化動作と前記ビット単位の非線形復号動作とは、ＸＯＲ演算である
ことを特徴とする請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記第１データパケット及び前記第２データパケットの内の１つが他方よりも長く、前記データパケットの内の短い方は、前記非線形符号化動作に先立って延長される
ことを特徴とする請求項２７または２８に記載の方法。
【請求項３０】
前記データパケットの内の短い方は、反復符号化によって延長される、または、前記データパケットのＦＥＣ符号化形式によって置き換えられる
ことを特徴とする請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
前記データパケットの内の短い方は、追加ビットのパディングによって延長される
ことを特徴とする請求項２９に記載の方法。
【請求項３２】
前記中継ノードは非再生式中継を利用し、
前記簡約表示を生成する工程（２１５）において、前記第１信号及び前記第２信号に対して作用するモジュロ演算によって、複合信号が生成され、
前記送信する工程（２２０）において、前記複合信号が送信され、
前記第１送信／受信ノードと第２送信／受信ノードの少なくとも１つで、前記非線形復号動作を実行する工程（２２５）において、前記第２信号及び前記第１信号の少なくとも一方を抽出するために、モジュロ演算が利用される
ことを特徴とする請求項２４乃至２６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３３】
前記第１信号及び前記第２信号は、それぞれ数値で構成され、
前記複合信号の生成は、
前記第１信号を、スカラーもしくはベクトルの形式の１つ以上の要素を構成する第１セットへと量子化する工程と、
前記第２信号を、スカラーもしくはベクトルの形式の１つ以上の要素を構成する第２セットへと量子化する工程と、
前記第１セットと前記第２セットの両方からの要素に対して合同非線形符号化動作を実行する工程と
を備えることを特徴とする請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
前記数値は、情報シンボルを示す
ことを特徴とする請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
前記数値は、ベースバンドサンプルを示す
ことを特徴とする請求項３３に記載の方法。
【請求項３６】
前記第１受信／送信ノードは、また、前記第２信号を別の簡約されていない形式で受信し、及び／または、前記第２受信／送信ノードは、また、前記第１信号を別の簡約されていない形式で受信し
前記非線形復号動作を実行する工程（２２５）は、更に、前記簡約表示の前記信号と、前記簡約されていない受信された第１信号及び第２信号に関連付けられている前記信号とを合成する動作を含んでいる
ことを特徴とする請求項２４乃至３５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３７】
簡約表示を搬送する前記受信信号と、別の簡約されていない形式の前記信号との非線形復号及び合成は、最大尤度復号と合同で実行される
ことを特徴とする請求項３６に記載の方法。
【請求項３８】
前記非線形復号を実行する工程は、
第１シーケンスのソフトビット及び第２シーケンスのソフトビットを取得するために、前記簡約表示と前記簡約されていない受信した信号とを処理する工程と、
前記第１信号もしくは第２信号に関連付けられている先験的な知識を使用して前記第１シーケンスのソフトビットを補う工程と、
前記ソフトビットの品質を高めるためも、前記補われた第１シーケンスのソフトビットと前記第２シーケンスのソフトビットとを合成する工程と、
結果として得られるシーケンスにハードビットの決定を実行する工程と
を備えることを特徴とする請求項３６に記載の方法。
【請求項３９】
前記第１信号及び前記第２信号それぞれに関連付けられている前記第１データパケット及び前記第２データパケットの少なくとも一方は、第１ＦＥＣコードワードで符号化され、
前記中継ノードにおいて生成される前記簡約表示の前記複合データパケットは、前記第１ＦＥＣコードワードとは異なる第２ＦＥＣコードワードで符号化される
ことを特徴とする請求項３６に記載の方法。
【請求項４０】
前記ＦＥＣ符号化の方法は、畳み込み符号、代数符号、ブロック符号、ターボ符号、低密度パリティ符号の内の１つである
ことを特徴とする請求項３９に記載の方法。
【請求項４１】
前記第２ＦＥＣコードワードは、反転可能なＦＥＣコードワードを使用して生成される
ことを特徴とする請求項３９または４０に記載の方法。
【請求項４２】
前記第１データパケット及び前記第２データパケットの少なくとも一方と前記複合データパケットとの両方について共通の低レートのコードワードが使用され、
異なる第１ＦＥＣコードワード及び前記第２ＦＥＣコードワードは、前記共通のコードワードを異なる区切りを挿入することによって生成される
ことを特徴とする請求項３９または４０に記載の方法。
【請求項４３】
前記中継通信システムは、マルチホップシステムであり、
少なくとも第１中継ノードと第２中継ノードとを備えるマルチホップチェーンの中で、前記第１送信／受信ノードは、第１エンドノードであり、前記第２送信／受信ノードは、第２エンドノードである
ことを特徴とする請求項２４乃至４２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項４４】
前記中継ノードの少なくとも１つで、その先験的な情報として、前記第１信号もしくは前記第２信号を、あるいは、前記第１信号及び第２信号に関連付けられている前記第１データもしくは第２データを記憶する工程と、
前記少なくとも１つの中継ノードで、簡約表示を、少なくとも１つの他の中継ノードから受信する工程と、
前記少なくとも１つの中継ノードで、その記憶された先験的な情報を利用して、非線形復号動作を実行する工程と
を更に備えることを特徴とする請求項４３に記載の方法。
【請求項４５】
中継通信システムにおいて、少なくとも第１送信／受信ノード及び第２送信／受信ノードと双方向通信を行うように構成されている中継ノードであって、
送信部（１０１１）と受信部（１０１２）とを備える送信／受信手段（１０１０）と、
信号処理モジュールを介して前記送信部（１０１１）及び前記受信部（１０１２）に接続する、非線形符号化モジュール（１０２５）とを備え、
前記非線形符号化モジュール（１０２５）は、少なくとも第１受信信号及び第２受信信号の簡約表示を、前記第１信号及び第２信号と比較すると情報内容が削減された、合同非線形符号化動作によって生成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。
【請求項４６】
受信チェーン及び前記非線形符号化モジュール（１０２５）に接続し、かつ、前記非線形符号化モジュール（１０２５）によって第２受信信号を用いて実行される非線形符号化動作において検索される第１受信信号を記憶するように構成されている、一時記憶モジュール（１０１５）を更に備える
ことを特徴とする請求項４５に記載の中継ノード。
【請求項４７】
当該中継ノードは、マルチホップ通信において使用されるように構成されていて、
当該中継ノードは、更に、前記受信チェーンに接続し、かつ、受信された簡約表示を非線形復号動作によって復号するように構成される、非線形復号モジュールを備える
ことを特徴とする請求項４５または４６に記載の中継ノード。
【請求項４８】
前記信号処理モジュールは、復調及びＦＥＣ復号モジュール（１０２１）である
ことを特徴とする請求項４５乃至４７のいずれか１項に記載の中継ノード。
【請求項４９】
前記信号処理モジュールは、スケーリングモジュール（１０２２）である
ことを特徴とする請求項４５乃至４７のいずれか１項に記載の中継ノード。
【請求項５０】
中継通信システムにおいて、少なくとも１つの中継ノードを介して少なくとも第２送信／受信ノードと双方向通信を行うように構成されている送信／受信ノードであって、
送信部（９１１）と受信部（９１２）とを備える送信／受信手段（９１０）と、
送信された信号のような先験的な知識を記憶するための記憶モジュール（９１５）と、
前記記憶モジュール（９１５）に接続し、かつ前記記憶モジュール（９１５）から先験的な情報を検索するように構成されている非線形復号モジュール（９２５）とを備え、
前記非線形復号モジュール（９２５）は、前記記憶モジュール（９１５）から検索される先験的な情報を利用して、受信された簡約表示上で非線形復号動作を実行するように構成されている
ことを特徴とする送信／受信ノード。
【請求項５１】
前記受信部（９１２）及び非線形復号モジュール（９２５）に接続する、復調及びＦＥＣ復号モジュール（９２２）と、
前記送信部（９１１）と接続して送信チェーンを形成し、かつ、送信対象のデータパケットを受信するように構成され、かつ、送信対象のデータパケットを前記記憶モジュール（９１５）に提供するように構成されている、変調及びＦＥＣ符号化モジュール（９２１）と
を更に備えることを特徴とする請求項５０に記載の送信／受信ノード。
【請求項５２】
前記非線形復号モジュール（９２５）に接続する、復調及びＦＥＣ復号モジュール（９２４）と、
前記送信部（９１１）に接続して送信チェーンを形成し、かつ、送信対象のデータパケットを受信するように構成され、かつ、送信対象のデータパケットを前記記憶モジュール（９１５）に提供するように構成されている、変調及びＦＥＣ符号化モジュール（９２１）とを更に備え、
前記非線形復号モジュール（９２５）は、前記受信部（９１２）と接続し、かつ前記受信部（９１２）と前記復調及びＦＥＣ復号モジュール（９２４）との間に配置される
ことを特徴とする請求項５０に記載の送信／受信ノード。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、双方向中継を利用する無線通信システムに関するものである。詳細には、本発明に従う方法及び装置は、事前に受信した少なくとも２つのデータパケットからの情報を含んでいる複合データパケットを形成して送信する、中継ノードに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
無線／セルラー通信ネットワーク及びシステムの発展の主な推進力は、多くの他の側面に加えて、通信範囲の拡大やデータ速度の高速化のサポート、あるいはその両方の組み合わせを提供することである。同時に、システムを構築して維持するコスト面も、非常に重要であるし、また、将来は一層その傾向が強まると予想されている。データ速度及び通信距離の少なくとも一方が拡大するにつれて、バッテリ消費量が増えるという問題が、別の関心事項となっている。
【０００３】
最近まで、無線ネットワークの主なトポロジには、既存の３つの世代のセルラーネットワークを含めて、ほとんど変化がない。このトポロジは、ネットワーク内で（無線で）送受信するエンティティとして、固定的な無線基地局（ＢＳ）と移動局（ＭＳ）とを備えるセルラーアーキテクチャを特徴とし、通信は、通常、これらの２つのエンティティのみを介在する。
【０００４】
最近では、他のタイプとして、システムの性能を高めるために中継を利用するタイプのトポロジに、注目が集まっている。最も単純な形態としては、中継システムは、基地局と移動局の中間に置かれ、両方向への送信を反復及び増幅する中継局（ＲＳ）として考えても良い。もう少し高度な中継スキームは、受信信号を復調して復号してから、信号を再符号化して再変調し、それを次の局へ転送する。これは、例えば、基地局の通信範囲を拡大する。更に精巧な中継システム、例えば、国際出願ＷＯ０４１０７６９３に記載されている、共同中継を利用するシステムでは、スループット、電力効率及び容量の少なくとも１つに関して、実質的な性能を向上させることができる。共同中継では、通常、並行して動作する複数の中継局が、２つのエンドノード、例えば、基地局と移動局との間の通信に携わる。
【０００５】
中継志向の通信システムに関連する手法の例として、マルチホップ、もしくは、アドホックネットワークが挙げられるが、これは一般に、無線というシナリオにおいて、通信が、情報を１つ以上の着信局へ転送する複数の送受信エンティティを介在する。そのようなシステムは、通信（中継）局間の経路損失を大幅に減少させる可能性をもたらし、それがエンドツーエンド（ＥＴＥ）のユーザに貢献する可能性がある。多くの側面で違いはあるが、中継による高度セルラーシステムとマルチホップシステムとは、エンドツーエンドのユーザ間で少なくとも２つのホップで情報を中継するという概念を共有する。
【０００６】
中継を利用するノード間の古典的な通信では、一般に中継局からの送信は、連続するタイムスロットのような直交リソースを介して、データパケットを異なるノードに送信することによって機能する。中継局を介在する通信の基本的な先行技術のスキームは、図１ａに示す４フェーズのプロトコルとして考えることができ、ここで（１）から（４）までは、異なる時刻インスタンスを示している。エンドノードｖ1及びｖ2、例えば、基地局１０５及び移動局１１０は、第３ノードｖ3、即ち、中継局１１５を経由して、双方向通信を行っている。第１フェーズ（１）において基地局１０５は信号Ｓ1を中継局１１５へ送信し、第２フェーズにおいて中継局１１５は受信信号Ｓ1を移動局１１０へ送信する。同様に、中継局１１５は、信号Ｓ2を逆方向に送信する、即ち、第３フェーズで信号Ｓ2を移動局１１０から受信して第４フェーズでそれを基地局１０５へ送信する。４つのフェーズの順序は一例であって、いくつか入れ替えることもできる。中継局１１５によって実行される送信は、単純な増幅もしくは転送であっても良いし、あるいは、信号が復号され、再変調され、そして転送されても良い。前者は、増幅転送法（amplify-and-forward）または非再生式中継方式（non-regenerative relaying）として知られ、他方、後者は、復号転送法（decode-and-forward）または再生式中継方式（non-regenerative relaying）として知られている。非再生式中継方式も再生式中継方式も共に、例えば、それぞれ従来型のマルチホッピング及びリピータのソリューションにおいて、よく知られている。２つの方式の様々な態様について、ＷＯ０４１０７６９３の中で取り組みが行われている。送信が再生式であるか非再生式であるかを問わず、従来型の中継の概念は、双方向トラフィックについて少なくとも４つの別個の送信を含んでいる。
【０００７】
４つのフェーズを必要とする従来型の中継プロトコルに対する改良が、米国特許第５５９６４３９号に開示されている。この方法は、スループットを高めるために、送信局の先験的な（priori）既知情報を利用する。詳細には、米国特許第５５９６４３９号は、双方向３ノード衛星通信ネットワークにおいて、先験的に既知である自己生成情報のアナログ的及び線形的な干渉除去の方法を教示する。この概念は、図１ｂに示されるように、中間にある中継局を通じて情報を交換する２つのノードを介在する。第１ノードｖ1１０５は第１信号Ｓ1を送信し、自身が送信した信号Ｓ1（１）を記憶する。第２ノードｖ2１１０は、自身の信号Ｓ2（２）を送信して記憶する。中間のノードｖ3、即ち、中継ノード１１５は、両方の信号を受信すると、第１ノードｖ1と第２ノードｖ2の両方に対して信号Ｓ1とＳ2とを同時に送信する。それぞれの先験的に既知の情報、即ち、自身が送信した信号を使用して、第１ノードは、復調の前に、Ｓ1を除去してＳ2を抽出し、第２ノードは、復調の前に、Ｓ2を除去してＳ1を抽出する。このようにして、第１ノードは適切にＳ2を復号し、第２ノードは適切にＳ1を復号してもよく、しかも、従来型の中継プロトコルと比べて送信回数は少なくて済む。第１ノード及び第２ノードからの第１送信が同時である場合、中間ノードｖ3１１５は、重ね合わされた信号を両方のノードから受信し、その後、それを中継しても良い。両方のノードは重ね合わされた信号を受信できるため、除去する目的で位相、遅延、振幅を適切に調整することによって、先験的に既知の信号によっても生じる干渉を差し引いても良い。それによって、わずかのみの２フェーズのプロトコルが提案される。
【０００８】
上述で記載される方法及び装置は、従来型の４フェーズのスキームに比べれば向上をもたらしている。しかしながら、先行技術における先験的な情報は最適な方法で利用されておらず、また、例えば、通信範囲やデータ速度の拡大に対する高まる需要に対応するには、送信電力におけるさらなる利得及びスループットの増加の少なくとも一方が必要である。
【０００９】
明らかに、無線通信システムに適合している改良型双方向中継方法が必要とされている。
【００１０】
本発明の目的は、従来技術の欠点を解消する方法及び装置を提供することである。これは、請求項１で定義される中継ノードにおける方法と、請求項１７で定義される送信／受信ノードにおける方法と、請求項４５で定義される中継ノードと、及び請求項５０で定義される送信／受信ノードとによって達成される。
【００１１】
本発明では、媒体本来のブロードキャスト性が利用される。本発明に従えば、情報は中継ノードにおいて非線形符号化され、これに対応して、その情報は受信ノードにおいて非線形復号される。非線形復号では、記憶されている先験的な情報が利用される。この先験的な情報は、「自身で生成した」情報であっても良いが、また、「受信して転送した」及び「偶然聞いた（overheard）」情報を利用することも可能である。上述の先行技術のように、単純な重ね合わせによる非線形符号化／復号の利点は、送信電力、あるいはそれと同等のエネルギーを削減できることである。
【００１２】
本発明に従う方法は、中継システムに適用可能であり、ここで、中継ノードは、少なくとも第１送信／受信無線ノード及び第２送信／受信無線ノードと双方向通信を行うものであり、この方法は、
第１送信／受信ノードが、第１データに関連付けられている第１信号を中継ノードへ送信し、第２送信／受信ノードが、第２データに関連付けられている第２信号を中継ノードへ送信し、第１ノードと第２ノードが、それぞれの送信された信号、それらに関連付けられているデータもしくはその表示を、少なくともそれらの各々の先験的な既知情報の一部として記憶する工程と、
中継ノードが、第１信号及び第２信号を受信する工程と、
中継ノードが、非線形符号化動作を使用して、第１信号及び第２信号の簡約表示を生成する工程と、
中継ノードが、簡約表示を第１無線ノード及び第２無線ノードへ送信する工程と、
第１送信／受信ノード及び第２送信／受信ノードが、その先験的な既知情報を使用して、簡約表示の非線形復号動作を実行し、それによって第２信号及び第１信号、もしくは第２データ及び第１データをそれぞれ抽出する工程と
を含んでいる。
【００１３】
本発明の一実施形態では、２つのデジタルデータシーケンスについて非線形符号化及び復号（ＸＯＲ演算）が実行され、２つのデジタルデータシーケンスから結果として得られる非線形符号化シーケンスは、送信される場合に、前方誤り訂正符号を使用して符号化される。これによって、低複雑性の符号化及び復号が可能になり、従って、電力あるいはそれと同等のエネルギーの利用を削減するという利点をもたらすと同時に、低コストが可能になる。
【００１４】
本発明の別の実施形態では、２つの複素ベースバンド信号について、非線形符号化及び復号が実行される。これによっても、主として電力あるいはそれと同等のエネルギーの利用の削減が可能になるが、それと共に、ベースバンド信号が相互に適合するように送信持続時間を調整する際に柔軟性が増すという効果もある。
【００１５】
本発明の方法及び装置のおかげで、送信電力あるいは送信エネルギーは、中継ノードにおいてほぼ最適に利用することが可能であり、従って、受信ノードでの受信信号の信号対雑音比（ＳＮＲ）に影響を与える。このことは、システムの全体としてのスループットを増加させる、あるいは、使用電力を削減することができるという点で、この利得を生かすことが可能である。
【００１６】
本発明の１つの利点は、エンドノード（受信モードにおける相手側エンドノード）から直接受信されるエネルギーを効率よく利用できるということである。特に、この信号は、通信パフォーマンス、例えば、スループットや電力／エネルギー効率を向上するために、中継された信号と共に利用することができる。
【００１７】
本発明の更なる利点は、この方法及び装置は、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）、複数入力複数出力（ＭＩＭＯ）、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）、空間分割多元接続（ＳＤＭＡ）、共同中継、そして適応ビーム形成を含んでいるが、それらに限定されない、多様な送信技術を使用するシステムに採用することができる。
【００１８】
本発明の実施形態は、従属請求項で定義される。本発明の他の目的、利点、新規機能は、添付の図面及び請求項に関連して考慮される場合には、本発明の以下の詳細説明から明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
従来型の４フェーズの方法は、図１を参照して説明されるように、双方向中継システムの受信ノード内で干渉除去のために先験的な既知の情報を使用することによって、向上する可能性がある。しかしながら、典型的な無線セルラーネットワークもしくは無線マルチホップネットワーク等で、媒体がブロードキャストタイプであるシステムでは、チャネルのブロードキャスト特性は、提案されている方法及び装置によって最適に利用されていない。特に、
−送信電力あるいはエネルギーは、中継ノードにおいて最適に利用されていないため、受信局での干渉除去の後で受信信号の信号対雑音比（ＳＮＲ）に影響を与える。
【００２０】
−エンドノード局（受信モードにおける相手側エンドノード）から直接受信されるエネルギーが、最適に利用されていない。特に、この信号は、中継信号と共に最適に利用されていない。
【００２１】
−以前より提案されている方法に必要とされる受信機が、複雑である。
【００２２】
本発明は、ブロードキャストに似た特性を持つチャネルにおいて、よりエネルギー利用効率の良い通信を提供する。一例として、２つのノード間の双方向通信に対して、１つの中継ノード（群）を介在させるものがある。２つのノードは、固定的な中継局を利用する、２つのエンドノード、例えば、セルラーシステムにおける基地局と移動局であっても良い。あるいは、２つのノードは、マルチホップネットワーク内の送信チェーンの中の連続するノードであっても良い。この場合、関係するすべてのノードは、移動局と、時間と共に変化する送信チェーンであっても良い。簡潔にするために、本発明に従う方法及び装置は、限定的でない例であることが意図されているが、主にセルラーシステムを参照して説明されている。但し、本発明は、例えば、マルチホップネットワークあるいは（帰路）マイクロ波リンクのチェーンを通じたマルチホップの場合のように、双方向中継が発生する可能性があるあらゆるシステムに同様に大いに適しているけれども、本明細書ではこれ以降、中継通信システムという用語は、例えば、マルチホップ、アドホックネットワーク、メッシュネットワーク、共同中継等、任意の形式の中継を利用するすべてのシステムを包含することを意図している。
【００２３】
ノードもしくは無線ノードという用語は、広義に解釈されるべきであり、無線通信が可能であり、かつ無線通信システムの中で使用される標準に準拠している任意の装置は、ノードとみなすことができる。通常、無線ノードはデータパケットを送信することと受信することとが可能であり、それをそれぞれ送信動作及び受信動作と呼ぶことにし、送信／受信ノードとは、送信／受信動作をしているノードを意味する。ノードには、それらに限定されることなく、無線基地局、中継局、移動局、ラップトップコンピュータ、無線通信手段を備えるＰＤＡ、無線通信手段を備える車両及び機器を含んでいる。中継ノードという用語は、本明細書ではこれ以降、中継動作をしているノードのことを言う。それは専用の中継ノードであっても良いし、また、中継動作モードにある送信／受信ノードであっても良い。
【００２４】
本発明の装置及び方法を利用する通信システムにおいて、２つのノードｖ1及びｖ2が中継ノードｖ3を介して通信を行っている。第１ノードｖ1は、少なくとも第１データを含んでいる第１信号を中継ノードｖ3へ送信し、第２ノードｖ2は、少なくとも第２データを含んでいる第２信号を中継ノードｖ3へ送信する。第１ノード及び第２ノードは、それぞれが送信した信号を、または、含まれたデータもしくは情報内容もしくはその表示（representation）を、それぞれの先験的な情報として記憶する。中継ノードは、両方のノードｖ1及びｖ2から第１及び第２信号を受信する。受信信号は、同時に受信されても良いし、別の時に受信されても良い。中継ノードは、受信した少なくとも２つの信号から、元の信号と比べると情報内容が簡約された、簡約表示（reduced representation）を形成する。簡約表示の形成においては、非線形符号化動作が利用される。非線形符号化動作は、第１及び第２信号に作用しても良いし、それらの信号の中に含まれる第１及び第２データでも、第１及び第２信号が重ね合わされた１つの信号でも、あるいはそれらの組み合わせに対して作用しても良い。簡約表示は、その後、中継ノードｖ3によってノードｖ1及びｖ2へ送信される。非線形符号化は、簡約表示を受信するノードｖ1及びｖ2の両方が、自身が以前に送信した信号もしくはデータの先験的な既知の情報を利用することによって、自身を着信先とするデータを復号できることを保証するように設計されている。受信ノードにおける復号プロセスは、対応する非線形符号化処理を利用する。
【００２５】
本願において、非線形符号化は、ｎ＝［１，Ｎ］でありＮがシンボルの数であるとき、スカラーａ及びｂで乗じた２つのシーケンスＳ1（ｎ）及びＳ2（ｎ）が、次式を満たすような特性を持つ関数ｆによる、数学的動作として定義される。
【００２６】
2008527795.tif 000003
【００２７】
複素信号で演算する場合、実数部分と虚数部分は、別々に処理されても良い。
【００２８】
通信システムにおいて一般に使用される他のタイプの符号化／復号、例えば、前方誤り訂正（ＦＥＣ）は、本発明の非線形符号化／復号によって置き換えられないことに注意されたい。一方、本発明に従う非線形符号化は、スループットや送信の信頼性を向上させるために使用される一般的な対策、例えば、符号化、適応変調、チェックサム、再送信等と関連させて、効果的に使用されても良い。
【００２９】
基本的な成果は、従来型の４フェーズのプロトコルに比べて、送信回数を減らすことができるということである。先行技術の干渉除去方法である米国特許第５５９６４３９号に比べると、本発明に従う方法は、中継局のピーク送信電力及び平均送信電力を著しく削減することが可能になり、例えば、同一かつ固定された時間での送信に対し、中継局のピーク送信電力はおよそ６ｄＢ、そして平均送信電力はおよそ３ｄＢ削減される。
【００３０】
本発明に従う方法の基本動作について、図２のフローチャートと図３の概略送信スキームを参照て説明する。ここで、第１ノード３０５（ノードｖ1）、例えば、基地局３０５は、第２ノード（ノードｖ2）、例えば、移動局３１０と、中継ノード（ノードｖ3）である中継局３１５を介して通信を行っている。本発明の方法は、中継器（群）として動作する１つ以上のノード（群）を介する、任意の２つの通信ノードの間に適用することができる。本明細書でこれ以降使用される「データパケットの送信」という用語は、変調、前方誤り訂正（ＦＥＣ）及び巡回冗長検査（ＣＲＣ）のような、最先端の通信技術を送信時に使用することを含んでいる。データパケットの受信は、対応する最先端の通信方法、例えば、復調、ＦＥＣ復号等を含んでいる。この方法は、以下のステップを備えている。
【００３１】
２０５：第１ノードｖ1は、第２ノードｖ2行きと指定された第１データＤ1を含んでいる第１信号Ｓ1を、中継ノードｖ3を介して送信する。また、第２ノードｖ2は、第１ノードｖ1行きと指定された第２データＤ2を含んでいる第２信号Ｓ2を、第３ノードｖ3を介して送信する。第１ノードｖ1と第２ノードｖ2とは、その各々の送信されたデータＤ1及びＤ2、信号Ｓ1及びＳ2、あるいはその表示を、それらの各々の先験的に既知の情報の少なくとも一部として記憶する。送信は、続いて起こっても良いし、同時でも良い。
【００３２】
２１０：中継ノードｖ3は、信号Ｓ1及びＳ2を受信する。あるいは、第１ノードと第２ノードからの送信が同時である（そして、直交でない）場合、両方の信号Ｓ1及びＳ2を重ね合わせた信号が受信されても良い。再生式中継が使用される場合、データＤ1及びＤ2が、通常はＦＥＣ復号及び復調動作を含めて、抽出される。非再生式中継が使用される場合、中継ノードｖ3は、信号からデータを抽出せず、その代わりに、スケーリング、及び可能なら位相回転動作が実行されても良い。
【００３３】
２１５：中継ノードｖ3は、非線形符号化動作を使用することによって、簡約表示Ｓrを形成する。非線形符号化動作は、例えば、非再生式中継が使用される場合、第１及び第２信号上で実行されても良い。あるいは、非線形符号化動作は、信号内に含まれる第１及び第２データＤ1及びＤ2上のビット単位の動作として実行されても良い。簡約表示は、更に処理されて、例えば、ＣＲＣ及びＦＥＣで修正されて、送信前にヘッダが提供されても良い。
【００３４】
２２０：中継ノードｖ3は、簡約表示を第１ノードｖ1へ、そして第２ノードｖ2へ送信する。
【００３５】
２２５：第１ノードｖ1は、Ｄ1の表示を含んでいる先験的な既知の情報を使用して、簡約表示の非線形復号動作を実行して、Ｄ2を抽出する。第２ノードｖ2は、Ｄ2の表示を含んでいる先験的な既知の情報を使用して、簡約表示の非線形復号動作を実行して、Ｄ1を抽出する。
【００３６】
非線形符号化動作を信号レベルで動作させるのが好適であるのか、それともデータパケットレベルで動作させるのが好適であるかによって、非線形符号化動作の実施は異なることになる。これについて、以下で説明する本発明の実施形態の中で例示する。
【００３７】
上述したステップによる本発明の基本動作は、３フェーズプロトコル及び２フェーズプロトコルの両方において適用可能である。
【００３８】
３フェーズシナリオにおいて、情報は、第１ノードｖ1及び第２ノードｖ2から中継ノードｖ3によって連続して受信される。これは、図３において、実線矢印Ｄ1及びＤ2で示されている。それゆえ、図２を参照して説明されるフローチャートは、以下に従って修正されても良い。
【００３９】
２０５：１  第１ノードｖ1は、第２ノードｖ2行きと指定された第１データＤ1を含んでいる第１信号Ｓ1を、中継ノードｖ3経由で送信する。第１ノードｖ1は、送信されたデータＤ1、信号Ｓ1もしくはその表示を、少なくともその先験的に既知の情報の一部として記憶する。
【００４０】
２１０：１  中継ノードｖ3は、第１信号Ｓ1を受信し、その信号もしくはデータＤ1もしくはその表示を記憶する。
【００４１】
２０５：２  第２ノードｖ2は、第１ノードｖ1行きと指定された第２データＤ2を含んでいる第２信号Ｓ2を、第３ノードｖ3経由で送信する。第２ノードｖ2は、送信されたデータＤ2もしくは信号Ｓ2もしくはその表示を、少なくともその先験的に既知の情報の一部として記憶する。
【００４２】
２１０：２  中継ノードｖ3は、第２信号Ｓ2を受信し、その信号もしくはデータＤ2もしくはその表示を記憶する。
【００４３】
図３の点線矢印で示されている２フェーズシナリオにおいて、情報は第１ノードｖ1及び第２ノードｖ2から同時に受信される。これは、例えば、周波数分割多重化を介して、または、同一のチャネルが使用されることによって実現されても良い。前者の場合、中継ノードは、受信ステップ２１０において、受信を容易に分離できるが、他方、後者の場合には、分離はより複雑となる。当該技術分野において知られる１つの方法は、マルチユーザ検出を使用することである。別の選択肢は、信号の分離を完全に回避することである。分離が実行されない場合には、非線形符号化動作、即ち、ステップ２１５は、例えば、モジュロに基づく演算を使用することによって、２つの信号の重ね合わせを処理することに応じるように設計されていなければならない（適切なモジュロ演算については、下記で詳細に説明する）。いずれにしても、第１ノードｖ1も第２ノードｖ2も両方とも、中継ノードから受信した情報を復号するために、送信されたものについての先験的な情報を利用する。
【００４４】
先験的に既知の情報は、各ノードで生成されたデータ（Ｄ1及びＤ2）、即ち、「自身で生成した」と記載されても良い情報を含んでいることが望ましい。あるいは、もしくは上記と組み合わせて、先験的に既知の情報は、「受信されて転送された情報」及び「偶然聞いた情報」を含んでいても良い。前者は、ノードが例えば、マルチホップチェーンの一部となっているため、指定されたノードへそのデータが更に転送されるためにノードが受信しているデータである。後者は、１つのノードに指定されたデータであるが、別のノードが受信して復号することができたデータである。本発明に従えば、発信元を問わず、先験的に既知の情報は、受信したデータパケットを復号する際に後で使用することを可能にするために、ノードによって記憶される。例えば、非再生式中継においては、先験的な既知の情報を別の形で、例えば、変調され、かつ、ＦＥＣ符号化されたベースバンド信号の形で使用する方が実際的である可能性があることに注意されたい。
【００４５】
本発明の別の実施形態では、基地局は、２つの通信する移動局間の中継ノードとして動作する。
【００４６】
本発明は、図２及び図３を参照して、一般にセルラー通信システムにおいて可能性のあるシナリオに相当する、３つのノードのシナリオで説明している。しかしながら、本発明は、３つのノードのスキーム、もしくは２ホップのスキームに限定されるものではない。逆に、本発明は、複数の中継ノードを利用する、マルチホップスキームにおいても同様に、十分に機能する。マルチホップシステムにおいて利用された本発明が、図４で概略的に示される。２つのエンドノード、即ち、ノードｖ1及びノードｖ2は、中間にある中継ノードｖ3、ｖ4及びｖ5を経由して双方向トラフィックを行っている。特定のステップの中での２つのノードからの送信は、同時である必要はない。この方法のステップは、以下を含んでいる。
【００４７】
４０５：ノードｖ1は、第１データＤ1(1)を含んでいる第１信号Ｓ1(1)を送信し、ノードｖ2は、第１データＤ2(1)を含んでいる第２信号Ｓ2(1)を送信する。
【００４８】
４１０：データＤ1(1)及びＤ2(1)、もしくはデータＤ1(1)及びＤ2(1)を含んでいる信号Ｓ1(1)及びＳ2(1)は、それぞれノードｖ3及びｖ5によって受信され、（それぞれの先験的な情報として）記憶される。
【００４９】
４１５：ノードｖ3及びｖ5は、Ｄ1(1)及びＤ2(1)、もしくはＳ1(1)及びＳ2(1)を、それぞれ転送する。
【００５０】
４２０：ノードｖ4は、データＤ1(1)及びＤ2(1)、もしくはデータＤ1(1)及びＤ2(1)を含んでいる信号Ｓ1(1)及びＳ2(1)を受信して記憶する。
【００５１】
４２５：ノードｖ4は、非線形符号化動作によって、第１簡約表示Ｓr1を、データＤ1(1)及びＤ2(1)上に、もしくはデータＤ1(1)及びＤ2(1)を含んでいる信号Ｓ1(1)及びＳ2(1)上に形成する。
【００５２】
４３０：ノードｖ4は、第１簡約表示Ｓr1を、ノードｖ3及びｖ5へ送信する。
【００５３】
４３５：ノードｖ3及びｖ5は、非線形復号動作においてそれらの各々の先験的な既知の情報を使用して、受信した簡約表示からＤ2(1)及びＤ1(1)、もしくはデータＤ1(1)及びＤ2(1)を含んでいる信号Ｓ2及びＳ1をそれぞれ抽出する。
【００５４】
４４０：オプションで、ノードｖ3及びｖ5は、抽出したＤ2(1)及びＤ1(1)もしくは信号Ｓ2及びＳ1を、さらなる利用に備えて記憶する。
【００５５】
４４５：データパケットＤ2(1)及びＤ1(1)は、それらの各々のエンドノードであるｖ1及びｖ2へ向かって転送される。あるいは、簡約表示Ｓr1が、復号されずに、即ち、非再生式中継によって、転送される。
【００５６】
双方向トラフィックシナリオにおいて、エンドノードｖ1及びｖ2から、より多くのデータパケットが送信される場合、本発明の原理は、通信を更に強化するために利用されても良い。この実施形態において、ステップ４４５は、ステップ４５０−４７０に置き換えられる。
【００５７】
４５０：ノードｖ1は、さらなる第１データＤ1(2)を含んでいるさらなる第１信号Ｓ1(2)を送信し、ノードｖ2は、さらなる第２データＤ2(2)を含んでいるさらなる第２信号Ｓ2(2)を送信し、データの表示がそれぞれのノードによって（それらの各々の先験的な情報として）記憶される。
【００５８】
４５５：信号が受信され、信号Ｓ1(2)及びＳ2(2)もしくはデータＤ1(2)及びＤ2(2)は、ノードｖ3及びｖ5によってそれぞれ記憶される。
【００５９】
４６０：ノードｖ3は、非線形符号化動作によって、データＤ1(2)及びＤ2(1)上に、もしくは信号Ｓ1(2)及びＳ2(2)上に、第２簡約表示Ｓr2を形成する。ノードｖ5は、非線形符号化動作によって、データＤ1(1)及びＤ2(2)上に、もしくは信号Ｓ1(1)及びＳ2(2)上に、第３簡約表示Ｓr3を形成する。
【００６０】
４６５：ノードｖ3は、第２簡約表示Ｓr2を、ノードｖ1及びｖ4へ送信する。ノードｖ5は、第３簡約表示Ｓr3を、ノードｖ2及びｖ4へ送信する。
【００６１】
４７０：ノードｖ1及びｖ2は、非線形復号動作と、それらのそれぞれの記憶された先験的な情報とデータＤ1(2)及びＤ2(2)もしくは信号Ｓ1(1)及びＳ2(2)とを使用して、第２簡約表示Ｓr2及び第３簡約表示Ｓr3から、それぞれ、データＤ2(1)及びＤ1(1)もしくは信号Ｓ2(1)及びＳ1(1)を、抽出する。ノードｖ4は、Ｄ1(2)及びＤ2(2)もしくはＳ1(2)及びＳ2(2)を、別個の送信の形式、あるいは、新たな簡約表示の形式のいずれか一方でそれぞれの方向へ転送するために、第３及び第２簡約表示とその先験的な情報であるＤ2(1)及びＤ1(1)とを利用する。
【００６２】
上記のスキームは、当業者によって理解されるように、多数の中間ノードとより多くのデータパケットに拡張することができる。例えば、ステップ４１５及び４５０における送信は、簡潔にするため、図においては同時であるとして示している。１つの中継ノードによる前述の実施形態と同様に、これらの送信は連続的であっても良いし同時であっても良い。マルチホップシナリオ、特に、上記の例よりも更に多くのノードが関与している場合には、データパケットまたは信号をどのようにして複合パケットへと合成できるかについては、多様な選択肢が生じるであろう。データパケット／信号の正確な合成に関して説明されるマルチホップ処理は、限定的でない例とみなされるべきである。
【００６３】
この双方向マルチホップの方法のパフォーマンスによって、従来型のマルチホップスキームに比べて、電力あるいはエネルギー消費を増やさずに、スループットを２倍に高めることができる。
【００６４】
図２、３、及び４に関して記載したように、中継ノードにおける非線形符号化動作及び受信ノードにおける非線形復号動作は、本発明の多様な実施形態を示す、いくつかの方法で実行することができる。図示の実施形態は、簡潔にするため、図３を参照して説明したように、主に３つのノードによるシナリオで説明されている。しかしながら、実施形態は、一般に、３つのノードあるいは２つのホップのスキームに限定されるものではなく、複数の中継ノードを利用するマルチホップスキームにおいても同様に十分に機能するであろう。
【００６５】
非線形符号化はどのようにして行われるかということに影響する可能性がある、高レベルの態様の例は、以下を含んでいるが、それらに限定されない。
【００６６】
ノードｖ1及びｖ2からの（中継器での）同時／連続受信。
【００６７】
上述のように、複数の信号が、中継ノードｖ3によって同時に受信されても良いし、連続して受信されても良い。連続受信は分離することが容易であり、かつ個別に符号化することも容易である。同時に受信した信号は、マルチユーザ検出器によって分離することができ、かつ符号化の際に別々に扱うことができる。あるいは、同時に受信した信号は、合同で符号化することができる。周波数もしくは時間領域における多重化に基づいて、区別することもできる。ＭＵＤに基づく分離とは別に、任意の直交符号化シーケンスは分離が容易である。
【００６８】
非線形符号化は、ＦＥＣ復号／非復号データに対して動作する。
【００６９】
非線形符号化は、異なるフォーマットの信号について動作することができる。例えば、受信された信号は、復調されていても良いし、ＦＥＣ（前方誤り訂正）復号されても良いし、または（復調されず、ＦＥＣ）復号されないままであっても良い。復号されていない情報は、通常、複素ベースバンド信号である。非復号信号を所望の形態にするためには、線形処理、例えば、スケーリング、位相回転、離散型フーリエ変換もしくは高速フーリエ変換等が、ベースバンド信号もしくはＲＦ信号について実行される必要があるかもしれない。
【００７０】
非線形符号化は、ハードビット（hard bits）もしくはソフトビット（soft bits）に対して動作する。
【００７１】
ＦＥＣ復号器は、一般にハードビットもしくはソフトビットを提供することができる。ノードｖ1及びノードｖ2から受信されたデータパケットがＦＥＣ復号されている場合、非線形復号は、それに従って調整される必要がある。ソフトビットを考慮する非線形符号化は、一般に、ハードビットを扱うより複雑である。しかしながら、ハードビットに誤りがある場合、パフォーマンスに悪影響が出るであろう。
【００７２】
非線形符号化が、所望のサイズのサブベクトルに対して動作する。
【００７３】
複素シンボルもしくはビットのベクトルが、ノードｖ1及びノードｖ2から受信される。ベクトルは、１つ以上のサブベクトルに分割することができ、それに対して非線形符号化（及びその後の復号）が実行される。極端な場合、サブベクトルが単一の要素だけを含んでいること、即ち、サブベクトルがスカラーになることがある。
【００７４】
共同中継／従来型中継のサポート。
【００７５】
従来型中継では、単一の中継器がデータを転送し、その他の信号経路は利用されない。共同中継では、データパケットに対応する信号は、１つだけでなく複数の経路を採用しても良い。例えば、ノードｖ2は、信号を直接ノードｖ1へ送信するが、その信号は中継ノードｖ3を介して転送され、それによって、受信側エンドノードにおける新たな合成による方法も可能になる。もう１つの共同中継ソリューションは、同一のデータを転送する複数の中継器を使用する。合成のための符号化の各種の方法及び合成のためのプロセスが採用されても良い。「合成」という用語は、本願においては広義な解釈が与えられるべきであり、１つの信号経路に関連付けられているデータもしくは信号が、別の経路のデータ／信号を向上させるために使用される、すべてのプロセスを包含することが意図される。フォーマット、例えば、信号の符号化は、異なる経路については異なっていても良いことに注意されたい。共同中継の意図は、下記の目的、即ち、ダイバーシティ（低信号対雑音比時のロバスト性及び動作を提供する）の導入、指向性（信号対雑音比を向上させる）の導入、空間的多重化利得（周波数効率を高める）の導入のうち、１つ以上を達成することである。増分冗長性の態様は、共同中継の一部であっても良い。
【００７６】
データパケットの非線形符号化の後／前にＦＥＣ符号化が実行される。
【００７７】
ＦＥＣ符号化は、合同で非線形符号化されたデータである複合データパケットについて行われることが好ましい。あるいは、ＦＥＣ符号化は、非線形符号化より前に、各データパケットについて、例えば、個々のデータパケットＤ1及びＤ2に対して個別に行われても良い。
【００７８】
上述で例示した状態に対処する複数の実施例を提示する。説明に添付している図面において、通信リンクは、ベースバンドを経由して通信するように概略的に図示されていることに注意されたい。実際には、信号は送信器で無線周波数に置き換えられ、受信器でベースバンドに置き戻される。また、受信機及び送信器は、共通して使用される各種の線形動作、例えば、増幅、位相調整、高速フーリエ変換等を実行することができる。
【００７９】
再生式中継（符号化へのハードビット入力を伴う）
本発明の一実施形態を示す第１実施形態において、図５ａに概略的に示されるように、ノードｖ1、ｖ2及び中継ノードｖ3の３つのノードが通信に関与している。中継ノードｖ3が自身の受信信号を復号し、その信号によって搬送されるデータパケットを抽出することを特徴とする、再生式中継が利用される。先行技術の中継シナリオである図１において、処理は、データパケットＤ1をｖ1からｖ3へｖ2へと送信し、次いでデータパケットＤ2をｖ2からｖ3へｖ1へと送信することになる。本発明に従えば、図２及び図３を参照して説明されるように、ノードｖ1は第１データパケットＤ1をｖ3へ送信し、ｖ2は第２データパケットＤ2をｖ3へ送信する。次いで中継ノードｖ3は、両方のデータパケットを統合して１つの複合データパケット
【００８０】
2008527795.tif 000004
【００８１】
へと符号化することによって、簡約表示を形成し、その後、それをｖ1及びｖ2の両方へと同時に送信する。この実施形態に従えば、符号化はビット単位の演算であり、好ましくは、ビット単位のＸＯＲ、即ち、
【００８２】
2008527795.tif 000005
【００８３】
であることが望ましい。従って、ノードｖ1は、演算
【００８４】
2008527795.tif 000006
【００８５】
によってノードｖ2からのデータを復号しても良いし、同様に、ノードｖ2は
【００８６】
2008527795.tif 000007
【００８７】
演算によってノードｖ1からのデータを復号する。従って、ノードｖ3からの２回の送信の代わりに１回のみの送信が使用されるが、同一の量のデータが、（最悪）１回の送信の場合と同一のエネルギー消費で転送される。
【００８８】
非線形符号化、例えば、ＸＯＲは、多様なレベルで発生しても良い。それがペイロードデータレベルに対するものであって、引き続き、複合データパケットの一般的なＦＥＣ符号化が行われる場合であっても良い。この選択肢は、受信側のノード（ｖ1及びｖ2）に余分な複雑性を追加しないという利点がある。あるいは、データパケットＤ1及びＤ2は、まずＦＥＣ符号化され、次いでＸＯＲが行われる。これは、ＦＥＣ復号プロセスの前に非線形符号化が実行されてはならない、あるいは、ＦＥＣ復号プロセスの際に非線形符号化を考慮に入れなければならないことから、より複雑な受信器を必要とする。
【００８９】
図５ａで図示される実装において、データパケットＤ1及びＤ2は、それぞれノードｖ1及びｖ2からの送信に先立って、ＦＥＣ及び変調５０５がなされる。中継ノードｖ3は、データパケットＤ1及びＤ2を抽出するために、受信した信号の復調及び復号（ＦＥＣ復号）５１０を別々に実行する。非線形符号化動作は、複合データパケット、即ち、簡約表示を形成するために、ビット単位のＸＯＲ演算である
【００９０】
2008527795.tif 000008
【００９１】
５１５を含んでいる。パケットの長さが異なる場合、短い方のパケットには既知のシーケンス、例えば、すべてゼロのシーケンスでパディングされる。送信する前に、さらなる符号化、即ち、ＦＥＣ及び変調５１６が実行される。複合データパケットの受信に応じて、ノードｖ1及びｖ2は、Ｄ1及びＤ2をそれぞれ抽出するために、記憶されている情報を使用して、変調及びＦＥＣ符号化５２４、そしてその後、非線形復号動作５２５を実行する。
【００９２】
あるいは、図５ｂで示されるように、中継ノードは、非線形符号化５１５の前に、データパケットＤ2及びＤ1のＦＥＣ符号化５１４を別々に実行する。次いで、複合データパケットが変調される５１７。複合データパケットの受信に応じて、ノードｖ1及びｖ2は、Ｄ2及びＤ1をそれぞれ抽出するために、まず非線形復号動作を実行し５２５、その後、復調及びＦＥＣ復号を実行する５２４。
【００９３】
符号化の方法は、その簡潔さゆえにＸＯＲビット単位符号化に基づくことが好ましいが、所望の反転可能性（invertability）を備えるその他のコード、即ち、先見的に既知のデータシーケンスを使用して、所望のデータシーケンスを複合パケットから抽出できるようなコード、例えば、Ｒｅｅｄ  Ｓｏｌｏｍｏｎ（リードソロモン）のような抹消コード（erasure code）を使用しても良い。Ｋ＝２（各データワード（data word）、即ち、Ｄ1及びＤ2をシステム的なワードであると考える）とし、Ｎ＝３コードワードとして短縮ＲＳコードを選択した場合、例えば、２ワードの間の非線形符号化ＸＯＲ演算と同一の演算が可能である。
【００９４】
可能性のあるコードフレームフォーマットの一例が図６ａに示される。ここで、２つのノードからのデータパケットは、中継ノードにおいて合同で非線形符号化される。データパケットＤ1６０５及びＤ2６０６は、ペイロード部分６１５及び６１６と、ヘッダ６１０、６１１とを含んでいる。非線形符号化によって形成される複合データパケット６２４は、ペイロード部分６４０と符号化ヘッダ６３５とを含んでいる。データパケットＤ1及びＤ2の長さが異なる場合、それらの長さを等しくするために、短い方のパケットにパディングビットを追加することが必要もしくは好ましいかもしれない。あるいは、短い方のデータパケットは、反復符号化によって延長される。あるいは、短い方のデータパケットは、長い方のパケットと同一の長さに近いもしくはそれと同一の長さのデータパケットのＦＥＣ符号化形式に置き換えられる。これは、図では、データパケットＤ1に追加されるパディング部分６２０によって例示されている。このフォーマットは、ビット単位のＸＯＲ符号化の方法を示しており、例えば、図５ａ−ｂで示されている。この例において、中継ノードでの受信の際に分るパケットＤ1及びＤ2についての個々のＣＲＣを、複合パケット６２４については共通のＣＲＣ６４５で置き換えることが可能であり、そして好ましいことに注意されたい。また、中継された非線形符号化パケットの特性を示す、中継ノードによって付加された追加のヘッダ６３０を含めることも、好適であるかもしれない。例えば、複合ヘッダは、１つまたは２つのパケットが送信される場合を表示する（パケットＤ1がエラーである場合、正しいパケットＤ2だけが送信されても良い）。場合によっては、１つのパケットだけが正しく復号され、誤りのあるパケットは他のパケットと共に符号化しないと決定される場合、どちらのパケットが転送されるかを表示することは、有益である場合がある。パケットの長さが等しくない場合、最短パケット長の表示や、どれが最短であるかという表示が追加されても良い。要するに、受信器が所望のパケットを抽出することを可能にするために、複合パケットの中に、パケットＤ1及びＤ2の必要な位置及び長さの少なくとも一方が含められる。パケットＤ1及びＤ2のうち一方がエラーである場合、依然として、パケットを非線形符号化することが好ましい場合がある。しかしながら、各受信器でのＸＯＲ復号の後で同一のエラーパターンが生じるので、このような結果もしくはその影響を避けるための予防措置をとることが可能である。例えば、どのパケットが中継ノードで正しく受信されなかったのかを表示する。これがエラー複製の問題を解決するわけではないが、少なくとも、受信器に問題を認識させることができる。正常に復号されたパケットに基づいてＦＥＣ及びパリティを中継器で付加するという各種の方法が、採用されても良いだろう。
【００９５】
図６ａは、可能性のある１つのフレームフォーマットを示されるが、他の多くのフォーマットも想定され得る。例えば、ヘッダは、回線交換通信では使用されなくても良い。パケットＤ1及びＤ2からのヘッダは、中継ノードにおいて単一の統合ヘッダ等に変更することができる。
【００９６】
非再生式中継（符号化へのベースバンド入力を伴う）
中継ノードにおける信号処理を最小化すること、例えば、遅延が見込まれたり複雑性が増加したりするために、中継ノードではＦＥＣ復号を実行しないことは、望ましい場合がある。そうである場合、本発明は、ベースバンド信号上に非線形符号化を使用する非再生式中継として実装されても良い。これについて、図５ｃ−ｅに概略的に図示する。一例として、エアインタフェースはＯＦＤＭを使用すると想定する。しかしながら、遅延の拡散が重大ではない場合、即ち、重大なシンボル間干渉を引き起こさない場合、単一搬送波に基づく変調については、図５ｃ−ｅに示されるプロセスを使用することも可能である。ＯＦＤＭの場合、中継器での非線形符号化は、副搬送波シンボル毎に動作する。非線形符号化された信号は、エアインタフェースで時間領域の信号に変換され、受信器において、副搬送波シンボル上で動作が再度実行される。図５ｃ−ｅにおいて、チャネル特性に関する条件や、雑音の寄与分は、明確にするために、概略的な図では省略している。当業者には明らかであるように、送信された信号は、常にチャネル及び雑音による影響を受けるであろうし、これらの要因に対して、既知の対策を考慮することもできる。
【００９７】
本発明のこの実施形態においては、非線形符号化／復号動作は、モジュロ演算は、複素数を扱う場合の実数部分と虚数部分が独立して実行される、「ｄｉｒｔｙ  ｐａｐｅｒ  ｃｏｄｉｎｇ」及び「ｌａｔｔｉｃｅ  ｄｅｃｏｄｅｒｓ」として定義されるモジュロ演算子に基づいており、また、この非線形化／復号動作は、次式の数学的事実にも基づいている。
【００９８】
（（Ｓ1＋Ｓ2）ｍｏｄＬ−Ｓ2）ｍｏｄＬ＝（Ｓ1）ｍｏｄＬ
ここでこの式は、信号Ｓ1を信号Ｓ2に重ね合わせることが可能であり、また、信号Ｓ1が量子化レベルＬを超えない限り、信号Ｓ1の障害のない復元が可能であり、他方、重ね合わされた（非線形符号化された）信号の振幅、従って電力は制限されていることを示している。受信器は、明らかに、Ｓ2の除去のために、受信器において複合利得を調整する必要がある。即ち、中継器と受信ノード間の複合チャネル利得を考慮に入れる必要がある。中継器で受信された信号のスケーリングは、Ｓ1及びＳ2がほぼ同一の振幅であり、また、それぞれの同相軸と直交相軸が潜在的に位置合わせされていることを保証するためである。
【００９９】
非線形符号化は、スカラー指向であっても良いし、ベクトル指向であっても良い。ベクトル量子化器の場合がそうであるが、一般に、入力信号、即ち、複素ベクトルの次元が非線形符号化に対して高いほど、より良好な圧縮性能が達成される。しかしながら、従来型のベクトル量子化とは対照的に、中継器によって転送されるベクトルが指し示すのは、領域の中心へのインデックスではなく、残余部分、即ち、実際のベクトルと領域の中心との差分である。
【０１００】
中継ノード内での非線形符号化の前に受信信号の他のタイプの事前処理スキームを、本発明の方法と組み合わせて使用することができる。
【０１０１】
図５ｃに示される非再生式実装において、そして、図２の基本的なフローチャートに関して、データパケットＤ1及びＤ2は、それぞれノードｖ1及びｖ2からの送信の際、ＦＥＣ及び変調５０５がなされる。中継ノードｖ3は、受信ステップ２１０において、受信信号Ｓ1＝ｇ（Ｄ1）及びＳ2＝ｇ（Ｄ2）上で、スケーリング（そして、おそらくは位相回転も）動作５１１を実行する。受信信号上で実行される非線形符号化、（Ｓ1＋Ｓ2）ｍｏｄＬ、５１５は、受信信号の簡約表示、Ｓ3＝ｆ（Ｄ1，Ｄ2）を形成する。送信に先立って、追加のスケーリング５１６が実行されても良い。複合信号の受信に応じて、ノードｖ1及びｖ2は、非線形復号、（Ｓ3＋ｎ1−Ｓ1）ｍｏｄＬ、及び、（Ｓ3＋ｎ2−Ｓ2）ｍｏｄＬをそれぞれ実行する５２５。上記の方程式において、ｎ1及びｎ2は、等化された受信器及び干渉雑音である。復調及びＦＥＣ復号５２６によって、Ｄ2及びＤ1をそれぞれ抽出することが可能になる。上記の例では、複合チャネル減衰を考慮するために、非線形符号化／復号の前に、ノードが着信信号に対して等化を適用すると想定されている。別の選択肢は、非線形符号化／復号動作の際に、等化されていない信号Ｓ1及びＳ2を使用することである。この場合、複合チャネル減衰の推定値を非線形符号化／復号動作に導入しなければならないであろう。
【０１０２】
図５ａ−ｃを参照して説明されるスキームの各種の組み合わせを考えても良い。図５ｄに概略的に示される、さらなる実施形態では、中継ノードｖ3は、再生式中継を利用する。ノードｖ1及びノードｖ2からの信号Ｓ1及びＳ2は、それぞれ、データパケットＤ1及びＤ2を検索するために、変調され、ＦＥＣ復号される５１０。この実施形態において、ＦＥＣ符号化及び変調５１６は、信号Ｓ1及びＳ2上で実行される非線形符号化動作５１５より前に実行される。
【０１０３】
図５ｅに概略的に示されるシナリオでは、同時に受信された２つの信号Ｓ1及びＳ2が、受信時と同一のチャネルで重ね合わされる。スケーリング／位相回転動作５１１の後、重ね合わされた信号は、非線形符号化される５１５。送信の前に、追加のスケーリング５１６が実行されても良い。ノードｖ1及びｖ2においてそれぞれデータＤ2及びＤ1を抽出する処理は、図５ｃを参照して説明される処理に対応することになる。
【０１０４】
図５ｃ−ｅを参照して説明される非線形符号化動作に適する複合信号として取り得るフォーマットを、図６ｂ−ｃに図示する。図６ｂに図示されるフォーマットでは、シンボル単位またはサンプル単位の信号Ｓ1６０５及びＳ2６０６が（両方とも典型的な複素数の値で）、複合信号６２５を形成するために、モジュロ演算を使用して非線形符号化されている。
【０１０５】
非線形符号化信号に対する代替のフォーマットを、図６ｃに概略的に図示する。この場合、信号ベクトルは、一組のサブベクトルに分割される。各サブベクトルは、ベクトル量子化される。ここで、ベクトル量子化については、多数のサブベクトルよりも、完全な信号ベクトルを検討することができることに注意されたい。更に、図６ｂのスカラーの事例は、図６ｃのベクトルの場合の特殊な場合とみなすことができることに注意されたい。ベクトル上での動作によって、通信品質を維持したままで、あるいは同一の電力投資／エネルギー投資で、より高い品質で、中継器の送信電力／送信エネルギーを低減することが可能になる。
【０１０６】
合成を使用する中継
中継ノードｖ3で形成される簡約表示だけでなく、ノードｖ1及びｖ2間で直接信号を利用することによって受信を強化することが望ましい場合がある。直接信号あるいは信号群とは、簡約されていない形式の信号もしくはデータであるとみなすことができ、またそのように呼ばれる。少なくとも２つの方法が考えられる。１つは、増分冗長性（incremental redundancy）の形式を使用することであり、もう１つは追跡合成（chase combining）の形式を使用することである。これは、ダイバーシティ利得を提供し、増分冗長性変異形については、符号化利得も提供する。合成を利用する本発明の実施形態においては、図５ａ−ｂを参照して説明される再生及びビット単位のＸＯＲベースのシステムが使用されると想定される。更に、複合パケットと直接信号の間の合成は、送信ノード、複合パケットを符号化する中継器、そして合成動作を実行する受信器の３つのノードのシナリオについて説明されているが、同一の原理を、より多くのノードに、例えば、３つより多いノードが双方向トラフィックのノードチェーンを形成するときにも使用することもできる。
【０１０７】
合成を使用する中継の原理を、図７に概説する。ノードｖ1及びｖ2は、それぞれステップ１及び２において、データパケットＤ1及びＤ2を送信する。中継ノードｖ3は、Ｄ1及びＤ2を合同で非線形符号化することによって、複合データパケットＤ3を形成する。複合データパケットＤ3は、ステップ３において、ノードｖ1及びｖ2へ送信される。Ｄ1は、複素チャネルｈ13を介して、中継器ｖ3へ送信され、また「直接」複素チャネルｈ12を介してｖ2へ送信される。Ｄ2は、複素チャネルｈ２３を介して中継器ｖ3へ送信され、そして「直接」複素チャネルｈ21を介してｖ1へ送信され、Ｄ3は、複素チャネルｈ31及びｈ32を介してそれぞれノードｖ1及びｖ2へ送信される。
【０１０８】
図５ａ−ｂを参照して概説される方法に対応する、非線形符号化と合成との組み合わせの方法を、図８に概略的に図示する。図５の非線形復号５２５及び復調／ＦＥＣ復号５２４は、合同の非線形復号、復調／ＦＥＣ復号、及び合成動作８２５で置き換えられていることが理解できるであろう。受信ノードｖ1において、合同の非線形復号、復調／ＦＥＣ復号と合成動作８２５への入力は、複合データパケットを示す信号と、Ｄ2を表す直接受信された信号とそして先験的に既知のＤ1であり、出力はＤ2である。これに対応して、受信ノードｖ2において、合同の非線形復号と復調／ＦＥＣ復号と合成動作８２５への入力は、複合データパケット、Ｄ1を示す直接受信された信号と、そして先験的に既知のＤ2とであり、出力Ｄ1を生成する。
【０１０９】
再生式中継（符号化へのハードビット入力を伴う）及び増分冗長性：
図８を参照して概説した基本スキームに続いて、増分冗長性を利用し、ハードビット入力で再生式符号化を行う符号化スキームは、少なくとも２つの異なるコードワード、即ち、ＦＥＣ１とＦＥＣ２との使用を含んでいても良い。ノードｖ1及びノードｖ2からのデータパケットＤ1及びＤ2は、コードワードＦＥＣ１を生成する前方誤り訂正（ＦＥＣ）符号化スキームで符号化され、一方、中継ノードｖ3からの複合データパケットＤ3の送信では、別のコードワードＦＥＣ２が使用される。ここで、ＦＥＣ１は、中継ノードｖ3において元のデータパケットの復元を可能にするコードワードである。ＦＥＣ１及びＦＥＣ２を生成する１つの方法は、反転可能なＦＥＣコードワードを使用することである。もう１つの方法は、送信ノードだけでなく中継ノードにおいても同一の低レートのコードワードを生成し、このコードワードに異なる区切り（句読点）を挿入する（punctuate）ことで、コードワードＦＥＣ１及びＦＥＣ２を生成することである。ＦＥＣ符号化の方法は、畳み込み符号、代数符号、ブロック符号、ターボ符号、低密度パリティコードを含んでも良いが、それに限定されるものではない。増分冗長性コードワードを作成するための周知の多くの方法が使用されても良いが、本発明は、上記の例に限定されるものではない。上記においては、合成を実行する受信器は、別々に符号化され、それぞれが同一の情報を含んでいる２つのパケットを受信しているので、一方では複合パケットも先験的に既知の情報を含んでいることに注意されたい。直接受信されているデータと中継器を介して受信されているデータとについて、異なるＦＥＣ冗長性が生成されるので、符号化利得が得られる。一般に、このように適切に設計されているＦＥＣ符号化スキームに対して、追跡合成形式、即ち、直接送信及び中継の両方に、同一のＦＥＣ符号化スキームが使用される場合よりも、パフォーマンスは高くなるであろう。
【０１１０】
復号及び合成スキーム１：
この記載においては、ｖ1からｖ2へ送信されたデータに着目する。しかしながら、同一の動作は、他の方向にも適用する。受信ノードｖ2は、第１に、ｖ1からＦＥＣ１で符号化された直接信号を受信し、次いで、第２共同で非線形符号化された信号を中継ノードｖ3から受信する。次いで受信器は、２つの受信信号を処理し、自身が送信した信号の先験的知識を利用する。１つの方法は、受信した両方の信号を復号してソフトビットを生成することである。中継ノードからのソフトビットは、自身が送信した信号の先験的知識を利用することによって補償される。結果として得られる、ソフトビットで構成される２つのストリームは、その後、各ソフトビットの品質を改善するために、それに続くハードビットの決定と合成される。
【０１１１】
復号及び合成スキーム２：
代替案としては、受信ノードｖ1及びｖ2において最大尤度復号を使用することであるが、但し、それは非常に複雑になり得る。例として、ノードｖ1は、シーケンスＤ1（ｎ）の先験的な知識を有する受信器とみなされる。受信器のタスクは、どのデータシーケンス
【０１１２】
2008527795.tif 000009
【０１１３】
が送信されたのかを探索する（推定する）ことである。（ビット位置を示すインデックスｎは、以下では省略されていることに注意されたい）例えば、Ｄ2（ｎ）はＤ2と略される。
【０１１４】
受信器は、
【０１１５】
2008527795.tif 000010
【０１１６】
（ｖ2から直接）及び
【０１１７】
2008527795.tif 000011
【０１１８】
を（中継ノードｖ3を介して）受信していると想定している。ここでｈijは、ノードｖiからｖjへの複素チャネル、Ｎは雑音であり、そしてｆiは、データシーケンスからＦＥＣコードワードへのマッピング及び送信信号に対する変調スキームｉを示している。
【０１１９】
データシーケンス
【０１２０】
2008527795.tif 000012
【０１２１】
は、次式によって推定されても良い。
【０１２２】
2008527795.tif 000013
【０１２３】
例えば、
【０１２４】
2008527795.tif 000014
【０１２５】
によって、その符号化され変調された形式を考慮しながら、スカラー計量
【０１２６】
2008527795.tif 000015
【０１２７】
が最小化されるように、シーケンスＤ2が探索される。この計量は、エラーエネルギーの量を最小化することに対応する。正しいワードＤ2が選択される場合には、エラーエネルギーは雑音が原因のときに限って生じることになる。この最小化は、Ｄ1が先験的に既知であることを考慮に入れながら、実行される。計量においては、複素チャネル
【０１２８】
2008527795.tif 000016
【０１２９】
の推定が使用される。しかしながら、よく知られているように、チャネルパラメータもまた、最大尤度シーケンス推定器の中で一緒に推定されても良い。
【０１３０】
再生式中継（符号化へのハードビット入力を伴う）及び追跡合成：
追跡合成の変形において、送信ノードｖ1及びｖ2と中継ノードｖ3は、同一のＦＥＣコードワードであるＦＥＣ１を使用する。ノードｖ1のＦＥＣは、自身が送信した情報を符号化し、一方、ｖ3のＦＥＣは複合パケットを符号化する。復号の各種の方法は、例えば、増分冗長性の方法の下での上述の方法が使用されても良い。一方、別の方法として、ソフトビットが判定された後、ｖ1からの直接信号と中継器ｖ3からの信号がｖ2で合成される、例えば、対数尤度の値がある。複合パケットの対数尤度比（ＬＬＲ）の値は、先験的に既知のシーケンスによって反転された符号である。次いで、結果として得られる２つのＬＬＲが合計され、ＦＥＣ復号が行われる、あるいはハード判定が行われる。
【０１３１】
非再生式中継（符号化へのベースバンド入力を伴う）及び追跡合成：
上記の代替案として、非再生式中継を、合成と組み合わせて使用しても良い。中継ノードｖ3は、非再生式である（、即ち、中継器においてはＦＥＣ復号あるいは符号化は実行しない）。中継ノードｖ3から受信した複合信号は、図５ｃにおける５２５の場合のように、非線形復号される。例えば、ｖ2を考慮すると、５２５の後の結果として得られる信号は、（ｖ1からの）直接信号Ｓ1と合成される。合成の例には、最大比合成（ＭＲＣ）及び干渉除去合成（ＩＲＣ）を含んでいるが、それらに限定されない。合成の後、結果として得られる信号は、復調され、ＦＥＣ復号される。
【０１３２】
上述の実施形態を達成することに適している、本発明に従う送信／受信無線ノード（ｖ1もしくはｖ2）及び中継ノード（ｖ3）における装置を、図９及び１０にそれぞれ概略的に示される。本発明に従うモジュール及びブロックは、通信システム内のノードの機能部であるとみなされるべきであって、必ずしもそれ自体が物理的な物体とはみなされるべきでない。このモジュール及びブロックは、少なくとも部分的には、本発明に従う方法を達成するように構成されることになるソフトウェアコード手段として実装されることが好ましい。「含んでいる」という用語は、主に論理的構造のことを言うのであり、また、「接続される」という用語は、ここでは、機能部間のリンクとして解釈されるべきであって、必ずしも物理的接続であると解釈されるべきではない。しかしながら、選択された実装によっては、あるモジュールが、受信器または送信器において、物理的に特徴のあるオブジェクトとして実現されても良い。
【０１３３】
図９ａ−ｂに図示される無線ノード９０５は、送信／受信手段９１０を含み、この送信／受信手段９１０は、実際の送信／受信を実行するために必要な機能を提供する。適切な送信／受信手段は、当業者には知られている。送信／受信手段９１０は、送信部９１１と受信部９１２とを含んでいる。送信部は、符号化／変調のための、変調及びＦＥＣ符号化モジュール９２１に接続されている。送信部９１１と変調及びＦＥＣ符号化モジュール９２１とは、無線ノードの送信チェーンを形成しており、送信対象のデータを収容して処理するように構成されている。無線ノード９０５は、更に、記憶モジュール９１５、即ち、先験データベースを含んでいるが、この中には、先見的な知識、例えば、送信されたデータパケットが記憶される。記憶モジュール９１５は、送信チェーンと接続する必要がある。図９ａの再生式中継を利用するシステムにおいて使用するように構成されている無線ノードの場合、受信部９１２は、第１に、復調及びＦＥＣ復号モジュール９２２に接続され、更に、非線形復号モジュール９２５に接続され、新たな自己データの出力を生成する受信チェーンを形成する。図９ｂの非再生式中継の場合、非線形復号モジュール９２５は、復調及びＦＥＣ復号モジュール９２５の前に配置され、新たな自己データを出力するように構成されている。非線形復号モジュール９２５は、受信された簡約表示、即ち、複合データパケット（ａ）もしくは複合信号（ｂ）の復号動作のために、記憶モジュール９１５に接続され、記憶モジュール９１５から先験的な情報を検索するように構成されている。
【０１３４】
図１０ａ−ｂに図示される中継ノード１００５は、送信／受信手段１０１０を含んでいる。送信／受信手段１０１０は、送信部１０１１と受信部１０１２とを含んでいる。受信部１０１２は、信号処理の手段をも含んでいる受信チェーンの一部である。図１０ａの再生式中継のために構成されている中継ノードの場合、受信部１０１２は、復調及びＦＥＣ復号モジュール１０２１に接続され、それが、非線形符号化モジュール１０２５に接続されている。非線形符号化モジュール１０２５は、送信器部１０１１によって再送信される信号を形成するため、変調及びＦＥＣ符号化モジュール１０３１に接続されている。図１０ｂの非再生式中継の場合、受信部１０１２は、第１スケーリングモジュール１０２２に接続され、更に、非線形符号化モジュール１０２５に接続され、場合によっては第２スケーリングモジュール１０３２にも接続されている。
【０１３５】
中継ノード１００５は通常、第１信号を第１ノードから、例えば、信号Ｓ1をノードｖ1から第１時刻インスタンスで受信し、第２信号、例えば、信号Ｓ2をノードｖ2から第２時刻インスタンスで受信する。第１信号Ｓ1またはその信号に含まれるデータパケットＤ1は、一時記憶モジュール１０１５内に記憶され、非線形符号化モジュール１０２５によって実行される非線形符号化動作において第２信号と共に検索される。ここで、一時記憶モジュール１０１５は受信チェーンに接続されていて、そして非線形符号化モジュール１０２５にも接続されている。
【０１３６】
マルチホップシナリオにおいて、中継ノードは通常、送信／受信ノードでもあり、ノードの異なる機能は、異なる動作モードとしてみなすことができる。加えて、このシナリオにおいて、中継ノードは本質的に、送信／受信ノード例えば、非線形符号化モジュールの、すべての部品を含み、かつすべての機能を実行することが可能である。当業者には明らかなように、中継ノード及び送信／受信ノードの両方に存在する機能／モジュールは、二重にする必要はなく、むしろ、ＦＥＣ符号化及び変調モジュールのようなモジュール、そして送信／受信手段は、両方の動作モードで使用されることが好ましい。
【０１３７】
無線ネットワークでは、関与する宛先ノード間での経路利得が、時間と共に異なる可能性がある。従って、リンク上の電力レベル及びデータ速度を制御する必要がある。電力は、最悪のリンク上での品質要件に合致するように制御されても良い。３つのノードの例においては、電力制御ループは、ノードの１つ以上の順列に適用することができる。即ち、ＢＳ−ＲＳ、ＭＳ−ＲＳについてのループと、場合によってはＲＳを介してＢＳとＭＳの間の十分なＥＴＥ品質を保証するエンドツーエンド（ＥＴＥ）ループも存在する。また、このループは別の方向に動作しても良い。同様に、速度制御が、電力制御について例示されるループの内の１つ以上を使用しても良い。電力及び速度は、別々に制御されても良いし、統合的な方法で制御されても良い。
【０１３８】
本発明に従う方法及び装置は、ユーザデータもしくはペイロードデータに限定されない。本発明に従えば、任意のデータ、ユーザデータ及び制御データの両方が送信されても良い。ＡＲＱ応答確認メッセージは、例えば、データパケットと一緒に非線形符号化されても良い。本発明は、トラフィックのタイプの違いを区別しない。
【０１３９】
中継器からの送信されるパケットのサイズは、（必要なら）異ならせることが可能である。１つの選択肢は、短い方のパケットのサイズを常に示すことであり、それは再生式中継の実施形態においては簡単である。２つのうち大きい方のパケットのサイズに一致させるために、短い方のパケットを延長することも可能である。１つの可能性は、短い方のパケットが反復符号化もしくはその他の可逆的な符号化を使用して、大きい方のパケットのサイズに一致させることである。この情報は、複合データパケットのヘッダの中に含めることができる。あるいは、先見的に既知の自身のパケットと中継ノードから受信したパケットとのサイズを知っている受信器によって暗示的に判定されても良い。別の可能性は、パケットを等しい長さの複合パケットの形に符号化するために、短い方のパケットにパディングを追加することである。
【０１４０】
送信ノードは、もちろん、複数のデータパケットを統合して１つのデータパケットへと多重化し、その後それを中継ノードへ送信しても良い。
【０１４１】
本発明の方法及び装置は、スループットの向上及び電力の削減の少なくとも一方を行うために、例えば、ビーム形成のためも、他の装置及び方法と組み合わせた通信システムにおいて効果的に使用することもできる。中継ノードｖ3は、例えば、第１ビームがノードｖ1へ向い、第２ビームがノードｖ2へそれぞれ向かうように構成されたビーム形成手段を搭載することができる。本質的には、空間分割多元接続（ＳＤＭＡ）ソリューションである。複合信号／パケットの送信のために、中継ノードは、同一の複合信号／パケットを、第１と第２両方のビームで送信する。
【０１４２】
本発明に従う方法及び装置は、複数のアンテナノードに関連して使用することができる。例えば、ＭＩＭＯベースの通信（空間多重化）が、関与するノード間で塩鵜されても良い。例えば、アンテナレイヤ毎に中継ノードにおいて複数のアンテナで非線形符号化が実行されても良い（空間多重化）が、実際には、複数のアンテナを介する単一レイヤの時空間符号化も可能である。
【０１４３】
本発明は、変調スキームに直接関係してはいないが、それゆえ、直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）、直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ）、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）等、多様な変調及び多重化スキームに使用することができるがこれらに限定されない。原則として、多様な、変調、多重化、ＦＥＣ符号化、高度アンテナ技術（例えば、ＭＩＭＯ空間多重化、送信ダイバーシティ、通常のＳＩＳＯ通信）スキームが、中継ノードに対して使用され得る。
【０１４４】
本発明に従う方法及び装置は、様々な形態の中継類似動作を含めて、いろいろなタイプのネットワークにおいて使用することができる。マルチホップネットワークについては上述しているが、更に、複数の並列中継による共同中継を使用するネットワークも、本発明に従う方法及び装置を採用することによって恩恵を受けるであろう。複数の並列中継器による共同中継は、ダイバーシティ、方向性、あるいは空間多重化利得を向上するために使用することができる。
【０１４５】
本発明は、現時点で最も実用的で好適な実施形態であると考えられるものに関してここまで説明しているが、本発明は、開示される実施形態に限定されるべきではなく、逆に、添付の請求項の精神と範囲の中に含まれる各種の変更や同等の構成も対象とすることが意図されていることが理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【０１４６】
【図１ａ】先行技術の信号中継方法に従う無線通信システムにおける送信シーケンスの概略図である。
【図１ｂ】記憶されている先験的な情報を干渉除去のために利用する、先行技術の送信スキームを概略的に示す図である。
【図２】本発明に従う方法についてのフローチャートである。
【図３】本発明に従う通信システムにおける送信シーケンスの概略図である。
【図４】本発明の一実施形態によるマルチホップシステムにおける送信シーケンスの概略図である。
【図５ａ】本発明の多様な実施形態に従う動作シーケンスの概略図である。
【図５ｂ】本発明の多様な実施形態に従う動作シーケンスの概略図である。
【図５ｃ】本発明の多様な実施形態に従う動作シーケンスの概略図である。
【図５ｄ】本発明の多様な実施形態に従う動作シーケンスの概略図である。
【図５ｅ】本発明の多様な実施形態に従う動作シーケンスの概略図である。
【図６ａ】本発明の多様な実施形態に従う符号化原理の概略図である。
【図６ｂ】本発明の多様な実施形態に従う符号化原理の概略図である。
【図６ｃ】本発明の多様な実施形態に従う符号化原理の概略図である。
【図７】合成を利用する本発明の一実施形態に従う送信シーケンスの概略図である。
【図８】合成を利用する本発明の一実施形態に従う動作シーケンスの概略図である。
【図９ａ】本発明に従うエンド無線ノードの２つの実施形態の概略図である。
【図９ｂ】本発明に従うエンド無線ノードの２つの実施形態の概略図である。
【図１０ａ】本発明に従う中継無線ノードの２つの実施形態の概略図である。
【図１０ｂ】本発明に従う中継無線ノードの２つの実施形態の概略図である。
【図１ａ】
2008527795.tif 000017
【図１ｂ】
2008527795.tif 000018
【図２】
2008527795.tif 000019
【図３】
2008527795.tif 000020
【図４】
2008527795.tif 000021
【図５ａ】
2008527795.tif 000022
【図５ｂ】
2008527795.tif 000023
【図５ｃ】
2008527795.tif 000024
【図５ｄ】
2008527795.tif 000025
【図５ｅ】
2008527795.tif 000026
【図６ａ】
2008527795.tif 000027
【図６ｂ】
2008527795.tif 000028
【図６ｃ】
2008527795.tif 000029
【図７】
2008527795.tif 000030
【図８】
2008527795.tif 000031
【図９ａ】
2008527795.tif 000032
【図９ｂ】
2008527795.tif 000033
【図１０ａ】
2008527795.tif 000034
【図１０ｂ】
2008527795.tif 000035
【手続補正書】
【提出日】平成18年10月27日(2006.10.27)
【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】
中継通信システムで使用するように構成されている、少なくとも第１送信／受信ノード及び第２送信／受信ノードと双方向通信を行う中継ノードにおける方法であって、
前記第１送信／受信ノードから前記第２送信受信ノードへ送信される、少なくとも第１データを搬送する第１信号と、前記第２送信／受信ノードから前記第１送信／受信ノードへ送信される、少なくとも第２データを搬送する第２信号とを前記中継ノードで受信する工程と、
前記第１データ及び前記第２データと比較して情報内容が削減された、合同非線形符号化動作によって生成される、少なくとも前記第１信号及び前記第２信号の簡約表示を生成する工程（２１５）と、
前記簡約表示を、少なくとも前記第１送信／受信ノード及び前記第２送信／受信ノードへ送信する工程（２２０）と
を備えることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記第１信号と前記第２信号は、同時に受信される
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１信号と前記第２信号は、該第１信号と該第２信号とが重ね合わされた信号として受信される
ことを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記中継ノードは再生式中継を利用し、前記第１信号に関連付けられている第１データパケットと、前記第２信号に関連付けられている第２データパケットとが抽出され、
前記簡約表示を生成する工程において、前記第１データパケット及び前記第２データパケットに対して作用するビット単位の非線形符号化動作によって、複合データパケットが生成され、
前記送信する工程において、前記複合データパケットが送信される
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記ビット単位の非線形符号化動作は、ＸＯＲ演算である
ことを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記第１データパケット及び前記第２データパケットの内の一方が他方よりも長く、前記データパケットの内の短い方は、前記非線形符号化動作に先立って延長される
ことを特徴とする請求項４または５に記載の方法。
【請求項７】
前記データパケットの内の短い方は、反復符号化によって延長される、または、前記データパケットのＦＥＣ符号化形式によって置き換えられる
ことを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記データパケットの内の短い方は、追加ビットのパディングによって延長される
ことを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記中継ノードは、非再生式中継を利用し、
前記簡約表示を生成する工程において、前記第１信号及び前記第２信号に対して作用するモジュロ演算によって、複合信号が生成され、
前記送信する工程において、前記複合信号が送信される
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
前記第１信号及び前記第２信号は、それぞれ数値で構成され、
前記複合信号の生成は、
前記第１信号を、スカラーもしくはベクトル形式の１つ以上の要素を構成する第１セットへと量子化する工程と、
前記第２信号を、スカラーもしくはベクトル形式の１つ以上の要素を構成する第２セットへと量子化する工程と、
前記第１セットと前記第２セットの両方からの要素に対して合同非線形符号化動作を実行する工程と
を備えることを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記数値は、情報シンボルを示す
ことを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記数値は、ベースバンドサンプルを示す
ことを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記第１信号及び前記第２信号それぞれに関連付けられている前記第１データパケット及び前記第２データパケットの少なくとも一方は、第１ＦＥＣコードワードで符号化され、
前記中継ノードにおいて生成される前記簡約表示の前記複合データパケットは、前記第１ＦＥＣコードワードとは異なる第２ＦＥＣコードワードで符号化される
ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１４】
前記ＦＥＣ符号化の方法は、畳み込み符号、代数符号、ブロック符号、ターボ符号、低密度パリティ符号の内の１つである
ことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記第２ＦＥＣコードワードは、反転可能なＦＥＣコードワードを使用して生成される
ことを特徴とする請求項１３または１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記第１データパケット及び前記第２データパケットの少なくとも一方と前記複合データパケットとの両方について共通の低レートのコードワードが使用され、
異なる第１ＦＥＣコードワード及び前記第２ＦＥＣコードワードは、前記共通のコードワードに異なる区切りを挿入することによって生成される
ことを特徴とする請求項１３または１４に記載の方法。
【請求項１７】
中継通信システムで使用するように構成されている送信／受信ノードであって、少なくとも１つの中継ノードと通信を行い、かつ少なくとも第１データを搬送する少なくとも第１信号を前記中継ノードに送信する送信／受信ノードにおける方法であって、
前記送信された信号と、それが構成されるデータもしくはその表示とを先験的な情報として記憶する工程（２０５）と、
簡約表示の前記第１信号及び少なくとも第２データを搬送する少なくとも第２信号を搬送する受信信号上で、前記第１信号に関連付けられている前記記憶された先験的に既知の情報を利用して非線形復号動作（２２５）を実行する工程であって、それによって前記第２信号を、または前記第２信号に関連付けられている情報内容を抽出する工程と
を備えることを特徴とする方法。
【請求項１８】
前記非線形復号動作は、ビット単位のＸＯＲ演算を備える
ことを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記非線形復号動作は、モジュロ演算を備える
ことを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
前記受信／送信ノードは、また、前記第２信号を別の簡約されていない形式で受信し、
前記非線形復号動作を実行する工程は、更に、前記簡約表示から抽出される前記第２データと、前記簡約されていない受信した第２信号に関連付けられている前記第２データとを合成する動作を含んでいる
ことを特徴とする請求項１７乃至１９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２１】
前記非線形復号動作を実行する工程において、簡約表示の前記第１信号及び少なくとも第２データを搬送する少なくとも第２信号を搬送する前記受信信号と、別の簡約されていない形式の前記第２信号との合成は、最大尤度復号と合同で実行される
ことを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記非線形復号動作を実行する工程は、
第１シーケンスのソフトビット及び第２シーケンスのソフトビットを取得するために、前記簡約表示と前記簡約されていない受信した第２信号とを処理する工程と、
前記第１信号に関連付けられている先験的な知識を使用して前記第１シーケンスのソフトビットを補う工程と、
前記ソフトビットの品質を高めるために、前記補われた第１シーケンスのソフトビットと前記第２シーケンスのソフトビットとを合成する工程と、
結果として得られるシーケンスにハードビットの決定を実行する工程と
を備えることを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【請求項２３】
前記第２信号に関連付けられている第２データパケットは、第１ＦＥＣコードワードで符号化され、
前記簡約表示の前記複合データパケットは、前記第１ＦＥＣコードワードとは異なる第２ＦＥＣコードワードで符号化され、
前記合成において、前記第１ＦＥＣコードワードで符号化された前記データパケットは、前記第２ＦＥＣコードワードで符号化された前記複合データパケットから抽出される、対応するデータパケットの前記情報内容の解釈を拡張するために使用される
ことを特徴とする請求項２０乃至２２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２４】
中継ノードが少なくとも第１送信／受信ノード及び第２送信／受信ノードと双方向通信を行う、中継通信システムで使用するように構成されている通信方法であって、
（２０５）前記第１送信／受信ノードが、第１データに関連付けられている第１信号を前記中継ノードへ送信し、前記第２送信／受信ノードが、第２データに関連付けられている第２信号を前記中継ノードへ送信し、前記第１ノードと前記第２ノードとが、それらのそれぞれの送信信号、それらの関連付けられているデータ、またはそれらの表示を、それらのそれぞれの先験的な既知の情報の少なくとも一部として記憶する工程と、
（２１０）前記中継ノードが、前記第１信号及び第２信号を受信する工程と、
（２１５）前記中継ノードが、非線形符号化動作を使用して、前記第１信号及び前記第２信号の簡約表示を生成する工程と、
（２２０）前記中継ノードが、前記簡約表示を、前記第１送信／受信ノード及び前記第２送信／受信ノードへ送信する工程と
（２２５）前記第１送信／受信ノードと第２送信／受信ノードの少なくとも１つが、その先験的な既知の情報を使用して、前記簡約表示の非線形復号動作を実行する工程であって、それによって前記第２信号及び前記第１信号の少なくとも一方、あるいは前記第２データ及び前記第１データをそれぞれ抽出する工程と
を備えることを特徴とする方法。
【請求項２５】
前記受信する工程（２１０）において、前記第１信号及び前記第２信号は、同時に受信される
ことを特徴とする請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記受信する工程（２１０）において、前記第１信号及び第２信号は、該第１信号及び該第２信号が重ね合わされた信号として受信される
ことを特徴とする請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記中継ノードは再生式中継を利用し、前記第１信号に関連付けられている第１データパケットと、前記第２信号に関連付けられている第２データパケットとが抽出され、
前記簡約表示を生成する工程（２１５）において、前記第１データパケット及び前記第２データパケットに作用するビット単位の非線形符号化動作によって、複合データパケットが生成され、
前記送信する工程（２２０）において、前記複合データパケットが送信され、
前記第１送信／受信ノードと第２送信／受信ノードの少なくとも１つで、前記非線形復号動作を実行する工程（２２５）において、前記第２信号及び前記第１信号の少なくとも一方を抽出するために、ビット単位の非線形復号動作が利用される、
ことを特徴とする請求項２４乃至２６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２８】
前記ビット単位の非線形符号化動作と前記ビット単位の非線形復号動作とは、ＸＯＲ演算である
ことを特徴とする請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記第１データパケット及び前記第２データパケットの内の１つが他方よりも長く、前記データパケットの内の短い方は、前記非線形符号化動作に先立って延長される
ことを特徴とする請求項２７または２８に記載の方法。
【請求項３０】
前記データパケットの内の短い方は、反復符号化によって延長される、または、前記データパケットのＦＥＣ符号化形式によって置き換えられる
ことを特徴とする請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
前記データパケットの内の短い方は、追加ビットのパディングによって延長される
ことを特徴とする請求項２９に記載の方法。
【請求項３２】
前記中継ノードは非再生式中継を利用し、
前記簡約表示を生成する工程（２１５）において、前記第１信号及び前記第２信号に対して作用するモジュロ演算によって、複合信号が生成され、
前記送信する工程（２２０）において、前記複合信号が送信され、
前記第１送信／受信ノードと第２送信／受信ノードの少なくとも１つで、前記非線形復号動作を実行する工程（２２５）において、前記第２信号及び前記第１信号の少なくとも一方を抽出するために、モジュロ演算が利用される
ことを特徴とする請求項２４乃至２６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３３】
前記第１信号及び前記第２信号は、それぞれ数値で構成され、
前記複合信号の生成は、
前記第１信号を、スカラーもしくはベクトルの形式の１つ以上の要素を構成する第１セットへと量子化する工程と、
前記第２信号を、スカラーもしくはベクトルの形式の１つ以上の要素を構成する第２セットへと量子化する工程と、
前記第１セットと前記第２セットの両方からの要素に対して合同非線形符号化動作を実行する工程と
を備えることを特徴とする請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
前記数値は、情報シンボルを示す
ことを特徴とする請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
前記数値は、ベースバンドサンプルを示す
ことを特徴とする請求項３３に記載の方法。
【請求項３６】
前記第１受信／送信ノードは、また、前記第２信号を別の簡約されていない形式で受信し、及び／または、前記第２受信／送信ノードは、また、前記第１信号を別の簡約されていない形式で受信し
前記非線形復号動作を実行する工程（２２５）は、更に、前記簡約表示の前記信号と、前記簡約されていない受信された第１信号及び第２信号に関連付けられている前記信号とを合成する動作を含んでいる
ことを特徴とする請求項２４乃至３５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３７】
簡約表示を搬送する前記受信信号と、別の簡約されていない形式の前記信号との非線形復号及び合成は、最大尤度復号と合同で実行される
ことを特徴とする請求項３６に記載の方法。
【請求項３８】
前記非線形復号を実行する工程は、
第１シーケンスのソフトビット及び第２シーケンスのソフトビットを取得するために、前記簡約表示と前記簡約されていない受信した信号とを処理する工程と、
前記第１信号もしくは第２信号に関連付けられている先験的な知識を使用して前記第１シーケンスのソフトビットを補う工程と、
前記ソフトビットの品質を高めるためも、前記補われた第１シーケンスのソフトビットと前記第２シーケンスのソフトビットとを合成する工程と、
結果として得られるシーケンスにハードビットの決定を実行する工程と
を備えることを特徴とする請求項３６に記載の方法。
【請求項３９】
前記第１信号及び前記第２信号それぞれに関連付けられている前記第１データパケット及び前記第２データパケットの少なくとも一方は、第１ＦＥＣコードワードで符号化され、
前記中継ノードにおいて生成される前記簡約表示の前記複合データパケットは、前記第１ＦＥＣコードワードとは異なる第２ＦＥＣコードワードで符号化される
ことを特徴とする請求項３６に記載の方法。
【請求項４０】
前記ＦＥＣ符号化の方法は、畳み込み符号、代数符号、ブロック符号、ターボ符号、低密度パリティ符号の内の１つである
ことを特徴とする請求項３９に記載の方法。
【請求項４１】
前記第２ＦＥＣコードワードは、反転可能なＦＥＣコードワードを使用して生成される
ことを特徴とする請求項３９または４０に記載の方法。
【請求項４２】
前記第１データパケット及び前記第２データパケットの少なくとも一方と前記複合データパケットとの両方について共通の低レートのコードワードが使用され、
異なる第１ＦＥＣコードワード及び前記第２ＦＥＣコードワードは、前記共通のコードワードを異なる区切りを挿入することによって生成される
ことを特徴とする請求項３９または４０に記載の方法。
【請求項４３】
前記中継通信システムは、マルチホップシステムであり、
少なくとも第１中継ノードと第２中継ノードとを備えるマルチホップチェーンの中で、前記第１送信／受信ノードは、第１エンドノードであり、前記第２送信／受信ノードは、第２エンドノードである
ことを特徴とする請求項２４乃至４２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項４４】
前記中継ノードの少なくとも１つで、その先験的な情報として、前記第１信号もしくは前記第２信号を、あるいは、前記第１信号及び第２信号に関連付けられている前記第１データもしくは第２データを記憶する工程と、
前記少なくとも１つの中継ノードで、簡約表示を、少なくとも１つの他の中継ノードから受信する工程と、
前記少なくとも１つの中継ノードで、その記憶された先験的な情報を利用して、非線形復号動作を実行する工程と
を更に備えることを特徴とする請求項４３に記載の方法。
【請求項４５】
中継通信システムにおいて、少なくとも第１送信／受信ノード及び第２送信／受信ノードと双方向通信を行うように構成されている中継ノードであって、
送信部（１０１１）と受信部（１０１２）とを備える送信／受信手段（１０１０）と、
信号処理モジュールを介して前記送信部（１０１１）及び前記受信部（１０１２）に接続する、非線形符号化モジュール（１０２５）とを備え、
前記非線形符号化モジュール（１０２５）は、少なくとも第１受信信号及び第２受信信号の簡約表示を、前記第１信号及び第２信号と比較すると情報内容が削減された、合同非線形符号化動作によって生成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。
【請求項４６】
受信チェーン及び前記非線形符号化モジュール（１０２５）に接続し、かつ、前記非線形符号化モジュール（１０２５）によって第２受信信号を用いて実行される非線形符号化動作において検索される第１受信信号を記憶するように構成されている、一時記憶モジュール（１０１５）を更に備える
ことを特徴とする請求項４５に記載の中継ノード。
【請求項４７】
当該中継ノードは、マルチホップ通信において使用されるように構成されていて、
当該中継ノードは、更に、前記受信チェーンに接続し、かつ、受信された簡約表示を非線形復号動作によって復号するように構成される、非線形復号モジュールを備える
ことを特徴とする請求項４５または４６に記載の中継ノード。
【請求項４８】
前記信号処理モジュールは、復調及びＦＥＣ復号モジュール（１０２１）である
ことを特徴とする請求項４５乃至４７のいずれか１項に記載の中継ノード。
【請求項４９】
前記信号処理モジュールは、スケーリングモジュール（１０２２）である
ことを特徴とする請求項４５乃至４７のいずれか１項に記載の中継ノード。
【請求項５０】
中継通信システムにおいて、少なくとも１つの中継ノードを介して少なくとも第２送信／受信ノードと双方向通信を行うように構成されている送信／受信ノードであって、
送信部（９１１）と受信部（９１２）とを備える送信／受信手段（９１０）と、
送信された信号のような先験的な知識を記憶するための記憶モジュール（９１５）と、
前記記憶モジュール（９１５）に接続し、かつ前記記憶モジュール（９１５）から先験的な情報を検索するように構成されている非線形復号モジュール（９２５）とを備え、
前記非線形復号モジュール（９２５）は、前記記憶モジュール（９１５）から検索される先験的な情報を利用して、受信された簡約表示上で非線形復号動作を実行するように構成されている
ことを特徴とする送信／受信ノード。
【請求項５１】
前記受信部（９１２）及び非線形復号モジュール（９２５）に接続する、復調及びＦＥＣ復号モジュール（９２２）と、
前記送信部（９１１）と接続して送信チェーンを形成し、かつ、送信対象のデータパケットを受信するように構成され、かつ、送信対象のデータパケットを前記記憶モジュール（９１５）に提供するように構成されている、変調及びＦＥＣ符号化モジュール（９２１）と
を更に備えることを特徴とする請求項５０に記載の送信／受信ノード。
【請求項５２】
前記非線形復号モジュール（９２５）に接続する、復調及びＦＥＣ復号モジュール（９２４）と、
前記送信部（９１１）に接続して送信チェーンを形成し、かつ、送信対象のデータパケットを受信するように構成され、かつ、送信対象のデータパケットを前記記憶モジュール（９１５）に提供するように構成されている、変調及びＦＥＣ符号化モジュール（９２１）とを更に備え、
前記非線形復号モジュール（９２５）は、前記受信部（９１２）と接続し、かつ前記受信部（９１２）と前記復調及びＦＥＣ復号モジュール（９２４）との間に配置される
ことを特徴とする請求項５０に記載の送信／受信ノード。
【国際調査報告】
2008527795.tif 000036
2008527795.tif 000037
2008527795.tif 000038