(57)【要約】  無線リレーネットワーク向けのソフトエラー復号の提供が記載される。例として、無線リレーネットワークにおける無線ノードは、ソースノードから直接信号を受信することができ、リレーノードからソース信号の転送されたバージョンを受信することができる。転送されたバージョンに含まれる情報フラグは、参照されて、リレーノードがソース信号を正しく受信したか否かが判定される。リレーノードが、エラーのあるソース信号を受信し、宛先ノードが、エラーのあるソース信号を受信した場合、ソフト判定情報は、ソース信号の転送されたバージョンから生成され、宛先ノードにおいてソース信号の復号を支援するために使用されることができる。ソフト判定情報は、無線リレーシステムのエンド・ツー・エンドの性能を改善させる一方で、リレーノードに対する複雑さ、及び帯域幅の要件を、従来の信号復号技術に比べて、軽減する。【選択図】図２
2014505388.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リレーノードによりリレー信号として宛先ノードに転送されるソース信号が、前記リレーノードにおいてエラー有りで受信されたことを決定するよう構成された解析コンポーネントと、
前記ソース信号が前記宛先ノードによってエラー有りで受信されたことと、前記ソース信号が少なくとも前記リレーノードによってエラー有りで受信されたことと、に応答して、前記リレー信号からソフト判定情報を生成し、前記ソース信号の復号において該ソフト判定情報を使用するよう構成された訂正コンポーネントと、
を備えるシステム。
【請求項２】
前記解析コンポーネントが、前記リレー信号とともに送信された情報フラグを参照するようにさらに構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記情報フラグは、１ビットであり、かつ前記リレーノードが前記ソース信号を正しく又はエラー有りで受信したことを示す、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
巡回冗長検査を行って、前記宛先ノードが、前記ソース信号をエラー有りで受信したか、あるいは、前記リレー信号をエラー有りで受信したかを決定するよう構成された参照コンポーネントをさらに備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記参照コンポーネントが、前記ソース信号がエラーを伴って受信されたか否か、及び前記リレー信号がエラーを伴って受信されたか否かを示す宛先エラーステータスを出力するようにさらに構成される、請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
前記巡回冗長検査が、前記ソース信号又は前記リレー信号の巡回冗長符号化におけるエラーの検出に応答して、それぞれ、前記ソース信号又は前記リレー信号に対して失敗する、請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記ソース信号が前記宛先ノードによってエラー有りで受信されたことと、前記ソース信号が前記リレーノードによってエラー有りで受信されたことと、に応答して、前記リレー信号から前記ソフト判定情報を生成するよう前記訂正コンポーネントをトリガーするように構成された初期化コンポーネントをさらに備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記訂正コンポーネントが、前記ソース信号が前記宛先ノードによってエラー有りで受信されたことと、前記ソース信号が前記リレーノードによって正しく受信されたことと、前記リレー信号が前記宛先ノードによってエラー有りで受信されたことと、に応答して、最大比合成アルゴリズムを実行するようにさらに構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
前記訂正コンポーネントが、前記ソース信号を前記ソフト判定情報と組み合わせて、前記ソース信号の復号におけるエラーを軽減するように構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
前記訂正コンポーネントが、前記リレー信号の符号関数、及び前記リレーノードにおいて受信された前記ソース信号の信頼性関数から、前記ソフト判定情報を生成するように構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
前記符号関数が、再符号化され、変調される前記リレー信号から復号されたシンボルの関数として発生される、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
前記信頼性関数が、少なくともソース−リレー間チャネルに関するチャネル状態情報に基づいて、前記ソース信号の１つのビットに関するエラー確率関数から生成される、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１３】
前記信頼性関数が、ビットに対して個別に計算されたビット固有の信頼性である、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
前記信頼性関数が、シンボルが送信されたパケットの全てのビットの平均として計算されたパケット固有の信頼性である、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１５】
前記信頼性関数が、前記リレーノードによって前記ソースノードからエラー有りで受信されたパケットの全てのビットの平均として計算されたチャネル固有の信頼性である、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１６】
前記エラー確率関数が、ソース−リレー間チャネルのフェージング係数及び平均の信号対雑音（Ｓ／Ｎ）比に基づく、及びリレー−宛先間チャネルのフェージング係数及び平均の信号対雑音（Ｓ／Ｎ）比に基づく、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１７】
前記訂正コンポーネントが、下記の形式のアルゴリズムによって、前記ソース信号を前記ソフト判定情報と組み合わせるように構成される、請求項１に記載のシステム。
【数１】
2014505388.tif 000040
ここで、ｘＳは、ソースノードによって送信されたシンボル、ｙＳＤは、前記宛先ノードにおいて前記ソースノードから受信されたシンボル、ｙＲＤは、前記宛先ノードにおいて前記リレーノードから受信されたシンボル、ｙＳＲは、前記リレーノードにおいて前記ソースノードから受信されたシンボル、ｈＳＤは、ソース−宛先間チャネルのフェージング係数、
【数２】
2014505388.tif 000041
は、ソース−宛先間チャネルの平均の信号対雑音（Ｓ／Ｎ）比であり、Ｓｉｇｈ｛ｙＲＤ｝は、ｙＲＤから復号された、変調された、符号化されたハード判定ビットとして定義され、Ｒｅｌ｛ｙＳＲ｝は、ｙＳＲの信頼性値として定義される。
【請求項１８】
前記信頼性値が、ビット固有の信頼性関数、チャネル固有の信頼性関数、又はパケット固有の信頼性関数のうちの少なくとも１つから得られる、請求項１７に記載のシステム。
【請求項１９】
前記リレーノード、ソースノード、及び宛先ノードは、符号化協調モードを使用し、さらに、
前記解析コンポーネントは、前記リレーノードから直接送信を受信し、前記ソースノードから該直接送信の転送されたコピーを受信して、前記ソースノードが、前記リレーノードからの前記直接送信を、エラーを伴って、あるいはエラー無しで復号するかを決定するように構成され、
前記訂正コンポーネントは、前記直接送信の転送されたコピーから前記ソフト判定情報を生成して、前記直接送信の復号におけるエラーを軽減するように構成される、
請求項１に記載のシステム。
【請求項２０】
前記訂正コンポーネントが、前記リレー信号及び前記ソース信号から前記ソフト判定情報を得るように構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項２１】
前記訂正コンポーネントが、前記リレー信号が前記宛先ノードによってエラー有りで受信されたことに応答して、ソース−リレー間チャネル、及びリレー−宛先間チャネルの、組み合わされたエラー確率から前記ソフト判定情報の信頼性部分を得るように構成される、請求項２０に記載のシステム。
【請求項２２】
前記リレーノード、ソースノード、及び宛先ノードが、ネットワーク符号化協調モードを形成し、さらに、
前記リレー信号において第１のデータセットを第２のデータセットから分離するように構成されたロジックコンポーネントであって、前記第１のデータセットは、前記ソースノードによって前記宛先ノードに送信され、前記リレーノードにおいて受信され、前記リレー信号とともに転送される、ロジックコンポーネント、
をさらに備え、
前記解析コンポーネントは、前記第１のデータセットに関連する前記リレー信号内に含まれる情報フラグビットを読み取り、該第１のデータセットが、前記リレーノードにおいてエラー無しで受信されていたことを決定するように構成され、
前記訂正コンポーネントは、前記第１のデータセットを使用して、前記ソース信号の復号のために前記ソフト判定情報を生成するように構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項２３】
第１のユーザノードによって送信された第１の信号、及び第２のユーザノードによって送信された第２の信号を得るように構成された分類コンポーネントと、
前記第１の信号及び前記第２の信号がリレーノードにおいて正しく受信されたか否かを判定するように構成された検証コンポーネントと、
前記第１の信号及び前記第２の信号をリレー信号に併合するように構成された圧縮コンポーネントと、
前記第１の信号及び前記第２の信号が前記リレーノードにおいて正しく受信されたか否かを前記リレー信号において指定するように構成された品質コンポーネントと、
を備える無線通信用システム。
【請求項２４】
前記検証コンポーネントが、前記第１の信号及び前記第２の信号が正しく受信されたか否かを巡回冗長検査によって決定するように構成される、請求項２３に記載のシステム。
【請求項２５】
前記圧縮コンポーネントが、前記第１の信号及び第２の信号をＸＯＲ演算によって併合するように構成される、請求項２３に記載のシステム。
【請求項２６】
前記品質コンポーネントが、前記第１の信号及び前記第２の信号が正しく受信されたか否かを、前記リレー信号内の１つ又は複数の情報フラグビットの書き込み操作によって指定するように構成される、請求項２３に記載のシステム。
【請求項２７】
ソースノードから無線シンボルを受信し、リレーノードから前記無線シンボルの転送されたバージョンを受信するステップと、
前記無線シンボルが前記ソースノードからエラー有りで受信されたか否かを判定するステップと、
前記無線シンボルが前記リレーノードにおいて前記ソースノードからエラー有りで受信されたか否かを判定するステップと、
前記無線シンボルが前記ソースノードからエラー有りで受信されたとの判定に応答して、前記無線シンボルの復号エラーを軽減するために、前記無線シンボルの転送されたバージョンからソフト判定情報を生成するステップと、
を含む無線通信方法。
【請求項２８】
前記無線シンボルが宛先ノードからエラー有りで受信されたとの判定と、前記無線シンボルの転送されたバージョンが前記リレーノードからエラー有りで受信されたとの判定と、に応答して、及び前記無線シンボルが前記ソースノードから前記リレーノードによってエラー無しで受信されたとの判定に応答して、前記無線シンボルを復号するために最大比合成機構を使用するステップをさらに含む、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記無線シンボルの前記受信され転送されたバージョンの符号関数及び信頼性関数から前記ソフト判定情報を生成するステップをさらに含む、請求項２７に記載の方法。
【請求項３０】
前記無線シンボルの前記受信され転送されたバージョンを復号し、前記無線シンボルの前記受信され転送されたバージョンを再符号化し、変調することによって、前記符号関数を得るステップをさらに含む、請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
ビット固有、パケット固有、又はチャネル固有のエラー確率関数から、前記無線シンボルの前記受信され転送されたバージョンの前記信頼性関数を得るステップをさらに含む、請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
前記符号関数と前記信頼性関数とを乗じ、該乗じた結果を、前記ソースノードから受信された無線シンボルの対数尤度比値と総和するステップをさらに含む、請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
前記総和の結果から、前記ソースノードから受信された無線シンボルに関するビットの値を決定するステップをさらに含む、請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
ソース送信器から、及び直接リンク及びリレーリンクを介してリレー送信器から、それぞれ対応する無線送信を受信するように構成された受信器と、
前記直接リンクを介して受信された第１の送信からソースシンボルを、及び前記リレーリンクを介した第２の送信からリレーシンボルを復号するように構成された復調コンポーネントと、
前記第１の送信及び前記第２の送信を解析して、それぞれの無線送信のうちの少なくとも１つにおいて受信エラーを識別するように構成された解析コンポーネントと、
前記解析コンポーネントが、前記リレーリンクが前記ソースシンボルをエラー有りで受信したことを識別したことに応答して、前記リレーシンボルを、前記ソースシンボルの正しい値の決定のためのソフト情報として使用するように構成された訂正コンポーネントと、
を備える無線通信用システム。
【請求項３５】
無線通信用システムであって、
ソースノードから無線シンボルを受信し、リレーノードから該無線シンボルの転送されたバージョンを受信する手段と、
前記システムが前記無線シンボルをエラー有りで受信したことを決定する手段と、
前記リレーノードが前記無線シンボルをエラー有りで受信したことを決定する手段と、
前記システムが前記無線シンボルをエラー有りで受信したことと、前記リレーノードが前記無線シンボルをエラー有りで受信したことと、に応答して、前記無線シンボルを復号するとともに、前記無線シンボルの転送されたバージョンから、ソフト判定情報を生成する手段と、
を備える無線通信用システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（３５  Ｕ．Ｓ．Ｃ§１１９による優先権の主張）
本特許出願は、２０１０年１２月１日に出願された、「協調通信用の新規のソフト転送技術（ＮＯＶＥＬ  ＳＯＦＴ  ＦＯＲＷＡＲＤＩＮＧ  ＴＥＣＨＮＩＱＵＥ  ＦＯＲ  ＣＯＯＰＥＲＡＴＩＶＥ  ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ）」と題する仮特許出願番号６１／４１８，８１１に対する優先権を主張するものであり、同出願は、参照することにより、本明細書に組み込まれるものとする。
【０００２】
本出願は、一般に、協調無線通信に関し、特に、協調リレー無線通信用のエラー訂正の提供に関する。
【背景技術】
【０００３】
無線通信は、現代の電子通信分野における急速な発展途上の技術である。例えば、セルラ通信システムは、最近の数十年において指数関数的な成長を遂げ、世界中の数十億のユーザにサービスを提供している。現代の社会とビジネスとの相互作用の多くの局面において、携帯電話は、世界の産業分野及び発展途上分野の両方における生活に不可欠な一部となっている。
【０００４】
携帯電話や関連するモバイル電子通信機器は、消費者に大きな利便性を提供する。その結果、無線ネットワークは、世界中の多くの家庭、企業、及びキャンパスにおいて、徐々に有線ネットワークに取って代わり始めた。センサーネットワーク、自動化された高速道路や工場などを含め、これらの機器の新しい用途は、無線通信の分野全般における様々な研究開発から出現している。無線通信及び関連する用途の拡大が爆発的になってきたが、多くの技術的課題が、用途の継続的な開拓のための十分な性能と品質とを提供するロバストな無線ネットワークの設計に残存する。
【０００５】
従来、無線ネットワークは、有線電子通信に対し、携帯電話の利便性や可搬性を含む大きな利点、及び携帯電話の急速に増加する処理技術を提供している。しかしながら、物理的な有線通信は、より大きな伝送速度を可能にする、より大きな帯域幅を有する。物理的な有線ネットワークとの競争における無線ネットワークの１つの課題は、無線通信の帯域幅を増加させることである。無線通信における別の課題は、信号電力の変動に起因する受信信号の誤検出の原因となるマルチパスフェージングである。
【０００６】
無線技術における種々の最近の進歩は、無線通信に用いるデータレートと検出確率とにおける改善を提供している。例えば、多入力多出力（ＭＩＭＯ）システムは、空間多重化を介した無線通信のスペクトル効率（周波数利用効率）を向上させるために開発されてきた。無線リンクのロバスト（堅牢）性と信頼性もまた時空間符号化やビーム形成によって改善される。一般的に言えば、ＭＩＭＯシステム及び空間多重化技術は、送信器及び受信器内への複数の無線周波数アンテナの出現によって可能である。
【０００７】
無線通信用のフェージングチャネルの負の影響を軽減するための広く受け入れられる技術は、ダイバーシティ技術である。しかしながら、多くの無線ネットワークにおいて、電子機器は、サイズ、複雑さ、コスト、又は関連する制約のために、複数のアンテナをサポートすることができない場合がある。この場合、ＭＩＭＯ通信の利点は、従来の機器及びシステムに対して実現することはできない。むしろ、これらのシステム及び機器は、通常、物理的なハードウェアの制約を克服してダイバーシティを達成するための代替技術を必要とする。
【０００８】
相対的に言って、協調無線通信は、ダイバーシティの利益を提供して無線ネットワークの容量を増やすための新しいアプローチである。協調通信は、単一アンテナのユーザ機器間でのリソース共有を容易にし、個々のユーザ機器は相互通信することができ、複数の単一アンテナ機器を含む仮想マルチアンテナアレイを達成することができる。仮想ＭＩＭＯシステムは、マルチアンテナ基地局とでダイバーシティ送信及びダイバーシティ受信を達成することができるこの方法で確立することができる。単一アンテナのユーザ機器は、この技術に従ったダイバーシティを単独で実現しないが、別のユーザ機器又は基地局から受信した信号を中継することにより、送信された情報の追加バージョンが宛先において受信されることができ、空間ダイバーシティを達成する。
【０００９】
協調通信において、信号中継又は信号転送は、ハード転送及びソフト転送を含む２つの一般的な分類で行うことができる。ハード転送は、一般的に従来的なものと考えられ、協調において、ハード判定ビットを利用する。ハード判定ビットは、信号情報を解析し、該信号情報の可能な値（一般に、バイナリ・コンテキスト内の１又は０）の固定セットを決定することにより、ハイレベルな視点で生成される。これに対し、ソフト転送は、信号情報を解析し、該信号情報から情報の範囲、例えば固定セットにおける可能な値と値との間、を生成し、この情報範囲を宛先機器に転送することを含む。
【００１０】
信号情報に関する追加情報を提供することにより、ソフト転送は、特にノイズの多い、もしくは粗悪な無線チャネルに対し、無線通信のエンド・ツー・エンド（末端間）性能を改善する傾向がある。しかしながら、ソフト転送は、複雑さと処理オーバーヘッドとを増加させ、いくつかの場合では極めてそうである。したがって、既存のソフト転送技術は、現実世界の無線通信システムにおける用途において限定される場合がある。
【００１１】
従来の無線通信システムの上述した欠陥は、単に、現在の技術の問題のいくつかの概要を提供することを意図しており、網羅的であることを意図するものではない。最新技術に関する課題、及び本明細書に記載の多様な非限定的実施形態のいくつかにおける対応する利点は、以下の詳細な説明を考察することにより、さらに明らかになるであろう。
【発明の概要】
【００１２】
以下に、種々の実施形態のいくつかの態様の基本的な理解を提供するために、簡略化した要約を提示する。この要約は、種々の実施形態の広範な概観ではない。種々の実施形態のキーポイントとなる又は重要な要素を特定することも、そのような実施形態の範囲を線引きすることも意図しない。その唯一の目的は、後で提示される、より詳細な説明の前置きとして、簡略化した形で種々の実施形態のいくつかの概念を提示することである。
【００１３】
本開示の種々の態様は、協調無線通信システムにおける改善されたエラー訂正を提供する。従来のソフト転送技術の複雑さを低減しつつ、協調無線通信環境におけるエンド・ツー・エンド性能を改善するソフト復号機構が提供される。従って、本開示は、既存の協調通信ハードウェアとともにより実践的に実施されることができる改善されたエラー訂正を提供する。
【００１４】
本開示のいくつかの態様において、リレーノード（中継局ノード）は、ソースノード（送信元ノード）からソース信号を受信し、ソース信号のバージョンを宛先ノードに転送するための復号及び転送技術を利用することができ、宛先ノードへのダイバーシティ送信を提供することができる。さらに、リレーノードは、受信した送信が正しく、又はエラーを伴って受信されたか否かを示す情報フラグを含むことができる。
【００１５】
転送されたバージョン（転送バージョン）を受信する宛先ノードは、情報フラグを参照して、リレーノードがソース信号を正しく受信したか否かを判定することができる。ソース信号がリレーノードにおいて正しく受信されなかった場合、宛先ノードは、転送されたバージョンからソフト情報を生成し、該ソフト情報を使用してソース信号の復号を改善することができる。宛先ノードにおけるソフト情報の使用は、特に粗悪なソース−リレー間チャネルに対して、ソース信号の復号確率を改善することができる。さらに、宛先ノードにおけるソフト情報の生成は、リレーノードにおける複雑さ及び処理オーバーヘッドを低減する一方、リレー−宛先間チャネルに関する帯域幅要件を低減する。
【００１６】
本発明の１つ又は複数の特定の態様によれば、ソフト情報は、ソース−リレー間チャネルの信頼性情報とともに、リレー信号から抽出されたハードコードされたビットに基づいて、宛先ノードにおいて生成される。ハードコードされたビットは、再符号化され、再変調され、リレー信号についてのチャネル確率関数の符号として使用されることができる。さらに、宛先ノードに提供されたチャネル状態情報は、リレー信号についてのチャネル確率関数の大きさを生成するために活用されることができる。リレー信号についてのチャネル確率関数は、ソース信号についてのハード判定ビットを生成するために、ソース信号についてのチャネル確率情報と総合されることができ、それにより、ソース信号を復号する。
【００１７】
さらなる態様によれば、リレーチャネルの信頼性情報を生成するための複数の機構が、リレー信号からのソフト情報の生成とともに、提供される。一態様において、チャネル信頼性が、宛先ノードに対して各ビット長について更新されることができ、ビット固有の信頼性をもたらす。別の態様において、チャネルの信頼性は、宛先ノードに対して各パケット長について更新されることができ、パケット固有の信頼性をもたらす。更に別の態様において、チャネルの信頼性は、複数のパケット、又はある所定の時間、又はチャネルの初期化時に単に一度、などについて更新されることができ、チャネル固有の信頼性を提供することができる。種々の態様は、異なる程度の処理及び帯域幅オーバーヘッド、及び複雑さを有し、所望のオーバーヘッド及び複雑さに従って選択されることができる。
【００１８】
さらなる態様において、開示されたソフト判定復号は、追加の協調通信環境とともに利用される。いくつかの態様によれば、本開示は、複数リレーのシステムとともにソフト判定復号を提供する。さらなる態様において、本開示は、宛先ノードに情報を送信することにおいて、複数のユーザ機器のノードが、互いに対する中継として動作する協調符号化システムとともに、ソフト判定復号を提供する。さらに他の態様において、本開示は、リレーが、複数の他のノードのそれぞれの送信のための専用のリレーとして機能する場合において、ネットワーク符号化システムとともにソフト判定エラー復号を提供する。ソフト判定復号は、従来の技術に対してこれらの環境におけるエンド・ツー・エンドの性能を改善することができる一方、既存のソフト転送技術に関する複雑さを軽減することができる。
【００１９】
以下の説明及び添付の図面は、種々の実施形態の特定の例示的態様を詳細に説明する。しかしながら、これらの態様及びその等価物は、種々の実施形態の原理が使用されて良い種々の方法のいくつかを示すが、そのような実施形態は、本明細書中において説明される任意の特定の態様（複数可）に限定されるべきではない。種々の実施形態の他の有利性及び区別可能な特徴は、図面とともに考慮した場合、以下の詳細な説明から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】開示された態様による、無線通信向けの例示の協調通信システムのブロック図である。
【図２】１つ又は複数の態様による、ソフト判定復号を使用した例示の無線通信のブロック図である。
【図３Ａ】本開示の態様に関連する単一リレーシステムの例示の無線送信エラーのシナリオを示す図である。
【図３Ｂ】本開示の態様に関連する単一リレーシステムの例示の無線送信エラーのシナリオを示す図である。
【図３Ｃ】本開示の態様に関連する単一リレーシステムの例示の無線送信エラーのシナリオを示す図である。
【図４】無線リレー環境におけるソフト判定復号用に構成された例示の宛先ノードのブロック図である。
【図５】ソフト判定復号を用いることができる、例示のマルチリレー協調通信環境を示す図である。
【図６】開示の態様によるソフト判定復号を使用することができる、例示の協調符号化リレーシステムを示す図である。
【図７】さらなる他の態様に従ってソフト判定復号を使用することができる、例示のネットワーク符号化システムを示す図である。
【図８】さらなる態様による無線リレー通信におけるソフト判定復号の例示の方法を示すフローチャートである。
【図９】無線リレーシステムにおける性能を改善するためにソフト判定復号を実施するための例示の方法を示すフローチャートである。
【図１０】無線リレーシステムにおける性能を改善するためにソフト判定復号を実施するための例示の方法を示すフローチャートである。
【図１１】開示されたシステム又は方法のうちの１つ又は複数の態様を実行するように動作可能な、例示の電子処理デバイスを示すブロック図である。
【図１２】他の態様による無線通信向けの例示の電子通信環境を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下に、各種実施形態を図面を参照しながら説明する。類似の参照番号は、全体を通して類似の要素を参照するために使用される。以下の説明では、説明目的で、数多くの具体的な詳細が、各種形態の完全な理解を提供するために記載される。しかしながら、各種実施形態が、これらの具体的な詳細な説明なしに実施されることができることは明らかである。他の実施例では、周知の構造及び機器は、各種実施形態の説明を容易にするために、ブロック図形式で示される。
【００２２】
本出願で使用される場合、用語「コンポーネント」、「モジュール」、「システム」などは、ハードウェア、ハードウェアとソフトウェアの組み合わせ、ソフトウェア、あるいは実行中のソフトウェア、などのコンピュータ関連エンティティを参照することができる。たとえば、コンポーネントは、プロセッサ上で実行されるプロセス、プロセッサ、オブジェクト、実行ファイル、実行スレッド、プログラム、及び／又はコンピュータであってよい（ただし、これらに限定されない）。例示のために、コントローラ及びコントローラ上で実行されるアプリケーションの両方は、コンポーネントであってよい。１つ以上のコンポーネントは、プロセス及び／又は実行スレッド内に存在してよく、１つのコンポーネントは、１つのコンピュータ上に局在されてよく、及び／又は２つ以上のコンピュータ間で分散されてよい。
【００２３】
さらに、各種実施形態は、開示された内容を実施するようにコンピュータを制御するための、ソフトウェア、ファームウェア、ハードウェア、又はそれらの任意の組み合わせを生成する、標準的なプログラミング及び／又はエンジニアリング技術を使用する、方法、装置、又は製品として実施することができる。本明細書で使用される用語「製品」は、任意のコンピュータ可読デバイス、キャリア、又は媒体、からアクセス可能なコンピュータプログラムを包含することを意図している。たとえば、コンピュータ可読媒体は、磁気記憶装置（例えば、ハードディスク、フロッピー（登録商標）ディスク、磁気ストリップ．．．）、光ディスク（例えば、コンパクトディスク（ＣＤ）、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）．．．）、スマートカード、及びフラッシュメモリデバイス（例えば、カード、スティック、キードライブ．．．）を含むことができる（ただし、これらに限定されない）。もちろん、当業者は、各種実施形態の範囲及び精神から逸脱することなく、この構成に対して多くの修正を行うことができることを認識するだろう。
【００２４】
さらに、単語「例示」は、本明細書において使用される場合、例、事例、又は実例としての役割を果たすことを意味している。「例示」として本明細書に記載される任意の態様又は設計は、他の態様又は設計より好ましい又は有利であると、必ずしも解釈されるべきではない。むしろ、単語「例示」の使用は、概念を具体的に提示することを意図している。本出願で使用される、用語「又は」は、排他的な「又は」ではなく、包含的な「又は」を意味することを意図している。特に断らない限り、又は、文脈から明らかでない限り、「ＸはＡ又はＢを使用する」は、普通の包含的な置換のいずれかを意味することを意図している。すなわち、ＸがＡを使用する、ＸがＢを使用する、又は、ＸがＡ及びＢの両方を使用する場合、「ＸはＡ又はＢを使用する」は、上述の例のいずれかで満たされる。また本出願及び添付の特許請求の範囲で使用されるような、冠詞「１つ（ａ）」及び「１つ（ａｎ）」は、特に断らない限り、又は文脈から単数形を示すことが明白でない限り、一般的に、「１つ以上」を意味すると解釈されるべきである。
【００２５】
本明細書で使用される用語「推定する」又は「推定」は、イベント及び／又はデータを介して捕捉された一組の観測から、システム、環境、及び／又はユーザの状態について判断を下す、推定するプロセスを一般的に言う。推定は、例えば、特定の文脈又は動作を識別するために使用することができ、又は、状態についての確率分布を生成することができる。推定は、確率的、すなわち、データ及びイベントの考察に基づいて、関心のある状態にわたる確率分布の計算であってよい。推定は、イベント及び／又はデータのセットからより高レベルのイベントを構成するために使用される技術を参照することもできる。そのような推定は、結果的に、一組の観測されたイベント及び／又は記憶されたイベントデータからの新たなイベント又は動作の構築、イベントが、近い時間的近接性において相関しているか否か、及び、イベント及びデータが、１つ又は複数の、イベント及びデータソースから到来するか否か、をもたらす。
【００２６】
協調無線通信システムは、ピア・ツー・ピア通信用に構成された独立した無線ユーザノードが、ネットワーク通信において、空間ダイバーシティを得る又は改善することを可能にする。これは、例えばハードウェアの制約（例えば、単一アンテナノード）のために、空間ダイバーシティの文脈において信号を送信又は受信することができないユーザノードに対して達成することができる。ピア・ツー・ピア通信を調整することにより、ダイバーシティ利得は、非協調通信と比較して、潜在的に、スループットを向上させ、誤り率（エラー率）を低減する等、ユーザノードに対して達成されることができる。
【００２７】
協調通信コンテキストは、通常、データの送信の他に、１つ以上の他のユーザノードのための協調エージェントとしても動作する、個々のユーザノードを含む。これは、従来のリレーネットワークとは異なるモデルである。後者のシステムでは、リレーは、主要チャネルを支援することに専念しており、自身のソースデータ（例えば、該リレー発のデータ）は送信しない。協調通信コンテキストにおいては、全システム・リソースは、一般的に固定されており、ユーザノードは、情報源及び情報中継の両方として作動する。したがって、本明細書で利用されるように、リレーノード、リレー、等の用語は、このような用語が、むしろ、専用リレーを指していることが文脈から明らかである場合を除いて、別のノード（例えば、別のユーザノード、別のリレーノード、基地局等）に対する情報源及び中継の両方として作動することができるユーザノードを指すことを意図している。
【００２８】
協調通信コンテキスト内のリレーノードの挙動を制御するためのいくつかのプロトコルが存在する。いくつかの例では、増幅転送（ＡＦ）、復号転送（ＤＦ）、及び符号化協調（ＣＣ）のプロトコルが含まれる。ＡＦについては、リレーは単に受信信号をスケーリング（増幅／減衰）して、宛先に送信する。単に増幅／減衰するよりはむしろ、リレーは、受信信号を、ＤＦ方式用に、順次復号し、再符号化する。これに対し、ＣＣプロトコルは、チャネル符号化において協調を統合する。これらのプロトコルの各々は、利益と不利益とを有する。例えば、ＡＦプロトコル及びＤＦプロトコルは、ソースノードから受信した信号におけるエラーを、宛先ノードに伝搬する傾向がある。このように、ＡＦプロトコル及びＤＦプロトコルにおけるエンド・ツー・エンド性能は、ソースからリレーへのチャネル（本明細書においてはインターリンクチャネルと呼ぶ）が、雑音が多いか、さもなければ質が悪い場合（例えば、高速フェージング効果、過度の散乱、干渉など）、悪くなる傾向がある。
【００２９】
表１にまとめられている以下の表記は、協調通信の説明のために利用される。用語ｘＳ及びｘＲは、それぞれ、ソースノードから送信される信号、及び、リレーノードから送信される信号である。同様に、用語ｙＳＤとｙＲＤは、それぞれ、ソース及びリレーからの宛先における受信信号（それぞれ、直接チャネルとも呼ばれる、ソースから宛先へのチャネルを介した、及び、本書でリレーチャネルとも呼ばれる、リレーから宛先へのチャネルを介した）を表す。さらに、ｙＳＲは、ソースからリレーへのチャネル、すなわちインターリンクチャネルを介して、ソースからリレーで受信された信号である。用語ｈは、対応するチャネルの減衰及びマルチパスフェージングの物理的効果を表すフェージング係数を示し、ｈの添字は、対応するチャネルを特定する。本開示（the subject disclosure）の少なくともいくつかの態様では、チャネルフェージングは、準静的フラットフェージングチャネルを想定して、少なくともパケット周期に対して一定であると考えられる。しかしながら、これらの条件は、開示された全ての態様に適用される必要はない。上記に加え、ｎは、両側電力スペクトル密度
【数１】
2014505388.tif 000003
を有する加法性白色ガウス雑音（ＡＷＧＮ）メトリックである。さらに、瞬時の信号対雑音比（ＳＮＲ）γ、及び平均ＳＮＲ
【数２】
2014505388.tif 000004
は、
【数３】
2014505388.tif 000005
で表される。
【００３０】
以下に、ＤＦプロトコルの、より詳細な説明を、本開示の種々の革新的態様の一部として用いられる該ＤＦプロトコルの態様の前置きとして行う。ＤＦプロトコルによれば、リレーノードは、ソースノードから信号を受信し、該信号を復号し、その後、受信信号を再符号化して、再送信する。ソース信号は、インターリンクチャネルを介してソースノードから受信され、リレーチャネルを介して宛先ノードに送信される。
【００３１】
複数のユーザノードが、それ自体を情報源として、かつ、隣接するユーザノードのための中継として動作する場合、各ユーザは、ＤＦプロトコルに従って、第１の時間フレーム内で自身のビットを送信することができる。第２の時間フレームでは、各ユーザノードは、隣接するユーザノードのビットを検出し、それらを宛先ノードに再送信する。リレーが正常にソース−リレー路信号を復号する（及びソースノードと同じコードブック（符号表）を使用する）場合、（宛先にリレーによって転送される）リレー信号は、（ソースによって宛先に送信される）ソース信号と同じである。
【００３２】
ソース信号を受信すると、ｙＳＲは、リレーにおいて復号され、Ｋ個の情報ビットの推定値、
【数４】
2014505388.tif 000006
を生成する。
【数５】
2014505388.tif 000007
を再符号化することにより、リレーは、Ｎビットの送信シンボルのバージョンｘＲを得る。このようにして、ＤＦプロトコルにより、リレーチャネルを介して送信されたリレー信号は、宛先にて受信されるシンボルｙＲＤ：
【数６】
2014505388.tif 000008
を生じる。ここで、ｋは、送信されたシンボルである。ＤＦシグナリングは、単純さ、及びチャネル状態に対する適応性の利点を有する。信号を復号すること及び再符号化することは、リレーにおいて、最小限の処理オーバーヘッドを伴い、他のダイバーシティ構成に対する同等のシステム帯域幅を必要とする。しかし、従来のＤＦプロトコルの本質的な欠点は、ＤＦプロトコルに関するエンド・ツー・エンド性能が、インターリンクの状態によって制限されることである。インターリンクが好ましい場合、リレーは、ソースの情報を復号し、複製を宛先に転送することができる。しかしながら、インターリンクの状態が悪い場合、転送されたコピーは、宛先において、ソース信号の復号に悪影響を及ぼすことがある。正常にソース信号を復号することをリレーに要求するとき、このＤＦプロトコルの達成可能なレートは、次のとおりである。
【数７】
2014505388.tif 000009
さらに、このＤＦプロトコルは、ダイバーシティ利得次数１に制限される。例えば、（フルダイバーシティ次数２を達成することができる）ＡＦプロトコルと比較すると、ＤＦプロトコルは、高ＳＮＲ領域におけるエラー確率に関して性能が下回る。要するに、インターリンクの状態は、ＤＦプロトコルの性能に根本的な制限を課し、その性能及び効率を制限する。
【００３３】
ＤＦプロトコルの問題に対処する１つの提案は、選択的ＤＦプロトコルと呼ばれている（例えば、参照することにより本明細書に組み込まれる、Ｊ．Ｎ． Ｌａｎｅｍａｎ、Ｄ．Ｎ．Ｃ． Ｔｓｅ、及びＧ．Ｗ． Ｗｏｒｎｅｌｌによる「Ｃｏｏｐｅｒａｔｉｖｅ  Ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ  ｉｎ  ｗｉｒｅｌｅｓｓ  ｎｅｔｗｏｒｋｓ：  Ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ  ｐｒｏｔｏｃｏｌｓ  ａｎｄ  ｏｕｔａｇｅ  ｂｅｈａｖｉｏｒ（無線ネットワークにおける協調ダイバーシティ：効率的なプロトコル及び停止時動作）」、ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ  ｏｎ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  Ｔｈｅｏｒｙ，第５０巻、第１２号、３０６２乃至３０８０頁、２００４年、を参照のこと）。選択的ＤＦプロトコルにより、リレーノードは、ソース信号ｙＳＲが該リレーノードで正常に復号される場合、ソース信号を復号し、転送する。リレーノードがソース信号を正しく復号するのに失敗した場合、リレーノードは、非協調性モードに戻り、受信した信号を転送しない。これは、リレーノードからのエラーの伝搬を軽減する。選択的ＤＦプロトコルは、フルダイバーシティ次数を達成することができる。上述の非選択的ＤＦプロトコルは、選択的ＤＦプロトコル、及びリレーノードにおいてエラー有りで受信されたデータの伝搬を制限する他のＤＦプロトコルと区別するために、以後、従来のＤＦと称する。
【００３４】
ダイバーシティ次数の観点から、ＡＦプロトコルは、従来のＤＦより優れており、従来のＤＦプロトコルがダイバーシティ次数１を達成するのに対して、フルダイバーシティ次数２を達成する。従来のＤＦプロトコルの限界は、主に、インターリンクチャネルのチャネル状態に起因し、そこでは、劣悪な環境が、宛先ノードへのエラー伝搬を引き起こす場合がある。このように、従来のＤＦプロトコルの信号再生態様（受信信号を復号し、その後、再符号化すること）は、インターリンクチャネル状態に著しく依存して、有利及び不利の両方となる。
【００３５】
ＡＦ、ＤＦ、及びＣＣのハード中継戦略に加えて、他の協調的戦略は、ソフト中継又はソフト転送と呼ばれる。ソフト転送は、信号再生、及び、ソフト情報（例えば、ビット値のハード判定ではなく、ビット値を示す情報範囲）の利用を組み込んでいる。大幅な性能改善が、粗悪なインターリンクチャネルの存在下でさえも、ソフト転送戦略によって達成されることができる。
【００３６】
従来のＤＦプロトコルにおけるインターリンク問題に対処する１つの方法は、ソフトＤＦプロトコルである。ソフトＤＦプロトコルにおいて、リレーノードは、転送される信号に関連する信頼性情報を、宛先ノードに送られるリレー送信に組み込みつつ、受信信号のソフト復号を行い、該信号を再符号化する。リレーでのソフト操作は、システム性能を向上させることができるが、それらはまた、リレーノードにおける余分な処理オーバーヘッド及び複雑さ、及び、リレーチャネルの潜在的に増加される帯域幅要件（例えば、信頼性情報の帯域幅オーバーヘッドに起因する）をもたらす。実際には、リレーノードは、多くの場合、単純なデジタル信号処理動作を実施するように設計される。他のソフトＤＦ方式は、エラー性能を向上させるソフト情報中継を最適化するが、リレーにおけるソフト情報の複雑な計算、及び宛先における複雑な復号アルゴリズムを必要とする。このように、ソフトＤＦプロトコルは、ハード判定協調方式に比べ、改善されたエンド・ツー・エンドのエラー性能を示すが、ソフトＤＦプロトコルは、典型的なユーザノードのハードウェア制限又はソフトウェア制限を考慮すると、現実的でない場合があり、多くの協調性通信無線環境において、それらを実用的でないものにしている。
【００３７】
ここで、図面を参照すると、図１は、本開示の態様による例示の協調通信無線システム１００（システム１００）のブロック図を示している。システム１００は、ソースノード（送信元ノード）１０２、リレーノード（中継局ノード）１０４、及び宛先ノード１０６を含む。一般的に、ソースノードは、ユーザ装置（携帯電話器、無線モデム又は同様のデバイスを有する固定又はポータブルコンピュータ、等）、又は、基地局、無線アクセスポイント、などの無線ネットワークインターフェースを備えることができる。同様に、宛先ノード１０６は、ユーザ装置又は無線ネットワークインターフェースを備えることができる。リレーノード１０４は、一般に、固定又は移動のユーザ装置である。一般的に、ソースノード１０２、リレーノード１０４、又は宛先ノード１０６、のうちの少なくとも２つは、ユーザ装置であり、そのような１つのノードは、ネットワークインターフェースノードであるが、本開示は、この特定の実施形態に限定されるものではない。
【００３８】
図示したように、ソースノード１０２は、インターリンクチャネル１０８（又はインターリンク）を介してリレーノード１０４と、及び直接リンクチャネル１１０（又は直接リンク）を介して宛先ノード１０６と通信可能に結合される。さらに、リレーノード１０４は、リレーリンクチャネル１１２（又はリレーリンク）を介して宛先ノード１０６に通信可能に結合される。動作において、ソースノード１０２は、インターリンクチャネル１０８を介してリレーノード１０４により、及び直接リンクチャネル１１０を介して宛先ノード１０６により受信されるソース信号１１４Ａ、１１４Ｂを送信する。リレーノード１０４は、リレー信号１１６を受信し、リレーリンクチャネル１１２を介して宛先ノード１０６にリレー信号１１６を再送信する転送プロトコルを使用する。この再送信されるリレー信号１１６は、ソース信号１１４Ｂの転送されたバージョン（転送バージョン）とも呼ばれる。リレーノード１０４が正確にソース信号１１４Ｂを受信する場合、リレー信号１１６は、ソース信号１１４Ｂの正確なコピーであり、宛先ノード１０６で受信されるソース信号１１４Ａの２つの独立した伝送が提供される。しかしながら、リレーノード１０４がエラー有りでソース信号１１４Ｂを受信する場合、リレー信号１１６は、ソース信号１１４Ａの正確なコピーとはならない。
【００３９】
本開示の種々の態様において、ソフト復号プロトコルは、協調無線通信用の、エンド・ツー・エンドのエラーの軽減を向上させるために提供され、リレーノード１０４に対する最小限の複雑さを有する。ソフト復号プロトコルは、宛先ノード１０６の一部として実装することができ、又は、宛先ノード１０６の一部として組み込まれたモジュールに含めることができる（例えば、アドオンモジュール、製造時に宛先ノード１０６を組み込んだモジュール、ソフトウェア又はハードウェアモジュール、ファームウェアモジュール、又はそれらの適切な組み合わせ）。システム１００の宛先ノード１０６に関し、モジュールは、信号デコーダ１１８として示される。
【００４０】
動作において、インターリンクチャネル１０８、直接リンクチャネル１１０、及びリレーリンクチャネル１１２は、半二重であり、直交アクセス（例えば、時分割複信プロトコルなどに基づく）を組み込んでいる。用語
【数８】
2014505388.tif 000010
は、送信された信号であり、用語
【数９】
2014505388.tif 000011
は、受信された信号である。さらに、ＡＷＧＮのフラットフェージングチャネルは、様々なチャネルに対して、それぞれ、チャネルフェージング係数及び雑音を表す
【数１０】
2014505388.tif 000012
及び、
【数１１】
2014505388.tif 000013
によって仮定される。瞬時ＳＮＲ及び平均ＳＮＲは下記のとおりである。
【数１２】
2014505388.tif 000014
ＤＦ協調プロトコルに基づいて、インターリンクチャネル１０８、直接リンクチャネル１１０、及びリレーリンクチャネル１１２上の送信は、下記のように表現することができる。
【数１３】
2014505388.tif 000015
ここで、ｋは、特定の送信されたビットを識別する。計算の単純化のため、送信された信号は、単位電力を有するものと仮定されるが、この仮定は、例示の目的のためであり、他の送信電力を用いることもできるので、本開示の範囲を限定することを意図していない。リレーノード１０４がソース信号１１４Ｂを正しく復号する場合、リレー信号１１６は、ソース信号１１４Ｂと同じであり、従ってｘＲ＝ｘＳである。この場合、信号デコーダ１１８は、最大比合成（ＭＲＣ）アルゴリズムを使用して、宛先ノード１０６にて受信されたシンボルを復号することができる。ここで、ＭＲＣアルゴリズムは、形式ａ１ｙＳＤ＋ａ２ｙＲＤを有し、フルダイバーシティ次数２を達成する。コーシー・シュワルツの不等式から、ａｉ＝ｈｉ／Ｎｉ（ｈｉはｉ番目のチャネルのチャネルフェージング係数であり、Ｎｉは、ｉ番目のチャネルを介して送信されるビット数）であり、ＭＲＣアルゴリズムを実行した後のシステム１００の単一リレーのネットワークの実効ＳＮＲは、下記のとおりである。
【数１４】
2014505388.tif 000016
リレーノード１０４が、ソース信号１１４Ｂ（例えば、ｙＳＲ）を正しく復号するのに失敗した場合、ｘＲ≠ｘＳであると想定される。したがって、ＭＲＣアルゴリズムは、ｘＲに含まれるエラーが、宛先ノード１０６における信号検出を間違ったものにするのを回避するために、信号デコーダ１１８によって利用されない。
【００４１】
ソース信号１１４Ｂを受信すると、リレーノード１０４は、エラー検査技術を使用して、シンボルがエラー有りでソースノード１０２から受信されたか否かを判定することができる。一例として、巡回冗長検査（ＣＲＣ）コードは、シンボルが誤って受信されたか否かを決定するために用いられることができる。本開示の少なくとも１つの態様において、ジニー支援（genie-aided）アルゴリズムは、一例として、シミュレーションに用いる理想的なＣＲＣとして利用されることができ、あるいは、別の例として、基本エラー率をシミュレートする。
【００４２】
エラーが検出された場合、リレーノード１０４は、受信したシンボルｙＳＲを、上述したＤＦプロトコルと同じように、復号し、その後、再符号化し、変調する。また、リレーノード１０４は、リレー信号１１６内に情報フラグを含めることができ、受信したシンボル（又は受信したパケット、又は受信したパケットのセットなど）がエラーを伴って受信されたか否かを示すことができる。リレー信号１１６は、ソース信号１１４Ａと同様、宛先ノード１０６によって受信される。ＣＲＣは、リレー信号１１６及びソース信号１１４Ａに対し、宛先ノード１０６によって実行される。ソース信号１１４Ａがエラーを伴って受信される場合、宛先ノード１０６は、リレー信号１１６内の情報フラグを解析して、リレーノード１０４がソース信号１１４Ｂを誤って受信したか否かを判定する。ソース信号１１４Ｂがリレーノード１０４にて正しく受信された場合、リレー信号１１６は、ソース信号１１４Ａの正確なコピーであり、宛先ノード１０６は、上述したように、入力としてｙＳＤ及びｙＲＤを利用するＭＲＣアルゴリズムを使用することができる。しかしながら、ソース信号１１４Ｂがリレーノード１０４にて誤って受信された場合は、宛先ノード１０６は、ｙＲＤからソフト情報を生成することができる。このソフト情報は、以下に詳細に記載されるように、ｙＳＤの復号を改善するために、信号デコーダ１１８に入力される。
【表１】
2014505388.tif 000017
【００４３】
図２は、本開示のさらなる態様による一例の協調無線システム２００（システム２００）のブロック図を示す。システム２００は、システム２００のエラー訂正及び全体的なエンド・ツー・エンド性能を改善するためにソフト復号を使用するように構成されることができる。さらに、このソフト復号は、リレーにおける複雑さを軽減するために、宛先にて実施されることができる。ソフト復号のこの軽減された複雑さは、リレーにおいて最小限のハードウェア制約で実施することができ、無線通信デバイスの広い範囲に対し、ソフト復号をより実行可能にする。
【００４４】
システム２００は、リレーノード２０４と通信可能に結合された宛先ノード２０２を含むことができる。リレーノード２０４は、リレーノード２０４が受信したソース信号のバージョンを宛先ノード２０２に転送するように動作することができる。このように、リレーノード２０４は、宛先ノード２０２が単一アンテナのデバイスである場合でさえも、宛先ノード２０２に対する空間ダイバーシティ通信を容易にすることができる。
【００４５】
リレーノード２０４によって受信された信号は、エラーコンポーネント２０８によって解析され、受信された信号が、無線チャネルの、雑音、チャネルフェージング、又は同様の状態の結果として、エラーを含むか否かが判定される。エラーコンポーネント２０８は、宛先ノード２０２に送信される信号２０６内に情報フラグ２０８Ａを埋め込むことができ、受信された信号のステータスを示すことができる。本開示の少なくとも１つの態様において、情報フラグ２０８Ａは、リレーノード２０４が、エラーを伴って、あるいはエラー無しで信号を受信したか否かを指定することができる単一ビットの情報を含むことができる。さらに、リレーノード２０４は、リレーデータ２１０（例えば、受信したシンボルｙＳＲ）を復号し、再符号化し、変調することができ、リレーデータ２１０を信号２０６によって送信することができる。
【００４６】
宛先ノード２０２は、リレーノード２０４からの信号２０６の他に、ソースノード（不図示）によって送信されたソース信号２１２も受信する。信号デコーダ２１４は、ソースデータ２１２を復号するために宛先ノードによって使用される。動作において、信号デコーダは、ソースデータ２１２がリレーノード２０４においてエラーを伴って受信されたか否かを判定するように構成された解析コンポーネント２１６を利用する。例えば、解析コンポーネント２１６は、情報フラグ２０８Ａを読み取り  、ソースデータ２１２がリレーノード２０４においてエラーを伴って受信されたか否かを判定することができる。さらに、信号デコーダ２１４は、ＣＲＣコードを使用して、ソース信号２１２が宛先ノード２０２においてエラーを伴って受信されたか否かを判定することができる。少なくとも宛先ノード２０２におけるソースデータ２１２の受信及びリレーノード２０４におけるソースデータ２１２の受信に関連するエラーステータスは、訂正コンポーネント２１８に転送される。訂正コンポーネント２１８は、リレー信号２０６からソフト情報を生成し、宛先ノード２０２がソースデータ２１２をエラーを伴って受信したことに応答して、及び少なくともリレーノード２０４がソースデータ２１２をエラーを伴って受信したことに応答して、ソースデータ２０２の復号を改善するように構成されることができる。
【００４７】
宛先ノード２０２においてソフト情報を生成することにより、システム２００は、他のソフト転送技術（例えば、ソフト情報を生成するためにリレーノード２０４を必要とする技術）と比較して、リレーノード２０４における処理オーバーヘッドを著しく低減することができる。さらに、システム２００は、そのようなソフト転送技術に比べて、リレーノード２０４と宛先ノード２０２との間のリレーリンクチャネルの帯域幅要件を低減することができる。一例として、ソースデータ２１２がリレーノード２０４においてエラーを伴って受信されたか否かを単に情報フラグ２０８Ａを介して示すことにより、単一ビットの情報がリレーデータ２１０に追加される。この場合、ソフト情報は、リレーデータ２１０に付加してリレーリンクチャネルを介して送信されない。ソースデータを復号するためにソフト情報を生成し、該ソフト情報を使用するためのプロトコルが、図４において以下により詳細に説明される。
【００４８】
図３Ａ、図３Ｂ、及び図３Ｃは、本開示のさらなる態様による、単一リレーの協調通信システムの一例のチャネル状態図を示す。図３Ａ、図３Ｂ、及び図３Ｃは全て、ソースノード、リレーノード、及び宛先ノードを含む、単一リレー協調無線システムを示す。各図のソースノードは、参照番号３０２で示され、その後に、図に関連した文字が続く（例えば、図３ＡについてＡ、図３ＢについてＢ、図３ＣについてＣ）。同様に、リレーノードは、それぞれの図において、参照番号３０４Ａ、３０４Ｂ、３０４Ｃで示され、宛先ノードは、それぞれの図において、３０６Ａ、３０６Ｂ、３０６Ｃで示される。さらに、各図において、３つの独立した無線チャネルが、対応するノードに通信可能に結合し、インターリンクチャネルは、対応するソースノード及びリレーノードに結合し、直接リンクチャネルは、対応するソースノード及び宛先ノードに結合し、リレーリンクチャネルは、対応するリレーノード及び宛先ノードに結合する。
【００４９】
まず、図３Ａを参照すると、直接リンクチャネルを介してソースノード３０２Ａによって送信されたソース信号は、宛先ノード３０６Ａにおいてエラーを伴って受信され、直接リンクチャネル上でラベル「失敗」によって示される。さらに、リレーリンクチャネルを介してリレーノード３０４Ａによって送信されたリレー信号もまた宛先ノード３０６Ａにおいてエラーを伴って受信され、リレーリンクチャネル上で同様の「失敗」ラベルによって示される。しかしながら、ソース信号は、リレーノード３０４Ａにおいてエラー無しで受信され、インターリンクチャネル上で「成功」ラベルによって示される。リレーノード３０４Ａは、ソース信号を正確に受信するので、リレーリンクチャネルを介してソース信号の正確なコピーを転送することができる。したがって、宛先ノード３０６Ａは、空間ダイバーシティの恩恵を受けて、ソース信号の２つのコピーを受信し、ＭＲＣコードを使用してソース信号を復号することができる。
【００５０】
図３Ｂは、ソース−宛先路の送信が宛先ノード３０６Ｂにおいてエラーを伴って受信され、リレー−宛先路の送信が宛先ノード３０６Ｂにおいて正確に受信されるチャネル状態を示す。リレー−宛先路の送信が、ソース−宛先路の送信の正確なバージョンの再送信であったなら、宛先ノード３０６Ｂは、単にリレー−宛先路の送信を復号して、ソースノード３０２Ｂによって送信されたビットを得ることができたであろう。しかしながら、この場合、インターリンク送信は失敗し、それ故、宛先ノード３０６Ｂは、リレー送信が正確であるとは想定することができない。しかしながら、本開示の態様によれば、宛先ノード３０６Ｂは、リレー送信からソフト情報を生成し、該ソフト情報を使用してソース送信の復号を改善することができる。
【００５１】
図３Ｃでは、直接リンク送信、インターリンク送信、及びリレーリンク送信は、全て失敗する（例えば、エラーを伴って受信される）。図３Ｂと同様、宛先ノード３０６Ｃは、リレー送信がソース送信の正確なバージョンであるとは想定することができない。しかしながら、この場合も同様に、宛先ノード３０６Ｃは、リレーリンク送信からソフト情報を生成して直接リンク送信の復号を改善することができる。本開示の１つの特定の態様では、ソフト情報がどのように生成され、直接リンク送信を復号するためにそれがどのように利用されるかが、図４において説明される。
【００５２】
図４は、本開示の態様による一例の宛先ノード４００のブロック図を示す。宛先ノード４００は、いくつかの態様では、ソースノードとしても機能することもでき、例えば、宛先ノード４００において生成されたデータを送信することができることは、理解されるべきである。他の態様において、宛先ノードは、１つ又は複数の他のノード（例えば、図示されていないユーザノード又はネットワークノード）のためのリレーノードとしても機能することができ、受信したデータを再送信することができる。リレーノードとして機能する場合、宛先ノード４００は、以下で説明されるように、シンボルの復号に加え、図１、図２、図３において上述したように、ソース信号を受信し、再送信することができる。
【００５３】
宛先ノード４００は、無線信号を送受信するように構成されたトランシーバ４０２を含むことができる。本開示の１つの態様において、トランシーバ４０２は、単一の無線アンテナを備える。しかしながら、宛先ノード４００は、この特定の態様に限定されない。トランシーバ４０２で受信した無線データは、信号デコーダ４０４に提供される。この受信した無線データは、例えば、受信したソース信号（直接リンクチャネルを介して）の他に、受信したリレー信号（リレーリンクチャネルを介して）もまた含むことができる。
【００５４】
解析コンポーネント４０６は、リレー信号無線データに含まれる情報フラグを識別し、読み取って、リレー信号が、ソース信号の正確なコピーであるか否か（例えば、リレーノードがソース信号をエラー無しで受信したか否か）を判定するように構成されることができる。上述したことに加え、ソース信号及びリレー信号からそれぞれ受信された符号化データは、参照コンポーネント４０８に提供されることができる。参照コンポーネント４０８は、巡回冗長検査を実行して、宛先ノード４００がソース信号をエラーを伴って受信したか否かを、あるいは、宛先ノードがリレー信号を、エラーを伴って受信したか否かを判定するように構成されることができる。さらに、参照コンポーネント４０８は、ソース信号又はリレー信号の巡回冗長符号化におけるエラーの検出に応答して、巡回冗長検査がソース信号又はリレー信号に対して失敗したことを決定する。参照コンポーネント４０８は、次に、初期化コンポーネント４１０に宛先エラーステータスを提供し、ソース信号がエラーを伴って受信されたか否か、及びリレー信号がエラーを伴って受信されたか否かを示す。
【００５５】
初期化コンポーネント４１０は、訂正コンポーネント４１２をトリガーしてソース信号を復号するためにソフト判定復号を使用させるように構成されることができる。特に、トリガー信号は、宛先ノード４００がソース信号をエラーを伴って受信したことに応答して、及びリレーノードがソース信号をエラーを伴って受信したことに応答して、訂正コンポーネント４１２に送られる。本開示の少なくとも１つの態様によれば、初期化コンポーネント４１０は、リレー信号が宛先ノード４００においてどのように受信されたかに関係なく、ソフト判定を使用するために訂正コンポーネント４１２をトリガーすることができる。例えば、リレー信号がエラー有りで、あるいはエラー無しで受信された場合、ソフト判定復号はトリガーされることができる。
【００５６】
以下にさらに詳細に説明するように、訂正コンポーネント４１２は、チャネル信頼性データとともに符号化リレーデータからソフト判定情報を生成することができる。本開示の１つの特定の態様において、信頼性データは、もっぱらインターリンクチャネルの信頼性から得られる（例えば、リレー信号が宛先ノード４００において正しく受信された場合）のに対し、別の態様において、信頼性データは、インターリンクチャネルの信頼性及びリレーリンクチャネルの信頼性から得られる（例えば、リレー信号が宛先ノード４００においてエラー有りで受信された場合）。しかしながら、さらなる態様によれば、リレーリンクチャネルの信頼性は、無視されることができ、そのような場合において、信頼性データは、リレー信号が宛先ノード４００においてエラー有りで受信されようが正しく受信されようが、もっぱらインターリンクチャネルから得られる。
【００５７】
本開示の特定の態様によれば、訂正コンポーネント４１２は、様々な方法のうちの１つにおいて動作するように構成されることができる。一例において、訂正コンポーネント４１２は、選択された方法のうちの１つにおいて動作するように予め構成されるか、あるいはハードワイヤリングされる。他の例において、訂正コンポーネント４１２は、１つ又は別の方法で動作するようにプログラムされることができる。
【００５８】
第１の態様によれば、訂正コンポーネント４１２は、ソフト判定モードで動作するように構成されることができる。ソフト判定モードは、質の悪いインターリンクチャネルに対して特に実施されることができる。言い換えれば、リレーノードがソース信号を正しく受信することに失敗した場合、ソフト判定モードが訂正コンポーネント４１２によって使用されることができる。
【００５９】
別の態様において、訂正コンポーネント４１２は、ハード判定モードで動作するように構成されることができる。ハード判定モードは、良好なインターリンクチャネルに対して特に実施されることができる。リレーノードが成功裏にソース信号を復号する場合、再送信されるリレー信号は、ソース信号の正確なコピーであると想定することができる。この場合、宛先ノード４００は、ソース信号の２つのバージョンを、これらのバージョンのうちの１つ又は両方が宛先ノード４００においてエラー有りで受信される場合でも、受信する。この場合、訂正コンポーネント４００は、ＭＲＣコード（例えば、図１の信号デコーダ１１８に関して説明したような）を使用して、リレー信号からの情報（例えば、ａ２ｙＲＤ）とソース信号からのハード情報（例えば、ａ１ｙＳＤ）とを組み合わせることができ、ソース信号及びリレー信号によって送信されたソースのビット値（例えば、バイナリ・コンテキストにおけるａ０又はａ１）を決定するためにハード判定を行うことができる。
【００６０】
さらに別の態様において、訂正コンポーネント４１２は、ソフト判定復号及びハード判定復号の両方を使用するように構成されることができる。この態様において、復号のタイプは、リレーシステム（例えば、図３Ａ乃至図３Ｃのリレーシステム３００Ａ、３００Ｂ、３００Ｃを参照のこと）に対するチャネルの成功／失敗状態に基づいて選択されることができる。例えば、直接リンク送信が失敗し、インターリンク送信が失敗する場合（それぞれ、例えば、リレーシステム３００Ｂ及び３００Ｃ）、訂正コンポーネント４１２は、ソース信号の２つの正確なバージョンが送信されると想定できないので、ソフト判定情報を使用するようにトリガーされることができる。他方において、直接リンク送信が失敗し、インターリンク送信が成功する（及びリレーリンク送信が失敗する）場合、訂正コンポーネント４１２は、上述したハード判定ＭＲＣコードを使用するように構成されることができる。
【００６１】
ソフト判定情報に基づく第１の態様に戻ると、訂正コンポーネント４１２は、リレー信号の符号関数及びインターリンクチャネルの信頼性関数から、ソフト判定情報を生成するように構成されることができる。符号関数は、リレー信号上で受信されたシンボル（複数可）を復号することにより、及び、該シンボルを再符号化し、変調することにより、生成されることができる。信頼性関数は、インターリンクチャネルのシンボル（複数可）に係るエラー確率関数から生成することができる。特に、このエラー確率関数は、インターリンクチャネル（ソースからリレーへのチャネル）のチャネル状態情報に基づくことができる。以下に、より詳細に説明するように、宛先ノード４００及び関連するリレーノードに対する複雑さ／非複雑さの所望レベルに応じて、信頼性関数は、個々のビットに対して計算されるビット固有の信頼性関数（最も複雑）、シンボルが送信されるパケットの全てのビットの平均として計算されるパケット固有の信頼性（中くらいの複雑さ）、又は、ソースノードからリレーノードにおいてエラー有りで受信されたパケットの全てのビットの平均として計算されるチャネル固有の信頼性（最も低い複雑さ）、であることができる。
【００６２】
ここで、ソフト判定情報の符号関数を参照すると、複数の独立した送信から公式化されたデュアルダイバーシティにおける統計学的に独立した送信の事後（posteriori）確率の対数尤度比（ＬＬＲ）の形式は、下記のように表すことができる。
【数１５】
2014505388.tif 000018
ここで、チャネル値は、
【数１６】
2014505388.tif 000019
であり、事前確率は、
【数１７】
2014505388.tif 000020
である。この場合、ソース情報は、等しい確率で、０及び１から選ばれる。さらに、宛先ノード４００において受信した複数のシンボルは、複数の独立した送信と見なすことができる。しかしながら、ｙＲＤはｙＳＲの推定値であるので、ｙＳＲがＣＲＣ検査に失敗する場合、宛先ノード４００は、ｙＲＤ及びインターリンクＳＮＲを直接使用して、中継されたパケットのＬＬＲ値を直接構築することはできず、受信したビットを、式（９）を用いて復号することはできない。
【００６３】
この問題に対処するため、訂正コンポーネント４１２は、インターリンクチャネル、及びｙＲＤのハード判定ビットに関連するＣＳＩからソフト情報を生成する。訂正コンポーネント４１２は、リレーリンクについてのソフト情報を、及び直接リンクについてのハード判定情報を、下記の形式のビタビアルゴリズムに入力する。
【数１８】
2014505388.tif 000021
ここで、ｙＳＲはリレーノードにおいてＣＲＣコード検査に失敗した場合である。ここで、リレー信号のＬＬＲ値を２つの部分、符号及び信頼性、に分割することにより、符号｛ｙＲＤ｝は、ｙＲＤに基づく、変調された、符号化されたハード判定ビットとして定義され、Ｒｅｌ｛ｙＳＲ｝は、ｙＳＲの信頼値として定義される。式（１０）は、最大事後確率（ＭＡＰ）デコーダ、等の他のソフトＤＦプロトコルの復号アルゴリズムよりもはるかに簡単であることを理解すべきである。
【００６４】
本開示の少なくとも１つの態様において、信頼性関数は、リレーリンクチャネル及びインターリンクチャネルの結合（ｊｏｉｎ）エラー確率から得ることができる。この態様は、例えば、直接リンク、インターリンク、及びリレーリンク上の送信が全て失敗する場合（例えば、図３Ｃのシステム３００）、使用されることができる。リレーノードにおけるプロトコルは、ｙＳＲがリレーノードにおいてＣＲＣに合格したか失敗したかに関わらず、再符号化されたハード判定ビットｙＲＤを、受信したパケットｙＳＲに基づいて宛先に転送すべきであることを理解すべきである。情報フラグビットはリレー信号に書き込まれ、ｙＳＲがリレーノードにおいて復号に成功したか又は失敗したかを示す。パケットｙＲＤがいくつかのエラービットを含むことは、宛先ノード４００におけるＣＲＣの失敗から推測することができるが、ｙＲＤはｙＳＤの復号を支援するために有用な情報を依然として提供することができる。
【００６５】
Ｒｅｌ｛ｙＳＲ｝（又はＲｅｌ｛ｙＳＲ，ｙＲＤ｝）を計算するために、インターリンクの（又はインターリンク及びリレーリンクの）ＣＳＩは、事前に規定されたスケジュールで宛先ノード４００に転送されることができる。ＣＳＩが宛先ノード４００に転送される速度は、無線リレーシステムが必要とする処理オーバーヘッド及び追加の帯域幅に関連しており、所望の帯域幅及び処理オーバーヘッドは、この速度を確立するために利用されることができる。ＣＳＩは、訂正コンポーネント４１２によって計算される信頼性の確度を決定し、システム性能を向上させるために利用されることができる。
【００６６】
再び信頼性関数を参照すると、Ｒｅｌ｛ｙＳＲ｝は、式（１０）に入力されるソフト情報の大きさとして使用される。信頼性の値は、対応する転送されたハード判定ビット（例えば、ｙＲＤ）の確度の推定値を提供し、ソース信号ビットの条件付き確率、例えば、
【数１９】
2014505388.tif 000022
と組み合わせた場合、対応する中継されたビットを重み付けする。ビット信頼性とエラー確率との間の関係は、本明細書において下記のように定義される。
【数２０】
2014505388.tif 000023
ここで、ＰＲ（ｅ（ｋ））は、ｋ番目のビットｙ（ｋ）のエラー確率を示す。したがって、訂正コンポーネント４１２は、最初に、関連する信頼性を得るために、ビットのエラー確率を決定する。ビットエラー確率に関し、下記のブロックフェージングチャネルを想定する。
【数２１】
2014505388.tif 000024
ここで、添字ｋ及びｊは、それぞれｋ番目のビット及びｊ番目のパケットを示す。さらに、ｓｉは、信号のアルファベットのｉ番目の要素を表し、変調方式の次数（例えば、バイナリ変調の場合はＭ＝２）によって決定されるサイズＭを有する。
【００６７】
式（１２）の条件付きエラー確率は、訂正コンポーネント４１２によって計算される。これは、リレー信号を宛先ノード４００に送信するリレーノードにおける処理オーバーヘッドを軽減する。さらに、リレーノードは、エラーを含むパケットの対応するビット信頼性を宛先ノード４００に転送しなければならないことを回避することができ、リレー信号に必要とされる増加する帯域幅を軽減することができる。少なくとも１つの開示した態様によれば、増加される帯域幅は、ｙＳＲの復号におけるリレーノードの成功又は失敗を示す情報フラグを伝達するための単一ビットに限定することができる。他の態様において、リレーノードは、訂正コンポーネント４１２がビット固有、パケット固有、又はチャネル固有の信頼性に対して構成されているかに応じた速度で、インターリンクノードに対し、一度又は周期的にＣＳＩを送信することができる。
【００６８】
パケット固有の信頼性は、パケット内のビットを介して計算される平均信頼性又はエラー確率から得ることができる。信頼性の値が、パケットの全てのビットのそれぞれの信頼度を平均化することによって生成される場合、及び、確率値が、全てのビットのそれぞれのエラー確率を平均化することにより生成される場合、エラー確率の分布は、エラー信頼性の分布と比較して、一般的に、比較的平坦であり得る。したがって、エラー確率は、最初に、訂正コンポーネント４１２によって計算し、等式（１１）を介して、信頼性の値に変換することができる。それ故、
【数２２】
2014505388.tif 000025
となる。ここで、Ｎはパケットサイズである。パケット固有の信頼性のアプローチを実施するために、リレーノードは、宛先ノード４００に、宛先ノード４００に転送されるエラーを有するパケット毎の信頼性を通知する。エラーを有するこれらのパケットに関し、パケット固有の信頼性は、固定数のビットに量子化することができ、かつ、パケット内に埋め込まれることができる。このことは、パケットのエラー率（誤り率）が一般的にはかなり低いので、低い頻度で発生する（パケット固有の信頼性のアプローチによる、リレーリンク帯域幅における単に適度な増加に通じる）。さらに、シミュレーション結果が、無線リレーシステムのエンド・ツー・エンド性能が、信頼性値の小さな分散に対して敏感ではないことを示唆する（例えば、「NOVEL SOFT FORWARDING TECHNIQUE FOR COOPERATIVE COMMUNICATION （協調通信のための新規なソフト転送技術）」と題する仮特許出願番号６１／４１８，８１１の頁２９、及び頁４１の図３．１０を参照のこと）。
【００６９】
チャネル固有の信頼性は、リレーノードにおける複雑さ及びオーバーヘッドを、パケット固有の信頼性及びビット固有の信頼性と比較して、最低レベルに低減するのに使用されることができる。チャネル固有の信頼性は、全てのエラーのあるパケットの全てのビットにわたってエラー確率を平均化することにより得ることができる。それ故、
【数２３】
2014505388.tif 000026
となる。ここで、Ｎεは、エラーパケットの数を表す。式（１４）に対する一般解を与えるために、ベイズの規則を使用して下記の式を得ることができる。
【数２４】
2014505388.tif 000027
ここで、ｅ及びεは、それぞれビット・エラー・イベント及びパケット・エラー・イベントを示す。符号化されていないシステム、例えば、
【数２５】
2014505388.tif 000028
に関し、式（１５）は、下記の式に変換することができる。
【数２６】
2014505388.tif 000029
式（１６）は符号化されていないシステムに対して有効である。符号化されたシステムに関しては、対応するビットエラー率及びパケットエラー率は、ルックアップ表（例えば、宛先ノード４００における不図示のデータベース内に格納された）又は他の適切な機構により得ることができる。さらに、
【数２７】
2014505388.tif 000030
は、符号化されたシステム内において１に等しくはないが、（０，１）の範囲内の有理数である。有理数が小さくなればなるほど、符号化されたシステムの符号訂正能力はより強くなる。したがって、コードブック及びインターリンクＣＳＩ（又は、例えば、インターリンク及びリレーリンクＣＳＩ）の知識により、訂正コンポーネント４１２は、リレーノードからの支援なしに、チャネル固有のエラービットの信頼性を推定することができる。訂正コンポーネント４１２がチャネル固有の信頼性を計算するために、リレーノードは、宛先ノード４００に転送されるリレー信号内に１ビットのハード判定情報を含めるだけでよい。訂正コンポーネント４１２がＲｅｌ｛ｙＳＲ｝（又はＲｅｌ｛ｙＳＲ、ｙＲＤ｝）に対するチャネル固有の信頼性を使用しないシステムに関し、式（１０）によって表される本開示のソフト復号は、１ビット・ソフト復号プロトコルと呼ばれる。
【００７０】
パケットサイズが大きくなるに従って、信頼性関数の確度が高くなることを理解すべきである。これは、エラービットが、エラーパケット内のビットの、より小さな比率を占める、より長いパケット長に対する、より高いパケットエラー率の結果である。このように、エラーパケット内の任意の１ビットの平均信頼性は、より高くなる。
【００７１】
式（１２）、（１３）、又は（１６）を式（１１）に代入することにより、対応するビット固有の、パケット固有の、又はチャネル固有の信頼性を得て、式（１０）におけるＲｅｌ｛ｙＳＲ｝のために利用することができる。宛先ノード４００がリレーノードからインターリンク（又は、例えば、インターリンク及びリレーリンク）チャネルＣＳＩの正確な知識を取得することを前提としている。チャネル固有の信頼性が使用される場合、訂正コンポーネント４１２はコードブック、及び平均のインターリンクチャネルＳＮＲ（又は、インターリンク及びリレーリンクチャネルＳＮＲ）の知識に基づいて、信頼性を計算することができるので、オーバーヘッドはほとんど存在しない（情報フラグビット以外に）。パケット固有の信頼性が使用される場合、ＣＳＩは、リレーノードによって宛先ノード４００に、各送信されるパケットと共に、送信される。ビット固有の信頼性が使用される場合、リレーノードは、各ビット持続時間毎に、ＣＳＩ（例えば、インターリンクフェージング係数）を送信する。
【００７２】
これらの信頼性のアプローチの中で、チャネル固有の信頼性は、最も低いエンド・ツー・エンドのエラー性能を有するが、それは、無線リレーシステムに対し、最も少ないオーバーヘッドを必要とする（例えば、リレーノードから宛先ノード４００へのＣＳＩの最も少ない頻度の更新）。この場合、平均のインターリンクチャネルＳＮＲは、無線リレーシステムに対する初期化期間中に、宛先ノード４００に提供されることができる。チャネル固有の信頼性に関し、平均のインターリンクチャネルＳＮＲは、その後、更新する必要はない（あるいは、例えば、ネットワークが再初期化されるまで少なくともない）。帯域幅又は処理能力が制限された無線リレーネットワークに関し、チャネル固有の信頼性は、より大きな利益を提供することができる。より大きな処理能力又はより大きなネットワークリソースを有するリレーネットワークに関し、パケット固有の信頼性又はビット固有の信頼性が、代わりに選択されて良い。
【００７３】
図５は、本開示のさらなる態様による一例のマルチリレー無線システム５００（システム５００）のブロック図を示す。システム５００は、ソースノード５０２及び宛先ノード５０６、及び、リレーノード１５０４Ａ、リレーノード２５０４Ｂ、．．．、リレーノードｎ５０４Ｃ（リレーノード５０４Ａ−５０４Ｃと総称する）を含む複数のリレーノードを含むことができる。ここで、ｎは、１より大きい正の整数である。図示のように、直接リンクチャネルｈＳＢは、ソースノード５０２及び宛先ノード５０６に通信可能に結合する。インターリンクチャネルｈＳＲ１、ｈＳＲ２、．．．、ｈＳＲｎのセット（インターリンクチャネルｈＳＲ１−ｈＳＲｎと総称する）は、ソースノード５０２と各リレーノード５０４Ａ−５０４Ｃとの間の通信を容易にし、リレーリンクチャネルｈＲ１Ｂ、ｈＲ２Ｂ、．．．、ｈＲｎＢのセット（リレーリンクチャネルｈＲ１Ｂ−ｈＲｎＢと総称する）は、各リレーノード５０４Ａ−５０４Ｃと宛先ノード５０６との間の通信を容易にする。
【００７４】
動作において、リレーノード５０４Ａ−５０４Ｃは、ソースノード５０２からブロードキャスト信号を受信し、リレーノードのうちの１つ又は複数は、このブロードキャスト信号を宛先ノード５０６に転送することができる。宛先ノード５０６は、次に、図４、及び図３Ａ乃至図３Ｃのエラー例に関して説明したのと同様な方法で受信信号を復号することができる。例えば、直接リンク送信及びリレーリンク送信が、宛先ノード５０６においてそれぞれのＣＲＣを失敗するが、インターリンク送信のうちの１つが成功する（例えば、リレーノードがソースノード５０２からの信号を正しく復号する、その一例は、上述のシステム３００Ａによって示される）場合、宛先ノード５０６は、ＭＲＣアルゴリズムを使用して、成功したインターリンク送信を直接リンク送信と組み合わせることができる。直接リンク送信及びリレーリンク送信がＣＲＣに失敗する場合、宛先ノード５０６は、代わりにソフト判定符号化（例えば、式（１０）に基づいて）を使用することができる。各リレーにおける送信の失敗が他のリレーにおける成功又は失敗に無関係であるので、ＮＲリレーネットワークにおいて、ＮＲリレー分岐のうちの少なくとも１つが図３Ｂ又は図３Ｃ（例えば、直接リンク送信及びインターリンク送信の両方が失敗する）によって記述される確率は、下記の式によって与えられる。
【数２８】
2014505388.tif 000031
ここで、リレーの数はＮＲであり、図３Ａのシステム３００Ａにおいて示される、エラー発生によって表されるエラーケース確率、
【数２９】
2014505388.tif 000032
は、下記の式によって与えられる。
【数３０】
2014505388.tif 000033
さらに、エラーケース２（システム３００Ｂ）及びエラーケース３（システム３００Ｃ）の確率は、それぞれ下記の式によって与えられる。
【数３１】
2014505388.tif 000034
無線システムにおけるリレーの数を増やすことにより、より大きな利益が、従来のソフトＤＦプロトコルと比べ、本開示のソフト復号プロトコルから達成される。ソフト復号プロトコルの関連する複雑さは、その上、ソフトＤＦプロトコルに対するよりも、なお著しく低い場合がある（例えば、ソフト復号プロトコルがチャネル固有の信頼性に基づく場合）。このように、システム５００のマルチリレー・ネットワークに対してさえも、ソフト判定プロトコルは、従来の技術に比べて著しい利点を提供する。
【００７５】
図６は、本開示の１つ又は複数の追加の態様による例示的な無線リレーシステム６００（システム６００）のブロック図を示す。システム６００は、符号化協調のために構成されたネットワークリレーであってよく、第１のユーザノード６０２、第２のユーザノード６０４、及び宛先ノード６０６を有する。図示したように、インターリンクチャネル６０８が、第１のユーザノード６０２及び第２のユーザノード６０４に通信可能に結合するのに対し、それぞれの直接リンクチャネル、すなわち、直接リンク１６１０及び直接リンク２６１２は、第１のユーザノード６０２及び第２のユーザノード６０４を、それぞれ宛先ノード６０６と通信可能に結合する。さらに、システム６００の符号化協調は、本明細書において説明されるように、ソフト復号と統合することができ、エンド・ツー・エンドのシステム性能をさらに改善することができる。
【００７６】
符号化協調は、ジョイント・ルーティング及びチャネル符号化を協働して利用する。システム６００の符号化協調方式における送信は、バイナリ位相シフト・キーイング（ＢＰＳＫ）変調を使用し、そこでは、各ユーザノードが同じ電力で送信する。インターリンク６０８、直接リンク１６１０、及び直接リンク２６１２は、平坦なレイリーフェージング及び零平均ＡＷＧＮと相互に独立しており、可逆であって、チャネルを共有する各ノードは、同じフェージング係数を受ける。さらに、各ノードは、コヒーレント検出を実施するのに必要な適切なＣＳＩを含むか、あるいは取得する。
【００７７】
動作において、符号化協調は、チャネル符号化と連結されたＣＲＣ符号を使用して、Ｋ個のソースビットのブロックを符号化する第１のユーザノード６０２及び第２のユーザノード６０４を含む。このように、Ｎ＝Ｋ／Ｒ個の符号化ビットの全体は、ブロック毎に生成される。各ユーザノードは、それぞれのＮビット・ブロックの送信を２つのフレームに分割することによって協調する。長さＮ１の第１のフレームにおいて、各ユーザノードは、Ｒ１＝Ｋ／Ｎ１の符号レートで送信する。Ｎ１は、全ての情報ビットを含む全Ｎビットのサブセットと見なすことができる。フレーム１においてそれぞれのソースビットを送信した後、それぞれのユーザノードは（宛先ノード６０６と同様）、他のユーザノードのそれぞれの送信を受信し、該送信を復号する。このように、第１のユーザノード６０２は、第２のユーザノード６０４のフレーム１送信を受信し、復号する（逆もまた同様）。ユーザノードが他の対応するユーザノードのフレーム１送信を成功裏に受信し、復号する場合、ユーザノードは、フレーム２において他の対応するユーザノードについての残りのＮ２ビットを計算し、送信する。このように、システム６００は、第１のユーザノード６０２及び第２のユーザノード６０４の両方が、相手方のユーザノードのフレーム１送信を正しく受信し、復号し、それ故、フレーム２において、第１のユーザノード６０２は、第２のユーザノード６０４についてのＮ２ビットを送信し、第２のユーザノード６０４は、第１のユーザノード６０２についてのＮ２ビットを送信する場合のシナリオを描く。
【００７８】
ユーザノードが、他の対応するノードのフレーム１送信を正しく復号するのに失敗した場合、ユーザノードは、フレーム２において自身のＮ２ビットを送信する。追加のＮ２ビットは、それらが、対応するＮ１ビットと組み合わされて強レート（strong rate）Ｒのコードワードを生成することができるように、選択される。第１のユーザノード及び第２のユーザノードが、他の対応するノードのフレーム１送信を成功裏に受信したか否かに関わらず、各ユーザノードは、フレーム１及びフレーム２おいてＮ＝Ｎ１＋Ｎ２ビットを送信する。Ｎ２／Ｎの比率は、システム６００の協調レベルとして定義される。
【００７９】
一般的に言えば、種々のエラー訂正符号は、システム６００の符号化協調フレームワークに使用することができる。一例として、メモリ：Ｍ＝４、及びパンクチャリング周期：Ｐ＝８のパンクチャード畳み込み符号ファミリーと適合したレートがある（例えば、J. Hagenauerの「Rate-compatible punctured convolutional codes (rcpc codes) and their applications（レート適合パンクチャード畳み込み符号（ｒｃｐｃ符号）及びその応用）」、IEEE Transactions on Communications、第３６巻、第４号、頁３８９−４００、１９８８年を参照のこと。この文献は、参照することにより本明細書に組み込まれる）。このエラー訂正符号用の母符号は、Ｒ＝１／４の（２３，３５，２７，３３）Ｓであってよく、第１のフレームのコードワードは、Ｒ１＝１／２に対応するパンクチャリング行列を適用することによって得ることができる。フレーム２についての追加のパリティビットは、フレーム１においてパンクチャリングされたパリティビットである。
【００８０】
第１のユーザノード６０２及び第２のユーザノード６０４は、フレーム２において独立に動作し、それ故、フレーム１送信の復号において他の対応するユーザノードの成功又は失敗について知らない。したがって、４つの可能性のあるエラーケースが、システム６００の符号化協調に対して発生することがある。ケース１の場合、両方のユーザノードは、他の対応するユーザノードのフレーム１送信を成功裏に復号し、両者は、フレーム２において他の対応するユーザノードについての追加のパリティビットを送る。ケース１は、システム６００によって示されるエラーケースである。ケース２の場合、いずれのユーザノードも他の対応するノードのフレーム１送信を成功裏に復号しない。この場合、システム６００は、フレーム２について非協調モードに戻り、各ユーザノードは、各自のＮ２ビットを送信する。ケース３及びケース４は、１つのユーザノードのみが、他の対応するユーザノードのフレーム１送信を成功裏に復号するということにおいて対称である（例えば、ケース３は、第１のユーザノード６０２が第２のユーザノード６０４のフレーム１送信を成功裏に復号し、第２のユーザノード６０４が第１のユーザノード６０２のフレーム１送信の復号に失敗する場合を含むことができるのに対し、ケース４は、第２のユーザノード６０４が第１のユーザノード６０２のフレーム１送信を成功裏に復号し、第１のユーザノード６０２が第２のユーザノード６０４のフレーム２送信の復号に失敗する場合を含むことができる）。ケース３及びケース４において、その後、いずれのユーザノードも各自のＮ２ビットを送信せず、代わりに、両方のユーザノードは、他の対応するユーザノードについてのＮ２ビットを送信する。
【００８１】
宛先ノード６０６が、どちらの協調ケースがフレーム２において発生するのかを知らない場合、宛先ノード６０６は、例えば、ＣＲＣ検査がそれぞれのフレーム２送信に対して成功するまで４つの異なる仮定に従ってフレーム２送信を復号することができる。したがって、例えば、宛先ノード６０６は、受信したフレーム２送信を、成功するまで、最初にケース１、次に、ケース２、ケース３、及びケース４に従って復号することができる。しかしながら、本開示の少なくとも１つの態様において、第１のユーザノード６０２及び第２のユーザノード６０４は、フレーム１送信が成功裏に復号されたか否かを識別する１ビットの情報フラグを送信することができる。この態様によれば、宛先ノード６０６は、フレームの各ペアに対して４つの協調ケースを区別することができる。
【００８２】
本開示の種々の態様によれば、ソフト復号は、システム６００について上述した協調符号化プロトコルとともに実施することができる。少なくとも１つの態様において、１ビットのソフト復号プロトコルを、図４において説明したチャネル固有の信頼性に基づいて、使用することができる（しかしながら、本開示は、この態様に限定されない）。上述したフレーム１及びフレーム２の４つの送信ケース間において、ケース１のみが両方のユーザノードに対してフルダイバーシティ次数を達成する（例えば、フレーム１の両方のインターリンク送信が成功裏に復号され、それ故、両方のユーザノードがフレーム２において他の対応するノードのＮ２ビットを送信する場合）。
【００８３】
本開示の特定の態様において、システム６００の符号化協調に適用されるようなソフト復号プロトコルは、各ユーザノードが、各フレーム１送信の復号の成功又は失敗に関わらず、フレーム２において他の対応するユーザノードについての追加のパリティビットを計算し、送信することを必要とする。各ユーザノードがフレーム２において他の対応するユーザノードのビットを送信することを必要とすることにより、協調モードが保証され、フレーム１送信及びフレーム２送信が、フレーム１送信の復号の成功又は失敗に関わらず、システム６００によって示されるように、ケース１毎に発生する。この要件の下で、Ｎ＝Ｎ１＋Ｎ２ビット全体は、各ユーザノード用の直接リンク１６１０及び直接リンク２を介して宛先ノード６０６において受信される。ユーザノードがフレーム１において他の対応するユーザノードのデータを成功裏に復号する（例えば、本明細書で定義したような信号ｙＳＲを成功裏に復号する）場合、宛先ノード６０６は、その後、２つの受信したコードワードを組み合わせてＲ＝Ｋ／Ｎのコードワードを形成する。ここで、各ビットは、本明細書において説明されたＭＲＣ符号と同様に、関連するフェージング係数及び受信ＳＮＲに従って重み付けされる。
【００８４】
他方で、ユーザノードが他の対応するユーザノードのフレーム１送信を復号するのに失敗した（例えば、ｙＳＲがユーザノードにおいて成功裏に復号されない）場合、転送された情報（例えば、ｘＲＤ）は、エラーを含むと想定される。この場合、宛先ノード６０６は、２つの受信したコードワードを組み合わせてレートＲ１のコードワードを形成することができる。ここで、転送されるビットは、例えばフレーム１のコードブックを使用して復号され、再生成される。特に、各ビットは、受信され転送されたビット（例えば、ｙＲＤ）の復号によって決定された符号を有する信頼性の値によって重み付けされることができる。このことは、得られる信頼性の値がＬＬＲ合成に基づいているので、従来の符号化協調プロトコルとは異なる。
【００８５】
図７は、一例の無線リレーシステム７００Ａ（システム７００Ａ）のブロック図、及びシステム７００Ａに関する送信の関連比較図７００Ｂを示す。システム７００Ａに関し、２つのユーザノードＳ１７０２及びＳ２７０４は、直接リンクチャネル７０８を介してピア・ツー・ピアのリンクにおいて係合される。リレーノード７０６は、両方のユーザノードに専用のものとされ、それぞれのユーザノードのそれぞれの送信を再送信することにより、ダイバーシティを容易にする。ユーザノードＳ１とリレーノードとの間のリンクは、リレーリンク１７１０であるのに対し、ユーザノードＳ２とリレーノードとの間のリンクは、リレーリンク２７１２である。
【００８６】
システム７００のこの３つのノードモデルは、両方のユーザノードが互いに同時に情報を送信する場合、リレーノード７０６における衝突の問題を有する。中継方式の２つのタイプが比較図の７００Ｂによって示される。方式（１）（比較図７００Ｂの左側）が従来のＤＦプロトコルに基づいているのに対し、方式（２）（比較図の７００Ｂの右側）は、ネットワーク符号化プロトコルに基づいている。従来のＤＦプロトコルの場合、リレーノード７０６は、個別のタイムスロットの全てにおいて、２つのユーザノードに関する送信を受信し、転送する。例えば、送信は、タイムスロット１においてＳ１７０２から受信され、タイムスロット２においてＳ２に転送される。同様に、送信は、タイムスロット３においてＳ２から受信され、タイムスロット４においてＳ１に転送される。方式（２）のネットワーク符号化プロトコルの場合、Ｓ１７０２及びＳ２７０４のそれぞれの送信は、それぞれ、タイムスロット１およびスロット２において受信される。排他的論理和（ＸＯＲ）演算がタイムスロット３において使用され、タイムスロット３において両方の送信が結合され、ブロードキャストされる。したがって、ネットワーク符号化プロトコルは、従来のＤＦプロトコルに比べ、２つの信号を受信し再送信するための送信時間を１／４だけ低減し、システム７００Ａに対する最大スループットの増加をもたらす。
【００８７】
一般に、ネットワーク符号化は、復号エラー無しに動作すると想定される。しかしながら、これは、多くの場合、実際のシステムに対して現実的でない。エラー送信がシステム７００Ａに対して考慮される場合、４つのエラーの可能性が、図６について説明したエラーケースと同様、存在する。特に、リレーノードは、Ｓ１７０２及びＳ２７０４の両方からのそれぞれの信号を正しく受信し、復号する（ケース１）、あるいは、いずれの信号も正しく受信も、復号もしない（ケース２）、あるいは、１つ又は他の信号を正しく受信し、復号する（それぞれ、ケース３及びケース４）。ＸＯＲ演算は、復号エラーが存在する場合に問題となり、この場合、本明細書において説明したソフト復号プロトコルは、システム７００Ａのネットワーク符号化モデル及び比較図７００Ｂ方式（２）とともに実施されることができる。
【００８８】
ネットワーク符号化プロトコルに対してソフト復号（ソフトネットワーク復号とも呼ばれる）を実施するために、リレーノード７０６は、Ｓ１７０２及びＳ２７０４からそれぞれのソース信号を受信し、それぞれの受信信号についてＣＲＣを実行する。ビットレベルのＸＯＲ演算は、正しく受信されようがエラーを伴って受信されようが、それぞれの信号の情報ビットについて実行され、それぞれの情報ビットを単一セットのビットに組み合わせ、組み合わされた送信（例えば、ＸＯＲ演算の結果）は、リレーノード７０６によってブロードキャストされる。したがって、各信号の２つのバージョンが、リレーノード７０６におけるエラーステータスに関係なく送信され、第１のバージョンは、対応するユーザノードの各々によって送信され、第２のバージョンは、ブロードキャストにおいて送信される。本開示の特定の態様において、リレーノード７０６は、ブロードキャストにおいてそれぞれのＣＲＣ検査のステータスをさらに示すことができる（例えば、それぞれのステータスの各々に対し、１つの情報フラグビットを利用して）。
【００８９】
ブロードキャストを受信すると、それぞれのユーザノードは、最初にＸＯＲ演算を実行して、他の対応するユーザノードのソース信号ビットをコードワードレベルで抽出することができる。ユーザノードは、適切な情報フラグビットを参照して、抽出された信号のビットがリレーノード７０６において正しく受信されたか否かを判定することができる。ビットが正しく受信された場合、抽出されたビット及び直接リンクソース信号を復号するためにＭＲＣ符号が使用される。その他の場合は、１ビットのソフト復号を使用することができ（例えば、式（１０）に従って）、その場合、直接リンクビットは、チャネルフェージング係数及び平均ＳＮＲによって重み付けされ、対応する抽出されたリレービットは、ソフト情報の符号（例えば、Ｓｉｇｎ｛ｙＲＤ｝）について再符号化され、変調され、対応するリレーチャネルの信頼性情報（例えば、Ｒｅｌ｛ｙＳＲ｝）は、本明細書において説明したように、符号を重み付けするために使用される。
【００９０】
上述したように、４つの可能なエラーケースが存在するが、リレーノード７０６によって（及びターゲットの情報ビットを抽出するためのそれぞれのユーザノードによって）使用されるＸＯＲ演算に起因した異なる結果をもたらす。エラーケース１の場合、両方のソース信号は、リレーノード７０６において成功裏に受信され、ＸＯＲ演算は、正しく行われることができる。エラーケース３及びエラーケース４の場合、それぞれのソース信号のうちの１つのみがリレーノード７０６において正しく復号されるが、これは、対応するユーザノードにおけるＸＯＲ演算を利用する情報ビットの抽出に影響を与えることがある。例えば、Ｓ１７０２によって送信されるソース信号が正しく受信される場合、Ｓ１は、自身のソース信号を正しく利用して、Ｓ２のソース信号ビットを正確に抽出することができる。後者は、Ｓ２ソース信号についてのリレーノード７０６におけるＣＲＣ失敗のために、少なくとも部分的に破損していると想定される。しかしながら、Ｓ２は、ブロードキャスト信号がＳ２に関して正確ではないので、自身のソース信号を利用してＳ１ビットを抽出することができない。
【００９１】
Ｓ２のソース信号がリレーノード７０６においてエラーを伴って復号される場合に関し、第２のＸＯＲ演算後の各ユーザノードにおいて抽出されるパケットは、下記のように表すことができる：
【数３２】
2014505388.tif 000035
ここで、
【数３３】
2014505388.tif 000036
は、排他的論理和演算を示し、ｙ１及びｙ２は、それぞれ、Ｓ１７０２及びＳ２７０４についての受信パケットを表し、
【数３４】
2014505388.tif 000037
は、Ｓ２７０４の破損したパケットを示し、ｅａは、バイナリ対称チャネルおけるエラーを示し、Ｐｒ（ｅａ）＝ｐである（ｐは、あるリンクチャネルのビットエラー率）。ＸＯＲ演算がユーザノードＳ１７０２のソース信号ビットの正確なコピーを含むので、ソースノードＳ１７０２は、Ｓ２のソース信号ビット（エラーを含む）を抽出することができる。ブロードキャスト信号がユーザノードＳ２７０４のソース信号からのエラービット、
【数３５】
2014505388.tif 000038
を含むので、Ｓ２は、必ずしも、ブロードキャスト信号からＳ１のソース信号ビットを成功裏に回復するために、そのソース信号ビットを使用するとは限らない。Ｓ１のソース信号がリレーノード７０６においてエラー有りで復号される場合に関し、同様の状況がユーザノードＳ１に対して発生する。
【００９２】
両方のソース信号がリレーノード７０６において不正確に復号される最終的な場合に関し、リレーノード７０６におけるＸＯＲ演算より、下記の式がもたらされる。
【数３６】
2014505388.tif 000039
ここで、ｅｂは、Ｐｒ（ｅｂ）＝２ｐ（１−ｐ）であるバイナリ対称チャネルにおけるエラーを示し、リレーリンク１７１０及びリレーリンク２７１２の両方が、ビットエラー率ＢＥＲ＝ｐで同じ平均ＳＮＲを有するものと仮定している。一般的に、Ｐｒ（ｅｂ）は、２ｐに近づく。したがって、対応する信頼性の値は、本明細書で定義されるように、ソフト情報の適切な重み付けのためにこれらの信号に適用されることができる。また、エラー有りで受信される両方の信号の確率が小さい場合、同じ信頼性値が、エンド・ツー・エンド性能における最小限の変化でエラーケースのうちの任意に対して利用されることができる（例えば、Ｓ１７０２のソース信号がエラーを伴って受信されるか、Ｓ２のソース信号がエラーを伴って受信される場合、あるいは、両方のソース信号がエラーを伴って受信される場合）。
【００９３】
上述のシステムは、複数のコンポーネント及び／又は無線通信エンティティ間の相互作用について説明されてきた。このようなシステムおよびコンポーネントは、それらの中で指定されたコンポーネント又はサブコンポーネント、指定されたコンポーネント又はサブコンポーネントのいくつか、及び／又は追加のコンポーネントを含むことができることを理解すべきである。たとえば、システムは、ソースノード１０２、リレーノード１０４、及び信号デコーダ４０４を含む宛先ノード１０６、あるいは、これら又は他のエンティティの異なる組み合わせ、を含むことができる。サブコンポーネントは、親モジュール内に含まれるというよりはむしろ、他のモジュールに通信可能に結合されたモジュールとして実施することもできる。また、１つ又は複数のコンポーネントが、集約機能を提供する単一コンポーネントに結合されることができることに留意すべきである。例えば、参照コンポーネント４０８は、解析コンポーネント４０６を含むことができ（逆もまた同様）、リレーノードでのソース信号におけるエラーステータスの判定を、及び宛先ノードにおけるソース信号のエラーステータスの判定を、単一コンポーネントによって容易にすることができる。コンポーネントは、本明細書において特に説明していないが当業者に知られている、１つ又は複数の他のコンポーネントと相互作用することもできる。
【００９４】
図８、９、及び１０は、本明細書において開示された種々の実施形態のうちの１つ又は複数による種々の方法を示す。説明を簡単にするため、該方法は、一連の行為として示され、説明されているが、種々の実施例は、いくつかの行為が、本明細書において示され説明されたのとは異なる順序、及び／又は他の行為と同時に発生してもよいため、行為の順序によって制限されないことを理解すべきである。例えば、当業者は、方法が、状態図におけるような一連の相互に関連する状態又はイベントとして代替的に表すことができることを理解するであろう。さらに、図示した全ての行為が、種々の実施例に従って方法を実施するのに必要とされる場合があるとは限らない。また、以後及び本明細書を通して開示される方法は、当該方法をコンピュータに移送し転送するのを容易にするために、製品上に格納されることができることをさらに理解すべきである。本明細書において使用されているように、製品なる用語は、任意のコンピュータ可読デバイス、キャリア、又は媒体、からアクセス可能なコンピュータプログラムを包含することを意図している。
【００９５】
図８は、本開示のさらなる態様による実例の方法８００のフローチャートを示す。８０２において、方法８００は、ソースノードから無線シンボルを受信し、リレーノードから該無線シンボルの転送されたバージョン（転送バージョン）を受信することができる。８０４において、方法８００は、無線シンボルがリレーノードにおいてソースノードから正しく受信されたか否かを判定することを含むことができる。少なくとも１つの態様において、該判定することは、リレーノードによって送信された情報フラグを、転送されたシンボルと参照することに基づくことができる。８０６において、方法８００は、無線シンボルの転送バージョンからソフト判定情報を生成し、ソースノードからの無線シンボルの正しくない受信に応答して、及びリレーノードがソースノードからの無線シンボルを正しく受信しなかったことに応答して、無線シンボルの復号を改善することを含むことができる。
【００９６】
図９及び図１０は、本開示のさらなる態様による例示の方法９００のフローチャートを示す。９０２において、方法９００は、ソースノードから無線シンボルを受信することを含むことができる。９０４において、方法９００は、リレーノードから無線シンボルの転送バージョンを受信することを含むことができる。９０６において、方法９００は、無線シンボルが正しく受信されたか否かを検査することを含むことができ、９０８において、方法９００は、転送バージョンが正しく受信されたか否かを検査することを含むことができる。
【００９７】
９１０において、方法９００は、無線シンボルがリレーノードにおいて正しく受信されていたか否かを判定することを含むことができる。９１２において、方法９００は、無線シンボルが正しく受信されていた場合は９１４に進み、そうでない場合は、方法９００は９１６に進む。９１４において、方法９００は、無線シンボルからのハード判定ビットを復号し、参照番号９０２に戻ることを含むができる。
【００９８】
９１６において、方法９００は、無線シンボルがリレーにおいて正しく受信されていたか否かを判定することを含むことができる。無線シンボルがリレーにおいて正しく受信されていた場合、方法９００は、図１０の９２０に進む。無線シンボルがリレーノードにおいてエラーを伴って受信されていた場合、方法９００は９１８に進み、転送バージョンからのハード判定ビットを復号する。方法９００は、次に、図１０の９２２に進む。
【００９９】
ここで図１０を参照すると、９２０において、方法９００は、無線シンボル及び転送バージョンについて最大比合成を使用して、無線シンボルを復号することを含むことができる。方法９００は、次に、参照番号９０２に戻ることができる。９２２において、方法９００は、転送されたバージョンが正しく受信されたか否かを判定することができる。もしそうであれば、方法９００は、９２４に進むことができ、そうでない場合は、方法９００は９２６に進む。
【０１００】
９２４において、方法９００は、ソースからリレーへのリンクの信頼性情報を生成することを含むことができる。方法９００は、次に、９２８に進む。９２６において、方法９００は、ソースからリレーへのリンク、及びリレーから宛先へのリンクの信頼性情報を生成することを含むことができ、参照番号９２８に進む。
【０１０１】
９２８において、方法９００は、無線シンボルの転送バージョンのハード判定ビットを復号することを含むことができる。９３０において、方法９００は、復号されたハード判定ビットを再符号化し、変調することを含むことができる。９３２において、方法９００は、変調された、再符号化されたハード判定ビットからソフト判定情報の符号を生成することを含むことができる。９３４において、方法９００は、生成された信頼性情報からソフト判定情報の大きさを生成することを含むことができる。９３６において、方法９００は、受信した無線シンボルからＣＰ表現を生成することを含むことができる。９３８において、方法９００は、ソフト判定情報及びＣＰ表現をビタビアルゴリズムに入力することを含むことができる。９４０において、方法９００は、ビタビアルゴリズムから無線シンボルのハード判定ビットを出力することを含むことができる。９４０において、方法９００は、参照番号９０２に戻ることができる。
【０１０２】
ここで図１１を参照すると、本開示の態様を実行するように動作可能な例示のコンピュータシステムのブロック図が示されている。種々の実施形態の種々の態様に対して追加のコンテキストを提供するために、図１１及び以下の議論は、種々の実施形態の種々の態様を実施することができる適切なコンピューティング環境１１００の簡潔で一般的な説明を提供することを意図している。さらに、上述された種々の実施形態が、１つ又は複数のコンピュータ上で実行することができるコンピュータ実行可能命令の一般的なコンテキストにおけるアプリケーションに適していることがある一方、当業者は、種々の実施形態が、他のプログラムモジュールとの組み合わせにおいて、及び／又は、ハードウェア及びソフトウェアの組み合わせとして、実施されることもできることを認識するであろう。
【０１０３】
一般に、プログラムモジュールは、特定のタスクを実行するか、又は特定の抽象データ型を実装する、ルーチン、プログラム、コンポーネント、データ構造、等を含む。さらに、当業者は、本発明の方法は、それぞれが１つ又は複数の関連するデバイスに動作可能に結合されることができる、単一プロセッサ又はマルチプロセッサのコンピュータシステム、ミニコンピュータ、メインフレームコンピュータ、ならびにパーソナルコンピュータ、ハンドヘルドコンピューティングデバイス、マイクロプロセッサベース又はプログラム可能な民生用電子機器、等を含む他のコンピュータシステム構成で実施されることができることを理解するであろう。
【０１０４】
種々の実施形態の例示された態様はまた、特定のタスクが、通信ネットワークを介してリンクされたリモート処理デバイスによって実行される分散コンピューティング環境において実施されることもできる。分散コンピューティング環境において、プログラムモジュールは、ローカル及びリモートの両方のメモリ記憶装置に配置されることができる。
【０１０５】
コンピュータは、種々のコンピュータ可読媒体を通常含む。コンピュータ可読媒体は、コンピュータによってアクセスされることができる任意の利用可能な媒体であってよく、揮発性媒体及び不揮発性媒体、リムーバブル媒体及び非リムーバブル媒体の両方を含むことができる。例えば、限定はしないが、コンピュータ可読媒体は、コンピュータ記憶媒体及び通信媒体を含むことができる。コンピュータ記憶媒体は、コンピュータ可読命令、データ構造、プログラムモジュール、又はその他のデータなどの情報の格納のための任意の方法又は技術で実施される、揮発性媒体及び不揮発性媒体、リムーバブル媒体及び非リムーバブル媒体の両方を含むことができる。コンピュータ記憶媒体は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ又は他のメモリ技術、ＣＤ−ＲＯＭ、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）又は他の光ディスクストレージ、磁気カセット、磁気テープ、磁気ディスク記憶装置又は他の磁気記憶装置、あるいは所望の情報を格納するために使用することができ、コンピュータによってアクセスすることができる任意の他の媒体を含むことができる（ただし、これらに限定されない）。
【０１０６】
通信媒体は、通常、コンピュータ可読命令、データ構造、プログラムモジュール、又は、搬送波又は他の搬送機構などの変調されたデータ信号における他のデータ、を具現化し、任意の情報配信媒体を含む。用語「変調されたデータ信号」は、信号内の情報を符号化するような方法で設定されるか又は変更される１つ又は複数の特徴を有する信号を意味する。例えば、限定はしないが、通信媒体は、有線ネットワーク又は直接有線接続などの有線媒体、及び、音響、ＲＦ、赤外線、及び他の無線媒体などの無線媒体、を含む。上記のいずれの組み合わせも、コンピュータ可読媒体の範囲内に含まれるべきである。
【０１０７】
引き続き図１１を参照すると、１つ又は複数の種々の実施形態のうちの種々の態様を実施するための例示の環境１１００は、コンピュータ１１０２（該コンピュータ１１０２は処理ユニット１１０４を含む）、システムメモリ１１０６、及びシステムバス１１０８を含む。システムバス１１０８は、システムメモリ１１０６（ただし、これに限定されない）を含むシステムコンポーネントを処理部１１０４に結合する。処理部１１０４は、種々の市販のプロセッサのいずれかであってよい。デュアルマイクロプロセッサ及び他のマルチプロセッサのアーキテクチャも、処理ユニット１１０４として使用されることができる。
【０１０８】
システムバス１１０８は、メモリバス（メモリコントローラ付き又は付きでない）、周辺バス、及び種々の市販のバスアーキテクチャのいずれかを用いるローカルバス、にさらに相互接続することができるいくつかのタイプのバス構造のいずれかであってよい。システムメモリ１１０６は、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）１１１０、及びランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１１１２を含む。基本入力／出力システム（ＢＩＯＳ）は、ＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭなどの不揮発性メモリ１１１０に格納され、ＢＩＯＳは、起動中などの、コンピュータ１１０２内の構成要素間で情報を転送するのを支援する基本ルーチンを含む。例えば。ＲＡＭ１１１２は、データをキャッシュするためのスタティックＲＡＭなどの高速ＲＡＭを含むこともできる。
【０１０９】
コンピュータ１１０２は、さらに、内部ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）１１１４（例えば、ＥＩＤＥ、ＳＡＴＡ）を含み、内部ハードディスクドライブ１１１４はまた、（例えば、リムーバブルディスケット１１１８に対し読み書きするために）、適切な筐体（不図示）、磁気フロッピーディスクドライブ（ＦＤＤ）１１１６、及び（ＣＤ−ＲＯＭディスク１１２２を読むために、あるいはＤＶＤなどの他の大容量光媒体に対して読み書きするために）、光ディスクドライブ１１２０において外部使用向けに構成されることもできる。ハードディスクドライブ１１１４、磁気ディスクドライブ１１１６、及び光ディスクドライブ１１２０は、それぞれ、ハードディスクドライブ・インターフェース１１２４、磁気ディスクドライブ・インタフェース１１２６、及び光学ドライブ・インターフェース１１２８によってシステムバス１１０８に接続されることができる。外付けドライブの実装のためのインターフェース１１２４は、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）及びＩＥＥＥ１３９４インターフェース技術のうちの少なくとも１つ又は両方を含む。他の外部ドライブ接続技術は、本明細書において請求される本主題の意図内にある。
【０１１０】
ドライブ及びそれに関連するコンピュータ可読媒体は、データ、データ構造、コンピュータ実行可能命令、等の不揮発性の記憶を提供する。コンピュータ１１０２に関し、ドライブ及び媒体は、適切なデジタル形式で任意データの記憶を収容する。上記のコンピュータ可読媒体の説明は、ＨＤＤ、リムーバブル磁気ディスケット、及びＣＤ又はＤＶＤなどのリムーバブル光媒体を参照しているが、当業者は、ジップ(ｚｉｐ)ドライブ、磁気カセット、フラッシュメモリカード、カートリッジ、等の、コンピュータによって読み取り可能な他のタイプの媒体もまた、例示の動作環境において使用されることができるということ、及び、さらに、そのような媒体は、種々の実施形態の方法を実行するためのコンピュータ実行可能命令を含むことができるということを、理解すべきである。
【０１１１】
いくつかのプログラムモジュールは、ドライブ及びＲＡＭ１１１２に格納されることができ、オペレーティングシステム１１３０、１つ又は複数のアプリケーションプログラム１１３２、他のプログラムモジュール１１３４、及びプログラムデータ１１３６を含む。オペレーティングシステム、アプリケーション、モジュール、及び／又はデータの全て又は一部は、ＲＡＭ１１１２内にキャッシュされることもできる。種々の実施形態は、種々の市販のオペレーティングシステム、又は、オペレーティングシステムの組合せで実施されることができることを理解すべきである。
【０１１２】
ユーザは、１つ又は複数の有線／無線の入力デバイス、例えばキーボード１１３８、及びマウス１１４０などのポインティングデバイスを介して、コンピュータ１１０２にコマンド及び情報を入力することができる。他の入力デバイス（不図示）は、マイクロフォン、ＩＲリモートコントロール、ジョイスティック、ゲームパッド、スタイラスペン、タッチスクリーン、などを含むことができる。これら及び他の入力デバイスは、多くの場合、システムバス１１０８に結合された入力デバイス・インターフェース１１４２を介して、処理ユニット１１０４に接続されるが、パラレルポート、ＩＥＥＥ１３９４シリアルポート、ゲームポート、ＵＳＢポート、ＩＲインターフェース、などの他のインターフェースによって接続されることができる。
【０１１３】
モニタ１１４４又は他のタイプの表示装置もまた、ビデオアダプタ１１４６などのインターフェースを介してシステムバス１１０８に接続される。モニタ１１４４に加え、コンピュータは、一般に、スピーカ、プリンタ、などの他の周辺出力デバイス（不図示）を含む。
【０１１４】
コンピュータ１１０２は、リモートコンピュータ（複数可）１１４８などの１つ又は複数のリモートコンピュータへの有線及び／又は無線の通信を介して、論理的接続を使用するネットワーク環境において動作することができる。リモートコンピュータ（複数可）１１４８は、ワークステーション、サーバコンピュータ、ルータ、パーソナルコンピュータ、ポータブルコンピュータ、マイクロプロセッサベースの娯楽機器、ピア（peer）デバイス、又は他の共通ネットワークノードであってよく、（簡潔にするため、１つのメモリ／ストレージデバイス１１５０のみが図示されているが）通常、コンピュータ１１０２に関連して説明した構成要素の多く又は全てを含む。示された論理接続は、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）１１５２、及び／又は、より大きなネットワーク、例えば広域ネットワーク（ＷＡＮ）１１５４への有線／無線の接続性を含む。そのようなＬＡＮ及びＷＡＮネットワーキング環境は、オフィス及び会社において当たり前であり、イントラネット（その全ては、グローバル・コミュニケーション・ネットワーク、例えばインターネットに接続されてよい）などの企業規模のコンピュータ・ネットワークを容易にする。
【０１１５】
ＬＡＮネットワーク環境で使用される場合、コンピュータ１１０２は、有線及び／又は無線の通信ネットワークインターフェース又はアダプタ１１５６を介してローカルネットワーク１１５２に接続される。アダプタ１１５６は、ＬＡＮ１１５２への有線又は無線の通信を容易にすることができ、該ＬＡＮ１１５２はまた、無線アダプタ１１５６と通信するために配置された無線アクセスポイントを含んでよい。
【０１１６】
ＷＡＮネットワーキング環境で使用される場合、コンピュータ１１０２は、モデム１１５８を含むことができるか、あるいは、インターネットなどにより、ＷＡＮ１１５４上の通信サーバに接続されるか、又は、ＷＡＮ１１５４を介して通信を確立するための他の手段を有することができる。内部又は外部の、及び有線又は無線のデバイスであることができるモデム１１５８は、シリアルポートインターフェース１１４２を介してシステムバス１１０８に接続される。ネットワーク環境において、コンピュータ１１０２、又はその一部に関して示されたプログラムモジュールは、リモートのメモリ／記憶デバイス１１５０に格納されることができる。示されたネットワーク接続は例示であり、コンピュータ間の通信リンクを確立する他の手段を使用することができることが理解されるであろう。
【０１１７】
コンピュータ１１０２は、無線通信において動作可能に配置された任意の無線デバイス又はエンティティ、例えば、プリンタ、スキャナ、デスクトップ、及び／又はポータブルコンピュータ、携帯情報端末、通信衛星、無線で検出可能なタグ（例えば、キオスク、新聞売店、化粧室）に関連した機器又は位置の任意の一部、及び電話、と動作可能に通信する。これは、少なくともＷｉ−Ｆｉ及びブルートゥース（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ）（登録商標）無線技術を含む。したがって、通信は、従来のネットワークと同様な所定の構造であるか、又は、単に少なくとも２つのデバイス間のアドホック通信であってよい。
【０１１８】
Ｗｉ−Ｆｉ（ワイヤレス・フィデリティ）は、自宅の長椅子、ホテルの部屋のベッド、あるいは職場の会議室から無線でインターネットに接続するのを可能にする。Ｗｉ−Ｆｉは、携帯電話で使用されている無線技術と同様の無線技術であり、そのようなデバイス、例えばコンピュータ、がデータを室内及び室外（基地局の範囲内の任意の場所）で送信し、受信するのを可能にする。Ｗｉ−Ｆｉネットワークは、ＩＥＥＥ８０２．１１（ａ、ｂ、ｇ、ｎ、等）と称される無線技術を使用して、セキュアで、信頼性があって、高速の無線接続性を提供する。Ｗｉ−Ｆｉネットワークは、コンピュータを、互いに、インターネットに、及び有線ネットワーク（ＩＥＥＥ８０２．３又はイーサネット（登録商標）を使用する）に接続するのに使用されることができる。Ｗｉ−Ｆｉネットワークは、例えば、無認可の２．４ＧＨｚ及び５ＧＨｚ無線帯域幅内で、１１Ｍｂｐｓ（８０２．１１ａ）又は５４Ｍｂｐｓ（８０２．１１ｂ）のデータレートで動作するか、あるいは、両方の帯域（デュアルバンド）を含む製品とともに動作し、ネットワークは、多くのオフィスで使用される基本的な１０ＢａｓｅＴ有線イーサネット・ネットワークと同様の現実世界の性能を提供することができる。
【０１１９】
ここで図１２を参照すると、開示されたアーキテクチャを実行するように動作可能な例示のコンピュータコンパイルシステムの概略ブロック図が示されている。システム１２００は、１つ又は複数のクライアント１２０２を含む。クライアント１２０２は、ハードウェア、及び／又はソフトウェア（例えば、スレッド、プロセス、コンピューティング・デバイス）であってよい。クライアント１２０２は、例えば種々の実施形態を使用することにより、クッキー（複数可）、及び／又は関連するコンテキスト情報を収容することができる。
【０１２０】
システム１２００はまた、１つ又は複数のサーバ１２０４を含む。サーバ１２０４はまた、ハードウェア、及び／又はソフトウェア（例えば、スレッド、プロセス、コンピューティング・デバイス）であってよい。サーバ１２０４は、例えば、種々の実施形態を使用することにより、変換を実行するためのスレッドを収容することができる。クライアント１２０２とサーバ１２０４との間の１つの可能な通信は、２つ以上のコンピュータプロセス間で送信されるように適合されたデータパケットの形式であってよい。データパケットは、例えばクッキー及び／又は関連するコンテキスト情報を含むことができる。システム１２００は、クライアント（複数可）１２０２とサーバ（複数可）１２０４との間の通信を容易にするために使用することができる通信フレームワーク１２０６（例えば、インターネットなどのグローバルコミュニケーションネットワーク）を含む。
【０１２１】
通信は、有線（光ファイバを含む）及び／又は無線技術を介して容易にされることができる。クライアント１２０２は、クライアント１２０２に固有の情報（例えば、クッキー及び／又は関連するコンテキスト情報）を格納するのに使用することができる１つ又は複数のクライアント・データストア（複数可）１２０８に動作可能に接続される。同様に、サーバ１２０４は、サーバ１２０４に固有の情報を格納するのに使用することができる１つ又は複数のサーバ・データストア（複数可）１２１０に動作可能に接続される。
【０１２２】
上述されたことは、種々の実施形態の例示を含む。もちろん、実施形態を説明するために、コンポーネント又は方法の考えられる全ての組み合わせを記述することは、可能ではないが、当業者は、多くのさらなる組み合わせ及び置換が可能であると認識することができる。したがって、詳細な説明は、全てのそのような変更、修正、及び添付の特許請求の範囲の精神及び範囲内に入る変形を包含することを意図している。
【０１２３】
特に、及び、上述のコンポーネント、デバイス、回路、システム、などによって実行される種々の機能に関し、このようなコンポーネントを記述するのに使用される用語（「手段」と称することを含む）は、別段の指示がない限り、説明されたコンポーネントの指定された機能（例えば機能的な等価）を実行する任意のコンポーネントに対応し、たとえ開示された構造に構造的に等価でないとしても、本出願において図示された実施形態の例示の態様における機能を実行する任意のコンポーネントに対応するように意図される。これに関し、実施形態は、システムだけでなく、種々の方法の動作及び／又はイベントを実行するためのコンピュータ実行可能命令を有するコンピュータ可読媒体を含むことも認識されるであろう。
【０１２４】
さらに、特定の特徴がいくつかの実施例のうちのたった１つに関して開示されてきたが、そのような特徴は、任意の所与の又は特定の用途向けに望ましく且つ有利であり得るので、他の実施例の１つ又は複数の特徴と組み合わされてよい。さらに、用語「含む（include）」及び「含んでいる（including）」、及びそれらの異形が詳細な説明又は請求項のいずれかで使用される限りにおいて、これらの用語は、用語「包含している（comprising）」と同様に包括的であることが意図される。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４】
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【図５】
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【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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【国際調査報告】
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