双向中继器、无线装置及其信号处理方法
【专利摘要】一种双向中继器、无线装置及其信号处理方法。双向中继器包含一收发器以及一处理器。收发器用以接收一中继接收信号，其包含一第一无线装置所传送的一第一终端传送信号及一第二无线装置所传送的一第二终端传送信号。处理器与收发器电性连接，用以使用一映射函数将中继接收信号转换为一中继信号以及致能收发器广播中继信号。
【专利说明】双向中继器、无线装置及其信号处理方法
【技术领域】
[0001]本发明是关于一种双向中继器、无线装置及其信号处理方法。更具体而言，本发明的双向中继器将自二无线装置所接收的信号以一映射函数转换，以产生具较低传送功率的一中继信号，并广播至此二无线装置。
【背景技术】
[0002]因应现今的无线通信发展，中继器已是不可或缺的无线通信装置。通过中继器的协助，无线网路的通信范围得以延展，进而提供全面性、多元化的无线通信服务。
[0003]目前被考虑的中继系统主要有单向中继系统(One-Way Relay System)及双向中继系统(Two-Way Relay System)两种架构。由于双向中继系统相较于单向中继系统具较高的频谱使用效率，故双向中继系统预期将逐渐更广被使用。在目前双向中继系统中，于广播阶段(broadcast phase),双向中继器是以放大并转送(Amplify-and-Forward ；AF)以及解码并转送(Decoded-and-Forward ；DF)这两种较常见的信号处理方式其中之一来进行中继传输。然而，放大并转送方式使得双向中继器具有高传送功率的问题，而解码并转送方式使得双向中继器具有高计算复杂度的问题。
[0004]有鉴于此，如何提供一种信号处理方式，使得双向中继台的传送功率得以降低，或具有低计算复杂度的优点，仍是本领域亟待解决的课题。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种双向中继器、无线装置及其信号处理方法。本发明提供一种具有低计算复杂度的模除并转送(Modulo-and-Forward ；MF)信号处理方法，以降低双向中继器转送信号时所需的传送功率。如此一来，相较于已知AF信号处理方法，本发明的MF信号处理方法可使得双向中继器具较低传送功率，同时相较于已知DF信号处理方法，本发明的MF信号处理方法具较低的计算复杂度。
[0006]为达上述目的，本发明揭露一种用于一无线通信系统的双向中继器，其包含一收发器及一处理器。 该收发器用以接收一中继接收信号，该中继接收信号包含一第一无线装置所传送的一第一终端传送信号及一第二无线装置所传送的一第二终端传信号。该处理器与该收发器电性连接，用以使用一映射函数将该中继接收信号转换为一中继信号，并致能该收发器广播该中继信号。该映射函数表示为:fw(x) = a.cmod(1(β x+C, B),其中，α为一传输功率比例因子(transmit power scaling factor)、β 为相位旋转因子(phase rotationfactor)、x为该中继接收信号、C为一偏移量(offset)、B为一模数(modulus)以及cmod(.)为一数个模除(complex modulo)函数且定义为:cmod(xjjx。，B) =mod(X1, B)+jmod(xQ, B),其中，X1为一数个输入信号的一实部分量，xQ为该数个输入信号的一虚部分量，且mod(.)为一模除函数且定义为:mod (A, B) = [ (A+B/2) %B] -B/2，其中，A为一输入信号，以及％为一具
有如下定义的非对称模除运算子:
【权利要求】
1.一种用于一无线通信系统的双向中继器，其特征在于，包含: 一收发器，用以接收一中继接收信号，其中该中继接收信号包含一第一无线装置所传送的一第一终端传送信号及一第二无线装置所传送的一第二终端传送信号；以及 一处理器，与该收发器电性连接，用以使用一映射函数将该中继接收信号转换为一中继信号，并致能该收发器广播该中继信号； 其中，该映射函数为: fMF (X) = α.cmod ( β x+C, B) 其中，ct为一传输功率比例因子、β为相位旋转因子、X为该中继接收信号、C为一偏移量、B为一模数以及cmod(.)为一数个模除函数且定义如下:cmod (xj+jxg, B) =mod (xD B) +jmod (xQ, B) 其中，X1为一数个输入信号的一实部分量，Xq为该数个输入信号的一虚部分量，且mod(.)为一模除函数且定义如下:mod (A, B) = [(A+B/2)%B]-B/2 其中，A为一输入信号，以及％为一具有如下定义的非对称模除运算子:
2.如权利要求1所述的双向中继器，其特征在于，当该第一终端传送信号及该第二终端传送信号属一脉冲振幅调变PAM信号时，该相位旋转因子为1，该模数为2.max (a0M01 h01, B1M1 Ih11),其中，a0以及S1为二信号比例因子，M0为该第一终端传送信号的一 PAM调变阶数，h0为与该第一终端传送信号相关联的一第一通道参数，M1为该第二终端传送信号的一 PAM调变阶数，Ill为与该第二终端传送信号相关联的一第二通道参数。
3.如权利要求2所述的双向中继器，其特征在于，该偏移量为B/2Mi;且i=argmax CaiMi hj |, i=0 or I)。
4.如权利要求1所述的双向中继器，其特征在于，当该第一终端传送信号及该第二终端传送信号属一正交振幅调变QAM信号时，该模数为2 ?max {a0M01 h01 sec (mod( θ 0+ Θ , ji /2))，B1M1 Ih11 sec (mod( Θ j+ Θ , ji /2))},其中，aQ以及B1为二信号比例因子，M0为该第一终端传送信号的一 QAM调变阶数的根号值，h0为与该第一终端传送信号相关联的一第一通道参数，Θ ^为该第一通道参数的一第一通道相位角度,M1为该第二终端传送信号的一 QAM调变阶数的根号值，Ii1为与该第二终端传送信号相关联的一第二通道参数，以及Θ i为与该第二通道参数的一第二通道相位角度，并且，Θ为一大於或等於-π /4並且小於Ji /4的相位角度，该相位旋转因子为&_0。
5.如权利要求4所述的双向中继器，其特征在于，该相位角度更为
6.如权利要求4所述的双向中继器，其特征在于，该偏移量为出/21^)+」?/21^)，且1=argmax IaiMi I Iii I sec (mod ( Θ 丨+Θ，ji /2)), i=0 or I}。
7.一种用于一双向中继器的信号处理方法，其特征在于，该双向中继器包含一收发器以及一处理器，该信号处理方法由该处理器所执行且包含下列步骤: (a)通过该收发器接收一中继接收信号，该中继接收信号包含一第一无线装置所传送的一第一终端传送信号及一第二无线装置所传送的一第二终端传送信号； (b)使用一映射函数将该中继接收信号转换为一中继信号；以及 (C)致能该收发器广播该中继信号； 其中，该映射函数为: fMF (x) = α.cmod ( β x+C, B) 其中，ct为一传输功率比例因子、β为相位旋转因子、X为该中继接收信号、C为一偏移量、B为一模数以及cmod(.)为一数个模除函数且定义如下:cmod (xj+jxg, B) =mod (xD B) +jmod (xQ, B) 其中，X1为一数个输入信号的一实部分量，Xq为该数个输入信号的一虚部分量，且mod(.)为一模除函数且定义如下:mod (A, B) = [(A+B/2)%B]-B/2 其中，A为一输入信号，以及％为一具有如下定义的非对称模除运算子:
8.如权利要求7所述的信号处理方法，其特征在于，当该第一终端传送信号及该第二终端传送信号属一脉冲振幅调变信号时，该相位旋转因子为1，该模数为2.max (a0M01 h01, B1M1 Ih11),其中，a0以及S1为二信号比例因子，M0为该第一终端传送信号的一 PAM调变阶数，h0为与该第一终端传送信号相关联的一第一通道参数，M1为该第二终端传送信号的一 PAM调变阶数，Ill为与该第二终端传送信号相关联的一第二通道参数。
9.如权利要求8所述的信号处理方法，其特征在于，该偏移量为B/2Mi;且i=argmax (a^ | hj\, i=0 or I)。
10.如权利要求7所述的信号处理方法，其特征在于，当该第一终端传送信号及该第二终端传送信号属一正交振幅调QAM变信号时,该模数为2.max {a0M01 h01 sec (mod ( θ 0+ Θ , ji/2)), B1M11 hi I sec (mod ( Θ ^ Θ , ji /2))},其中，Btl以及B1为二信号比例因子，M0为该第一终端传送信号的一 QAM调变阶数的根号值，h0为与该第一终端传送信号相关联的一第一通道参数，Θ ^为该第一通道参数的一第一通道相位角度，M1为该第二终端传送信号的一 QAM调变阶数的根号值，hi为与该第二终端传送信号相关联的一第二通道参数，以及Θ 与该第二通道参数的一第二通道相位角度，并且，Θ为一大於或等於-π /4並且小於π /4的相位角度，该相位旋转因子为&_0。
11.如权利要求10所述的信号处理方法，其特征在于，该相位角度更为
12.如权利要求10所述的信号处理方法，其特征在于，该偏移量为且 i=argmax LiMi I Iii I sec (mod ( Θ 丨+Θ，ji /2)), i=0 or I}。
13.一种用于如权利要求1的无线通信系统的无线装置，且当该无线装置为该第一无线装置时，该无线装置用以自该双向中继器接收相应于该中继信号的一第一终端接收信号，该无线装置根据一第一分离信号函数，得到相对于该第二终端传送信号的一第二分离信号，该第一分离信号函数定义如下:
14.如权利要求13所述的无线装置，其特征在于，当该第一终端传送信号及该第二终端传送信号属一脉冲振幅调变PAM信号时，该相位旋转因子为1，该模数为
15.如权利要求14所述的无线装置，其特征在于，该偏移量为B/2Mi;且
16.如权利要求13所述的无线装置，其特征在于，当该第一终端传送信号及该第二终端传送信号属一正交振幅调变QAM信号时,该模数为
17.如权利要求16所述的无线装置，其特征在于，该相位角度更为
18.如权利要求16所述的无线装置，其特征在于，该偏移量为出
【文档编号】H04B7/15GK103731192SQ201310475744
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2013年10月12日 优先权日:2012年10月12日
【发明者】锺翼州, 林大卫, 卢世荣, 简均哲, 蔡宗谕 申请人:财团法人资讯工业策进会