利用中继节点的双向通信系统的操作方法和设备的制造方法
【专利说明】
[0001] 本申请是申请日为2010年7月29日的中国专利申请No. 201080068326. 8 ("用于 三节点双向合作的多输入多输出网络编码的放大和转发中继方案"）的分案申请。
技术领域
[0002] 本发明涉及一种三节点合作方案，以辅助IEEE802.Iln草案标准的双向传输（通 信）。
【背景技术】
[0003] 在组播和广播应用中，通过有线和/或无线网络从服务器向多个接收机传输数 据。本文所使用的组播系统是一种服务器向多个接收机同时传输相同数据的系统，其中接 收机形成所有接收机的子集，该子集高达并包括所有接收机。广播系统是一种服务器向所 有接收机同时传输相同数据的系统。即，定义的组播系统可以包括广播系统。
[0004] 考虑具有一个接入点（AP)和若干节点的组播（下行链路）和多接入（上行链路） 信道。在IEEE802.Iln草案标准中，引入反向（RD)协议，以在传输时机（TXOP)内快速调 度双向业务流。反向协议容许（允许）已经获得TXOP的节点准许至另一节点的反向传输， 而同时仍控制TX0P。如果节点之间的信道条件不足（不良），则两个节点之间的传输遭受 损失。遭受损失会降低数据速率和/或吞吐量。
[0005] 在IEEE802.Iln草案标准中，如图1中已经提出了反向（RD)协议。IEEE802.Iln 草案标准的反向协议仅对两个节点之间的双向传输进行调度。每个节点既是源节点也是目 的地节点。在IEEE802.IlnWLAN标准中不存在用于三节点双向传输的调度协议。图1示 出了使用半双工中继节点（RN)的传统单向合作。图Ia示出了第一通信级，其中，节点：向 节点JPRN二者传输（发送、传输）数据S1。图Ib示出了通信级2,其中RN向节点2传 输（传送、发送）数据或。即，RN向节点2传输（通信、转发、发送）数据S1作为戈。相应地， 在第三通信级（并未示出）中，节点2向节点jPRN-者传输（发送、传送）数据S2。在第 四级通信中，RN向节点i传输（通信、转发、发送）数据式。即，RN向节点i传输（通信、转 发、发送）数据S2作为&^因此，在传统方法中，存在四个级（阶段）来完成使用半双工RN的通信，以辅助节点i和节点2。
[0006] 相应地，在单个天线系统中使用解码和转发、软解码和转发以及放大和转发，以及 当L1=L2=i和Lr= 2等的情况，已经研宄了具有三个级网络编码的三节点双向合作（即， RN处从节点（源和目的地）接收信号是正交的（分离的））。注意，Li(i= 1，2，R)分别表示 节点i、节点2和RN处的天线数目。本发明利用节点处的任意天线数目使用针对一般MMO 情况的放大和转发。这一点在申请人一直的任何公开中还没有得到解决。
【发明内容】
[0007]如本文所使用的，节点包括（但不限于）基站（STA)、移动设备、移动终端、双模智 能电话、计算机、膝上型计算机或任何其他能够在IEEE802.Iln草案标准下操作的等同设 备。
[0008] 考虑具有一个接入点（AP)和若干节点的组播（下行链路）和多接入（上行链路） 信道。在IEEE802.Iln草案标准中，引入反向（RD)协议，以在传输时机（TXOP)内快速调 度双向业务流。反向协议容许（允许）已经获得TXOP的节点准许至另一节点的反向传输， 而同时仍控制TX0P。然而，当两个节点之间的信道状态（信道条件）不足以在两个节点提 供快速且可靠的传输，则可以涉及通过第三节点（半双工中继节点（RN))的合作，来辅助传 输（通信）。当这两个节点之间的传输涉及通过第三节点（半双工中继节点（RN))的合作 时，情况变得更复杂，并且可以利用无线网络编码来进一步增加系统吞吐量。每个节点既是 源节点也是目的地节点。
[0009] 在本发明中，如图2所示并且如以下更全面描述的，将无线网络编码引入到系统 中并且与双向合作相结合来增加系统吞吐量。本发明描述了一种折中三节点双向合作情况 中的网络编码放大和转发（NCAF)中继方案。
[0010] 在本发明的三节点双向合作方案中，两个节点（节点i和节点2)既是源节点也是 目的地节点，并且RN是中继节点，辅助节点i与节点2之间的双向传输。中继节点（RN)顺 序地从节点i和节点2二者接收信号，将两个信号与针对这两个信号的预编码矩阵相组合， 并且向正交信道上的两个节点广播混合信号。每个节点（源和目的地）从其他节点接收期 望信号的传输（传送），并且从RN接收混合信号的传输（传送）。每个节点可以基于其对 发出（传输、传送）信号的认识联合解码期望的数据。图3中示出了该处理，以下进一步描 述。本发明不仅描述了上述网络编码的放大和转发（NCAF)中继方案，而且还解决了RN处 针对从节点（源和目的地）接收的信号的预编码矩阵的设计问题，使得最大化在RN处遭受 总功率约束的双向合作系统的瞬时容量，给出了以下两种情况下的信道状态信息（CSI)。
[0011] (1)在RN处没有直接链路的CSI:在RN处仅已知从节点（源和目的地）到RN的 信道以及从RN到节点（源和目的地）的信道的CSI。在RN处不知道两个节点（源和目的 地）之间的信道的CSI。
[0012] (2)在RN处具有直接链路的CSI:在RN处仅已知从节点（源和目的地）到RN的 信道、从RN到节点（源和目的地）的信道以及两个节点（源和目的地）之间的信道的CSI。
[0013] 在本发明的网络编码的放大和转发（NCAF)中继方案中，RN不再如在传统放大和 转发合作中从一个节点向另一个节点转发放大的接收信号。取而代之，RN通过首先将从两 个节点接收的两个信号与预编码矩阵相乘来组合这两个信号。然后，RN广播（组播）包含 了双向业务流的混合数据的组合信号。每个端节点从RN接收信号，然后节点基于对其发出 (传输、传送）信号的认识联合解码其期望信号。在合作中仍存在分集。
[0014] 可以证明本发明的NCAF中继方案对于未来IEEE802.Iln非常高吞吐量（VHT)草 案标准是必要的。本发明的NCAF中继方案的优点在于，在中继节点（RN)处仅需要简单处 理，即，线性预编码。该NCAF中继方案还与使用放大和转发中继方案的传统合作可兼容。本 发明的NCAF中继方案还解决了RN由于RN处配备的天线数目不足而不能解码接收的数据 时的问题，并且对于任意多天线系统始终可行。
[0015] 描述了一种方法和设备，包括：在第一信道的第一时隙中接收包括第一数据的第 一信号；在第二信道的第二时隙中接收包括第二数据的第二信号；确定第一预编码矩阵； 确定第二预编码矩阵，对第一数据应用第一预编码矩阵，以产生预编码的第一数据；对第二 数据应用第二预编码矩阵，以产生第二预编码的数据；通过将预编码的第一数据和预编码 的第二数据相组合来产生第三信号；并且在第一信道和第二信道上传输第三信号。还描述 了一种方法和设备，包括：传输第一信号；接收第二信号；并且通过去除第一训练序列并去 除第一信号来联合解码包括第一训练序列的第二信号。
【附图说明】
[0016] 当结合附图阅读时根据以下详细描述可以更好地理解本发明。附图包括以下简要 描述的图：
[0017] 图Ia和Ib示出了放大和转发中继方案。
[0018] 图2a_2c示出了使用半双工中继节点的针对本发明的双向合作的网络编码的放 大和转发中继方案的操作。
[0019] 图3a是本发明的网络编码的放大和转发中继方案的传输侧示例性实施例的操作 的框图。
[0020] 图3b是从节点i的视角本发明的网络编码的放大和转发中继方案的接收侧示例 性实施例的操作的框图。
[0021] 图3c是从节点2的视角本发明的网络编码的放大和转发中继方案的接收侧示例 性实施例的操作的框图。
[0022] 图4a和4b是针对本发明的网络编码的放大和转发中继方案的总体简要示例性帧 结构，但不具有源节点处的波束形成。
[0023] 图5a和5b是针对本发明的网络编码的放大和转发中继方案的总体简要示例性帧 结构，具有源节点处的波束形成。
[0024] 图6是从节点（源和目的地）视角的本发明的示例性实施例的流程图。
[0025] 图7是从中继节点视角的本发明的示例性实施例的流程图。
【具体实施方式】
[0026] 图2示出了使用半双工中继节点的针对本发明的双向合作的网络编码的放大和 转发中继方案的操作。图2a示出了第一通信级，其中，节点i向节点2和RN-者传输（发 送、传送）数据S1。在图2b所示的第二通信级中，