专利名称：联合通信系统中数据收发方法及联合通信方法
技术领域：
本发明是涉及无线通信系统中的数据收发方法，特别是，涉及联合通信系统中的数据收发方法及联合通信方法。
背景技术：
最近在联合通信系统中，为了提高分集(diversity)增益和吞吐量 (throughput)，正在进行有关利用中继(relay)的联合通信方法的研究。特别是在利用 60GHz的IEEE 802. Ilad等中，正在积极地灵活使用联合通信方法。利用中继的联合通信方法是通过源节点(source node)和中继节点(relay node)将数据联合传送至目的节点 (destination node)，来减少径路损失，从而实现高速数据通信，由此可从源节点传达距离较远的目的节点信号来扩大服务区域。联合通信方法可大致分为增幅和转发(Amplify & Reward)方式，以及解码和转发(Decode & Reward)方式。所述增幅和转发方式是中继节点将从源节点传送的RF信号单纯地增幅来中继传送至目的节点的方式；解码和转发方式是中继节点将接收到的信号首先解调和解码(decoding)，然后重新调制和编码(encoding)来联合传送至目的节点的方式。此外，联合通信方法也可分为全双工FD (full duplex)方式和半双工HD (halfduplex) 方式。全双工方式是中继节点从源节点接收信号，同时，在相同的时间以相同的频率中转至目的节点的方式；半双工方式是中继节点将接收和发送各自以不同的时间或不同的频率来进行的方式。
发明内容
技术课题本发明的目的在于提供联合通信系统中的数据收发方法和联合通信方法，该方法提供更完善的分集增益和吞吐量。本发明的其他目的和优点可通过以下的说明得到理解，并根据本发明的实施例将更为明确。此外，将容易地了解到本发明的目的和优点可通过权利范围中说明的方法及其组合被实现。技术方案为达成上述目的本发明提供一种联合通信系统中源节点(source node)的数据传送方法，其包括以下步骤对中继节点(relay node)执行波束赋形(beamforming)；将数据传送至所述中继节点；对目的节点(destination node)执行波束赋形；以及将所述数据传送至所述目的节点。此外，为达成上述目的本发明提供一种中继节点的数据收发方法，其包括以下步骤从源节点接收对于中继节点被波束赋形的数据；对目的节点执行波束赋形；以及将接收到的数据传送至所述目的节点。此外，为达成上述目的本发明提供一种目的节点的数据接收方法，其包括以下步骤从源节点接收对于目的节点被波束赋形的数据；以及从中继节点接收对于所述目的节点被波束赋形的数据，其中，所述中继节点，其从所述源节点接收对于所述中继节点被波束赋形的数据来传送至所述目的节点。此外，为达成上述目的本发明提供一种联合通信方法，其包括以下步骤生成信息信号，所述信息信号根据分布式空时编码、分层调制编码、和自由编码矢量切换中的至少一个以上；以及对中继节点和目的节点波束赋形来传送所述信息信号。技术效果根据本发明，由于向目的节点波束赋形成来传送数据，因此在通信系统中可提供更完善的分集增益和吞吐量。此外，根据本发明，由于向目的节点波束赋形成来传送根据分层调制编码、网络编码、分布式空时编码、和自由编码矢量切换技法中至少一种以上被编码的数据，因此，在通信系统中可提供更完善的分集增益和吞吐量。
图1是用于说明利用分布式空时编码D-STC (Distributed Space Time Coding) 的一般的联合通信方法的示图。图2和图3是用于说明利用分层调制编码LMC(Layered Modulation and Coding) 的一般的联合通信方法的示图。图4是用于说明利用网络编码(Network Coding)的一般的联合通信方法的示图。图5是用于说明根据本发明的一个实施例的联合通信系统中源节点的数据传送方法的示图。图6是用于说明根据本发明的一个实施例的联合通信系统中中继节点的数据收发方法的示图。图7是用于说明根据本发明的一个实施例的联合通信系统中目的节点的数据接收方法的示图。图8是用于说明根据本发明的第1实施例的联合通信方法的示图。图9是用于说明根据本发明的第2实施例的联合通信方法的示图。图10是用于说明根据本发明的第3实施例的联合通信方法的示图。图11是用于说明根据本发明的第4实施例的联合通信方法的示图。图12是用于说明根据本发明的第5实施例的联合通信方法的示图。图13是用于说明根据本发明的第6实施例的联合通信方法的示图。图14是用于说明根据本发明的第7实施例的联合通信方法的示图。图15是用于说明根据本发明的第8实施例的联合通信方法的示图。图16是用于说明根据本发明的第9实施例的联合通信方法的示图。图17是用于说明根据本发明的第10实施例的联合通信方法的示图。
具体实施例方式以下，参照本发明的最优选的实施例及附图对本发明进行详细地说明，使所属领
5域的技术人员能够容易地实施本发明的技术。通过附图和有关的详细说明上述的目的，特征和优点将更明确，当本发明的说明中，有关本发明的公开技术的具体说明被判断为使本发明的重要内容变得模糊不清时，省略有关详细的说明。图1是用于说明利用分布式空时编码D_STC(Distributed Space Time Coding) 的一般的联合通信方法的示图。在图1中，所有节点使用相同的频率资源，同时，以不能进行收发的HD模式运作的情况作为一个例子来进行说明。如图1所示，单一源的源节点101在用于传送数据的第1时隙Tl中调制数据信号， 将被调制的信号Al、A2传送至中继节点103。此外，中继节点103对从源节点101传送的信号A1、A2进行信道解码并推定对应于Al、A2的信息，即，获得该信息。源节点101将在第2时隙T2中被调制的信号A1、A2传送至目的节点105。此外， 中继节点103将在第2时隙T2中从Al、A2推定的，即被解码的信号_(A2)\ (Al)M专送至目的节点105。在此，*表示结合(conjugation)的意思。目的节点105利用在第2时隙T2中对于从源节点101和中继节点103接收的信号的分布式空时编码图表(scheme)来解码并生成Al和A2。图2和图3是用于说明利用分层调制编码LMC(Layered Modulation and Coding) 的一般的联合通信方法的示图。在图2中，所有节点使用相同的频率资源，同时，以不能进行收发的HD模式运作的情况作为一个例子来进行说明。如图3所示，源节点201分层调制编码数据，并将被分层调制编码的信号A = αΑ' +βΑ"在第1时隙Tl中传送至中继节点203和目的节点205。中继节点103对从源节点101接收到的信号执行分层解映射(Layered demapping)(用于每一个A'和A"的正交相移键控QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)解映射)和信道解码，来推定A'信息，然后推定A"信息。此外，目的节点205对于从源节点201接收的信号，通过QPSK解映射和信道解码来推定A'信息。在第2时隙T2中源节点201不传送数据，中继节点203将推定的信息中A"信息传送至目的节点205。由于目的节点205通过QPSK解映射和信道解码来推定A"信息，因此，可利用从源节点201传送的信号A= αΑ' +βΑ"。在此，图3作为用于对分层调制编码说明的示图，源节点201传送的一个符号A在基础层(Base Layer)和加强层(Enhancement Layer)中被调制成A'和A"。A'信息是在基础层中显示一个四分面的信息；A"信息则在显示A'信息的四分面中显示相位。此外， α和β作为显示有关A'和Α"各自的功率的系数，α乘以β的和为1。此外，如图1至图2中所述的联合通信方法中，一个以上的源节点可传送数据，并互相利用其他频率资源，能够以全双工FD方式同时传送数据。图4是用于说明利用网络编码(Network Coding)的一般的联合通信方法的示图。利用网络编码的联合通信方法是在多个源节点传送数据时被利用，有线网络编码技术在无线通信中被使用的例子。第1和第2源节点401、402各自利用第1频率资源fl和第2频率资源f2，在第1 时隙中将包含数据的信息信号A、B传送至中继节点403和目的节点405。中继节点403和目的节点405各自利用第1频率资源Π和第2频率资源f2通过信道解码来推定对应于A、 B的二进制信息a、b。此外，中继节点403将生成的二进制信息a、b异或O(OR)运算，并将运算信息C、在第2时隙T2中传送至目的节点405。目的节点405，其利用从第1时隙Tl中接收的数据生成的二进制信息和从中继节点403传送的运算信息C来推定数据A、B。如上所述，联合通信系统中，多种编码和调制技法被使用来进行数据收发。由于本发明利用波束赋形来传送数据，因此，可提高分集增益和吞吐量。即，根据本发明，源节点和中继节点对目的节点执行波束赋形来传送数据，且，目的节点也对发送数据的节点波束赋形来接收数据。以下，对于在联合通信系统中收发数据的方法进行更详细地说明。图5至图7是用于说明联合通信系统中源节点、中继节点、以及目的节点各自的数据收发方法的示图。图5是用于说明根据本发明的一个实施例的联合通信系统中源节点的数据传送方法的示图。如图5所示，在步骤S501中，源节点对中继节点(relay node)执行波束赋形 (beamforming)。此外，在步骤S503中，源节点将数据传送至中继节点。在步骤S505中，中继节点对目的节点执行波束赋形。此外，在步骤S507中，源节点将数据传送至目的节点。在此，源节点向中继节点和目的节点传送相同的数据。为执行波束赋形，源节点将包含多个有关多个波束方向的索引信息的用于波束赋形的训练序列(training sequence)传送至中继节点。此外，源节点从中继节点接收有关通过训练序列所选择的方向的索引信息。在这种情况下，训练序列的长度可为预设定的长度L，源节点可反复地传送训练序列S卩，源节点传送有关覆盖正方向或反方向(0-180度或180-360度)的多个波束方向的训练序列。此外，中继节点接收训练序列来按波束方向取得相关性，并将有关相关值最高的波束方向的索引信息传送至源节点。中继节点可预先掌握有关训练序列的波束方向图的信息。由于源节点利用索引信息来形成天线方向图使天线的波束方向往中继节点方向形成，因此可执行波束赋形。此外，中继节点也能够以上述的方法对目的节点执行波束赋形来传送数据。源节点和中继节点能够以HD方式或FD方式传送数据。当源节点和中继节点以HD 方式传送数据时，源节点在第1时隙中将数据传送至中继节点，在第2时隙中将数据传送至目的节点。此外，中继节点将从源节点接收的数据在第2时隙中传送至目的节点。在这种情况下，中继节点也可对目的节点执行波束赋形来传送数据。波束赋形可在第1和第2时隙中被执行，或是可在第1和第2时隙之前执行波束赋形，然后在第1和第2时隙中数据被传送。图6是用于说明根据本发明的一个实施例的联合通信系统中中继节点的数据收发方法的示图。如图6所示，在步骤601中，中继节点从源节点接收对于中继节点被波束赋形的数据。此外，在步骤603中，中继节点对目的节点执行波束赋形。此外，在步骤605中，中继节点将接收到的数据传送至目的节点。与图5中所述的相同，中继节点可将用于波束赋形的训练序列传送至目的节点来执行波束赋形。此外，源节点和中继节点能够以HD方式或FD方式来传送数据。当源节点和中继节点以HD方式传送数据时，中继节点在第1时隙中从源节点接收数据，在第2时隙中向目的节点传送数据。此外，中继节点从源节点接收的数据和向目的节点传送的数据作为相同的数据， 中继节点可对接收的数据执行解码和编码等的再处理。波束赋形可在第1和第2时隙中被执行，或是可在第1和第2时隙之前执行波束赋形，然后在第1和第2时隙中数据被传送。图7是用于说明根据本发明的一个实施例的联合通信系统中目的节点的数据接收方法的示图。如图7所示，在步骤701中，目的节点从源节点接收对于目的节点被波束赋形的数据。此外，在步骤703中，目的节点从中继节点接收对于目的节点被波束赋形的数据。此外， 中继节点从源节点接收对于中继节点被波束赋形的数据来传送至目的节点。由于中继节点中转的数据和源节点向目的节点传送的数据为相同的数据，中继节点可对中转的数据执行解码等再处理。与图5和图6中所述相同，目的节点接收对于目的节点被波束赋形的数据。目的节点接收训练序列并选择多个方向中的一个方向。在这种情况下，目的节点可对训练序列按波束方向取得相关性来选择一个，并将有关选择的方向的索引信息传送至中继节点和源节点。此外，目的节点也可对于源节点和中继节点波束赋形来接收数据。即，由于目的节点形成天线方向图使天线的波束方向往中继节点方向形成，因此可执行波束赋形。此外，源节点和中继节点能够以HD方式或FD方式来传送数据。当源节点和中继节点以HD方式传送数据时，目的节点在相同的时隙中接收数据。波束赋形可在第1和第2时隙中被执行，或是可在第1和第2时隙之前执行波束赋形，然后在第1和第2时隙中数据被传送。此外，如图5至图7中所述的数据收发方法，可额外使用分布式空时编码、分层调制编码、自由编码矢量切换、以及网络编码中的至少一个以上。即，在本发明中，生成根据分布式空时编码、分层调制编码、自由编码矢量切换中至少一个以上的信息信号，并对中继节点和目的节点波束赋形来传送信息信号。或是可使用分布式空时编码、分层调制编码、自由编码矢量切换、以及网络编码中的至少两个的技法来形成联合通信。以下，将使用分布式空时编码、分层调制编码、以及自由编码矢量切换中的至少一个以上来传送包含数据的信息信号的方法作为一个实施例来进行说明。在图8至图11中， 一个源节点传送数据的情况作为一个实施例被说明，在图12至图17中，两个源节点传送数据的情况作为一个实施例被说明。此外，在图8至图17中，作为R-D连接质量，QPSK或 16QAM作为一个实施例被说明，但调制方式并不受限制。图8是用于说明根据本发明的第1实施例的联合通信方法的示图。在图8中，作为使用分布式空时编码以及自由编码矢量切换技法的联合通信方法，在如表1所述的环境中的联合通信方法作为一个实施例被说明。表 权利要求
1.一种联合通信系统中源节点的数据传送方法，其包括以下步骤 对中继节点执行波束赋形；将数据传送至所述中继节点； 对目的节点执行波束赋形；以及将所述数据传送至所述目的节点。
2.如权利要求1所述的联合通信系统中源节点的数据传送方法，其中，所述对中继节点执行波束赋形的步骤，包含以下步骤将包含有关多个波束方向的索引信息的用于波束赋形的训练序列传送至所述中继节点；以及从所述中继节点接收有关通过所述训练序列所选择的方向的索引信息。
3.如权利要求1所述的联合通信系统中源节点的数据传送方法，其中，所述对目的节点执行波束赋形的步骤，包含以下步骤将包含有关多个波束方向的索引信息的用于波束赋形的训练序列传送至所述目的节点；以及从所述目的节点接收有关通过所述训练序列所选择的方向的索引信息。
4.如权利要求1所述的联合通信系统中源节点的数据传送方法，其中，所述将数据传送至所述中继节点的步骤，在第1时隙中传送所述数据，且所述将所述数据传送至所述目的节点的步骤，在第2时隙中传送所述数据。
5.如权利要求4所述的联合通信系统中源节点的数据传送方法，其中，所述中继节点， 其对所述目的节点执行波束赋形，在所述第2时隙中将所述数据传送至所述目的节点。
6.一种联合通信系统中的中继节点的数据收发方法，其包括以下步骤 从源节点接收对于中继节点被波束赋形的数据；对目的节点执行波束赋形；以及将接收到的数据传送至所述目的节点。
7.如权利要求6所述的中继节点的数据收发方法，其中，所述对目的节点执行波束赋形的步骤，包含以下步骤将包含有关多个波束方向的索引信息的用于波束赋形的训练序列传送至所述目的节点；以及从所述目的节点接收有关通过所述训练序列所选择的方向的索引信息。
8.如权利要求6所述的中继节点的数据收发方法，其中，所述从源节点接收对于中继节点被波束赋形的数据的步骤，在第1时隙中接收所述数据，且所述将接收到的数据传送至所述目的节点的步骤，在第2时隙中传送所述接收到的数据。
9.一种联合通信系统中的目的节点的数据接收方法，其包括以下步骤 从源节点接收对于目的节点被波束赋形的数据；以及从中继节点接收对于所述目的节点被波束赋形的数据，其中，所述中继节点，其从所述源节点接收对于所述中继节点被波束赋形的数据来传送至所述目的节点。
10.如权利要求9所述的目的节点的数据接收方法，其进一步包括以下步骤从所述中继节点和所述源节点接收包含有关多个波束方向的索引信息的用于波束赋形的训练序列；以及将有关通过所述训练序列所选择的方向的索引信息传送至所述中继节点和所述源节点ο
11.如权利要求9所述的目的节点的数据接收方法，其中，所述目的节点，其对所述源节点和所述中继节点波束赋形，在相同的时隙中接收从所述源节点和所述中继节点传送的数据。
12.—种联合通信方法，其包括以下步骤生成根据分布式空时编码、分层调制编码、和自由编码矢量切换中至少一个以上的信息信号；以及对中继节点和目的节点波束赋形来传送所述信息信号。
13.如权利要求12所述的联合通信方法，其中，所述中继节点，其对所述目的节点波束赋形来将所述信息信号中转至所述目的节点。
14.如权利要求9所述的联合通信方法，其中，所述生成信息信号的步骤，当多个源节点将数据传送至所述中继节点和所述目的节点时，额外利用网络编码来生成所述信息信号。
15.如权利要求9所述的联合通信方法，其中，所述生成信息信号的步骤，在所述中继节点和所述目的节点各自分配到的时隙中传送所述信息信号，或是利用所述中继节点和所述目的节点各自分配到的频率来传送所述信息信号。
全文摘要
本发明提出有关联合通信系统中的数据收发方法和联合通信方法的技术，该方法可提供被改善的分集增益和吞吐量的。根据此类技术，本发明提出一种联合通信系统中源节点(source node)的数据传送方法，其包括以下步骤对中继节点(relay node)执行波束赋形(beamforming)；将数据传送至所述中继节点；对目的节点(destination node)执行波束赋形；以及将所述数据传送至所述目的节点。
文档编号H04B7/14GK102484528SQ201080038505
公开日2012年5月30日 申请日期2010年7月8日 优先权日2009年7月8日
发明者丁铉奎, 张甲石, 权亨晋, 李禹容, 金耿杓 申请人:韩国电子通信研究院