控制干扰的方法、以及使用该方法的中继节点和节点对的制作方法
【专利摘要】一种控制多跳网络中的中继节点和节点对的干扰的方法，包括：将从节点对之中的源节点接收的信号中继转发给与源节点配对的目的地节点；并且通过控制中继节点的信道系数来抵消节点对之间的干扰信号之中的一部分干扰信号。目的地节点被配置为使用目的地节点接收的信号来抵消干扰信号之中的残余干扰信号。
【专利说明】控制干扰的方法、以及使用该方法的中继节点和节点对
[0001] 本申请要求于2013年6月4日提交的美国临时申请No. 61/830,699的权益，并且 要求于2013年10月21日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No. 10-2013-0125410的 权益，所述申请的全部公开出于所有目的通过引用合并于此。
【技术领域】
[0002] 下面的描述涉及一种控制基于多输入多输出（ΜΙΜΟ)系统的多跳网络中的干扰的 方法、以及使用该方法的中继节点和节点对。
【背景技术】
[0003] 通信系统一直仅用于人到人的连接。因此，仅少数当前全世界操作的装置互连， 并且通过网络而被使用。然而，随着通信技术的发展，并且随着朝向由装置集成引起的一 体化的趋势，包括智能电话、传感器装置和其他通信装置的各种装置正在构建巨大的网络。 此外，大量通信终端的用户通过装置之间的直接连接正在更容易地使用各种应用，诸如内 容共享、同步、输出和游戏。为了应对对于市场变化的这样的需求，无线接入技术被使用， 其中，除了使用常规基础设施的蜂窝通信之外，所述无线接入技术还支持装置到装置（D2D) 通信。
[0004] D2D通信曾经是一种假定单跳的发送方法。然而，期望D2D通信以后使用多跳。假 定单个源节点和单个目的地节点，一般的常规中继方法一直使用多个中继节点来获得分集 增益或复用增益。然而，在多单播多跳网络中将频繁地执行由多个节点对进行的同时信号 发送。因此，对于控制多个节点对与多个中继节点之间的干扰的方法已经进行了研究。
【发明内容】
[0005] 提供本
【发明内容】
来以简化的形式介绍构思的选择，下面在详细描述中对这些构思 进行进一步描述。本
【发明内容】
并非意图识别要求保护的主题的关键特征或基本特征，也非 意图用作对于确定要求保护的主题的范围的辅助。
[0006] 在一个总的方面，提供一种控制多跳网络中的中继节点和节点对的干扰的方法， 该方法包括：将从节点对之中的源节点接收的信号中继转发给与源节点配对的目的地节 点；并且通过控制中继节点的信道系数来抵消节点对之间的干扰信号之中的一部分干扰信 号。目的地节点被配置为使用目的地节点接收的信号来抵消干扰信号之中的残余干扰信 号。
[0007] 抵消干扰信号之中的一部分干扰信号的步骤可包括：基于源节点与目的地节点之 间的干扰信道矩阵来产生与干扰信号之中的所述一部分干扰信号相应的有效干扰信道矩 阵；通过控制信道系数来产生指示有效干扰信道矩阵的零空间的参考矩阵；并且使用有效 干扰信道矩阵和参考矩阵来抵消干扰信号之中的所述一部分干扰信号。
[0008] 产生有效干扰信道矩阵的步骤可包括：获得与源节点和中继节点之间的第一干扰 信号之中的一部分第一干扰信号相应的第一信道矩阵、以及与中继节点和目的地节点之间 的第二干扰信号之中的一部分第二干扰信号相应的第二信道矩阵；并且基于第一信道矩阵 和第二信道矩阵来产生有效干扰信道矩阵。
[0009] 产生有效干扰信道矩阵的步骤可包括：对第一信道矩阵进行转置；并且计算第二 信道矩阵和转置的第一信道矩阵的Kronecker积。
[0010] 参考矩阵可包括在有效干扰信道矩阵的零空间中，并包括除了零矢量之外的零空 间矢量。
[0011] 中继节点的数量可以少于被设计为抵消所有干扰信号的中继节点的数量。
[0012] 可以在中继节点与节点对之间执行的信号发送处理中执行中继转发和抵消的步 骤，并且可使用时分方法和频分方法中的至少一种来执行所述信号发送处理。
[0013] 源节点和/或目的地节点可被配置为使用多输入多输出（ΜΜ0)方法，并且所述控 制干扰的方法还可包括抵消每个节点对中所包括的天线之间的内部干扰信号。
[0014] 抵消内部干扰信号的步骤可包括：在源节点与目的地节点之间的信道状态信息存 在的发射机处全信道状态信息环境下，使用迫零波束成形方法来抵消内部干扰信号。
[0015] 抵消内部干扰信号的步骤可包括：在源节点与目的地节点之间的信道状态信息不 存在的发射机处无信道状态信息环境下，使用基于目的地节点接收的信号之中的一部分信 号的连续干扰抵消方法来抵消内部干扰信号。
[0016] 目的地节点可被配置为基于目的地节点在中继节点与节点对之间的另一信号发 送处理中接收的信号之中的一部分信号来抵消残余干扰信号。
[0017] 中继节点与节点对之间的信号发送处理的数量可以多于或等于信号的数量。
[0018] 响应于中继节点的数量为两个，可在中继节点与节点对之间的第一信号发送处 理、第二信号发送处理和第三信号发送处理中执行中继转发和抵消的步骤。
[0019] 抵消干扰信号之中的一部分干扰信号的步骤可包括：抵消第一信号发送处理中的 干扰信号之中排除以下项后的其余干扰信号：从第一源节点中所包括的天线发送到第二目 的地节点中所包括的天线的残余干扰信号；抵消第二信号发送处理中的干扰信号之中排除 以下项后的其余干扰信号：从第二源节点中所包括的天线发送到第一目的地节点中所包括 的天线的残余干扰信号；抵消第三信号发送处理中的干扰信号之中排除以下项后的其余干 扰信号：从第一源节点中所包括的天线发送到第二目的地节点中所包括的天线的残余干扰 信号、以及从第二源节点中所包括的天线发送到第一目的地节点中所包括的天线的残余干 扰信号。
[0020] 抵消第三信号发送处理中的其余干扰信号的步骤可包括：从第一源节点接收与在 第一信号发送处理中从第一源节点的天线发送到第二目的地节点的天线的残余干扰信号 相同的信号；并且从第二源节点接收与在第二信号发送处理中从第二源节点的天线发送到 第一目的地节点的天线的残余干扰信号相同的信号。
[0021] 目的地节点可被配置为基于目的地节点在第一信号发送处理和第二信号发送处 理中接收的信号之中的一部分信号来抵消第三信号发送处理中的残余干扰信号。
[0022] 在另一总的方面，提供一种控制多跳网络中的中继节点和节点对的干扰的方法， 该方法包括：将从节点对之中的源节点接收的信号中继转发给与源节点配对的目的地节 点；并且通过控制中继节点的信道系数来抵消节点对之间的干扰信号之中的一部分干扰信 号。目的地节点被配置为使用目的地节点接收的实分量信号和复分量信号中的至少一个来 抵消干扰信号之中的残余干扰信号。
[0023] 干扰信号之中的所述一部分干扰信号可包括干扰信号之中的排除下列残余干扰 信号中的至少一个的其余干扰信号：从第一源节点中所包括的天线发送到第二目的地节点 中所包括的天线的残余干扰信号、以及从第二源节点中所包括的天线发送到第一目的地节 点中所包括的天线的残余干扰信号。
[0024] 在又一总的方面，提供一种控制多跳网络中的中继节点的干扰的方法，该方法包 括：将从节点对之中的源节点接收的信号中继转发给与源节点配对的目的地节点；并且通 过控制中继节点的信道系数来抵消节点对之间的干扰信号之中的一部分干扰信号。
[0025] 在又一总的方面，提供一种控制多跳网络中的节点对的干扰的方法，该方法包括： 通过中继节点从节点对之中的源节点接收信号；并且使用所接收的信号来抵消节点对之间 的干扰信号之中的残余干扰信号。
[0026] 残余干扰信号可包括干扰信号之中的从第一源节点中所包括的天线发送到第二 目的地节点中所包括的天线的残余干扰信号、以及从第二源节点中所包括的天线发送到第 一目的地节点中所包括的天线的残余干扰信号。
[0027] 在又一总的方面，提供一种多跳网络中的中继节点，该中继节点包括：中继单元， 被配置为将从节点对的源节点接收的信号中继转发给节点对的与源节点配对的目的地节 点；以及干扰信号抵消单元，被配置为通过控制中继节点的信道系数来抵消节点对与另一 节点对之间的干扰信号之中的一部分干扰信号。
[0028] 可以在中继节点与节点对之间的信号发送处理中执行中继单元和干扰信号抵消 单元的操作。
[0029] 在又一总的方面，提供一种多跳网络中的节点对的目的地节点，该目的地节点包 括：接收机，被配置为通过中继节点从节点对的源节点接收信号；以及残余干扰信号抵消 单元，被配置为使用所接收的信号来抵消节点对与另一节点对之间的干扰信号之中的残余 干扰信号。
[0030] 可以在中继节点与节点对之间的信号发送处理中执行接收机和残余干扰信号抵 消单元的操作。
[0031] 残余干扰信号抵消单元可被配置为基于中继节点与节点对之间的另一信号发送 处理中接收的信号之中的一部分信号来抵消残余干扰信号。
[0032] 源节点和目的地节点可被配置为使用ΜΜ0方法，并且目的地节点还可包括被配 置为抵消节点对中所包括的天线之间的内部干扰信号的内部干扰信号抵消单元。
[0033] 从下面的详细描述、附图和权利要求，其他特征和方面将是清楚的。
【专利附图】
【附图说明】
[0034] 图1是示出多跳网络和替代拓扑的示例的示图。
[0035] 图2是示出基于多输入多输出（ΜΜ0)系统的多跳网络的示例的示图。
[0036] 图3A至3C是示出节点对之间的干扰信号的至少一部分的抵消的示例的示图。
[0037] 图4A至4E是示出当发送信道信息不存在时节点对之间的干扰信号之中的残余干 扰信号的抵消的示例的示图。
[0038] 图5A至5F是示出当整个发送信道信息存在时节点对之间的干扰信号之中的残余 干扰信号的抵消的示例的示图。
[0039] 图6A至6C是示出单输入单输出（SIS0)系统中的多跳网络中的干扰控制方法的 示例的示图。
[0040] 图7是示出多跳网络中的干扰控制方法的示例的流程图。
[0041] 图8是示出SIS0系统中的多跳网络中的干扰控制方法的示例的流程图。
[0042] 图9是示出节点对和中继节点的示例的框图。
[0043] 在整个附图和详细描述中，除非另有描述或规定，否则相同的附图标号将被理解 为表示相同的元件、特征和结构。附图可以不是按比例的，并且为了清晰、例示和方便，可以 放大附图中的元件的相对大小、比例和描绘。
【具体实施方式】
[0044] 提供下面的详细描述来帮助读者获得在此描述的方法、设备和/或系统的全面理 解。然而，在此描述的系统、设备和/或方法的各种改变、修改和等同对于本领域的普通技 术人员将是显而易见。所描述的处理步骤和/或操作的进展是示例；然而，这些处理步骤和 /或操作的顺序不限于在此所阐述的顺序，除了必须按特定次序发生的步骤和/或操作之 夕卜，可以如本领域已知的那样进行改变。此外，为了提高清晰度和简洁性，可以省略本领域 的普通技术人员公知的功能和构造的描述。
[0045] 在此描述的特征可以以不同形式实施，并且将不被解读为限于在此描述的示例。 相反，提供在此描述的示例是为了使本公开将是透彻且完整的，并且将把本公开的全部范 围传达给本领域的普通技术人员。
[0046] 图1是示出多跳网络110和替代拓扑的示例的示图。参照图1，多跳网络110包括 至少两个源节点、至少两个中继节点和至少两个目的地节点。例如，多跳网络110可包括K 个源节点、K个中继节点和K个目的地节点。在多跳网络110中，源节点可通过中继节点将 信号发送到目的地节点。属于蜂窝系统的多个用户通过多个中继将数据发送到多个基站可 以是多跳网络110的示例。当多个节点对同时发送信号时，因为不同节点对之间的信号或 流在多跳期间混合，所以可能产生流间（inter-stream)干扰。因此，将引入通过中继节点 与节点对之间的协作来控制多跳网络中的干扰的方法。
[0047] 在多跳网络110中，Si和s2表示源节点，u和u表示中继节点，屯和d2表示目的 地节点。当源节点Si将信号发送到目的地节点屯时，源节点Sl和目的地节点屯形成一对。 每个源节点 Si可包括将发送到每个目的地节点dji e U，2})的信号，形成相应的一对。氏 表示源节点与中继节点之间的信道矩阵，并且可以被表达为：
【权利要求】
1. 一种控制多跳网络中的中继节点和节点对的干扰的方法，所述方法包括： 将从节点对之中的源节点接收的信号中继转发给与源节点配对的目的地节点；和 通过控制中继节点的信道系数来抵消节点对之间的干扰信号之中的一部分干扰信号， 其中，目的地节点被配置为使用目的地节点接收的信号来抵消干扰信号之中的残余干 扰信号。
2. 根据权利要求1所述的方法，其中，抵消干扰信号之中的一部分干扰信号的步骤包 括： 基于源节点与目的地节点之间的干扰信道矩阵来产生与干扰信号之中的所述一部分 干扰信号相应的有效干扰信道矩阵； 通过控制信道系数来产生指示有效干扰信道矩阵的零空间的参考矩阵；和 使用有效干扰信道矩阵和参考矩阵来抵消干扰信号之中的所述一部分干扰信号。
3. 根据权利要求2所述的方法，其中，产生有效干扰信道矩阵的步骤包括： 获得与源节点和中继节点之间的第一干扰信号之中的一部分第一干扰信号相应的第 一信道矩阵、以及与中继节点和目的地节点之间的第二干扰信号之中的一部分第二干扰信 号相应的第二信道矩阵；和 基于第一信道矩阵和第二信道矩阵来产生有效干扰信道矩阵。
4. 根据权利要求3所述的方法，其中，产生有效干扰信道矩阵的步骤包括： 对第一信道矩阵进行转置；和 计算第二信道矩阵和转置的第一信道矩阵的Kronecker积。
5. 根据权利要求2所述的方法，其中，参考矩阵包括在有效干扰信道矩阵的零空间中， 并包括除了零矢量之外的零空间矢量。
6. 根据权利要求1所述的方法，其中，中继节点的数量少于被设计为抵消所有干扰信 号的中继节点的数量。
7. 根据权利要求1所述的方法，其中： 在中继节点与节点对之间执行的信号发送处理中执行中继转发和抵消的步骤；并且 使用时分方法和频分方法中的至少一种来执行所述信号发送处理。
8. 根据权利要求1所述的方法，其中： 源节点和/或目的地节点被配置为使用多输入多输出（MM0)方法；并且 所述控制干扰的方法还包括抵消每个节点对中所包括的天线之间的内部干扰信号。
9. 根据权利要求8所述的方法，其中，抵消内部干扰信号的步骤包括： 在源节点与目的地节点之间的信道状态信息存在的发射机处全信道状态信息环境下， 使用迫零波束成形方法来抵消内部干扰信号。
10. 根据权利要求8所述的方法，其中，抵消内部干扰信号的步骤包括： 在源节点与目的地节点之间的信道状态信息不存在的发射机处无信道状态信息环境 下，使用基于目的地节点接收的信号之中的一部分信号的连续干扰抵消方法来消除内部干 扰信号。
11. 根据权利要求1所述的方法，其中，目的地节点被配置为基于目的地节点在中继节 点与节点对之间的另一信号发送处理中接收的信号之中的一部分信号来抵消残余干扰信 号。
12. 根据权利要求1所述的方法，其中，中继节点与节点对之间的信号发送处理的数量 多于或等于信号的数量。
13. 根据权利要求1所述的方法，其中，响应于中继节点的数量为两个，在中继节点与 节点对之间的第一信号发送处理、第二信号发送处理和第三信号发送处理中执行中继转发 和抵消的步骤。
14. 根据权利要求13所述的方法，其中，抵消干扰信号之中的一部分干扰信号的步骤 包括： 抵消第一信号发送处理中的干扰信号之中排除以下项后的其余干扰信号：从第一源节 点中所包括的天线发送到第二目的地节点中所包括的天线的残余干扰信号； 抵消第二信号发送处理中的干扰信号之中排除以下项后的其余干扰信号：从第二源节 点中所包括的天线发送到第一目的地节点中所包括的天线的残余干扰信号；和 抵消第三信号发送处理中的干扰信号之中排除以下项后的其余干扰信号：从第一源节 点中所包括的天线发送到第二目的地节点中所包括的天线的残余干扰信号、以及从第二源 节点中所包括的天线发送到第一目的地节点中所包括的天线的残余干扰信号。
15. 根据权利要求14所述的方法，其中，抵消第三信号发送处理中的其余干扰信号的 步骤包括： 从第一源节点接收与在第一信号发送处理中从第一源节点的天线发送到第二目的地 节点的天线的残余干扰信号相同的信号；和 从第二源节点接收与在第二信号发送处理中从第二源节点的天线发送到第一目的地 节点的天线的残余干扰信号相同的信号。
16. 根据权利要求13所述的方法，其中，目的地节点被配置为： 基于目的地节点在第一信号发送处理和第二信号发送处理中接收的信号之中的一部 分信号来抵消第三信号发送处理中的残余干扰信号。
17. -种控制多跳网络中的中继节点和节点对的干扰的方法，所述方法包括： 将从节点对之中的源节点接收的信号中继转发给与源节点配对的目的地节点；和 通过控制中继节点的信道系数来抵消节点对之间的干扰信号之中的一部分干扰信号， 其中，目的地节点被配置为使用目的地节点接收的实分量信号和复分量信号中的至少 一个来抵消干扰信号之中的残余干扰信号。
18. -种控制多跳网络中的中继节点的干扰的方法，所述方法包括： 将从节点对之中的源节点接收的信号中继转发给与源节点配对的目的地节点；和 通过控制中继节点的信道系数来抵消节点对之间的干扰信号之中的一部分干扰信号。
19. 一种控制多跳网络中的节点对的干扰的方法，所述方法包括： 通过中继节点从节点对之中的源节点接收信号；和 使用所接收的信号来抵消节点对之间的干扰信号之中的残余干扰信号。
20. -种多跳网络中的中继节点，所述中继节点包括： 中继单元，被配置为将从节点对的源节点接收的信号中继转发给节点对的与源节点配 对的目的地节点；和 干扰信号抵消单元，被配置为通过控制中继节点的信道系数来抵消节点对与另一节点 对之间的干扰信号之中的一部分干扰信号。
21. 根据权利要求20所述的中继节点，其中，在中继节点与节点对之间的信号发送处 理中执行中继单元和干扰信号抵消单元的操作。
22. -种多跳网络中的节点对的目的地节点，所述目的地节点包括： 接收机，被配置为通过中继节点从节点对的源节点接收信号；和 残余干扰信号抵消单元，被配置为使用所接收的信号来抵消节点对与另一节点对之间 的干扰信号之中的残余干扰信号。
23. 根据权利要求22所述的目的地节点，其中，在中继节点与节点对之间的信号发送 处理中执行接收机和残余干扰信号抵消单元的操作。
24. 根据权利要求22所述的目的地节点，其中，残余干扰信号抵消单元被配置为基于 中继节点与节点对之间的另一信号发送处理中接收的信号之中的一部分信号来抵消残余 干扰信号。
25. 根据权利要求22所述的目的地节点，其中： 源节点和目的地节点被配置为使用多输入多输出（MMO)方法；并且 目的地节点还包括被配置为抵消节点对中所包括的天线之间的内部干扰信号的内部 干扰信号抵消单元。
【文档编号】H04B7/04GK104218980SQ201410245145
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年6月4日 优先权日:2013年6月4日
【发明者】辛原在, 卢元钟, 林钟扶, 张景训 申请人:三星电子株式会社