無線中繼網絡中的干擾消除的制作方法

專利名稱：無線中繼網絡中的干擾消除的制作方法
技術領域：
本發明一般地涉及通信網絡，更具體地說涉及多跳、自組織和協作性中繼網絡等無線網絡，其中多個用戶共享共用的通信媒體，本發明旨在提高此類網絡中的性能。
背景技術：
用于多用戶之間有效共享無線媒體的協議通常稱為多路訪問協議、信道訪問方案或媒體訪問方案。為了有效地(和常常公平地)共享無線媒體，多年來已經開發出了具體針對分布式網絡，如多跳/自組織網絡的各種信道訪問方案。
經典的多路訪問協議可以劃分為兩個主要類別無沖突協議和基于競用的協議。
無沖突多路訪問協議無沖突協議，有時也稱為調度的信道訪問協議，它確保任何時候執行的傳輸都成功，即不受其它傳輸干擾。無沖突傳輸可以通過以靜態方式或動態方式為用戶分配信道來實現。這常常分別表示為固定或動態調度。站點之間的精確協調的好處在于經設計它可實現較高的效率，但代價是產生了復雜性且有時要交換大量控制流量。
在文獻[1]中，Kleinrock和Sylvester建議在空間上調度和復用TDMA時隙。其思想是聚集可以同時使用而不會導致有害相互干擾的鏈路組(也稱為無沖突矢量或集合(clique))。可以將若干這樣的組加以標識，然后以類似TDMA幀的方式依次處理這些組。此方案通常稱為STDMA，代表空間TDMA。
基于競用的多路訪問協議基于競用的協議與無沖突協議的基本區別在于不保證傳輸成功。因此該協議需要制訂一個在一旦發生沖突即予以解決的規程，以便最終成功地發送所有消息。
分組無線電網絡或自組織網絡中的一個常見問題是存在所謂的隱藏終端。參考

圖1，隱藏終端問題意味著正在向B傳輸的節點A不知道另一個節點C向D(或可能向B)的傳輸干擾A向B的傳輸。其結果顯然是B上發生沖突，這降低了各個方面(吞吐量、延遲等)的性能。自70年代中期已提出一些解決該問題的方式，因此我們簡介一下這些經典的“解決方案”。但是，首先要注意CSMA[1]未處理這種問題，因為根據定義C和A不會無意中監聽到彼此的傳輸。因此載波偵聽被認為對于分組無線電網絡是不適合的[3]。在最壞的情況下，CSMA的性能降低到ALOHA的性能[1]。
下面將描述解決隱藏終端問題的各種面向競用的方法采用沖突避免的多路訪問(MACA)Karn提出的一種稱為MACA(采用沖突避免的多路訪問)的方法[4]基于發送請求發送(RTS)和清除發送(CTS)消息來確保B的鄰節點知道誰將進行發送。假定A發出RTS，則B只要接收到該RTS就會以CTS進行響應。節點A接收到CTS消息并啟動數據傳輸。另一方面，C避免發送任何東西，因為它已經監聽到來自節點B的CTS。同樣地，節點A周圍監聽到RTS消息的節點避免當A在等待CTS消息時發送任何東西。采用一種后退(back-off)方案來緩解重復發生RTS消息沖突的影響。
MACAW在文獻[5]中，Bhargawan等人改進了MACA協議，并將其重新命名為MACAW。他們對RTS消息引入了鏈路層確認以及CSMA。他們還通過基于源-目的地對而非節點來運行上述后退方案來提高公平性。此外還添加了用于擁塞控制的手段。IEEE 802.11現在其工作模式之一中采用了非常類似的RTS-CTS方案(稱為DFWMAC)。
忙音多路訪問(BTMA)與MACA更相似的方法是忙音多路訪問方案BTMA[6]。節點B不發送CTS消息，而是利用某個并行信道上的忙音(讀取其它頻率)來指示它很忙。只要B已經接收到它的地址內容，這就可以實現。但是，所提出的另一種更不用說有用的方法是，檢測到分組傳輸的所有節點均發送忙音。后一種方法可能導致大面積的嚴重阻塞。任一方案的實際用途非常有限，主要在學術文獻中大量出現。
其它經典的多路訪問協議另一種媒體訪問技術基于直接序列碼分多址DS-CDMA。原理上，兩種方法均可行。
例如，再次參考圖1，可以實施一些旨在確保節點A和C采用正交碼并因此不會干擾彼此的機制。
另一種方法是利用接收器引導的擴頻碼。后者假定C將其數據發往節點D。注意，通過采用正交碼，可由發送方劃分可用的帶寬資源。
面向多用戶的多路訪問協議在文獻[7]中，描述了一種多路訪問協議，它將STDMA與多用戶檢測進行組合。在該方法中，在時間、空間以及接收功率上對傳輸進行調度。選擇發射功率電平，以便通過使用多用戶檢測器可同時接收多個傳輸并將其解碼。其好處在于，比之于經典的信道方案，網絡吞吐量得以提高。
發明概述本發明克服了現有技術方案的這些和其它缺點。
本發明的一般目的在于達到提高無線中繼網絡(如多跳網絡、自組網絡、協作性中繼網絡和基于轉發器的網絡)的性能，所述無線中繼網絡中，多個用戶共享共用的通信媒體。具體而言，希望在吞吐量和延遲方面提高網絡性能。
本發明的另一個目的在于提供一種改進的方法和裝置，用于檢測無線中繼網絡中的信號信息。
這些和其它目的通過所附權利要求限定的本發明來實現。
本發明基于如下觀察大多數干擾是由無線中繼網絡如多跳網絡、自組網絡、協作性中繼網絡和基于轉發器的網絡中至少一條鏈路上，且通常多于一條鏈路上多次傳送的分組引起的。例如，在多跳網絡中，信息可以在源和目的地之間的多跳(hop)或段(segment)中傳輸。雖然多次傳輸可能是因重發所致，但主要原因是同一分組或信息從節點到節點轉發，直到到達目的地為止。
根據旨在將已經可用的信息用于信號檢測過程的本發明，將代表第一組信息的信號信息作為先驗已知信號信息存儲，所述第一組信息包括至少要在至少一條鏈路上傳送總共一次以上的至少一個數據單元。這可以是節點上先前接收到和/或檢測到的信息、自己已發送(還包括已轉發)的信息或以其它方式可用和相關的信號信息。隨后，接收代表第二組信息的信號信息，其中所述第一組信息的一個或多個數據單元的傳輸干擾所述第二組信息的接收。盡管存在干擾，但是仍可以利用所述已接收到的信號信息和至少部分所述先前存儲的先驗已知信號信息成功檢測到所述第二組信息的至少一部分。最好通過基于所接收到的信號信息和先驗已知信息的相關部分的干擾消除來檢測所述信息。
例如，所述存儲的先驗已知信號信息可以包括自己已發送的信息、先前接收到和檢測到的信息、甚至是先前無意監聽到的信息。
在許多應用中，所述第一組信息包含要在多于一條鏈路上總共傳輸一次以上的一個或多個數據單元。
最好通過結合新檢測到的信息以及除去過時的信息來持續更新所述先驗已知信號信息集合。
本發明因此通過存儲和利用先驗已知信息的創新機制為信道訪問問題添加了一個新的方面，從而提高了網絡性能和有效解決了經典的隱藏終端問題。更具體地說，已經證明本發明提供了較高的吞吐量并降低了延遲。
對于單用戶或多個用戶，可以按比特或碼元或比特序列或碼元序列來進行檢測。檢測可以對編碼信息或信息比特進行。這意味著檢測到的信息實際可以是解調的編碼信息和/或既解調又解碼的信息。
如上所述，本發明通常適用于諸如多跳網絡、協作性中繼網絡和基于轉發器的網絡等無線中繼網絡。
應理解，本發明可以采用許多不同類型的干擾消除技術，包括顯式和隱式干擾消除技術。例如，檢測過程可以包括從所述接收到的信號信息中除去先驗已知信號信息以生成剩余信號，然后將所述剩余信號解碼。或者，可以通過對先前接收到的基帶信號信息形式的先驗已知信息與當前接收到的基帶信號信息進行聯合處理來檢測所述信息。
所述檢測過程可進一步基于傳輸調度信息執行，以便更精確地將先驗已知信號信息的利用與所述干擾信號信息的傳輸實例相關聯。
本發明具有如下優點●提高了網絡性能；●提高了吞吐量和降低了延遲；●提供了經典隱藏終端問題的有效解決方案；●成功信號檢測的概率更高；●允許開發專門設計的MAC(媒體訪問控制)協議、路由方法、RRM(無線電資源管理)方案進一步提高性能。
在閱讀本發明實施例的如下詳細說明之后，可以理解本發明所提供的其它優點。
附圖簡介結合附圖參考如下描述，可以最佳地理解本發明及其其它目的和優點。
圖1說明經典的隱藏終端問題；圖2以流程圖說明根據本發明優選實施例的基本原理；圖3以流程圖說明根據本發明優選實施例，具體基于多用戶檢測的本發明的基本原理；圖4以框圖說明根據本發明優選實施例，結合了用于基于先驗已知信息的干擾消除的裝置的網絡節點；圖5以示意序列圖說明消除自己轉發的數據所致干擾的示范情況；圖6以曲線圖說明在采用和不采用所提出的干擾消除技術的情況下，圖5所示系統的吞吐量性能按函數關系隨信噪比變化的實例。
圖7A-D以示意序列圖說明消除無意監聽到的數據所致干擾的示范情況；圖8以示意序列圖說明相應于五個示例方案(包括兩個參考方案)，2-跳中繼信道中先驗已知信息的干擾消除；圖9以曲線圖說明相應于圖8的五個示例方案，吞吐量性能按函數關系隨信噪比變化的實例；圖10A-B以示意圖說明協作性中繼概念的一個示例；11以序列圖說明在協作性中繼的情況下，根據本發明實施例的干擾消除；圖12A-B以示意圖說明有并發的上行業務和下行業務的情況下協作性中繼的概念；圖13以序列圖說明有并發的上行業務和下行業務的情況下協作性中繼中根據本發明實施例的干擾消除；圖14以流程圖說明根據本發明優選實施例，具體基于聯合處理規程的本發明基本原理；圖15以流程圖說明根據本發明的優選實施例，顯式干擾消除與剩余解碼和將剩余基帶信號作為先驗已知信息存儲混合的基本原理。
發明的詳細說明所有這些附圖中，相同的參考標記用于表示對應的或相似的元素。
如上所述，現有技術的方法在吞吐量和延遲等方面都不是最優的。本發明基于如下觀察大多數干擾是由特別是諸如多跳網絡、自組網絡、協作性中繼網絡和基于轉發器的網絡等無線中繼網絡中一條或多條鏈路上多次傳送的分組引起的。
本發明旨在將已經可用的信息利用于信號檢測過程，最好基于●將代表第一組信息的信號信息作為先驗已知信號信息存儲，所述第一組信息包含要在至少一條(通常多于一條)鏈路上總共傳輸一次以上的一個或多個數據單元；●接收代表第二組信息的信號信息，其中所述第一組信息的一個或多個數據單元的傳輸干擾所述第二組信息的接收；以及●通過基于所述已接收到的信號信息和至少部分所述先前存儲的先驗已知信號信息的干擾消除來檢測所述第二組信息的至少一部分。
所述第一組和第二組信息可以各自包含一個或多個數據單元，以及單用戶檢測和多用戶檢測是可以根據具體應用和設計選擇來選擇的可能的備選檢測方式。應理解，本發明可以采用許多不同類型的干擾消除技術，包括顯式和隱式干擾消除技術。
這樣，通過維護和利用先驗已知信號信息，可以有效地解決經典的隱藏終端問題，從而提高整個網絡的性能。
因此，本發明提供利用多次傳輸的發生的接收器和/或信號檢測模塊(解碼器)。這還允許開發專門設計的MAC(媒體訪問控制)協議、路由方法、RRM(無線電資源管理)方案以進一步提高性能。
雖然常規多用戶檢測器的方法在選擇最大吞吐量時性能良好，但它未能利用可用信息。
還應注意，混合ARQ(自動重復請求)方案還可以利用更早前發送的信息。但是在ARQ中，先前發送的信息和隨后重發的信息在不同時隙上通過同一鏈路發往同一個節點，該方案僅用于有效的ARQ，而不用于干擾消除目的。
要注意，雖然下文討論的焦點集中在多跳網絡和所謂的協作性中繼網絡，但本發明一般地適用于其中相同信息在多條鏈路上傳輸多次的無線中繼網絡，包括基于轉發器的網絡。
下文中，將描述兩個基本的示范概念。第一個概念集中在一種利用已檢測到的分組的稍微更實際的方法。這將作為主要論題的引言和動機。第二個概念則更一般，而且性能必然更好，因為更多的信息得以保存和利用，但也表現出更高的復雜性。第三個混合形式是后來提出的，在第一個概念的低復雜性和第二個概念提供的高性能之間取得平衡的概念。
示范概念1如上所述，多跳網絡中的某些干擾是因較早接收到和轉發的分組或正好從其它節點無意監聽到的再次發送的分組所引起的。因為該信息在某種意義上是已知的先驗信息，可以從接收到的信號中除去，而留下剩余信號進行解碼。因此，由于可以提高信號噪聲干擾比(SINR)，所以系統性能會提高。這種性能提高包括吞吐量增加、延遲減少和/或接收方穩健性提高。
在利用先驗已知數據的檢測器的圖2所示流程圖中概括了根據本發明優選實施例的基本原理。在步驟S1，接收信號，并判斷是否存在以及有多少與該信號相關聯的先驗已知數據。在步驟S2A，基于先驗已知信息執行信號檢測。為此，可以從接收到的信號中消除(減去)先驗已知數據所致的干擾來生成剩余信號，下文將對此予以詳細說明。要注意雖然數據通常由分組，即若干1和0構成的字來表示，但它通常是從接收到的信號中減去的經調制的先驗已知數據序列的一個或多個副本。然而，可以設想多種檢測方法(如后進一步描述)。隨后，對剩余信號進行解碼，并例如通過CRC(循環冗余校驗)來檢查其有效性。如果通過檢查，則在步驟S3將新近檢測到或解碼的數據與先前檢測到或解碼的數據序列存儲在一起，以便持續更新先驗已知信號信息。為了響應性，最好可以將該信息作為調制的序列存儲(假定采用下文所述的干擾去除方法)，但是在存儲容量有限和速度不是問題的情況下，將其存儲為具有若干1和0的純數據序列。在步驟S4，還將解碼的數據轉發到通常位于更高層的下一適當功能。在將該數據發送到更高層之后，可以將其路由到另一個節點或由駐留在節點內的應用使用。或者，如果采用第一層轉發，例如采用再生轉發器功能，可以將解碼的數據發送到第一層中的緩存器，隨后再對其進行傳送。在采用非再生轉發器功能的另一個第一層轉發實例中，可以將剩余信號(即消除先驗已知序列的干擾之后)發送到第一層中的緩存器，隨后再對其進行傳送。注意解碼數據的顯式使用并不是這里所關注的。存儲數據并將其轉發到下一層的順序是隨意的。最后，因為一些數據越來越遠，因此不會在所考慮的接收器中引起任何有害的干擾，或者最終到達目的地節點，并因此不再被發送，所以消除此類數據的影響沒有什么作用。因此，在步驟S5，該數據可以從先前檢測到的序列列表中除去。該除去操作可以例如由定時器啟動(非常舊的消息可能過時，雖然未得到保證)或者由顯式信今來觸發。
上述方案可以加以調整/擴展以適應多用戶檢測的情況，如圖3所示。檢測器的一般形式是多用戶檢測器(MUD)，它同時接收多個分組，并嘗試從接收到的信號中檢測特定數量的消息或盡可能多的消息。根據優選實施例，多用戶檢測還通過將先驗已知的檢測的或解碼的分組納入考慮來執行，如步驟S2B所示。隨后，更新檢測的或解碼的分組集合，以包括新檢測到或解碼的分組。
圖4以框圖說明根據本發明優選實施例，結合了用于基于先驗已知信息的干擾消除的裝置的網絡節點。網絡節點100在邏輯上被分成接收部分和發送部分，而且基本上包括連接到常規接收鏈10的天線、檢測器單元20、用于存儲先驗已知信號信息的存儲單元30、傳輸調度信息單元40、其它(更高層)功能50、更新控制單元60、發送隊列70、封裝單元80、調制和編碼90和連接到天線的發送鏈95。
本發明主要關注網絡節點100的接收器結構，且主要創新是在存儲單元30中保持先驗已知信號信息，并在檢測器單元20執行的比特和/或序列檢測(解調和/或解碼)過程中利用該信息。檢測器單元20可以是單用戶檢測器或多用戶檢測器，它通過基于來自接收鏈10的信號信息和來自存儲單元30的先驗已知信號信息的干擾消除來檢測信號信息。例如，檢測過程可以包括從所述接收到的信號信息中除去先驗已知信號信息以生成剩余信號，然后將所述剩余信號解碼。或者，信號信息可以通過將先前接收到的基帶信號信息形式的先驗已知信息與當前接收到的基帶信號信息加以聯合處理來檢測。檢測過程可進一步基于來自單元40的傳輸調度信息，對此下文將作更詳細的說明。
檢測之后，檢測到或解碼的數據通常轉發到通?？赡芪挥诟邔拥南乱粋€適當功能50。在將該數據發送到更高層之后，可以將其路由到另一個節點或由節點內駐留的應用使用。當要將數據發送到另一個節點時，將其置于發送隊列70中。從那里，該數據轉移到封裝單元80以進行封裝和定址。封裝的數據然后由單元90進行調制和編碼，最后通過發送鏈95和天線進行發送。
在此特定實例中，節點適用于多跳分組無線電網絡中。不過，應理解，協作性中繼和某些多跳實現方案不一定要使用分組首部。還存在基于非再生中繼的協作性中繼方案，這意味著可以省略一些上述操作，如調制。
為更好地理解本發明，說明可應用本發明的一些示范場合將是有用的。下面首先參考圖5和圖6描述對自己轉發的數據執行干擾消除的總體方案，然后，參考圖7A-C描述對先前無意監聽到的數據執行干擾消除。
自己轉發/發送的數據出于說明目的，假定采用時隙媒體訪問方案。參考圖5的消息序列圖，在時刻T1，編碼成信號S1的數據從節點A發送到節點B，其中我們假定它被正確解碼。在T2，S1從節點B發送到C，其中也假定它被正確解碼。在T3，發送分別編碼成S1和S2的兩個數據分組。在現有技術中，節點B從節點A的接收會受節點C傳輸的干擾。但在本發明中，由于消除了信號S1的影響，所以信號S2的接收和檢測、碼元或序列檢測都OK。
如果未采用本發明，則在T3上干擾可能顯著。通過考慮T3時刻從節點A到節點B的分組傳輸的香農信道容量，給出一個過分簡單但有指導性的實例。利用本發明，節點B將經歷信噪比SNR＝P·G/N，其中P是發送功率，G是從節點A到節點B的路徑增益以及N是噪聲功率。但是，如果未采用本發明，如果節點C以功率P發送且至節點B的路徑增益也是G，則有效信噪比是SNReff＝SNR/(SNR+1)。
圖6中繪制了香農容量極限，以說明采用和不采用本發明提出的干擾消除方法的情況下吞吐量性能的實例。在實際的多跳系統中，存在嚴重的問題，因此必須增加復用距離，以不致于產生這種破壞性干擾效應。這也就意味著降低了吞吐量。
無意監聽到的數據
除了圖5所示的實例，圖7A-D中顯示了不同情況的一些實例，其中，在后續干擾消除操作中利用了無意監聽到的數據。
更為具體地說，在圖7A中，編碼成S1和S2的兩個數據序列通過不同但相鄰的路徑傳送。在時刻T1，節點F無意監聽(并正確解碼)通過從節點A到節點B的鏈路傳輸的信號S1。該信號S1作為先驗已知信息被存儲在節點F。在時刻T2，節點B通過另一條鏈路將S1發送到節點C，并引起與節點F相關的干擾。節點F通過消除從節點B發送到節點C的干擾傳輸S1來接收從節點E發送來的信號S2并將其解碼。
該性能提高難以分析方式確定，但是初始仿真表明可以成功抑止先驗已知信號以提高整體吞吐量。但是，性能通常取決于誰接收、誰發送、發送什么以及何時發送的調度。對于不重要的情況，已表明理論上可以保證本發明會提高通信逼真度，并可以將其量化。還預計多跳情況下的增益一般會因通常消除一個以上的消息而高得多，而且最近無意監聽到或轉發的業務一般產生局部有害干擾。
圖7B顯示所謂的組播節點A的情況，它在時刻T1向某個其它節點(這里表示為B)發送信號S1。該信號被相鄰節點F無意監聽到(并正確解碼)，節點F將該信號S1作為先驗已知信號信息存儲。在時刻T2，節點A將S1發送到另一個節點(這里表示為C)，節點B通過另一條鏈路將S1傳送到節點C，并在節點F接收從節點E發送的信號S2時引起與節點F有關的干擾。節點F通過消除干擾傳輸S1來將從節點E發送的信號S2正確地解碼。
圖7C顯示又一種情況，其中節點A沿著兩條并行路徑向節點D發送信號S1。在時刻T1，節點A將S1發送到節點B和C，在時刻T2，節點B和C將S1中繼到節點D。在時刻T1，信號S1被相鄰節點F無意監聽到，節點F將該信號S1作為先驗已知信號信息存儲。在時刻T2，節點F通過消除從節點B和C發送到節點D的干擾傳輸S1來接收從節點E發送的信號S2并將其解碼。
圖7D顯示一個示范情況，其中在節點A與節點B之間的同一條鏈路上在不同的時刻T1和T2發送信號S1。在時刻T1，該信號被相鄰節點F無意監聽到(并正確解碼)，節點F將該信號S1作為先驗已知信號信息存儲。在時刻T2，節點A再次向節點B發送S1，并因此在節點F接收從節點E發送來的信號S2時引起與節點F有關的干擾。
中繼雙向業務中繼信道是信息論中的一個經典問題[9]。具體地說，以具有三個節點的普通情況作為研究對象。我們將在這里舉例說明本發明，結合具有三個節點的中繼信道，更具體地說針對兩個節點A和B之間的雙向業務(一般不結合經典的中繼信道來處理)，其中節點C設在兩個源節點之間。圖8示意性地說明相應于五個示例方案a-e，2-跳中繼信道中先驗已知信息的干擾消除，其中方案a、b和e采用本發明，而剩余情況c和d視作參考。注意，在本發明的方案a、b和e中，節點C將在信息S1和S2之間劃分可用發送功率。在任何需要的時候采用多用戶檢測。在情況a和e中，信號交換在第二階段發生，在情況b和c中發生在第三階段而情況d中發生在第四階段。根據本發明的示范實施例，節點A存儲它自己發送的信號S1以及節點B存儲它自己發送的信號S2，或存儲其適合的表示。這使得中間中繼節點C可以同時向節點A和節點B發送(代替分別發送)接收到的信號S1和S2。因為在并發傳送的信號S1和S2中，節點A將消除S1而節點B將消除S2。這樣，節點A可將S2正確解碼，而節點B可將S1正確解碼。在情況a)中，整個操作過程只涉及兩個階段，采用發往和來自中間中繼節點的并發傳輸，其中，在中間中繼節點C上進行多用戶檢測，而在節點A和B上進行干擾消除。
更仔細的加以研究，可以看到，采用先驗已知信息的干擾消除代表信息論中繼信道的一種創新擴展，這是之前未提出過的。
一般而言，中間中繼節點因此配置為同時轉發從通信節點接收到的信號信息，每個通信節點配置為通過將其自己發送的信號信息用作先驗已知信息的干擾消除來檢測來自其它節點的信號信息。
還要注意本發明可以與各種熟知的擴展情況相結合。例如，在方案b中，如果節點A和B分別存儲來自節點B和節點A的單次傳輸的接收能量并在以后加以利用。但是，這樣做的獲益常常非常低，因此可能不值得。
假定節點A至C與節點B至C的間隔等距離，且每個節點在以總發送功率P發送，采用傳播指數α＝4的幕函數路徑損耗模型(power-law path loss model)和香農容量公式，則總的系統吞吐量將遵從圖9所示的曲線圖。有關推導的細節，請參閱附錄A。
顯然，雖然在不同的SNR范圍中，但仍是a}和e}性能最好。對于1b/Hz/s以上的信道效率，采用本發明(a、b和e)的最佳方案的增益比最佳傳統方案(c或d)好2至8dB。對于較低傳播損耗常數，例如當α＝2時，增益較低且相應于感興趣的SNR和速率范圍，該增益范圍在1.5至3dB之間。雖然增益總的來說并不明顯，但無疑顯示出優于現有技術的性能提升。然而，方案a)和e)似乎在寬的SNR范圍上最有價值。
當比較這些方案時還可以采用不同于固定發送功率電平的其它條件，例如固定平均功率(或每周期等效能量輸出(energy outtake))。
這樣做時，相對于圖8所示的2階段方案，b)將使其性能提升10log10(P/2P/3)=1.8dB]]>以及c}將使其性能惡化10log10(P/22P/3)=-1.25dB.]]>協作性中繼基于先驗知識的干擾消除概念還可以應用于協作性中繼網絡。
最近協作性中繼的概念在某種意義上可以視為僅涉及兩跳的多跳的退化情況，但同時被一般化，允許利用并行路徑以及信號處理。此外，協作性中繼可以利用各種形式的中繼的信息，如基本的轉發器(非再生)功能或“解碼和轉發”(再生)，如多跳網絡中按慣列要執行的那樣。
有關協作性中繼的更多信息可以參閱例如參考文獻[10]。
圖10A-B以示意圖說明協作性中繼概念的一個實例，這里以雙向(并發)業務為例來進行說明。在圖10A中，基站(BS)100-1和移動終端(MT)100-2沿并行路徑在時隙n上同時傳輸，每條路徑具有至少一個中間節點。然后處理接收到的信號，再由中繼站點于時隙n+1重發，如圖10B所示。處理可以包括但不限于下列操作的任意組合利用MUD、引入各種分集方案(如Alamouti分集、延遲分集)、使用數據的共軛、取反、重新排序、不同的放大系數和可選的相位系數。
MT和BS都將接收到它們自己以及另一站點生成的信息的疊加。這里的要點是，基于各站點已發送信息的先驗知識，它們可以消除其相應的影響。此基本原理如圖11所示，圖11以序列圖說明協作性中繼情況下根據本發明實施例的干擾消除。圖11顯示兩個節點A和B通過中間中繼節點C、D和E彼此進行通信的情況。每個中間節點具有一個“處理塊”，它涵蓋前述的任何一個處理操作。當在時隙n+1接收時，節點A和B中每個節點可以基于該節點時隙n已發送信息的先驗知識來消除干擾影響。
應該強調的是本文所述的方法可以擴展為結合通過一組中繼進行通信的兩個以上的站點。此方法還可以擴展到多個兩跳協作性中繼集合構成的鏈，由此實現采用干擾消除的多跳協作性中繼混合方案。
協作性中繼“并發的”上行和下行業務圖12A-B和圖13中顯示了在基于協作性中繼的網絡中先驗已知信息干擾消除的另一種用法。其思想是允許上行和下行方向上的“并發”傳輸，以便兩個消息在兩個時隙到達它們的目的地站點，由此得到1的利用率，即每兩個時隙兩個分組。其效率為在一個方向上通過兩跳轉發業務時的兩倍。
在顯示時隙N上的多個傳輸的圖12A中，第一移動終端(MT)200-1向朝向基站(BS)100的方向上的多個中繼節點發送?；?00向第二移動終端(MT)200-2方向上的多個中間中繼節點發送。
在顯示時隙N+1上的多個傳輸的圖12B中，從第一移動終端200-1接收信號信息的中間中繼節點向基站100發送。從基站100接收到信號信息的中繼節點向第二移動終端200-2發送，同時引起對基站100的干擾。來自MT1200-1的對靠近MT2200-2的中繼的干擾常常很小，很可能不會引起任何問題。但是，如果它會引起顯著的干擾，則必須采取適當的RRM和調度步驟。
如圖13所示，在基站節點E上消除的干擾是從中間中繼沿途向節點A傳送時信號S1的干擾。圖13所示的處理用于先前討論的任何方案。注意，圖12A-B和圖13所示的相同方法也可應用于多跳場景中。
干擾消除本章節的目的是舉例說明適用于本發明的多種實用的干擾消除技術。但要強調的是，其它熟知或將來的干擾消除技術也可采用。
首先，我們需要一個示范系統模型。例如，假定為簡單起見，該系統是同步的，且采用了OFDM(正交頻分復用)，以避免對過分精確的(定時)同步和碼間干擾(ISI)問題進行不必要的詳細討論。其原理一般足以擴展到其它調制方法和完全不同步的系統，其中每個要求其特殊的考慮。
我們假定網絡中總共有dmax個數據分組，其中每個數據分組Dd由索引d＝{1，...，dmax}唯一地標識。所有分組的整個集合表示為D∑＝{Dd；d＝{1，...，dmax}}。
我們進一步假定有一個唯一的函數fmod，它根據Sd＝fmod(Dd)將數據分組映射到調制的碼元。當特定節點vj發送分組Dd時，利用符號Dd表示(編碼的/原始的)數據分組，而Sd表示對應的(編碼的)調制信號，將分組和發送節點相聯系。此外，集合V＝{vj；j＝{1，...，jmax}}包含所有在時隙n上傳輸的節點。
現在假定在感興趣的時隙上，節點vi接收到信號Ri，Ri可以計算為Ri=ΣVHij·PjSjd+Ni]]>其中Hij是節點vi和vj之間的復信道增益，以及Pj是節點vj所用的發送功率。
同時，存儲緩沖器包括先前解調和/或解碼(以及估計)的分組 的集合。我們將該集合表示為D~Σ={D~δ;δ={1,...,δmax}}]]>其中δ用作索引，而δmax是存儲的數據分組的數量。
或者，可以存儲與解碼分組對應的信號，即S~Σ=fmod(D~Σ)]]>或等效于D~Σ={D~δ;δ={1,...,δmax}}→fmodS~Σ={S~δ;δ={1,...,δmax}}]]>當利用本發明的檢測(碼元或序列檢測)技術時，利用先驗已知信息。該檢測過程基本上涉及接收到的信號Ri和先驗已知信息 并根據如下公式生成一個解碼數據分組的集合D~={D~Δ;Δ={1,...,Δmax}}]]>因此利用目標函數f，存在一個從Ri和 到D~={D~Δ;Δ={1,...,Δmax}}]]>的最優映射，以一般形式表示為D~=f(Ri,D~Σ)]]>如下將會闡明，各種方法可用于執行解碼，但對于概念1，我們將主要關注檢測過程分成如下兩個步驟的情況首先除去或消除先驗已知信息的干擾，然后執行常規的MUD/SUD(多用戶檢測或單用戶檢測)。
隨后通過明確指明了時間的D~Σ(n+1)=D~Σ(n)∪D~(n)]]>來結合新解碼的數據，從而更新存儲的數據。
示例方法1-已發送分組未知且信道未知這里假定復信道是未知的。發送了(先前解碼的)哪些分組也是未知的。
通過函數f1和在目標函數f1opt表示的最優條件下推導的一個加權參數集合 來生成剩余信號，其中先前解碼的分組的影響從該剩余信號中減至最小。所述剩余信號的最一般的形式可以寫為Ri′=f1(Ri,D~Σ,A~)]]>其中A~=arg{optA={αδ;∀δ}{f1(Ri,D~Σ,A)}}]]>函數f1的特定情況是，對于所有索引，Ri′=Ri-Σ∀δαδS~δ]]>目標函數f1opt可以定義為R′i方差的期望值(的最小化)。換言之f1opt(x)=E{|x|2}]]>或A~=arg{minA={αδ,∀δ}E{|Ri′|2}}]]>此式的解相對簡單，因為 中的每個元素可以寫為
αδ=E{Ri·D~δ*}E{Ri·Ri*}]]>要注意這與信道 和發送數據消息Dδ的節點vi的發送振幅 之積的估計完全相同。如果數據消息Dδ未發送，則項αδ應該近似為零。注意，上文中的突出假設是數據消息被假定為不相關的，并且通過擾碼可以統計地得到保證。
示例方法2-已發送分組未知，但信道已知在信道已知的情況下，例如通過基于導頻的信道估計已知信道，可以采用另一種策略來估計剩余信號。其最一般的形式可以通過函數f2和目標優化函數f2opt公式化為Ri′=f2(Ri,D~Σ′,H~i)]]>其中D~Σ′=arg{optPSJmax(D~Σ){f2opt(Ri,PSjmax(D~Σ),H~ij)}}]]>以及 是集合 的基數jmax的子集的功率集合。
函數f2的特殊情況是直接減去確定的先前解碼的序列。
Ri′=Ri-Σ∀D~Σ′HijδPjδS~δ]]>以及f2opt是剩余信號(具有以k索引的樣本)的平方和的最小值f2opt(x)=Σ∀k|x(tk)|2]]>或更明確地表示為D~Σ′=arg{minPSjmax(D~Σ){Σ∀k|Ri′(tk)|2}}]]>其它方面還可以利用其它信息(如傳輸調度)和有關分組當前所在位置的有關信息來改善和可能簡化干擾消除程序。這意味著如果與在電路交換的多跳網絡一樣知道確切的傳輸調度，并由此知道一些分組不在某些時隙上傳輸，則無需考慮這些分組，即使先前已經接收到它們。此外，可以擁有平均路徑損耗的先驗知識(至少估計)。先前所述的圖2和圖3的流程圖中也指示了傳輸調度的使用。
為了識別信道，可以采用標準的信道估計技術，例如基于導頻(a.k.a.訓練碼元)的估計技術，而且還可以利用調制中的結構或類似的來部署盲信道估計等。
示范概念2在本發明的第二概念中，建議采用基于先前接收到的信號信息形式的先驗已知信息連同當前接收到的信號信息的聯合處理程序。接收到的信號信息通常采取基帶信號的形式，每個基帶信號通常包括多個傳輸的重疊。雖然接收到的基帶信號信息主要例示為與若干時隙相關，但應理解，更一般地，接收信息可以與多個通信實例相關，因為頻率可能隨通信實例不同而不同。
下文將參考多跳網絡描述一個可行實現方案示例。然而，以多跳網絡中多個傳輸的示范接收模型開始可能有益。
假定傳輸在時隙上進行，并且所考慮的是頻率平坦信道(例如通過OFDM中的窄帶信號或子載波方式)。首先，假定所有數據分組都是時間連續的序列且通過d索引，該索引唯一地在網絡中標識分組。下面為簡潔起見，取消符號中的時間索引。在時隙n上，可能發送或可能不發送分組Dd。發送該分組的節點由索引j標識，且接收該分組的節點由索引i標識。在此情況下，如果發送分組Dd，則它的對應調制信號與系數xi(d)(n)目乘，此系數結合了節點i和節點j之間的復(準平穩)信道增益Hij(n)等，否則在沒有進行任何傳輸的情況下它為零。系數xi(d)(n)在節點i未在接收時(例如因在休眠模式下或正在傳輸)也假定為零值。數據分組Dd被調制成序列S(d)(n，i，j，cntret，cnttot)，它可能在每次傳輸時因諸如下列的一組因素發生變化分組Dd的標識、哪個節點(j)正在發送、分組發送到哪個節點(i)、該分組在哪個時隙(n)發送，還可能與重發計數cntret(每分組和節點)呈函數關系或取決于已發送總次數cnttot。這里的一個示例是，是否會采用面向接收器的擴頻碼。但是，下面我們假定，除表示為C(n，d，i，j，cntret，cnttot)的復乘法序列以外，數據分組Dd的信號波形始終保持相同，使得S(d)(n，i，j，cntretr，cnttot)＝C(n，d，i，j，cntretr，cnttot)·S(d)此乘法序列可用于結合跳頻、DS-CDMA擴頻、隨n變化的復常數或僅為簡單的固定值1。例如，如果從同一個站點重發分組，則可以利用復常數變化來建立一種簡單的線性時空編碼。注意，在最一般的情況下，可以由多個站點在同一個時隙發送同一個分組。這在用于單播路由選擇的傳統多跳路由選擇方案中并不常見，雖然如文獻[8]中例示的那樣確實可能，不過，這對泛洪(flooded)廣播或組播業務確實常見。在DARPA(國防部高級研究計劃)的PRnet中，在某些情況下可能對一個分組的多個版本進行路由選擇。對于節點i，在時隙n上接收的信號根據如下公式對直到分組dmax的所有可能分組求和Ri(n)=Σd=1dmaxχi(d)(n)·S(d)+Ni(n)]]>其中 隨后，這可以書寫為對于時隙n-m至時隙n的矩陣形式的方程組
Ri(n)Ri(n-1)···Ri(n-m)=χi(1)(n)χi(2)(n)···χi(dmax)(n)χi(1)(n-1)χi(2)(n-1)···χi(dmax)(n-1)············χi(1)(n-m)χi(2)(n-m)···χi(dmax)(n-m)·S(1)S(2)···S(dmax)+Ni(n)Ni(n-1)···Ni(n-m)]]>或等效地為Ri＝xi·S+Ni其中橫杠表示矢量以及沒有橫杠表示矩陣。雖然對于單個節點i而言不可觀測，但整個多跳系統的所有傳輸，即所有V節點的接收矢量可以寫為R‾1R‾2···R‾V=X1X2···XV·S‾+N‾1N‾2···N‾V]]>或以更簡單的形式表示R＝Ξ·S+N這里我們重申基本信息，上述方程組(對于節點i和整個系統)是面向數據分組的系統表示，指示給定數據分組可引起干擾許多次以及在不同跳上引起干擾。因此，整理和利用此更為完整的信息描述，可以實現相對于傳統檢測/解碼的增強檢測過程。
在本發明的示范性第二概念中，節點i中的檢測模塊聯合處理Ri＝Xi·S+Ni(包括最近接收到的信號)，以將感興趣的數據解碼。本發明可以采用任何常見的檢測算法，如迫零(ZF)算法、最大似然檢測-多用戶檢測(MLD-MUD)以及線性最小均方誤差(LMMSE)來得到調制的序列S。從純信號處理的觀點，這類似于處理多傳感器信息，如在基于空時編碼的通信的系統(如MIMO)中并因此可以采用該領域中某些實例中發現的檢測或解碼策略。注意，在圖14的流程圖中，如步驟S2C所述，通過聯合處理來檢測信息。還有，用于先驗已知信息的存儲緩沖器通常保持先前接收到的基帶信號信息，如步驟S3C所示。從圖14還可以看出，可以采用單用戶檢測或更一般情況的多用戶檢測。
概念1和2的混合實例在此替代實施例中，如圖15所示，在如下意義上對概念1和2進行組合如概念2中一樣，保持所有信息，但如概念1的情況下最大程度地將信息解碼，并存儲其適當表示。這樣做的好處在于，降低了解碼的復雜性(與概念2相比)，同時在正在存儲的剩余信號中保留了信息。圖15說明利用先驗已知數據和先驗已知剩余基帶信號的混合概念的一個實例。
補充信息有關先驗已知信息度的注釋取決于具體采用的路由選擇方案，例如信息首部和/或CRC的較小部分可能與鏈路相關，也可能與鏈路不相關。例如，如果路由選擇方案需要分組使用轉發節點，則發送方ID和接收方ID將隨中繼段不同而不同。但是路由并因此ID可以預先確定，或者完全不需要(例如如果采用表驅動的協議，則僅需要流ID)。因此，最多總體數據的5％(限于首部或尾部)可能不是先驗已知的。對于5％的情況，良好的編碼結合某種交織器設計將滿足幾個誤差的處理需要。然而，應該強調的是，在基于電路交換的多跳網絡中，字段無需對每跳變更，因此允許實施100％的干擾消除。在許多情況下，由于路徑是先驗已知的，因此可能判斷當已知信息被轉發時各字段(如ID和CRC)應該是什么樣的。再者，當路徑不是先驗已知的時，每個節點仍可以計算先前正確解碼的分組的多個版本，條件假設是該分組是在該節點自己附近的任何節點對之間發送的，隨后將最優的一個版本用在消除干擾的過程中。在此情況下，也可以消除100％的干擾，條件是使用正確的版本。
還要注意，對于電路交換的數據(具有變化的字段)，還可以采用單獨的非沖突控制信道來發送與分組相關以及當該分組被路由時可能變化的信息。例如，可以在這種控制信道上發送地址字段和CRC。注意，這一般包含相對于數據的少量信息，并因此在相對的意義上不一定消耗很多能量。因此，從效率的角度，利用無沖突協議不如數據傳輸的情況那樣重要。
簡言之，本發明的第一方面涉及一種包括至少一個接收站點和至少一個發送站點的通信系統，其中所述接收站點存儲它先前發送的數據、通過自己接收并解碼得到的數據和/或根據任何無意監聽到的通信解碼得到的數據。所存儲的數據在后續接收時利用來消除至少一個其它站點發送任何所存儲的數據時引起的干擾。這就是消除先前解碼的數據的基本原理。
最好，在所存儲的數據過時時，將其刪除。這可以是基于定時器的，或由來自目的地節點的指示或數據遠離以致未引起顯著干擾的指示來控制。
具體地說，可以利用給定的先驗已知數據和存儲的數據，從接收到的信號中解碼出至少一個數據單元，所述接收到的信號由多個傳輸的疊加組成。
所存儲的先驗已知信號信息可以包括例如自己已發送(還有已轉發)的信息、先前接收和檢測到的信息、甚至先前無意監聽到的信息。
因此，本發明通過存儲和利用先驗已知信息的創新機制，為信道訪問問題添加了一個新的方面。本發明無疑提高了網絡性能并且有效解決了經典的隱藏終端問題。
如前所述，對于單用戶或多用戶，可以按比特或碼元或按比特序列或碼元序列來進行檢測。檢測可以對編碼的信息或信息比特進行。
如上所述，本發明通常適用于諸如多跳網絡、協作性中繼網絡和基于轉發器的網絡等無線中繼網絡。
在一個示范實施例中，無線中繼通信系統包括至少兩個“雙向”通信節點或站點以及至少一個中繼節點或站點，其中，所述至少兩個雙向通信站點在第一階段同時或在兩個階段依次向所述至少一個中繼站點發送。在再一個階段中，所述一個或多個中繼站點將所接收到的信號并發地再發送給所述至少兩個雙向通信站點(現正在接收)。每個雙向通信站點配置為，通過基于來自中間中繼節點的同時發送的信號信息以及它自己發送的信號信息的干擾消除來檢測來自另一通信節點的信號信息。
最好，所述接收到的信號在由所述中繼重發之前加以處理，有利的是，所述處理確保接收節點上的SNR提高和/或分集合并。
本發明的另一個示范實施例涉及一種通信系統，它包括發送和接收數據(彼此之后)的站點、接收數據的站點和發送數據的站點以及多個充當中繼的站點，其中所述發送和接收數據的站點要消除它自己發送的數據的影響。例如，這涉及具有并發的上行和下行通信的協作性中繼情況，但也可以應用于多跳的情況。
應理解，本發明可以采用許多不同類型的干擾消除技術，包括顯式和隱式干擾消除技術。
在本發明的第二方面中，信號信息可以通過將先前接收到的基帶信號信息形式的先驗已知信息與當前接收到的基帶信號信息一起進行聯合處理來檢測。這意味著接收站點將任何先前接收到的基帶信息用于對最近接收到的基帶信號進行解碼的過程中。
應該注意，可以將所述第一和第二方面組合成一個混合概念，包括存儲基帶數據和解碼數據二者。
簡言之，無論網絡是多跳網絡、協作性中繼網絡還是基于轉發器的網絡，由于例如“除去”了檢測到的(解調和/或解碼)的或基帶形式的先前已知的信息，本發明實現了接收上的改善。
本發明的例示優點在于●從本質上改善了吞吐量、端到端延遲、通信穩健性及其任意組合，因為先驗已知信息不會引起任何干擾。
●要指出的一個使人感興趣的情況是，本發明大大(如果不是最多)減輕了經典的“隱藏終端問題”。這屬于前一點，但本身值得一提。
雖然主要基于全向天線的隱含假設對本發明作了描述，但也可以采用例如面向天線陣列的信道訪問方案，如SDMA(空間分集多路訪問)。此外，本發明還可以與各種高級天線方案，如波束成形或MIMO一起使用。
上述實施例僅作為示例給出，應理解，本發明并不局限于此。保留所公開且要求權利的基本原理的其它修改、變化和改進均屬于本發明范圍。
附錄A概念1的一些信道容量計算在確定圖9的曲線時，采用了如下數學關系一跳SNR定義為SNR=P·GN]]>其中P是發送功率，G是一跳路徑增益以及N是接收器上的噪聲功率。
給定傳播指數為α的指數函數路徑損耗模型，以及假定在兩個等距離跳上降低并利用路徑損耗，則節點C上的SNR為SNR′＝SNR·2α首先，存在令人感興趣的三種基本類型的傳輸。第一，單個傳輸具有如下速率R1＝lg2(1+SNR′)對于等速率情況，可以證明，MUD接收可以給出每個發送器的最大速率R22R2＝lg2(1+2·SNR′)發送兩個疊加信號(其中消除了先驗的已知信號)，根據下式給出每個個體消息(功率減半)的速率R3R3＝lg2(1+SNR′/2)給定此條件，并考慮傳輸次數和用于循環周期的時隙數，由下式給出圖8所示方案a)至d)的最大吞吐量
Ta=22min(R2,R3)]]>Tb=23min(R1,R3)]]>Tc=23min(R2,R1)]]>Td=24R1]]>在確定圖9中方案e)的吞吐量時，在發送之前將接收到的信號和噪聲歸一化為發送功率P。消除干擾之后節點A和B上得到的SNR可以證明為SNRAnalog=(SNR′)21+3·SNR′]]>每個信息流的速率為RAnalog＝lg2(1+SNRAnalog)，因此其吞吐量為TAnalog=22RAnalog.]]>
參考文獻[1].R.Nelson和LKleinrock.所著的“空間-TDMA無沖突多跳信道訪問協議”(R.Nelson and L.Kleinrock.″Spatial-TDMAA collisionfree multi-hop channel access protocol″，in IEEETrans.Commun.vol.33，no.9，pp 934-944，September 1985)。
.A.S.Tanenbaum所著的“計算機網絡”(A.S.Tanenbaum，″Computer Networks″，Prentice Hall，1996，pp.246-254)。
.Bertsekas等人所述的“數據網絡”(Bertsekas et al.，″DataNetworks″，Prentice Hall，1991，pp.350-351)。
.P.Karn所著的“MACA-用于分組無線電的新信道訪問方法”(P.Karn″MACA-A new channel access method for packetradio″，Proc.ARRL/CRRL Amateur Radio 9th Computer NetworkingConference，pp.134-140，London，UK，September 1990)。
.V.Bhargawan等人所著的“MACAW用于無線LAN的媒體訪問協議”(V.Bhargawan et al.″MACAWA media access protocolfor wireless LAN′s″in Proc.ACM SIGCOMM′94，pp.212-225，London，UK，August-September 1994)。
.F.A.Tobagi等人所著的“無線電信道中的分組交換第二部分-載波診聽多路訪問模式中的隱藏終端問題和忙音解決方案”(F.A.Tobagi et al，″Packet switching in radio channelspart ii-hidden terminal problem in carrier sense multiple access modes and busy-tone solution″IEEE trans.Commun.，vol..23，no.12，pp.1416-1433，December 1975)。
.S.Brooke和T.Giles.所著的“具有多用戶檢測的多跳無線電網絡的調度和性能”(S.Brooke and T.Giles.″Scheduling andperformance of multi-hop radio networks with multi user detection″，inProc.Second Swedish Workshop on Wireless Ad-Hoc Networks，Stockholm，March 2002)。
.M.Steenstrup和G.S.Lauer所著的“通信網絡中的路由選擇”(M.Steenstrup and G.S.Lauer，″Routing in communicationsnetworks″，Prentice Hall，1995，pp.357-396)。
.A.El Gamal所著的“多用戶信息原理”(A.El Gamal，″Multiple user information theory″，Proc.Of the IEEE，Vol.68，December1980)。
.P.Larsson所著的“在總中繼功率約束下采用最優相干合并的大規模協作性中繼網絡”(P.Larsson，″Large-Scale CooperativeRelaying Network with Optimal Coherent Combining under AggregateRelay Power Constraints″，December 2003)。
權利要求
1.一種用于無線中繼網絡中檢測信號信息的方法，所述方法包括如下步驟-將代表第一組信息的信號信息作為先驗已知信號信息存儲，所述第一組信息包含要在至少一條鏈路上總共傳輸一次以上的至少一個數據單元；-隨后接收代表第二組信息的信號信息，其中，所述至少一個數據單元的發送干擾所述第二組信息的接收；以及-通過基于所述已接收到的信號信息和至少部分所述先前存儲的先驗已知信號信息的干擾消除來檢測所述第二組信息的至少一部分。
2.如權利要求1所述的用于無線中繼網絡中檢測信號信息的方法，其特征在于所述干擾消除至少包括顯式和隱式干擾消除之一。
3.如權利要求1所述的用于無線中繼網絡中檢測信號信息的方法，其特征在于所述至少一個數據單元要在多于一條鏈路上總共傳輸一次以上。
4.如權利要求1所述的用于無線中繼網絡中檢測信號信息的方法，其特征在于所述無線中繼網絡至少包括無線多跳網絡、協作性中繼網絡和基于轉發器的網絡之一。
5.如權利要求1所述的用于無線中繼網絡中檢測信號信息的方法，其特征在于所述檢測步驟涉及單用戶檢測和多用戶檢測之一。
6.如權利要求1所述的用于無線中繼網絡中檢測信號信息的方法，其特征在于檢測所述第二組信息的至少一部分的所述步驟包括根據如下公式處理代表先前檢測到的數據分組的集合 以及所述接收到的信號信息Ri的步驟D~=f(Ri,D~Σ),]]>其中f是預定的目標函數以及 是檢測到的數據分組的結果集合。
7.如權利要求1所述的用于無線中繼網絡中檢測信號信息的方法，其特征在于檢測所述第二組信息的至少一部分的所述步驟包括如下步驟-從所述接收到的信號信息中除去先驗已知信號信息以生成剩余信號；以及-處理所述剩余信號以檢測所述第二組信息的至少一部分。
8.如權利要求1所述的用于無線中繼網絡中檢測信號信息的方法，其特征在于所述先驗已知信號信息包括先前接收到的基帶信號信息，并且檢測所述第二組信息的至少一部分的所述步驟包括聯合處理所述先前接收到的基帶信號信息及隨后接收到的基帶信號信息，以檢測所述第二組信息的至少一部分。
9.如權利要求8所述的用于無線中繼網絡中檢測信號信息的方法，其特征在于所述先前接收到的基帶信號信息涉及若干先前的通信實例，所述隨后接收到的基帶信號信息涉及當前的通信實例，以及將所述先前接收到的基帶信號信息和所述隨后接收到的基帶信號信息與復信道增益信息一起加以處理，以確定至少一個檢測到的數據分組的估計。
10.如權利要求1所述的用于無線中繼網絡中檢測信號信息的方法，其特征在于所述先驗已知信號信息包含先前接收和檢測到的信息。
11.如權利要求10所述的用于無線中繼網絡中檢測信號信息的方法，其特征在于所述先前接收和檢測到的信息包括先前無意監聽到的信息。
12.如權利要求1所述的用于無線中繼網絡中檢測信號信息的方法，其特征在于所述先驗已知信號信息包括自己的已發送信息。
13.如權利要求1所述的用于無線中繼網絡中檢測信號信息的方法，其特征在于檢測所述第二組信息的至少一部分的所述步驟基于傳輸調度信息來執行。
14.如權利要求13所述的用于無線中繼網絡中檢測信號信息的方法，其特征在于所述第一組信息包括若干數據分組，以及所述傳輸調度信息包括在接收到代表所述第二組信息的信號信息時要發送哪些所述數據分組的有關信息，以便在所述檢測步驟中利用所述先前存儲的先驗已知信號信息的適當部分。
15.如權利要求1所述的用于無線中繼網絡中檢測信號信息的方法，其特征在于還包括持續更新所述先驗已知信號信息的步驟。
16.如權利要求1所述的用于無線中繼網絡中檢測信號信息的方法，其特征在于至少兩個節點通過至少一個中間中繼節點進行雙向通信，所述中間中繼節點同時轉發從所述至少兩個通信節點接收到的信號信息；每個所述通信節點通過基于來自所述中間中繼節點的同時轉發的信號信息以及它自己發送的信號信息的干擾消除來檢測來自其它通信節點的信號信息。
17.一種用于無線中繼網絡中檢測信號信息的裝置，所述裝置包括-用于執行如下步驟的部件將代表第一組信息的信號信息作為先驗已知信號信息存儲，所述第一組信息包含要在至少一條鏈路上總共傳輸一次以上的至少一個數據單元；-用于執行如下步驟的部件接收代表第二組信息的信號信息，其中，所述至少一個數據單元的發送干擾所述第二組信息的接收；以及-用于執行如下步驟的部件通過基于所述已接收到的信號信息和至少部分所述先前存儲的先驗已知信號信息的干擾消除來檢測所述第二組信息的至少一部分。
18.如權利要求17所述的用于無線中繼網絡中檢測信號信息的裝置，其特征在于所述干擾消除至少包括顯式和隱式干擾消除之一。
19.如權利要求17所述的用于無線中繼網絡中檢測信號信息的裝置，其特征在于所述至少一個數據單元要在多于一條鏈路上總共傳輸一次以上。
20.如權利要求17所述的用于無線中繼網絡中檢測信號信息的裝置，其特征在于所述無線中繼網絡至少包括無線多跳網絡、協作性中繼網絡和基于轉發器的網絡之一。
21.如權利要求17所述的用于無線中繼網絡中檢測信號信息的裝置，其特征在于所述檢測部件可以執行操作以執行至少單用戶檢測和多用戶檢測之一。
22.如權利要求17所述的用于無線中繼網絡中檢測信號信息的裝置，其特征在于檢測所述第二組信息的至少一部分的所述部件包括根據如下公式處理代表先前檢測到的數據分組的集合 以及所述接收到的信號信息Ri的部件D~=f(Ri,D~Σ),]]>其中f是預定的目標函數以及 是檢測到的數據分組的結果集合。
23.如權利要求17所述的用于無線中繼網絡中檢測信號信息的裝置，其特征在于其中用于檢測所述第二組信息的至少一部分的所述部件包括-用于執行如下步驟的部件從所述接收到的信號信息中除去先驗已知信號信息以生成剩余信號；以及-用于執行如下步驟的部件處理所述剩余信號以檢測所述第二組信息的至少一部分。
24.如權利要求17所述的用于無線中繼網絡中檢測信號信息的裝置，其特征在于所述先驗已知信號信息包括先前接收到的基帶信號信息，并且用于檢測所述第二組信息的至少一部分的所述部件包括用于執行如下步驟的部件聯合處理所述先前接收到的基帶信號信息及隨后接收到的基帶信號信息，以檢測所述第二組信息的至少一部分。
25.如權利要求24所述的用于無線中繼網絡中檢測信號信息的裝置，其特征在于所述先前接收到的基帶信號信息涉及若干先前的通信實例和所述隨后接收到的基帶信號信息涉及當前通信實例，以及用于聯合處理的部件可執行操作以將所述先前接收到的基帶信號信息和所述隨后接收到的基帶信號信息與復信道增益信息一起加以處理，以確定至少一個檢測到的數據分組的估計。
26.如權利要求17所述的用于無線中繼網絡中檢測信號信息的裝置，其特征在于所述先驗已知信號信息包含先前接收和檢測到的信息。
27.如權利要求26所述的用于無線中繼網絡中檢測信號信息的裝置，其特征在于所述先前接收和檢測到的信息包括先前無意監聽到的信息。
28.如權利要求17所述的用于無線中繼網絡中檢測信號信息的裝置，其特征在于所述先驗已知信號信息包括自己的已發送信息。
29.如權利要求17所述的用于無線中繼網絡中檢測信號信息的裝置，其特征在于檢測所述第二組信息的至少一部分的所述部件基于傳輸調度信息操作。
30.如權利要求29所述的用于無線中繼網絡中檢測信號信息的裝置，其特征在于所述第一組信息包括若干數據分組，以及所述傳輸調度信息包括在接收到代表所述第二組信息的信號信息時要發送哪些所述數據分組的有關信息；以及用于檢測的所述部件包括用于執行如下步驟的部件基于所述傳輸調度信息選擇所述先前存儲的先驗已知信號信息的適當部分，以用于檢測所述第二組信息的至少一部分。
31.如權利要求17所述的用于無線中繼網絡中檢測信號信息的裝置，其特征在于還包括用于執行如下步驟的部件通過結合新檢測到的信息以及除去過時的信號信息來持續更新所述先驗已知信號信息集合。
32.如權利要求17所述的用于無線中繼網絡中檢測信號信息的裝置，其特征在于至少兩個節點通過至少一個中間中繼節點進行雙向通信，所述中間中繼節點配置為同時轉發從所述至少兩個通信節點接收到的信號信息；每個所述通信節點配置為通過基于來自所述中間中繼節點的同時轉發的信號信息以及它自己發送的信號信息的干擾消除來檢測來自其它通信節點的信號信息。
33.如權利要求17所述的用于無線中繼網絡中檢測信號信息的裝置，其特征在于所述裝置在所述無線中繼網絡的網絡節點中實現。
34.一種用于無線中繼的通信系統，所述通信系統包括至少兩個雙向通信節點和至少一個中間中繼節點，其中所述至少兩個雙向通信節點的每一個配置為向所述至少一個中繼節點傳送信號信息以及存儲它自己發送的信號信息以作為先驗已知信號信息；所述至少一個中繼節點配置為同時傳送所述接收到的信號信息到所述至少兩個雙向通信節點；所述至少兩個雙向通信節點的每一個配置為通過基于來自所述中繼節點的同時發送的信號信息以及它自己存儲的先驗已知信號信息的干擾消除來檢測來自其它通信節點的信號信息。
全文摘要
根據本發明，將代表要在至少一條鏈路上傳輸一次以上的第一組信息的信號信息作為先驗已知信號信息存儲。它可以是先前接收和/或檢測到的信息、自己已發送的信息或節點中的其它的可用相關信號信息。接收代表第二組信息的信號信息，其中，所述第一組信息的發送干擾所述第二組信息的接收。盡管存在干擾，但是仍可以利用已接收到的信號信息和至少部分先前存儲的先驗已知信號信息成功檢測到所述第二組信息的至少一部分。所述信息是通過基于所接收到的信號信息和先驗已知信息的相關部分的干擾消除來檢測的。最好通過持續存儲新檢測到的信息來更新先驗已知信號信息集合。
文檔編號H04B1/707GK1826761SQ200480013091
公開日2006年8月30日 申請日期2004年4月26日 優先權日2003年5月15日
發明者P·拉斯森, N·喬翰森 申請人:艾利森電話股份有限公司