双向中继器、无线装置及其信号处理方法制造方法及图纸

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(βx+C,B)其中，α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(xI+jxQ,B)=mod(xI,B)+jmod(xQ,B)其中，xI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：其中p及q为两任意实数，表示取小于或等于p/q的最大整数。

【技术实现步骤摘要】
双向中继器、无线装置及其信号处理方法
本专利技术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，本专利技术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。
技术介绍
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。目前被考虑的中继系统主要有单向中继系统(One-WayRelaySystem)及双向中继系统(Two-WayRelaySystem)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(broadcastphase)，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。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。
技术实现思路
本专利技术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。本专利技术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，本专利技术的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，本专利技术的MF信号处理方法具较低的计算复杂度。为达上述目的，本专利技术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，并使能该收发器广播该中继信号。该映射函数表示为：fMF(x)＝α·cmod(βx+C,B)，其中，α为一传输功率比例因子(transmitpowerscalingfactor)、β为相位旋转因子(phaserotationfactor)、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(·)为一复数模除(complexmodulo)函数且定义为：cmod(xI+jxQ,B)＝mod(xI,B)+jmod(xQ,B)，其中，xI为一复数输入信号的一实部分量，xQ为该复数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：其中p及q为两任意实数，表示取小于或等于p/q的最大整数。为达上述目的，本专利技术更揭露一种用于上述无线通信系统的无线装置，且当该无线装置为上述第一无线装置时，该无线装置用以自该双向中继器接收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为：r0＝cmod(y0/h0/α-C-βh0x0,B)/β，其中，r0为该第二分离信号，y0为该第一终端接收信号，x0为该第一终端传送信号。当该无线装置为上述第二无线装置时，该无线装置用以接收一第二终端接收信号，该无线装置根据一第二分离信号函数，得到相对于该第一终端传送信号的一第一分离信号，该第二分离信号函数定义为：r1＝cmod(y1/h1/α-C-βh1x1,B)/β，其中，r1为该第一分离信号，y1为该第二终端接收信号，x1为该第二终端传送信号。其中，该第一终端传送信号是由该第一无线装置所传送且欲通过该双向中继器传送至该第二无线装置，以及该第二终端传送信号是由该第二无线装置所传送且欲通过该双向中继器传送至该第一无线装置。此外，本专利技术更揭露一种用于一双向中继器的信号处理方法。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：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；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，使能该收发器广播该中继信号。该映射函数表示为：fMF(x)＝α·cmod(βx+C,B)，其中，α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(·)为一复数模除函数且定义为：cmod(xI+jxQ,B)＝mod(xI,B)+jmod(xQ,B)，其中，xI为一复数输入信号的一实部分量，xQ为该复数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：其中p及q为两任意实数，表示取小于或等于p/q的最大整数。在参阅图式及随后描述的实施方式后，所属
具有通常知识者便可了解本专利技术的其它目的，以及本专利技术的技术手段及实施态样。附图说明图1为本专利技术第一至第四实施例的无线通信系统1的示意图；以及图2为本专利技术第五实施例的信号处理方法的流程图。符号说明：1无线通信系统R双向中继器11收发器13处理器102中继信号T0第一无线装置21收发器23处理器T1第二无线装置31收发器33处理器x中继接收信号x0第一终端传送信号x1第二终端传送信号具体实施方式以下将通过实施例来解释本专利技术的内容。须说明者，本专利技术的实施例并非用以限制本专利技术须在如实施例所述的任何特定的环境、应用或特殊方式方能实施。因此，有关实施例的说明仅为阐释本专利技术的目的，而非用以限制本专利技术，且本案所请求的范围，以权利要求书为准。除此之外，于以下实施例及图式中，与本专利技术非直接相关的元件已省略而未绘示，且以下图式中各元件间的尺寸关系仅为求容易了解，非用以限制实际比例。本专利技术的第一实施例如图1所示，其是一无线通信系统1的示意图。无线通信系统1，例如是第三代合作伙伴计划(3rdGenerationPartnershipProject；3GPP)通信系统，包含一双向中继器R、一第一无线装置T0以及一第二无线装置T1。第一无线装置T0包含一收发器21及与其电性连接的一处理器23。第二无线装置T1包含一收发器31及与其电性连接的一处理器33。第一无线装置T0以及第二无线装置T1是通过双向中继器R进行通信。双向中继器R包含一收发器11及与其电性连接的一处理器13。于一多重存取(MultipleAccess；MAC)阶段，第一无线装置T0传送一第一终端传送信号x0，同时第二无线装置T1传送一第二终端传送信号x1。双向中继器R因此而接收一中继接收信号x。中继接收信号x可表示为x＝x0·h0+x1·h1+zR，其中h0为与第一终端传送信号x0相关联的一第一通道参数，h1为与第二终端传送信号x1相关联的一第二通道参数，zR为双向中继器R的可本文档来自技高网...

【技术保护点】
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(βx+C,B)其中，α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(xI+jxQ,B)=mod(xI,B)+jmod(xQ,B)其中，xI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：其中p及q为两任意实数，表示取小于或等于p/q的最大整数。

【技术特征摘要】
2012.10.12 US 61/712,8141.一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，并使能该收发器广播该中继信号；其中，该映射函数为：fMF(x)＝α·cmod(βx+C,B)其中，α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(·)为一复数模除函数且定义如下：cmod(xI+jxQ,B)＝mod(xI,B)+jmod(xQ,B)其中，xI为一复数输入信号的一实部分量，xQ为该复数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：其中p及q为两任意实数，表示取小于或等于p/q的最大整数。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(a0M0|h0|,a1M1｜h1|)，其中，a0以及a1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，h1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(aiMi|hi|，i＝0or1)。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{a0M0|h0|sec(mod(θ0+θ,π/2)),a1M1|h1|sec(mod(θ1+θ,π/2))}，其中，a0以及a1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，θ0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，h1为与该第二终端传送信号相关联的一第二通道参数，以及θ1为与该第二通道参数的一第二通道相位角度，并且，θ为一大于或等于-π/4并且小于π/4的相位角度，该相位旋转因子为ejθ。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，其中，θt为一变数。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(B/2Mi)+j(B/2Mi)，且i＝argmax{aiMi|hi|sec(mod(θi+θ,π/2)),i＝0or1}。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)使能该收发器广播该中继信号；其中，该映射函数为：fMF(x)＝α·cmod(βx+C,B)其中，α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(·)为一复数模除函数且定义如下：cmod(xI+jxQ,B)＝mod(xI,B)+jmod(xQ,B)其中，xI为一复数输入信号的一实部分量，xQ为该复数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：其中p及q为两任意实数，表示取小于或等于p/q的最大整数。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(a0M0|h0|,a1M1|h1|)，其中，a0以及a...

【专利技术属性】
技术研发人员：锺翼州，林大卫，卢世荣，简均哲，蔡宗谕，
申请(专利权)人：财团法人资讯工业策进会，
类型：发明
国别省市：