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펨토셀 액세스 포인트와 백하울 링크로 연결된 매크로셀 기지국으로서, 상기 매크로셀 기지국에 의해 형성되는 매크로셀 네트워크에 존재하는 복수의 매크로셀 유저에 대한 SLNR(signal-to-leakage-plus-noise ratio)이 최대화되도록 매크로셀 기지국에 대한 정규화된 최적 빔형성 계수(um)를 결정하고, 상기 매크로셀 기지국에 의한 복수의 매크로셀 유저에 대한 서비스 품질을 나타내는 제1 MSE(mean square error)를 제약 조건으로 이용하여 상기 매크로셀 기지국에 할당된 전송 전력(αm)을 최적화하고, 상기 정규화된 최적 빔형성 계수(um) 및 상기 최적화된 전송 전력을 이용하여 상기 매크로셀 기지국의 빔형성 계수(Wm)를 결정하는 빔형성 계수 결정부; 상기 결정된 빔형성 계수(Wm)를 이용하여 각 매크로셀 유저로 전송할 정보 신호에 대한 빔 형성을 수행하는 빔 형성부; 및 상기 펨토셀 액세스 포인트가 상기 결정된 빔형성 계수(um) 및 상기 최적화된 전송 전력을 이용하여 상기 펨토셀 액세스 포인트에 대한 빔형성 계수를 결정하도록, 상기 결정된 빔형성 계수(um) 및 상기 최적화된 전송 전력을 상기 백하울 링크를 통해 상기 펨토셀 액세스 포인트로 전송하는 통신부를 포함하는 매크로셀 기지국
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제1항에 있어서, 상기 빔형성 계수 결정부는, 상기 매크로셀 기지국에 할당된 전송 전력(αm)을 최적화하기 위하여 컨벡스 최적화(convex optimization) 알고리즘을 이용하는 매크로셀 기지국
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제1항에 있어서, 상기 빔형성 계수 결정부는, 상기 최적화된 전송 전력에 제곱근을 취한 값과 상기 결정된 빔형성 계수(um)을 곱하여, 상기 매크로셀 기지국의 빔형성 계수(Wm)를 결정하는 매크로셀 기지국
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제1항에 있어서, 상기 빔형성 계수 결정부에서 이용되는 상기 제약 조건은, 상기 제1 MSE가 제1 임계값 이하인 것인 매크로셀 기지국
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제1항에 있어서, 상기 빔형성 계수 결정부는, 상기 매크로셀 기지국이 상기 매크로셀 기지국에 할당된 전송 전력(αm)을 최소화하도록 상기 전송 전력(αm)을 최적화하는 매크로셀 기지국
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제1항에 있어서, 상기 빔형성 계수 결정부는, 상기 매크로셀 기지국으로부터 상기 복수의 매크로셀 유저로의 네트워크 간섭이 최소화되도록, 상기 전송 전력(αm)을 최적화하는 매크로셀 기지국
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제1항에 있어서, 상기 통신부는, 상기 매크로셀 기지국으로부터 상기 펨토셀 액세스 포인트에 의해 형성되는 펨토셀 네트워크에 존재하는 복수의 제2 홈 유저로의 채널 상태 정보(hm,k)를 상기 펨토셀 액세스 포인트에 더 전송하는 매크로셀 기지국
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제1항에 있어서, 상기 빔형성 계수 결정부는, 상기 복수의 매크로셀 유저에 대한 SLNR이 최대화되도록 매크로셀 기지국에 대한 정규화된 최적 빔형성 계수(um)를 결정할 때, 상기 SLNR 대한 불확실성을 프로베니우스 놈(Frobenius norms)으로 모델링하고, 상기 모델링된 불확실성을 이용하여, 최악의 경우(worst case)를 가정하여, 상기 매크로셀 기지국의 정규화된 최적 빔형성 계수(um)를 결정하는 매크로셀 기지국
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매크로셀 기지국과 백하울 링크로 연결된 펨토셀 액세스 포인트로서, 매크로셀 기지국에 대한 정규화된 최적 빔형성 계수(um) 및 상기 매크로셀 기지국에 최적화된 전송 전력을 상기 백하울 링크를 통해 상기 매크로셀 기지국으로부터 수신하는 통신부; 상기 펨토셀 액세스 포인트에 의해 형성되는 펨토셀 네트워크에 존재하는 복수의 홈 유저에 대한 SLNR이 최대화되도록 상기 펨토셀 액세스 포인트에 대한 정규화된 최적 빔형성 계수(uf)를 결정하고, 상기 수신된 빔형성 계수(um) 및 상기 수신된 전송 전력(αm)을 이용하여, 상기 매크로셀 기지국 및 상기 펨토셀 액세스 포인트에 의한 복수의 홈 유저에 대한 서비스 품질을 나타내는 제2 MSE(mean square error)를 제약 조건으로 하여, 상기 펨토셀 액세스 포인트에 대한 전송 전력을 최적화하고, 상기 정규화된 최적 빔형성 계수(uf) 및 상기 최적화된 전송 전력(αf)을 이용하여 상기 펨토셀 액세스 포인트의 빔형성 계수(Wf)를 결정하는 빔형성 계수 결정부; 및상기 결정된 빔형성 계수(Wf)를 이용하여 각 홈 유저로 전송할 정보 신호에 대한 빔 형성을 수행하는 빔 형성부를 포함하는 펨토셀 액세스 포인트
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제9항에 있어서, 상기 통신부는, 상기 매크로셀 기지국에서 알고 있는 상기 매크로셀 기지국으로부터 상기 펨토셀 액세스 포인트로의 채널 상태 정보(hm,k)를 더 수신하고, 상기 빔형성 계수 결정부는, 상기 채널 상태 정보(hm,k)를 더 이용하여, 상기 펨토셀 액세스 포인트에 대한 빔형성 계수를 결정하는 펨토셀 액세스 포인트
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제10항에 있어서, 상기 빔형성 계수 결정부는, 상기 펨토셀 액세스 포인트에 대한 전송 전력이 최소화되도록, 상기 펨토셀 액세스 포인트에 대한 전송 전력(αf)를 최적화하는 펨토셀 액세스 포인트
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제10항에 있어서, 상기 빔형성 계수 결정부는, 상기 매크로셀 기지국 및 상기 펨토셀 액세스 포인트에 의한 복수의 홈 유저에 대한 서비스 품질을 나타내는 제2 MSE(mean square error)가 밸런싱되도록, 상기 펨토셀 액세스 포인트에 대한 전송 전력(αf)을 최적화하는 펨토셀 액세스 포인트
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제10항에 있어서, 상기 빔형성 계수 결정부는, 상기 펨토셀 액세스 포인트에 의한 상기 복수의 홈 유저로의 네트워크 간섭이 최소화되도록, 상기 전송 전력(αf)을 최적화하는 펨토셀 액세스 포인트
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제9항에 있어서, 상기 빔형성 계수 결정부는, 상기 펨토셀 액세스 포인트에 대한 전송 전력(αf)을 최적화하기 위하여 컨벡스 최적화(convex optimization) 알고리즘을 이용하는 펨토셀 액세스 포인트
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제10항에 있어서, 상기 빔형성 계수 결정부는, 상기 복수의 홈 유저에 대한 SLNR이 최대화되도록 상기 펨토셀 액세스 포인트에 대한 정규화된 최적 빔형성 계수(uf)를 결정할 때, 상기 SLNR 대한 불확실성을 프로베니우스 놈(Frobenius norms)으로 모델링하고, 상기 모델링된 불확실성을 이용하여, 최악의 경우(worst case)를 가정하여, 상기 펨토셀 액세스 포인트의 빔형성 계수를 결정하는 펨토셀 액세스 포인트
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제2 네트워크를 형성하는 제2 기지국과 백하울 링크로 연결된 제1 네트워크를 형성하는 제1 기지국을 포함하는 2계층 네트워크 시스템의 빔 형성 방법으로서, 상기 제1 기지국은, 상기 제1 네트워크에 존재하는 복수의 제1 유저에 대한 SLNR이 최대화되도록 상기 제1 기지국에 대한 정규화된 최적 빔형성 계수를 결정하고, 상기 제1 기지국에 의한 복수의 제1 유저에 대한 서비스 품질을 나타내는 제1 MSE(mean square error)를 제약 조건으로 이용하여 상기 제1 기지국에 할당된 제1 전송 전력을 최적화하고, 상기 제1 빔형성 계수 및 상기 최적화된 제1 전송 전력을 이용하여 상기 제1 기지국의 제1 빔형성 계수를 결정하는 단계; 상기 결정된 제1 빔형성 계수를 이용하여 상기 복수의 제1 유저로 전송할 정보 신호에 대한 빔 형성을 수행하는 단계; 및 상기 제2 기지국이 상기 결정된 제1 빔형성 계수 및 상기 최적화된 제1 전송 전력을 이용하여 상기 제2 기지국에 대한 빔형성 계수를 결정하도록, 상기 제1 결정된 빔형성 계수 및 상기 최적화된 제1 전송 전력을 상기 백하울 링크를 통해 상기 제2 기지국으로 전송하는 단계를 포함하는 빔 형성 방법
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제16항에 있어서, 상기 제2 기지국은 상기 제1 기지국에 대한 정규화된 제1 빔형성 계수 및 상기 제1 기지국에 최적화된 제1 전송 전력을 상기 제1 기지국으로부터 상기 백하울 링크를 통해 수신하는 단계; 상기 제2 네트워크에 존재하는 복수의 제2 유저에 대한 SLNR이 최대화되도록 상기 제2 기지국에 대한 정규화된 제2 빔형성 계수를 결정하고, 상기 수신된 제1 빔형성 계수 및 상기 수신된 제1 전송 전력을 이용하여, 상기 제2 기지국에 의한 복수의 제2 유저에 대한 서비스 품질을 나타내는 제2 MSE(mean square error)를 제약 조건으로 하여, 상기 제2 기지국에 대해 최적화된 제2 전송 전력을 결정하는 단계; 상기 결정된 정규화된 제2 빔형성 계수 및 상기 제2 전송 전력을 이용하여 상기 제2 기지국에 대한 빔형성 계수를 결정하는 단계; 및 상기 결정된 제2 기지국에 대한 빔형성 계수를 이용하여 각 제2 유저로 전송할 정보 신호에 대한 빔 형성을 수행하는 단계를 더 포함하는 빔 형성 방법
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제16항 또는 제17항에 있어서, 상기 제1 기지국은 매크로셀 기지국이고, 상기 제1 네트워크는 매크로셀 네트워크이고, 상기 복수의 제1 유저는 복수의 매크로셀 유저이고, 상기 제2 기지국은 펨토셀 액세스 포인트이고, 상기 제2 네트워크는 펨토셀 네트워크이고, 상기 복수의 제2 유저는 복수의 홈 유저인 빔 형성 방법
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제16항 또는 제17항에 있어서, 상기 제1 기지국은 펨토셀 액세스 포인트이고, 상기 제1 네트워크는 펨토셀 네트워크이고, 상기 복수의 제1 유저는 복수의 홈 유저이고,상기 제2 기지국은 매크로셀 기지국이고, 상기 제2 네트워크는 매크로셀 네트워크이고, 상기 복수의 제2 유저는 복수의 매크로셀 유저인 빔 형성 방법
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