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격자 부호를 이용한 다중 사용자 다중 입출력 양방향 중계 통신방법

  • 기술번호 : KST2015196495
  • 담당센터 : 부산기술혁신센터
  • 전화번호 : 051-606-6561
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요약, Int. CL, CPC, 출원번호/일자, 출원인, 등록번호/일자, 공개번호/일자, 공고번호/일자, 국제출원번호/일자, 국제공개번호/일자, 우선권정보, 법적상태, 심사진행상태, 심판사항, 구분, 원출원번호/일자, 관련 출원번호, 기술이전 희망, 심사청구여부/일자, 심사청구항수의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 서지정보 표입니다.
요약 본 발명은 양방향 중계가 이루어지는 다중 사용자 다중 입출력(multiuser multi-input multi-output) 셀룰러 통신시스템의 통신용량을 효과적으로 향상시킬 수 있는 통신방법에 관한 것으로, 본 발명에 따르면, 종래, 다수의 송수신 안테나 시스템을 갖추고 있는 한 개의 기지국과, 한 개의 중계 노드 및 한 개의 송수신 안테나를 갖추고 있는 다수의 통신 단말 노드로 구성되는 셀룰러 통신 시스템에 있어서는 효과적으로 통신용량을 향상시킬 수 있는 방법이 알려져 있지 않았던 문제점을 해결하여, 격자 부호를 이용하여 효과적으로 통신용량을 증가시킬 수 있도록 구성되는 격자 부호를 이용한 다중 사용자 다중 입출력 양방향 중계 통신방법이 제공된다.
Int. CL H04B 7/26 (2006.01) H04B 7/04 (2006.01)
CPC H04B 7/0452(2013.01) H04B 7/0452(2013.01) H04B 7/0452(2013.01)
출원번호/일자 1020130053654 (2013.05.13)
출원인 한국해양과학기술원
등록번호/일자 10-1365945-0000 (2014.02.17)
공개번호/일자
공고번호/일자 (20140224) 문서열기
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보
법적상태 등록
심사진행상태 수리
심판사항
구분 신규
원출원번호/일자
관련 출원번호
심사청구여부/일자 Y (2013.05.13)
심사청구항수 18

출원인

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번호 이름 국적 주소
1 한국해양과학기술원 대한민국 부산광역시 영도구

발명자

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번호 이름 국적 주소
1 최영철 대한민국 대전 유성구
2 임용곤 대한민국 대전 유성구

대리인

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번호 이름 국적 주소
1 김정수 대한민국 서울시 송파구 올림픽로 ***(방이동) *층(이수국제특허법률사무소)

최종권리자

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번호 이름 국적 주소
1 한국해양과학기술원 부산광역시 영도구
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번호 서류명 접수/발송일자 처리상태 접수/발송번호
1 [특허출원]특허출원서
[Patent Application] Patent Application		 2013.05.13 수리 (Accepted) 1-1-2013-0418221-62
2 보정요구서
Request for Amendment		 2013.05.15 발송처리완료 (Completion of Transmission) 1-5-2013-0054454-48
3 [출원서등 보정]보정서
[Amendment to Patent Application, etc.] Amendment		 2013.05.16 수리 (Accepted) 1-1-2013-0431666-15
4 선행기술조사의뢰서
Request for Prior Art Search		 2013.12.24 수리 (Accepted) 9-1-9999-9999999-89
5 선행기술조사보고서
Report of Prior Art Search		 2014.02.11 수리 (Accepted) 9-1-2014-0011889-48
6 등록결정서
Decision to grant		 2014.02.14 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2014-0108974-66
7 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2014.07.11 수리 (Accepted) 4-1-2014-5084020-12
8 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2017.06.28 수리 (Accepted) 4-1-2017-0034176-95
9 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2018.01.23 수리 (Accepted) 4-1-2018-5013167-10
10 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2018.07.10 수리 (Accepted) 4-1-2018-5131202-66
11 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2020.02.25 수리 (Accepted) 4-1-2020-5042665-74
12 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2020.10.20 수리 (Accepted) 4-1-2020-5235797-63
번호, 청구항의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 청구항 표입니다.
번호 청구항
1 1
NB개의 안테나 시스템을 구비하는 1개의 기지국 노드와, NV개의 안테나 시스템을 구비하는 1개의 중계 노드 및 1개의 송수신 안테나를 구비하는 다수의 사용자 단말 노드로 구성되며, 기지국과 사용자 단말에서는 중계기로 신호를 각각 전송하고, 상기 중계기에서는 상기 기지국과 상기 사용자 단말로 한꺼번에 신호를 전송하는 과정을 통하여 양방향 중계가 이루어지는 다중 사용자 다중 입출력 셀룰러 통신시스템에서 격자 부호를 이용하여 다중 사용자 다중 입출력 셀룰러 통신 시스템의 통신용량을 증대시키기 위한 격자 부호를 이용한 다중 사용자 다중 입출력 양방향 중계 통신방법에 있어서, 상기 NB와 상기 NV 중 작은 수에 해당하는 N개의 사용자 단말 노드를 선택하는 선택단계; 상기 기지국 노드에서 상기 중계 노드로의 채널 행렬 및 상기 사용자 단말 노드로부터 상기 중계 노드로의 채널 행렬을 생성하는 채널행렬 생성단계; 상기 사용자 단말 노드 및 상기 기지국에서 전송할 코드워드(codeword) 벡터를 격자 부호화를 통하여 생성하는 격자 부호화 단계; 상기 사용자 단말 노드들의 수평 부호화(horizontal encoding)을 통하여 상기 기지국 노드에서 k번째 사용자 단말 노드로 전송할 코드워드 벡터 및 상기 k번째 사용자 단말 노드에서 상기 기지국 노드로 전송할 코드워드 벡터를 나타내는 부호화 행렬을 각각 생성하는 부호화 행렬 생성단계; 선형 선부호화를 통해 상기 기지국 노드의 송신신호를 생성하는 기지국 송신신호 생성단계; 상기 사용자 단말 노드의 송신신호를 생성하는 사용자 단말 송신신호 생성단계; 상기 기지국 송신신호 생성단계 및 상기 사용자 단말 송신신호 생성단계에서 구해진 각각의 상기 송신신호에 근거하여 상기 중계 노드에 수신되는 수신신호를 생성하는 수신신호 생성단계; 수평 순차 간섭 제거방식을 이용하여 상기 수신신호 생성단계에서 얻어진 수신신호로부터 각각의 코드워드를 복호하는 복호단계; 상기 복호단계에서 얻어진 신호를 상기 중계기 노드에서 격자 부호를 통해 부호화하여 각각의 상기 기지국 노드 및 상기 사용자 단말 노드로 송신하는 격자 부호화 송신단계; 및 각각의 상기 기지국 노드 및 상기 사용자 단말 노드에서 격자 부호를 이용하여 자신의 신호를 복호하는 격자 부호화 수신단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 격자 부호를 이용한 다중 사용자 다중 입출력 양방향 중계 통신방법
2 2
제 1항에 있어서, 상기 채널행렬 생성단계는, 상기 기지국 노드에서 상기 중계 노드로의 채널 행렬을 NV×NB 크기의 행렬 HBV로 정의하고, 선택된 k번째 단말 노드로부터 상기 중계 노드로의 Nv×1 크기의 채널 백터를 hMV,k라 할 때, 상기 단말 노드로부터 상기 중계 노드로의 채널 행렬 HMV를 이하의 수학식으로 정의하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 격자 부호를 이용한 다중 사용자 다중 입출력 양방향 중계 통신방법
3 3
제 2항에 있어서, 상기 격자 부호화 단계는, xB,k와 xM,k의 부호율을 각각 RB,k와 RM,k라 할 때, D-차원의 격자 ΛB,k, ΛM,k, ΛC,k를 생성하고, 이하의 수학식에 의해 격자 부호 ΠB,k와 ΠM,k를 생성하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 격자 부호를 이용한 다중 사용자 다중 입출력 양방향 중계 통신방법
4 4
제 3항에 있어서, 상기 격자 부호화 단계는, 상기 vB,k, 상기 vM,k 및 상기 ΛC,k는 이하의 수학식을 만족하도록 선택되고, 상기 기지국 노드에서 보내고자 하는 신호와 상기 사용자 단말 노드에서 보내고자 하는 신호가 상기 격자 부호 ΠB,k와 ΠM,k에 의해 각각 xB,k ∈ ΠB,k와 xM,k ∈ ΠM,k로 부호화되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 격자 부호를 이용한 다중 사용자 다중 입출력 양방향 중계 통신방법
5 5
제 4항에 있어서, 상기 부호화 행렬 생성단계는, 코드 길이 또는 블록 길이를 D라 할 때, 상기 기지국 노드에서 k번째 사용자 단말 노드로 전송할 1×D 크기의 코드워드(codeword) 벡터를 xB,k라 하고, k번째 사용자 단말노드에서 상기 기지국 노드로 전송할 1×D 크기의 코드워드 벡터를 xM,k라 할 때, 이하의 수학식에 의해 상기 xB,k와 상기 xM,k를 수평하게 쌓은 행렬 XB와 XM을 정의하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 격자 부호를 이용한 다중 사용자 다중 입출력 양방향 중계 통신방법
6 6
제 5항에 있어서, 상기 기지국 송신신호 생성단계는, 의사 역행렬 연산을 라 할 때, 상기 기지국 노드에서 송신하고자 하는 송신신호 행렬 SB를 로 정의하고, 이하의 수학식에 의해 상기 송신신호 행렬 SB를 생성하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 격자 부호를 이용한 다중 사용자 다중 입출력 양방향 중계 통신방법
7 7
제 6항에 있어서, 상기 사용자 단말 송신신호 생성단계는, 이하의 수학식에 근거하여 각각의 사용자 단말 노드에서의 송신신호를 생성하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 격자 부호를 이용한 다중 사용자 다중 입출력 양방향 중계 통신방법
8 8
제 7항에 있어서, 상기 송신신호 생성단계는, 상기 xB,k와 상기 xM,k의 평균전력 γB,k와 γM,k가 이하의 수학식에 나타낸 조건을 만족하도록 선택되는 것을 특징으로 하는 격자 부호를 이용한 다중 사용자 다중 입출력 양방향 중계 통신방법
9 9
제 8항에 있어서, 상기 수신신호 생성단계는, 이하의 수학식에 근거하여, 상기 기지국 송신신호 생성단계에서 생성된 송신신호 행렬 SB 및 상기 사용자 단말 송신신호 생성단계에서 생성된 송신신호 행렬 SM에 대하여 상기 중계 노드가 수신하는 신호 YV를 생성하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 격자 부호를 이용한 다중 사용자 다중 입출력 양방향 중계 통신방법
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제 9항에 있어서, 상기 복호단계는, 상기 수신신호 생성단계에서 생성된 수신신호의 채널 행렬 HMV를 이하의 수학식에 의해 직교행렬 Q와 상삼각(upper-triangular) 행렬 U로 QR 분해하고, 상기 수신신호 생성단계에서 얻어진 수신신호 YV에 QT를 곱하여 이하의 수학식에 의해 를 생성하며, (여기서, 이다) xB,k + xM,k가 n+1≤k≤N에 대하여 복호되면, 이하의 수학식을 복호기의 입력으로 하여 xB,n + xM,n을 복호하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 격자 부호를 이용한 다중 사용자 다중 입출력 양방향 중계 통신방법
11 11
제 10항에 있어서, 상기 격자 부호화 송신단계는, ΛV,k ⊆ ΛC',k인 D-차원의 격자 ΛV,k, ΛC',k를 생성하고, 이하의 수학식을 이용하여 격자 부호 ΠV,k를 생성하며, (여기서, ΛV,k는 평균자승오차 양자화 양호(good for mean-square-error quantization 또는 Poltyrev-good) 및 커버링 양호(good for covering 또는 Rogers-good)이며, ΛC',k는 평균자승오차 양자화 양호인 격자이다) 상기 vV,k는 이하의 수학식을 만족하는 전이 벡터이고, (여기서, Ξ(Λ)는 격자 Λ의 근본 보로노이 영역(fundamental Voronoi region)이고, vol(ㆍ)은 체적을 의미한다) 상기 격자 부호 ΠV,k에 의해 중계 노드에서 보내고자 하는 신호가 xV,k ∈ ΠV,k로 부호화되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 격자 부호를 이용한 다중 사용자 다중 입출력 양방향 중계 통신방법
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제 11항에 있어서, 상기 격자 부호화 송신단계는, 상기 중계 노드로부터 선택된 k번째 단말 노드로의 1×Nv 크기의 채널 벡터를 hVM,k라 할 때, 이하의 수학식에 의해 채널 행렬 HVM을 생성하고, 상기 HVM을 이하의 수학식에 의해 QR 분해하고,(여기서, L은 하삼각 행렬이며, L의 (n, m)번째 원소를 ln,m이라 할 때, n 003c# m 이면 ln,m = 0이고, Ω는 직교행렬이다) 이하의 수학식에 의해 격자 부호화된 xV,k로부터 선부호화된 코드워드 xPV,k를 생성하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 격자 부호를 이용한 다중 사용자 다중 입출력 양방향 중계 통신방법
13 13
제 12항에 있어서, 상기 격자 부호화 송신단계는, 채널의 평균이 0이고 분산이 N0인 가산성 백색 가우시안 잡음 채널로 모델링 되는 경우, 상기 αk는 이하의 수학식에 의해 정의되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 격자 부호를 이용한 다중 사용자 다중 입출력 양방향 중계 통신방법
14 14
제 13항에 있어서, 상기 격자 부호화 송신단계는, 상기 선부호화된 코드워드 xPV,k를 이용하여 이하의 수학식에 의해 행렬 XPV를 생성하고, 이하의 수학식에 의해 상기 중계 노드의 송신신호 행렬을 생성하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 격자 부호를 이용한 다중 사용자 다중 입출력 양방향 중계 통신방법
15 15
제 14항에 있어서, 상기 격자 부호화 수신단계는, 가산성 잡음 채널 모델의 경우, 이하의 수학식에 의해 상기 중계 노드가 송신한 신호에 대하여 k번째 사용자 단말 노드가 수신하는 신호 yM,k를 생성하고, (여기서, zM,k는 가산성 잡음이다) 이하의 수학식에 의해 상기 k번째 사용자 단말 노드에 대한 복호기의 입력신호를 생성하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 격자 부호를 이용한 다중 사용자 다중 입출력 양방향 중계 통신방법
16 16
제 15항에 있어서, 상기 격자 부호화 수신단계는, 가산성 잡음 채널 모델의 경우, 이하의 수학식에 의해 상기 기지국 노드에 수신되는 신호 YB를 생성하고, (여기서, zB는 가산성 잡음이다) 이하의 수학식에 의해 상기 YB에서 HVBΩT를 QL-분해하며, (여기서, 는 N개의 직교 열벡터로 구성된 행렬이고, 은 하삼각 행렬이다) 의 (n, m)번째 원소를 이라 할 때, 이하의 수학식에 의해 상기 기지국 노드에서의 k번째 사용자 단말 노드에 해당하는 수신 신호 y'B,k를 생성하고, (여기서, z'B,k는 가산성 잡음이다) 이하의 수학식에 의해 상기 기지국 노드가 k번째 사용자 단말 노드의 신호를 복호하기 위한 복호기 입력 신호를 생성하며, (여기서, 는 기지국 노드에서의 최소 평균 자승 오차 계수를 나타내는 상수이다) 상기 xPV,k의 복호 순서가 k=1부터 N까지 순서대로 진행되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 격자 부호를 이용한 다중 사용자 다중 입출력 양방향 중계 통신방법
17 17
제 16항에 있어서, 상기 격자 부호화 수신단계는, 상기 가산성 잡음이 평균이 0이고 분산이 N0인 백색 가우시안 잡음의 경우, 상기 는 이하의 수학식으로 나타내지는 것을 특징으로 하는 격자 부호를 이용한 다중 사용자 다중 입출력 양방향 중계 통신방법
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NB개의 안테나 시스템을 구비하는 1개의 기지국 노드와, NV개의 안테나 시스템을 구비하는 1개의 중계 노드 및 1개의 송수신 안테나를 구비하는 다수의 사용자 단말 노드로 구성되며, 기지국과 사용자 단말에서는 중계기로 신호를 각각 전송하고, 상기 중계기에서는 상기 기지국과 상기 사용자 단말로 한꺼번에 신호를 전송하는 과정을 통하여 양방향 중계가 이루어지는 다중 사용자 다중 입출력 셀룰러 통신시스템의 통신용량을 증대시키기 위하여, 청구항 1항 내지 17항 중 어느 한 항에 기재된 격자 부호를 이용한 다중 사용자 다중 입출력 양방향 중계 통신방법을 이용하여 통신을 행하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 통신시스템
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순번 연구부처 주관기관 연구사업 연구과제
1 해양수산부 한국해양과학기술원 해양 RF기반 선박용 Ad-hoc 네트워크 개발 해양 RF기반 선박용 Ad-hoc 네트워크 개발