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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 위한 제로 포싱 기반의 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 행렬과 상기 중계 노드에서 상기 기지국 노드로의 채널 행렬 및 상기 사용자 단말 노드로부터 상기 중계 노드로의 채널 행렬을 각각 생성하는 채널행렬 생성단계; 상기 기지국에서 송신하고자 하는 송신신호를 생성하는 기지국 송신신호 생성단계; 상기 선택단계에서 선택된 N개의 상기 사용자 단말 노드들의 송신신호를 생성하는 사용자 단말 송신신호 생성단계; 각각의 상기 송신신호 생성단계에서 생성된 송신신호 행렬에 대하여 상기 중계 노드에서 수신되는 수신신호를 생성하는 수신신호 생성단계; 상기 수신신호 생성단계에서 얻어진 수신신호를 복호하는 복호단계; 및 상기 복호단계에서 얻어진 신호를 상기 중계기에서 각각의 상기 기지국 및 상기 사용자 단말로 송신하고, 상기 기지국과 상기 사용자 단말에서는 각각 자신에게 보내진 신호만을 선별하여 수신하는 통신단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 제로 포싱 기반의 다중 사용자 다중 입출력 양방향 중계 통신방법
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제 1항에 있어서, 상기 채널행렬 생성단계는, 상기 기지국 노드에서 상기 중계 노드로의 채널 행렬을 NV×NB 크기의 행렬 HBV로 정의하고, 상기 중계 노드에서 상기 기지국 노드로의 채널 행렬을 NB×NV 크기의 행렬 HVB로 정의하며, 선택된 k번째 단말 노드로부터 상기 중계 노드로의 Nv×1 크기의 채널 백터를 hMV,k라 하고, 상기 중계 노드로부터 선택된 k번째 단말 노드로의 1×Nv 크기의 채널 벡터 hVM,k라 할 때, 이하의 수학식에 의해 채널 행렬 HMV와 HVM을 정의하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 제로 포싱 기반의 다중 사용자 다중 입출력 양방향 중계 통신방법
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제 2항에 있어서, 상기 기지국 송신신호 생성단계는, 상기 기지국에서 k번째 사용자 단말 노드로 전송할 1×D 크기의 코드워드(codeword) 벡터를 xB,k라 하고, k번째 사용자 단말노드에서 상기 기지국으로 전송할 1×D 크기의 코드워드 벡터를 xM,k라 할 때, 이하의 수학식에 의해 상기 xB,k와 상기 xM,k를 수평하게 쌓은 행렬 XB와 XM을 각각 정의하고, 이하의 수학식에 의해 상기 기지국에서 송신하고자 하는 신호를 생성하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 제로 포싱 기반의 다중 사용자 다중 입출력 양방향 중계 통신방법
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제 3항에 있어서, 상기 사용자 단말 송신신호 생성단계는, 이하의 수학식에 근거하여 상기 선택단계에서 선택된 N개의 상기 사용자 단말 노드들의 송신신호 행렬을 생성하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 제로 포싱 기반의 다중 사용자 다중 입출력 양방향 중계 통신방법
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제 4항에 있어서, 상기 기지국 송신신호 생성단계 및 상기 사용자 단말 송신신호 생성단계는, 상기 xB,k와 상기 xM,k의 평균전력 γB,k와 γM,k가 이하의 수학식에 나타낸 조건을 만족하도록 선택되는 것을 특징으로 하는 제로 포싱 기반의 다중 사용자 다중 입출력 양방향 중계 통신방법
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제 5항에 있어서, 상기 수신신호 생성단계는, 이하의 수학식에 의해 상기 중계 노드가 수신하는 신호를 생성하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 제로 포싱 기반의 다중 사용자 다중 입출력 양방향 중계 통신방법
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제 6항에 있어서, 상기 복호단계는, 각각의 코드워드들을 수평 순차 간섭 제거방식으로 복호하기 위해 이하의 수학식에 근거하여 상기 채널 행렬 HMV를 QR 분해하고, (여기서, Q는 직교 행렬이고, U는 상삼각(upper-triangular) 행렬이다
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제 7항에 있어서, 상기 복호단계는, xB,k + xM,k가 n+1 ≤ k ≤ N에 대해서 복호되었을 때, 이하의 수학식을 복호기 입력으로 하여 xB,n + xM,n을 복호하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 제로 포싱 기반의 다중 사용자 다중 입출력 양방향 중계 통신방법
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제 8항에 있어서, 상기 기지국 송신신호 생성단계는, 이하의 수학식에 의해 상기 기지국에서 송신하고자 하는 신호를 생성하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 제로 포싱 기반의 다중 사용자 다중 입출력 양방향 중계 통신방법
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제 9항에 있어서, 상기 복호단계는, 상기 xB,k와 상기 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 생성하며, (여기서, ΛB,k, ΛM,k는 평균자승오차 양자화 양호(good for mean-square-error quantization 또는 Poltyrev-good) 및 커버링 양호(good for covering 또는 Rogers-good)이고, ΛC,k는 평균자승오차 양자화 양호인 격자이며, vB,k와 vM,k는 전이 벡터이고, Ξ(Λ)는 격자 Λ의 근본 보로노이 영역(fundamental Voronoi region)을 나타낸다
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제 10항에 있어서, 상기 통신단계는, 상기 복호단계에서 얻어진 상기 xB,k + xM,k의 심벌을 상기 중계기에서 상기 기지국과 상기 사용자 단말에 각각 전송하는 단계; 및 상기 기지국과 상기 사용자 단말에서 상기 xB,k + xM,k의 심벌을 수신하면, 자신이 보낸 신호인 xB,k 또는 xM,k에 해당하는 성분을 각각 제거하여 자신에게 해당하는 심벌을 구하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 제로 포싱 기반의 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 11항 중 어느 한 항에 기재된 제로 포싱 기반의 다중 사용자 다중 입출력 양방향 중계 통신방법을 이용하여 통신을 행하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 통신시스템
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