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MU-MIMO 하향링크 시스템에서 다차원을 이용한 전송률 향상 방법에 있어서,N개의 안테나가 구비된 송신기가 전력 영역을 이용하여 각각 N개의 안테나가 구비된 복수의 사용자 단말기가 각각 수신하고자 하는 하나의 신호마다 복수의 심볼을 중첩시키기 위한 슈퍼포지션 코딩(SC)을 각 신호마다 수행하는 단계;상기 송신기가 공간 영역을 이용하여 슈퍼포지션 코딩된 신호에서 다중 사용자간 간섭 신호를 제거하기 위한 프리코딩을 각 신호마다 수행하는 단계;상기 송신기가 각각 프리코딩된 신호들을 합쳐서 기지국에 전송하는 단계;N개의 안테나가 구비된 상기 기지국이 상기 합쳐진 신호를 상기 복수의 사용자 단말기로 각각 전송하는 단계;상기 사용자 단말기별로 MIMO(Multiple Input Multiple Output) 검출 기법을 이용하여 상기 수신된 신호를 각각 검출하는 단계; 및상기 사용자 단말기가 연속적으로 간섭 신호를 제거하기 위한 SIC(successive interference cancellation) 검출 기법을 이용하여 각 안테나별 중첩된 심볼들을 각각 검출하는 단계를 포함하고,상기 프리코딩을 각 신호마다 수행하는 단계는,블록 대각화(block diagonalization, BD) 기법을 이용하여 다중 사용자간 간섭 신호를 완전히 제거하되, 상기 간섭 신호를 제거하기 위한 프리코딩 행렬을 다음의 수학식과 같이 정의하고,k번째 신호의 채널 행렬을 제외한 다른 신호의 모든 채널 행렬을 다음의 수학식과 같이 정의하며,상기 다른 신호의 모든 채널 행렬에 특이값 분해를 적용하여 다음의 수학식을 가지는 프리코딩 행렬을 결정하는 전송률 향상 방법:여기서, 는 k번째 신호에 대한 프리코딩 행렬, 는 k번째 신호의 채널 행렬을 제외한 다른 신호의 모든 채널 행렬, 는 의 특이값을 대각성분으로 가지는 대각 행렬, k는 송신 신호의 인덱스, 는 0이 아닌 특이값을 가지는 우측 특이 벡터 행렬, 는 0의 특이값을 가지는 우측 특이 벡터 행렬이다
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제1항에 있어서,상기 슈퍼포지션 코딩을 각 신호마다 수행하는 단계는,상기 송신기는 다음의 수학식을 이용하여 복수의 심볼을 중첩시키기 위한 상기 슈퍼포지션 코딩을 수행하는 전송률 향상 방법:여기서, 는 슈퍼포지션 코딩된 신호, N은 중첩되는 심볼의 수, 는 하나의 신호에 중첩되는 각 심볼, p는 각 심볼에 할당되는 전력이다
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제1항에 있어서,상기 사용자 단말기는,다중 사용자간 간섭 신호가 제거된 k번째 사용자 단말기의 수신 신호를 다음의 수학식과 같이 정의하는 전송률 향상 방법:여기서, 는 수신 신호 벡터, 는 기지국과 k번째 사용자 단말기 사이의 채널 행렬, 는 k번째 신호에 대한 프리코딩 행렬, 는 k번째 신호에 대한 슈퍼포지션 코딩된 신호, 는 k번째 사용자 단말기로 전송되는 수신 잡음, 는 k번째 사용자 단말기의 유효 채널, p는 각 심볼에 할당되는 전력, 은 추정신호에 중첩되어 있는 각 추정 심볼이다
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제4항에 있어서,상기 수신된 신호를 각각 검출하는 단계는,선형 검출 기법 및 비선형 검출 기법 중 어느 하나를 적용하는 상기 MIMO 검출 기법을 이용하여 상기 각 사용자 단말기 별로 수신된 신호를 각각 검출하고, 검출된 사용자 단말기의 수신 신호를 다음의 수학식과 같이 정의하는 전송률 향상 방법:여기서, 는 MIMO 검출 기법으로부터 검출된 추정 신호, 는 에 중첩되어 있는 각 추정 심볼, n은 수신 잡음, N은 중첩되는 심볼의 수, 는 송신안테나의 개수, 은 수신안테나의 개수이다
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제5항에 있어서,상기 각 안테나별 중첩된 심볼들을 각각 검출하는 단계는,상기 슈퍼포지션 코딩을 복조하는 상기 SIC 검출 기법을 이용하여 상기 사용자 단말기에서 각 심볼에 할당한 전력에 따라 가장 높은 전력을 할당받은 신호부터 차례로 검출하여 연속적으로 간섭 신호를 제거하여 상기 심볼들을 각각 검출하는 전송률 향상 방법
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N개의 안테나가 구비되며, 전력 영역을 이용하여 각각 N개의 안테나가 구비된 복수의 사용자 단말기가 각각 수신하고자 하는 하나의 신호마다 복수의 심볼을 중첩시키기 위한 슈퍼포지션 코딩(SC)을 각 신호마다 수행하고, 공간 영역을 이용하여 슈퍼포지션 코딩된 신호에서 다중 사용자간 간섭 신호를 제거하기 위한 프리코딩을 각 신호마다 수행하여, 각각 프리코딩된 신호들을 합쳐서 기지국에 전송하는 송신기;N개의 안테나가 구비되며, 상기 합쳐진 신호를 상기 복수의 사용자 단말기로 각각 전송하는 상기 기지국; 및각각 N개의 안테나가 구비되며, MIMO(Multiple Input Multiple Output) 검출 기법을 이용하여 상기 수신된 신호를 각각 검출하고, 연속적으로 간섭 신호를 제거하기 위한 SIC(successive interference cancellation) 검출 기법을 이용하여 각 안테나별로 중첩된 심볼들을 각각 검출하는 복수의 사용자 단말기를 포함하고,상기 송신기는,블록 대각화(block diagonalization, BD) 기법을 이용하여 다중 사용자간 간섭 신호를 완전히 제거하는 프리코딩 모듈을 포함하고,상기 프리코딩 모듈은,상기 간섭 신호를 제거하기 위한 프리코딩 행렬을 다음의 수학식과 같이 정의하고,k번째 신호의 채널 행렬을 제외한 다른 신호의 모든 채널 행렬을 다음의 수학식과 같이 정의하며,상기 다른 신호의 모든 채널 행렬에 특이값 분해를 적용하여 다음의 수학식을 가지는 프리코딩 행렬을 결정하는 MU-MIMO 하향링크 시스템:여기서, 는 k번째 신호에 대한 프리코딩 행렬, 는 k번째 신호의 채널 행렬을 제외한 다른 신호의 모든 채널 행렬, 는 의 특이값을 대각성분으로 가지는 대각 행렬, k는 송신 신호의 인덱스, 는 0이 아닌 특이값을 가지는 우측 특이 벡터 행렬, 는 0의 특이값을 가지는 우측 특이 벡터 행렬이다
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제7항에 있어서, 상기 송신기는,다음의 수학식을 이용하여 복수의 심볼을 중첩시키기 위한 상기 슈퍼포지션 코딩을 수행하는 슈퍼포지션 코딩 모듈을 포함하는 MU-MIMO 하향링크 시스템:여기서, 는 슈퍼포지션 코딩된 신호, N은 중첩되는 심볼의 수, 은 하나의 신호에 중첩되는 각 심볼, p는 각 심볼에 할당되는 전력이다
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제7항에 있어서,상기 사용자 단말기는,다중 사용자간 간섭 신호가 제거된 k번째 사용자 단말기의 수신 신호를 다음의 수학식과 같이 정의하는 MU-MIMO 하향링크 시스템:여기서, 는 수신 신호 벡터, 는 기지국과 k번째 사용자 단말기 사이의 채널 행렬, 는 k번째 신호에 대한 프리코딩 행렬, 는 k번째 신호에 대한 슈퍼포지션 코딩된 신호, 는 k번째 사용자 단말기로 전송되는 수신 잡음, 는 k번째 사용자 단말기의 유효 채널, p는 각 심볼에 할당되는 전력, 는 추정신호에 중첩되어 있는 각 추정 심볼이다
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제10항에 있어서,상기 복수의 사용자 단말기는,선형 검출 기법 및 비선형 검출 기법 중 어느 하나를 적용하는 상기 MIMO 검출 기법을 이용하여 상기 각 사용자 단말기 별로 수신된 신호를 각각 검출하고,검출된 사용자 단말기의 수신 신호를 다음의 수학식과 같이 정의하는 MU-MIMO 하향링크 시스템:여기서, 는 MIMO 검출 기법으로부터 검출된 추정 신호, 는 에 중첩되어 있는 각 추정 심볼, n은 수신 잡음, N은 중첩되는 심볼의 수, 는 송신안테나의 개수, 은 수신안테나의 개수이다
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제11항에 있어서,상기 복수의 사용자 단말기는,상기 슈퍼포지션 코딩을 복조하는 상기 SIC 검출 기법을 이용하여 상기 사용자 단말기에서 각 심볼에 할당한 전력에 따라 가장 높은 전력을 할당받은 신호부터 차례로 검출하여 연속적으로 간섭 신호를 제거하여 상기 심볼들을 각각 검출하는 MU-MIMO 하향링크 시스템
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