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다중 쌍의 유저 노드 간 릴레이 노드의 도움을 받아 반이중 방식으로 통신하는 밀리미터파 대역 다중쌍 양방향 릴레이 통신 시스템에서 하이브리드 빔포머 필터를 설계하는 하이브리드 빔포머 필터 설계 장치에 있어서,상기 통신 시스템에서의 합 전송률이 최대가 되게 하는 하이브리드 빔포머 필터 산출 식을 도출하고, 상기 하이브리드 빔포머 필터 산출 식에 상기 통신 시스템을 구성하는 각 노드에 마련되는 안테나 개수가 무한대가 되는 상황을 간주한 점근적 분석 기법을 적용하여 상기 통신 시스템에서의 합 전송률이 최대가 되게 하는 아날로그 빔포밍 행렬을 설정하는 아날로그 빔포밍 행렬 설정부; 및상기 하이브리드 빔포머 필터 산출 식에서 상기 아날로그 빔포밍 행렬 값을 고정하여 디지털 빔포밍 행렬을 산출하는 WMMSE(weighted minimum mean square error)식을 도출하고, 상기 WMMSE 식을 이용하여 디지털 빔포밍 행렬을 설정하는 디지털 빔포밍 행렬 설정부를 포함하며,상기 디지털 빔포밍 행렬 설정부는, 상기 통신 시스템에서의 각 노드에 마련되는 디지털 빔포밍 행렬을 각 노드에서의 가중행렬 및 오류 공분산 행렬이 최소가 되게 하는 최적화변수로 하는 상기 WMMSE 식을 도출하고, 상기 WMMSE 식에 블록 좌표 하강법(block coordinate descent)을 적용하여 상기 디지털 빔포밍 행렬을 설정하는 하이브리드 빔포머 필터 설계 장치
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제1항에 있어서,상기 아날로그 빔포밍 행렬 설정부는,상기 하이브리드 빔포머 필터 산출식에 상기 점근적 분석 기법을 적용하여 상기 통신 시스템에서의 채널 행렬이 서로 직교하게 하고, Gram-Schmidt 프로세스를 이용하여 상기 아날로그 빔포밍 행렬을 설정하는 하이브리드 빔포머 필터 설계 장치
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제1항에 있어서,상기 아날로그 빔포밍 행렬 설정부는,상기 아날로그 빔포밍 행렬의 코드워드에서 Gram-Schmidt 프로세스를 적용하여 상기 통신 시스템에서의 채널 행렬을 업데이트하는 방식으로 상기 아날로그 빔포밍 행렬을 설정하는 하이브리드 빔포머 필터 설계 장치
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제1항에 있어서,상기 아날로그 빔포밍 행렬 설정부는,상기 하이브리드 빔포머 필터 산출 식에 상기 점근적 분석 기법을 적용하여 상기 통신 시스템에서의 합 전송률이 최대가 되게 하는 최적해를 상기 아날로그 빔포밍 행렬 및 상기 디지털 빔포밍 행렬의 조합으로 나타내는 하이브리드 빔포머 필터 설계 장치
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제1항에 있어서,상기 아날로그 빔포밍 행렬 설정부는,상기 아날로그 빔포밍 행렬의 코드워드에 대응하는 전파 경로의 도래각(AoA) 및 발사각(AoD)을 산출하는 것을 더 포함하고,상기 디지털 빔포밍 행렬 설정부는, 상기 아날로그 빔포밍 행렬 설정부로부터 상기 도래각 및 상기 발사각을 수신하고, 상기 도래각 및 상기 발사각을 가능하게 하는 BB 필터 설계를 위한 상기 디지털 빔포밍 행렬을 설정하는 하이브리드 빔포머 필터 설계 장치
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다중 쌍의 유저 노드 간 릴레이 노드의 도움을 받아 반이중 방식으로 통신하는 밀리미터파 대역 다중쌍 양방향 릴레이 통신 시스템에서의 하이브리드 빔포머 필터 설계 방법에 있어서,상기 하이브리드 빔포머 필터 설계 방법은, 상기 하이브리드 빔포머 필터를 설계하는 하이브리드 빔포머 필터 설계 장치에 의해 수행되고, 상기 하이브리드 빔포머 필터 설계 방법은, 상기 통신 시스템에서의 합 전송률이 최대가 되게 하는 하이브리드 빔포머 필터 산출 식을 도출하는 단계;상기 하이브리드 빔포머 필터 산출 식에 상기 통신 시스템을 구성하는 각 노드에 마련되는 안테나 개수가 무한대가 되는 상황을 간주한 점근적 분석 기법을 적용하여 상기 통신 시스템에서의 합 전송률이 최대가 되게 하는 아날로그 빔포밍 행렬을 설정하는 단계; 상기 하이브리드 빔포머 필터 산출 식에서 상기 아날로그 빔포밍 행렬 값을 고정하여 디지털 빔포밍 행렬을 산출하는 WMMSE(weighted minimum mean square error)식을 도출하는 단계; 및상기 WMMSE 식을 이용하여 디지털 빔포밍 행렬을 설정하는 단계를 포함하며, 상기 하이브리드 빔포머 필터 산출 식에서 상기 아날로그 빔포밍 행렬 값을 고정하여 디지털 빔포밍 행렬을 산출하는 WMMSE(weighted minimum mean square error)식을 도출하는 단계는,상기 통신 시스템에서의 각 노드에 마련되는 디지털 빔포밍 행렬을 각 노드에서의 가중행렬 및 오류 공분산 행렬이 최소가 되게 하는 최적화변수로 하는 상기 WMMSE 식을 도출하는 단계를 포함하며, 상기 WMMSE 식을 이용하여 디지털 빔포밍 행렬을 설정하는 단계는,상기 WMMSE 식에 블록 좌표 하강법(block coordinate descent)을 적용하여 상기 디지털 빔포밍 행렬을 설정하는 단계를 포함하는 하이브리드 빔포머 필터 설계 방법
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제8항에 있어서,상기 하이브리드 빔포머 필터 산출 식에 상기 통신 시스템을 구성하는 각 노드에 마련되는 안테나 개수가 무한대가 되는 상황을 간주한 점근적 분석 기법을 적용하여 상기 통신 시스템에서의 합 전송률이 최대가 되게 하는 아날로그 빔포밍 행렬을 설정하는 단계는,상기 하이브리드 빔포머 필터 산출식에 상기 점근적 분석 기법을 적용하여 상기 통신 시스템에서의 채널 행렬이 서로 직교하게 하는 단계; 및Gram-Schmidt 프로세스를 이용하여 상기 아날로그 빔포밍 행렬을 설정하는 단계를 포함하는 하이브리드 빔포머 필터 설계 방법
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제9항에 있어서,Gram-Schmidt 프로세스를 이용하여 상기 아날로그 빔포밍 행렬을 설정하는 단계는,상기 아날로그 빔포밍 행렬의 코드워드에서 Gram-Schmidt 프로세스를 적용하여 상기 통신 시스템에서의 채널 행렬을 업데이트하는 방식으로 상기 아날로그 빔포밍 행렬을 설정하는 단계를 포함하는 하이브리드 빔포머 필터 설계 방법
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제8항에 있어서,상기 하이브리드 빔포머 필터 산출 식에 상기 통신 시스템을 구성하는 각 노드에 마련되는 안테나 개수가 무한대가 되는 상황을 간주한 점근적 분석 기법을 적용하여 상기 통신 시스템에서의 합 전송률이 최대가 되게 하는 아날로그 빔포밍 행렬을 설정하는 단계는,상기 하이브리드 빔포머 필터 산출 식에 상기 점근적 분석 기법을 적용하여 상기 통신 시스템에서의 합 전송률이 최대가 되게 하는 최적해를 상기 아날로그 빔포밍 행렬 및 상기 디지털 빔포밍 행렬의 조합으로 나타내는 단계를 포함하는 하이브리드 빔포머 필터 설계 방법
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