SWIPT 시스템을 위한 코드북 생성 장치 및 방법
CODEBOOK GENERATION APPARATUS AND METHOD FOR SWIPT SYSTEM
특허 요약
본 발명은 SWIPT 시스템에서 요구되는 코드북 조건을 만족하는 코드북 중 on 신호의 비율이 매우 높은 코드북을 용이하게 생성하는 코드북 생성 장치 및 방법을 제공할 수 있다. 따라서 시스템에서 요구되는 데이터 전송률과 오류율을 충족시키면서 동시에 수신기로 최대의 에너지를 공급할 수 있는 코드북을 제공할 수 있다.
청구항
번호청구항
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서로 기지정된 최소 해밍 거리(d) 이상인 n비트의 서로 다른 코드워드를 갖는 다수의 초기 코드북을 생성하는 초기 코드북 설정부; 상기 다수의 초기 코드북 및 다수의 재조합 코드북 각각에 대해 코드워드들과 상기 최소 해밍 거리 이상인 n비트의 변수를 탐색하여 대응하는 코드북에 추가하여, 코드북을 확장하는 로컬 탐색부; 확장된 코드북 각각에 포함된 1의 비율에 따라 가중치를 할당하는 가중치 할당부; 상기 다수의 초기 코드북 또는 이전 선택된 다수의 재조합 코드북 중 가중치를 기반으로 확률에 따라 서로 다른 조합의 기지정된 개수의 부모 코드북을 선택하고, 선택된 부모 코드북의 코드워드들을 이용하여 다수의 재조합 코드북을 추가로 생성하는 코드북 재조합부; 상기 다수의 초기 코드북 또는 이전 선택된 다수의 재조합 코드북과 추가 생성된 다수의 재조합 코드북 중 코드워드의 개수와 가중치에 따라 기지정된 개수의 코드북을 선택하는 코드북 선택부; 재조합 코드북 생성 횟수, 코드워드의 개수 및 가중치에 따라 추가로 재조합 코드북 생성 여부를 판별하는 재조합 판별부; 및 선택된 코드북 중 코드워드의 수가 요구 코드워드 개수 이상이고, 가중치가 가장 큰 코드북을 획득하는 코드북 획득부; 를 포함하는 코드북 생성 장치.

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제1 항에 있어서, 상기 가중치 할당부는 상기 확장된 코드북의 코드워드의 개수가 상기 요구 코드워드 개수(M) 미만이면, 모든 코드워드에 포함된 1의 개수(l)를 코드워드의 개수로 나눈 후 M을 곱하여 가중치(W = (l/m)*M)를 계산하는 코드북 생성 장치.

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제1 항에 있어서, 상기 코드북 재조합부는 상기 다수의 초기 코드북 또는 이전 선택된 다수의 재조합 코드북 중 가중치를 이용하여 기지정된 방식을 계산되는 확률에 따라 2개의 부모 코드북(C1, C2)을 선택하고, 선택된 2개의 부모 코드북(C1, C2)에 대해 수학식 및수학식 (여기서 x는 부모 코드북(C1, C2) 중 하나에 포함된 코드워드를 나타내고, d(・)는 해밍 거리 함수를 나타내며, z는 n비트의 임의의 변수를 의미하며, D는 0≤D≤n+1을 만족하는 임의의 정수를 의미한다.)에 따라 2개의 재조합 코드북을 생성하며, 추가 생성되는 재조합 코드북이 기지정된 p개가 되도록 2개의 부모 코드북을 서로 다른 조합으로 반복 선택하는 코드북 생성 장치.

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제3 항에 있어서, 상기 코드북 선택부는 p개의 초기 코드북 또는 이전 선택된 p개의 재조합 코드북과 추가 생성된 p개의 재조합 코드북 중 코드워드의 개수(m)가 기지정된 요구 코드워드 개수(M) 이상(m ≥ M)인 코드북이 존재하면, 코드워드의 개수(m)가 요구 코드워드 개수(M) 미만(m 003c# M)인 코드북의 개수(q)가 p-1개 미만인지 판별하고, 코드북의 개수(q)가 p-1개 미만이면, 코드워드의 개수(m)가 요구 코드워드 개수(M) 미만(m 003c# M)인 q개의 코드북과 확인된 코드워드의 개수(m)가 요구 코드워드 개수(M) 이상(m ≥ M)인 p-q 개의 코드북을 가중치(W)가 큰 코드북부터 순차적으로 선택하며, 확인된 코드북의 개수(q)가 p-1개 이상이면, 확인된 코드워드의 개수(m)가 요구 코드워드 개수(M) 이상(m ≥ M)인 코드북 중 가중치(W)가 가장 큰 하나의 코드북을 선택하고, 코드워드의 개수(m)가 요구 코드워드 개수(M) 미만(m 003c# M)인 코드북 중 코드워드의 개수(m)가 큰 순서로 p-1개의 코드북을 선택하고, 코드워드의 개수(m)가 요구 코드워드 개수(M) 이상(m ≥ M)인 코드북이 존재하지 않으면, 코드워드의 개수(m)가 큰 순서로 p개의 코드북을 선택하는 코드북 생성 장치.

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제1 항에 있어서, 상기 재조합 판별부는 재조합 코드북 생성 반복 횟수가 기준 횟수 이상이면, 선택된 다수의 코드북 중 코드워드의 개수(m)가 M개 이상인 코드북(m ≥ M)을 판별하고, 코드워드의 개수(m)가 M개 이상인 코드북(m ≥ M)이 존재하면, 최근 기준 횟수 반복하는 동안 선택된 다수의 코드북의 최대 가중치(Wmax)가 변화하는지 판별하여, 최대 가중치(Wmax)가 변화하지 않으면, 재조합 코드북 생성을 종료하고, 코드워드의 개수(m)가 M개 이상인 코드북(m ≥ M)이 존재하지 않으면, 선택된 다수의 코드북에서 최대 코드워드의 개수가 변화하는지 판별하여, 최대 코드워드의 개수가 변화하지 않으면, 요구 코드북 조건 변경을 요청하며, 재조합 코드북 생성 반복 횟수가 기준 횟수 미만이거나, 최대 가중치가 변화하거나, 최대 코드워드의 개수가 변화하면 선택된 다수의 코드북을 상기 코드북 재조합부로 전달하는 코드북 생성 장치.

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서로 기지정된 최소 해밍 거리(d) 이상인 n비트의 서로 다른 코드워드를 갖는 p개의 초기 코드북을 생성하는 단계; 상기 다수의 초기 코드북 및 다수의 재조합 코드북 각각에 대해 코드워드들과 상기 최소 해밍 거리 이상인 n비트의 변수를 탐색하여 대응하는 코드북에 추가하여 코드북을 확장하는 단계; 확장된 코드북 각각에 포함된 1의 비율에 따라 가중치를 할당하는 단계; 상기 다수의 초기 코드북 또는 이전 선택된 다수의 재조합 코드북 중 가중치를 기반으로 확률에 따라 서로 다른 조합의 기지정된 개수의 부모 코드북을 선택하고, 선택된 부모 코드북의 코드워드들을 이용하여 추가로 다수의 재조합 코드북을 생성하는 단계; 상기 다수의 초기 코드북 또는 이전 선택된 다수의 재조합 코드북 및 추가 생성된 다수의 재조합 코드북 중 코드워드의 개수와 가중치에 따라 기지정된 개수의 코드북을 선택하는 단계; 재조합 코드북 생성 횟수, 코드워드의 개수 및 가중치에 따라 재조합 코드북 생성 여부를 판별하는 단계; 및 선택된 코드북 중 코드워드의 수가 요구 코드워드 개수 이상이고, 가중치가 가장 큰 코드북을 획득하는 단계; 를 포함하는 코드북 생성 방법.

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제6 항에 있어서, 상기 코드북을 확장하는 단계는 상기 다수의 초기 코드북 또는 상기 재조합 코드북을 생성하는 단계에서 생성된 다수의 재조합 코드북을 인가받는 단계; 상기 n비트의 변수를 기지정된 초기값으로부터 지정된 범위 내에서 가변하면서 상기 다수의 초기 코드북 또는 생성된 다수의 재조합 코드북 각각의 코드워드들과 비교하는 단계; 및 가변되는 변수 중 기지정된 최소 해밍 거리인 변수를 대응하는 코드북에 추가하는 단계; 를 포함하는 코드북 생성 방법.

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제7 항에 있어서, 상기 코드북을 확장하는 단계는 상기 코드북을 인가받는 단계 이후, 상기 다수의 초기 코드북 또는 생성된 다수의 재조합 코드북 각각에서 임의의 적어도 하나의 비트를 비트 반전하는 단계; 및 상기 코드북에 추가하는 단계 이후, 변수가 추가된 코드북에서 비트 반전된 비트를 다시 비트 반전하여 복원하는 단계; 를 더 포함하는 코드북 생성 방법.

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제6 항에 있어서, 상기 가중치를 할당하는 단계는 상기 확장된 코드북의 코드워드의 개수가 상기 요구 코드워드 개수(M) 미만이면, 모든 코드워드에 포함된 1의 개수(l)를 코드워드의 개수로 나눈 후 M을 곱하여 가중치(W = (l/m)*M)를 계산하는 단계를 포함하는 코드북 생성 방법.

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제6 항에 있어서, 상기 재조합 코드북을 생성하는 단계는 상기 다수의 초기 코드북 또는 이전 선택된 다수의 재조합 코드북 중 가중치를 이용하여 기지정된 방식을 계산되는 확률에 따라 2개의 부모 코드북(C1, C2)을 선택하는 단계; 선택된 2개의 부모 코드북(C1, C2)에 대해 수학식 및수학식 (여기서 x는 부모 코드북(C1, C2) 중 하나에 포함된 코드워드를 나타내고, d(・)는 해밍 거리 함수를 나타내며, z는 n비트의 임의의 변수를 의미하며, D는 0≤D≤n+1을 만족하는 임의의 정수를 의미한다.)에 따라 2개의 재조합 코드북을 생성하는 단계; 및 추가 생성되는 재조합 코드북이 기지정된 p개가 되도록 2개의 부모 코드북을 서로 다른 조합으로 선택하여 재조합 코드북을 반복 생성하는 단계; 를 포함하는 코드북 생성 방법.

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제10 항에 있어서, 상기 부모 코드북을 선택하는 단계는 수학식 (여기서 Wi는 i번째(i∈{1, ..., p}) 코드북의 가중치를 나타내고, Wmin 은 다수의 코드북의 가중치 중 최소값을 나타내며, 이다.)로 계산되는 확률에 따라 상기 부모 코드북을 선택하는 코드북 생성 방법.

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제10 항에 있어서, 상기 코드북을 선택하는 단계는 p개의 초기 코드북 또는 이전 선택된 p개의 재조합 코드북과 추가 생성된 p개의 재조합 코드북 중 코드워드의 개수(m)가 기지정된 요구 코드워드 개수(M) 이상(m ≥ M)인 코드북이 존재하면, 코드워드의 개수(m)가 요구 코드워드 개수(M) 미만(m 003c# M)인 코드북의 개수(q)가 p-1개 미만인지 판별하는 단계; 코드북의 개수(q)가 p-1개 미만이면, 코드워드의 개수(m)가 요구 코드워드 개수(M) 미만(m 003c# M)인 q개의 코드북과 확인된 코드워드의 개수(m)가 요구 코드워드 개수(M) 이상(m ≥ M)인 p-q 개의 코드북을 가중치(W)가 큰 코드북부터 순차적으로 선택하는 단계; 확인된 코드북의 개수(q)가 p-1개 이상이면, 확인된 코드워드의 개수(m)가 요구 코드워드 개수(M) 이상(m ≥ M)인 코드북 중 가중치(W)가 가장 큰 하나의 코드북을 선택하고, 코드워드의 개수(m)가 요구 코드워드 개수(M) 미만(m 003c# M)인 코드북 중 코드워드의 개수(m)가 큰 순서로 p-1개의 코드북을 선택하는 단계; 및 코드워드의 개수(m)가 요구 코드워드 개수(M) 이상(m ≥ M)인 코드북이 존재하지 않으면, 코드워드의 개수(m)가 큰 순서로 p개의 코드북을 선택하는 단계; 를 포함하는 코드북 생성 방법.

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제6 항에 있어서, 상기 재조합 코드북 생성 여부를 판별하는 단계는 재조합 코드북 생성 반복 횟수가 기준 횟수 이상이면, 선택된 다수의 코드북 중 코드워드의 개수(m)가 M개 이상인 코드북(m ≥ M)을 판별하는 단계; 코드워드의 개수(m)가 M개 이상인 코드북(m ≥ M)이 존재하면, 최근 기준 횟수 반복하는 동안 선택된 p개의 코드북의 최대 가중치(Wmax)가 변화하는지 판별하여, 최대 가중치(Wmax)가 변화하지 않으면, 재조합 코드북 생성을 종료하는 단계; 코드워드의 개수(m)가 M개 이상인 코드북(m ≥ M)이 존재하지 않으면, 선택된 다수의 코드북에서 최대 코드워드의 개수가 변화하는지 판별하여, 최대 코드워드의 개수가 변화하면, 요구 코드북 조건 변경을 요청하는 단계; 재조합 코드북 생성 반복 횟수가 기준 횟수 미만이거나, 최대 가중치가 변화하거나, 최대 코드워드의 개수가 변화하면 선택된 다수의 코드북을 이용하여 다수의 재조합 코드북을 생성하는 단계; 를 포함하는 코드북 생성 방법.