KR102624502B1

KR102624502B1 - 변조-애그노스틱 유니터리 브레이드 분할 다중화 신호 변환을 위한 시스템들, 방법들 및 장치들

Info

Publication number: KR102624502B1
Application number: KR1020227003438A
Authority: KR
Inventors: 매튜 브랜든 로빈슨
Original assignee: 램파트 커뮤니케이션즈, 인크.
Priority date: 2019-07-01
Filing date: 2020-06-25
Publication date: 2024-01-15
Also published as: EP3994830A1; CN114208069A; JP2024038110A; JP2022539222A; EP3994830B1; WO2021003054A1; JP7412462B2; CA3145809A1; FI3994830T3; IL289572A; US20210006451A1; EP4287570A3; KR20240007726A; US11050604B2; EP4287570A2; KR20220061091A

Abstract

방법은, 통신 시스템의 프로세서를 통해, 블록 사이즈를 선택하는 단계, 및 수신된 비트들의 세트 및 성상도 다이어그램에 기초하여 성상도 다이어그램의 성상도 포인트들의 세트를 식별하는 단계를 포함한다. 성상도 다이어그램은 변조 스킴과 연관된다. 성상도 포인트들의 세트에 기초하여, 심볼 블록들의 세트가 발생된다. 심볼 블록들의 세트로부터의 각각의 심볼 블록은 블록 사이즈와 동일한 사이즈를 갖고, 성상도 포인트들의 세트로부터의 성상도 포인트들의 서브세트를 포함한다. 유니터리 브레이드 분할 다중화(UBDM) 변환이 복소수들의 세트를 생성하기 위해 심볼 블록들의 세트로부터의 각각의 심볼 블록에 적용된다. 그런 다음, 복소수들의 세트는 프로세서를 통해 전송된다.

Description

변조-애그노스틱 유니터리 브레이드 분할 다중화 신호 변환을 위한 시스템들, 방법들 및 장치들

<관련 출원들에 대한 상호 참조>

본 출원은 2019년 7월 1일에 출원되고 명칭이 "Systems, Methods and Apparatus for Secure and Efficient Wireless Communication of Signals Using a Generalized Approach Within Unitary Braid Division Multiplexing"인 미국 특허 출원 번호 제16/459,245호의 일부 계속 출원(Continuation-in-Part)인 2020년 6월 1일에 출원되고 명칭이 "Systems, Methods and Apparatuses for Modulation-Agnostic Unitary Braid Division Multiplexing Signal Transformation"인 미국 특허 출원 번호 제16/889,324호의 계속 출원(Continuation)이며 이에 대한 우선권을 주장하고, 본 출원은 또한 2019년 7월 1일에 출원되고 명칭이 "Systems, Methods and Apparatus for Secure and Efficient Wireless Communication of Signals Using a Generalized Approach Within Unitary Braid Division Multiplexing"인 미국 특허 출원 번호 제16/459,245호의 계속 출원이며 이에 대한 우선권을 주장하며, 상기 출원들 각각의 개시내용들은 모든 목적들을 위해 전체적으로 본 명세서에서 참조로 포함된다.

본 출원은 2019년 5월 17일에 출원되고 명칭이 "COMMUNICATION SYSTEM AND METHODS USING MULTIPLE-IN-MULTIPLE-OUT (MIMO) ANTENNAS WITHIN UNITARY BRAID DIVISIONAL MULTIPLEXING (UBDM)"인 미국 정규 특허 출원 번호 제16/416,144호와 관련되며, 그 개시내용은 모든 목적들을 위해 전체적으로 본 명세서에서 참조로 포함된다.

<연방 정부의 이익에 관한 진술>

본 미국 정부는 모든 미국 정부 목적들을 위해 라이센스들을 부여할 권한과 함께 본 발명에 대한 비독점적이고 취소할 수 없는 로열티-프리 라이센스를 보유한다.

<기술분야>

본 설명은 전자 통신들을 위한 무선 신호들을 송신하기 위한 시스템들 및 방법들에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 무선 통신들을 사용하여 신호들을 안전하게 송신하기 위한 시스템들 및 방법들에 관한 것이다.

다중 액세스 통신(multiple access communication)들에서, 다수의 사용자 디바이스들은 주어진 통신 채널을 통해 수신기에 신호들을 송신한다. 이러한 신호들은 중첩되어, 해당 채널을 통해 전파되는 결합된 신호를 형성한다. 그런 다음, 수신기는 결합된 신호로부터 하나 이상의 개별 신호를 복구하기 위해 결합된 신호에 대해 분리 동작을 수행한다. 예를 들어, 각각의 사용자 디바이스는 상이한 사용자에 속하는 휴대폰일 수 있고, 수신기는 셀 타워(cell tower)일 수 있다. 상이한 사용자 디바이스들에 의해 송신된 신호들을 분리함으로써, 상이한 사용자 디바이스들이 간섭 없이 동일한 통신 채널을 공유할 수 있다.

송신기는 캐리어의 진폭, 위상 및/또는 주파수를 변화시키는 것과 같이 캐리어 또는 서브캐리어의 상태를 변화시킴으로써 상이한 심볼들을 송신할 수 있다. 각각의 심볼은 하나 이상의 비트를 나타낼 수 있다. 이러한 심볼들은 각각 복소 평면의 개별 값(복소수)에 매핑되어, 직교 진폭 변조(Quadrature Amplitude Modulation)를 생성하거나, 또는 각각의 심볼을 개별 주파수에 할당하여 주파수 시프트 키잉(Frequency Shift Keying)을 생성할 수 있다. 그런 다음, 심볼들은 심볼 송신 레이트의 적어도 2배인 나이퀴스트 레이트(Nyquist rate)로 샘플링된다. 결과적인 신호는 디지털-아날로그 컨버터를 통해 아날로그로 컨버팅된 다음, 송신을 위해 캐리어 주파수까지 변환된다. 상이한 사용자 디바이스들이 통신 채널을 통해 동시에 심볼들을 전송할 때, 해당 심볼들에 의해 나타내어지는 사인파들이 중첩되어 수신기에서 수신되는 결합된 신호를 형성한다.

무선 신호 통신에 대한 일부 알려진 접근법들은 다수의 캐리어 주파수들에서 디지털 데이터를 인코딩하는 방법인 직교 주파수-분할 다중화(orthogonal frequency-division multiplexing)(OFDM)를 포함한다. OFDM 방법들은 감쇠, 간섭 및 주파수-선택적 페이딩과 같은 통신 채널들의 가혹한 조건들에 대처하는 신호 통신을 허용하도록 적응되었다. 그러나, 이러한 접근법은 신호 송신 보안의 물리적 레이어에 대한 요구를 해결하지 못한다. 또한, OFDM 신호는 매우 큰 동적 범위들에 걸쳐 상대적으로 더 작은 진폭들을 포함하므로, 통상적으로 피크 대 평균 전력 비가 높은 라디오 주파수(radio frequency)(RF) 증폭기들을 사용하게 된다.

따라서, 신호들의 무선 통신에 대한 안전하고 전력 효율적인 접근을 위한 개선된 시스템들, 장치들 및 방법들에 대한 필요성이 존재한다.

일부 실시예들에서, 방법은, 통신 시스템의 프로세서를 통해, 블록 사이즈를 선택하는 단계; 및 수신된 비트들의 세트 및 성상도 다이어그램(constellation diagram)에 기초하여, 성상도 다이어그램의 성상도 포인트(constellation point)들의 세트를 식별하는 단계를 포함한다. 성상도 포인트들의 세트를 식별하는 단계는 (예를 들어, 그레이 코드를 사용하여) 수신된 복수의 비트들을 성상도 다이어그램에 매핑하는 단계를 포함할 수 있다. 성상도 다이어그램은 변조 스킴(modulation scheme)과 연관된다. 성상도 포인트들의 세트에 기초하여, 심볼 블록들의 세트가 발생된다. 심볼 블록들의 세트로부터의 각각의 심볼 블록은 블록 사이즈와 동일한 사이즈를 갖고, 성상도 포인트들의 세트로부터의 성상도 포인트들의 서브세트를 포함한다. 유니터리 브레이드 분할 다중화(unitary braid division multiplexing)(UBDM) 변환이 복소수들의 세트를 생성하기 위해 심볼 블록들의 세트로부터의 각각의 심볼 블록에 적용된다. 그런 다음, 복소수들의 세트가 프로세서를 통해 전송된다.

통신 시스템은 직교 진폭 변조(QAM), 진폭 위상 시프트 키잉(Amplitude Phase Shift Keying)(APSK) 변조, 또는 직교 주파수-분할 다중화 중 적어도 하나를 수행하도록 구성될 수 있다. 또한, 통신 시스템은 무선 통신 시스템, 유선 통신 시스템, 또는 광섬유(fiber optic) 통신 시스템 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

일부 실시예들에서, 방법은, 통신 시스템의 프로세서를 통해, 복수의 입력 비트들을 수신하는 단계를 포함한다. 통신 시스템은 무선 통신 시스템, 유선 통신 시스템 또는 광섬유 통신 시스템 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 방법은 또한 복수의 입력 비트들을 복수의 복소수들로 컨버팅하는 단계를 포함한다. 복수의 입력 비트들을 복수의 복소수들로 컨버팅하는 단계는 복수의 입력 비트들 및 성상도 다이어그램에 기초하여 (예를 들어, 그레이 코드를 사용하여) 비트-대-심볼 매핑을 수행하는 단계, 및 (예를 들어, 복수의 비선형 레이어들 및 복수의 선형 레이어들을 포함하여) 유니터리 브레이드 분할 다중화(UBDM) 변환을 적용하는 단계를 포함한다. 복수의 복소수들은, 프로세서를 통해 그리고 사전 결정된 변조 기술을 사용하여, 후속 프로세싱(예를 들어, 펄스 성형 및/또는 적어도 하나의 필터의 적용)을 위해 전송된다. 사전 결정된 변조 기술은 직교 진폭 변조(QAM), 진폭 위상 시프트 키잉(APSK) 변조, 또는 직교 주파수-분할 다중화 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

일부 실시예들에서, 변조-애그노스틱(modulation-agnostic) UBDM 신호 변환을 위한 방법은 복수의 입력 비트들을 수신하는 단계, 및 복수의 심볼들을 식별하기 위해 비트-대-심볼 맵을 사용하여 복수의 입력 비트들로부터의 각각의 입력 비트를 성상도에 매핑하는 단계를 포함한다. 성상도는 무선으로, 또는 유선 또는 광섬유 통신을 통해 송신될 신호에 대한 성상도 다이어그램의 성상도일 수 있다. 성상도 다이어그램은 특정 변조 스킴과 연관될 수 있다. 복수의 심볼들로부터의 심볼들의 서브세트들은 복수의 블록들로 그룹화되고, 복수의 블록들로부터의 각각의 블록은 사이즈 N을 갖는다. UBDM 변환이 복수의 복소수들을 생성하기 위해 복수의 블록들로부터의 각각의 블록에 적용되며, 결과적인 복소수들은, 예를 들어, 펄스 성형 및/또는 필터 적용을 포함하여, 예를 들어, 임의적인 후속 프로세싱을 위해 통신 시스템의 다운스트림 부분으로 전송된다. 광 다운스트림 프로세싱 후, 복소수들을 나타내는 신호가 (예를 들어, 성상도 다이어그램과 연관된 변조 스킴을 사용하여) 송신될 수 있다. 전술한 방법은 (유선, 무선 및/또는 광파이버(optical fiber)일 수 있는) 통신 채널을 통한 신호 발생 및/또는 송신에서 보안 및 효율을 개선시킬 수 있다. 일부 이러한 구현들에서, 방법은 송신되는 신호를 전송하기 전에 역 푸리에 트랜스폼(inverse Fourier transform)의 적용을 포함하지 않는다. 대안적으로 또는 추가적으로, 방법은 확산 코드들의 발생을 포함하지 않는다.

도 1은 실시예에 따른 안전하고 효율적인 일반화된 유니터리 브레이드 분할 다중화(generalized Unitary Braid Divisional Multiplexing)(gUBDM) 시스템의 개략도이다.
도 2는 실시예에 따른 유니터리 행렬들을 구축하기 위한 레이어화된 접근법을 포함하는 통신 방법을 예시하는 흐름도이다.
도 3은 실시예에 따른 gUBDM 시스템 내의 신호 송신기의 개략도이다.
도 4는 실시예에 따른 gUBDM 시스템 내의 신호 수신기의 개략도이다.
도 5a는 OFDM 시스템의 신호 송신기에서의 신호 프로세싱의 개략도이다.
도 5b는 실시예에 따른 gUBDM 시스템의 신호 송신기에서의 신호 프로세싱의 개략도이다.
도 5c는 실시예에 따른 gUBDM 시스템의 신호 송신기에서의 신호 프로세싱의 개략도이다.
도 6은 실시예에 따른 gUBDM 시스템을 사용한 신호 프로세싱 및 송신 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 7은 실시예에 따른 gUBDM 시스템을 사용한 신호 프로세싱 및 송신 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 8은 실시예에 따른 gUBDM 시스템을 사용한 신호 수신 및 복구 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 9는 예시적인 성상도 다이어그램이다.
도 10은 실시예에 따른 변조-애그노스틱 UBDM 신호 변환을 위한 제1 방법을 예시하는 흐름도이다.
도 11은 실시예에 따른 변조-애그노스틱 UBDM 신호 변환을 위한 제2 방법을 예시하는 흐름도이다.
도 12는 실시예에 따른 변조-애그노스틱 UBDM 신호 변환을 위한 제3 방법을 예시하는 흐름도이다.

일부 실시예들에서, 신호에 대한 성상도 다이어그램의 성상도 포인트들의 세트가 주어지면, 본 개시내용의 시스템에 의해 수행되는 방법은 연관된 신호들의 송신에 사용될 변조 스킴 또는 송신 타입에 의존하지 않는 방식으로 성상도 포인트들의 세트로부터의 각각의 성상도 포인트에 유니터리 브레이드 분할 다중화(UBDM) 변환을 적용하는 단계를 포함한다. 즉, UBDM 변환은 변조-애그노스틱(modulation-agnostic)이다. 방법은 무선 컨텍스트뿐만 아니라 유선 또는 광섬유 컨텍스트들에서 사용될 수 있다. 방법은 직선 디지털 변조(예를 들어, 직교 진폭 변조(QAM), 진폭 위상 시프트 키잉(APSK) 변조, 또는 직교 주파수-분할 다중화)를 포함하여 매우 다양한 변조 스킴들 중 임의의 것과 호환 가능할 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "성상도 다이어그램(constellation diagram)"은 디지털 변조 스킴에 의해 변조된 신호의 표현을 지칭한다. 성상도 다이어그램은 심볼 샘플링 순간들에 신호를 복소 평면에 2차원 xy-평면 산점도(scatter diagram)로서 디스플레이한다. 수평축으로부터 반시계 방향으로 측정된 포인트의 각도가 기준 위상으로부터 반송파의 위상 시프트를 나타낸다. 원점으로부터 포인트의 거리는 신호의 진폭 또는 전력의 측정치를 나타낸다.

예시적인 구현에서는, 디지털 포인트-투-포인트(point-to-point)(PTP) 마이크로웨이브 백홀이 사전 결정된 보 레이트(baud rate)에서 직접 128-QAM 성상도를 전송하도록 구성될 수 있다. 시스템은 복수의 입력 비트들을 수신하고, 복소 값을 생성하기 위해 비트-대-심볼 매핑(예를 들어, 그레이 코드)을 사용하여 복수의 입력 비트들로부터의 각각의 입력 비트를 128-QAM 성상도의 복소 기저대역 값들로 변조하고, 후속 프로세싱(예를 들어, 펄스 성형, 필터들의 적용 등)을 위해 시스템의 다른 부분에 해당 복소 값들을 전송하도록 구성된다. 이와 같이 UBDM을 적용하기 위해서는, 먼저 UBDM 변환을 적용할 블록 사이즈 N이 선택될 수 있다. OFDM과 같은 일부 인스턴스들에서, 블록 사이즈 N은 데이터 서브캐리어들의 수에 기초하여 결정될 수 있지만, 본 명세서에서 설명되는 시스템들 및 방법들은 변조 또는 송신 타입에 의해 제약되지 않고, 따라서 임의의 원하는 블록 사이즈 N이 선택될 수 있다. UBDM 변환은 블록 사이즈 N에 관계없이 유사한 방식으로 주어진 통신 시스템에 "삽입(insert)"될 수 있다.

일부 실시예들에서, 변조-애그노스틱 UBDM 신호 변환을 위한 방법은 복수의 입력 비트들을 수신하는 단계를 포함한다. 복수의 입력 비트들로부터의 각각의 입력 비트는 복수의 심볼들을 식별하기 위해 비트-대-심볼 맵을 사용하여 성상도에 매핑된다. 성상도는 무선으로, 또는 유선 또는 광섬유 통신을 통해 송신될 신호에 대한 성상도 다이어그램의 성상도일 수 있다. 그런 다음, 복수의 심볼들로부터의 심볼들의 서브세트들은 복수의 블록들("심볼 블록들")로 그룹화되고, 복수의 블록들로부터의 각각의 블록은 사이즈 N을 갖는다. UBDM 변환(예를 들어, 본 명세서에 설명되는 바와 같이, 일련의 비선형 레이어들 및 일련의 선형 레이어들 포함)이 복수의 복소수들을 생성하기 위해 복수의 블록들로부터의 각각의 블록에 적용되고, 결과적인 복소수들은 임의적인 추가 프로세싱(예를 들어, 펄스 성형, 필터 적용 등)을 위해 통신 시스템의 다운스트림 부분으로 전송된다. 일부 이러한 실시예들에서, 변조-애그노스틱 UBDM 신호 변환을 위한 방법은 송신되는 신호를 송신하기 전에 역 푸리에 트랜스폼의 적용을 포함하지 않는다. 대안적으로 또는 추가적으로, 변조-애그노스틱 UBDM 신호 변환을 위한 방법은 확산 코드들의 발생을 포함하지 않는다. 일부 실시예들에서, 변조-애그노스틱 UBDM 변환은 아래에서 논의되는 바와 같이 일반화된 유니터리 브레이드 분할 다중화 시스템(gUBDM) 변환이다.

본 명세서에서 설명되는 일부 실시예들에서, 일반화된 유니터리 브레이드 분할 다중화 시스템(gUBDM)은 수정된 직교 주파수 분할 다중화(OFDM) 시스템을 포함한다. 수정된 OFDM 시스템은 수정되지 않은 OFDM 시스템에 공통적인 일부 컴포넌트들을 포함할 수 있고, OFDM 컴포넌트의 일반화된 버전(예를 들어, OFDM 기능의 서브세트)도 포함한다. gUBDM 시스템은 송신되는 변환된 신호들을 발생시키기 위해 신호 송신기에서 신호들의 역 고속 푸리에 트랜스폼(inverse Fast Fourier Transform)(iFFT)(또는 고속 푸리에 트랜스폼(Fast Fourier Transform)(FFT))을 수행한 다음, 신호들을 복구하기 위해 수신기에서 변환된 신호들에 대해 고속 푸리에 트랜스폼(FFT)(또는 역 푸리에 트랜스폼(iFFT))을 수행하는 것을 포함하는 페어링된 동작을 실행하기 위해, 동작 동안 수정된 OFDM 단계를 (예를 들어, 하드웨어 및/또는 하드웨어에 의해 실행되거나 하드웨어에 저장된 소프트웨어에서) 구현하도록 설계될 수 있다. 수정은 송신기에 의해 수행된 iFFT/FFT를 임의의 변환(임의의 행렬, 예를 들어, 임의의 유니터리 행렬에 의해 나타내어짐)으로 일반화하는 것을 포함한다.

본 명세서에서 추가로 설명되고 OFDM 시스템의 상기 수정을 갖는 실시예들을 포함하는 gUBDM 시스템의 실시예들은 무선 통신 채널들을 통한 신호 송신에서 탁월한 보안 및 효율을 부여할 수 있다. 본 명세서에서 설명되는 gUBDM의 실시예들의 다른 이점들은 비-선형 변환들뿐만 아니라, 예로서 등각 타이트 프레임(equiangular tight frame)(ETF) 변환들 또는 거의 등각 타이트 프레임(nearly equiangular tight frame)(NETF) 변환들을 포함하는 일반화된 구현을 사용하는 능력을 포함한다. 표준 OFDM은 ETF/NETF "과부하(overloading)"에 대한 일반화를 허용하지 않는다.

본 명세서에서 설명되는 바와 같은 gUBDM 시스템에서 구현되는 임의의 유니터리로 일반화하는 것은 또한 상이한 서브캐리어들을 통해 송신될 신호의 각각의 심볼 또는 벡터의 에너지를 확산시키는 효과를 가질 수 있다. 송신될 신호의 각각의 심볼 또는 벡터의 에너지를 확산시키면 신호의 피크-대-평균-전력-비(Peak-to-Average-Power-Ratio)(PAPR)를 감소시키고, 직접 시퀀스 확산 스펙트럼(Direct Sequence Spread Spectrum)(DSSS) 시스템들과 같은 시스템들에 필적할만한 확산 정도(따라서, 간섭 제거)를 제공할 수 있다. 송신될 신호의 각각의 심볼 또는 벡터의 에너지를 확산시키면 다중화에서 추가적인 자유도를 제공할 수도 있다. 즉, 표준 주파수 분할 다중화 및 시분할 다중화 외에, gUBDM 시스템이 코드 분할 다중화를 도입하여, 신호 송신 시스템에서 다중화에 대한 강력한 자유도를 추가한다.

도 1은 실시예에 따라 본 명세서에서 "gUBDM 시스템" 또는 "시스템"으로도 지칭되는 안전하고 효율적인 일반화된 유니터리 브레이드 분할 다중화 시스템(100)의 개략도이다. gUBDM(100)은 안전하고 효율적인 방식으로 무선 전자 통신들을 전송 및/또는 수신하도록 구성된다. gUBDM 시스템(100)은 도 1에 예시된 바와 같이 신호 송신기들(101 및 102), 신호 수신기들(103 및 104), 및 통신 네트워크(106)를 포함한다. gUBDM 시스템(100)은 신호 송신기들(101 및 102)로부터의 신호를 프로세싱하고 이를 통신 네트워크를 통해 정의된 하나 이상의 통신 채널을 통해 신호 수신기들(103 및 104)로 송신하도록 구성된다. 신호 송신기(101 및/또는 102)로부터 및 신호 수신기(103 및/또는 104)로 송신될 신호가 주어지면, gUBDM 시스템(100)은 신호 송신기(101 및/또는 102)가 신호 수신기들(103 및/또는 104)에 송신될 변환된 신호를 발생시키기 위해 임의의 변환을 적용함으로써 신호를 프로세싱할 수 있도록 구성된다. 임의의 변환은 하드웨어, 소프트웨어, 필드-프로그램 가능 게이트 어레이(field-programmable gate array)(FPGA) 등 중 하나 이상을 사용하여 적용될 수 있다. 신호 송신기들(101 및/또는 102)은 또한 적용된 임의의 변환의 표시를 (예를 들어, 신호를 송신하기 전에) 신호 수신기들(103 및/또는 104)에 전송한다. 신호 수신기들(103 및/또는 104)은 변환된 신호 및 신호 송신기(들)에 의해 적용된 임의의 변환의 표시를 수신하고, 변환된 신호로부터 신호를 복구하기 위해 임의의 변환의 역을 적용하도록 구성된다. 시스템(100)이 2개의 신호 송신기(101 및 102), 및 2개의 신호 수신기(103 및 104)를 포함하는 것으로 예시되어 있지만, 유사한 gUBDM 시스템은 임의의 수의 신호 송신기 및/또는 신호 수신기를 포함할 수 있다.

일부 실시예들에서, 통신 네트워크(106)("네트워크"라고도 지칭됨)는 데이터를 무선으로 전송하여 공용 및/또는 사설 네트워크들을 통해 동작하도록 구성되는 하나 이상의 통신 채널을 포함하는 임의의 적절한 통신 네트워크일 수 있다. 도시되지는 않았지만, 일부 구현들에서, 신호 송신기들(101, 102) 및 신호 수신기들(103, 104)(또는 이들의 부분들)은, 예를 들어, 데이터 센터(예를 들어, 클라우드 컴퓨팅 환경), 컴퓨터 시스템, 하나 이상의 서버/호스트 디바이스 등 내에서 동작하도록 구성될 수 있다. 일부 구현들에서, 신호 송신기들(101, 102) 및 신호 수신기들(103, 104)은 하나 이상의 디바이스 및/또는 하나 이상의 서버 디바이스를 포함할 수 있는 다양한 타입들의 네트워크 환경들 내에서 기능할 수 있다. 예를 들어, 네트워크(106)는 사설 네트워크, 가상 사설 네트워크(Virtual Private Network)(VPN), 다중프로토콜 레이블 스위칭(Multiprotocol Label Switching)(MPLS) 회로, 인터넷, 인트라넷, 근거리 네트워크(local area network)(LAN), 광역 네트워크(wide area network)(WAN), 도시권 네트워크(metropolitan area network)(MAN), 마이크로웨이브 액세스를 위한 월드와이드 상호 운용성 네트워크(worldwide interoperability for microwave access network)(WiMAX®), Bluetooth® 네트워크, 가상 네트워크, 및/또는 이들의 임의의 조합일 수도 있고, 또는 이들을 포함할 수도 있다. 일부 인스턴스들에서, 통신 네트워크(106)는, 예를 들어, Wi-Fi 또는 무선 근거리 네트워크(wireless local area network)("WLAN"), 무선 광역 네트워크(wireless wide area network)("WWAN"), 및/또는 셀룰러 네트워크와 같은 무선 네트워크일 수 있다. 통신 네트워크(106)는 무선 네트워크 및/또는 예를 들어, 게이트웨이 디바이스들, 브리지들, 스위치들 등을 사용하여 구현되는 무선 네트워크일 수도 있고, 또는 이를 포함할 수도 있다. 네트워크(106)는 하나 이상의 세그먼트를 포함할 수 있고/있거나, 인터넷 프로토콜(Internet Protocol)(IP) 및/또는 독점 프로토콜(proprietary protocol)과 같은 다양한 프로토콜들에 기초한 부분들을 가질 수 있다. 통신 네트워크(106)는 인터넷의 적어도 일부를 포함할 수 있다. 일부 인스턴스들에서, 통신 네트워크(106)는, 예를 들어, 네트워크 브리지들, 라우터들, 스위치들, 게이트웨이들 등(도시 생략)에 의해 서로 동작 가능하게 커플링되는 다수의 네트워크들 또는 서브네트워크들을 포함할 수 있다.

고속 유니터리 변환들

위에서 설명된 하나 이상의 방법 및 시스템은 대개 벡터에 대한 행렬 연산을 포함한다. 벡터의 길이가 N이고 행렬의 사이즈가 N×N인 경우(예를 들어, 행렬이 유니터리 행렬일 때), 벡터에 대한 행렬 연산은 O(N²)개의 곱셈을 포함한다. 따라서, N이 증가함에 따라, 통신 시스템에 대한 계산 부담은 엄청날 수 있다.

일부 실시예들에서는, 계산 복잡도를 감소시키기 위해 일부 고속 유니터리 변환들이 채택될 수 있다. 예를 들어, 벡터에 대한 행렬 연산은 푸리에 행렬, Walsh-Hadamard 행렬, Haar 행렬, slant 행렬, 특정 타입들의 Toeplitz 행렬, 및 빠른 복잡도 클래스에서 벡터에 대해 동작될 수 있는 특정 타입들의 순환 행렬(circulant matrix)들을 사용하여 달성될 수 있다. 그러나, 이러한 타입들의 행렬들은 제한된 클래스의 변환들만을 형성할 뿐이며, 따라서 결과적인 보안 레벨이 만족스럽지 않을 수 있다.

통신의 보안을 유지하면서 복잡도 문제들을 해결하기 위해, 본 명세서에서 설명되는 하나 이상의 시스템 및 방법은 더 작은 행렬들로부터 임의의 유니터리 행렬을 구축하기 위한 접근법을 채택한다. 이 접근법에서, 유니터리 행렬들은 레이어들로 구축된다. 각각의 레이어는 두 가지 연산을 포함한다. 제1 연산은 순열(permutation)이고, 제2 연산은 U(2) 행렬들의 직접 합(direct sum)이다. 순열 행렬(permutation matrix)들은 임의의 부동 소수점 연산들을 필요로 하지 않는 유니터리 행렬들이므로, 계산이 자유로우며, 즉, O(1)의 복잡도를 갖는다. U(2) 행렬들은 대각선을 따라 2x2 블록들을 제외하고 대부분의 값들이 0인 행렬들이다(블록-U(2) 행렬들이라고도 함). 이러한 블록-U(2) 행렬들은 4×N/2 = 2×N개의 곱셈만을 포함한다. 결과적으로, 블록-U(2)를 포함하는 레이어는 블록-U(2)에 대해 2xN개의 곱셈을 포함하고 순열에 대해서는 곱셈들을 포함하지 않는다. 즉, 유니터리 행렬의 구성 동안 하나의 레이어는 복잡도 O(N)를 갖는다.

유니터리 행렬을 구성하는 총 복잡도는 레이어들의 수와 각각의 레이어의 복잡도인 O(N)의 곱(product)이다. 일부 실시예들에서, 레이어들의 총 수는 일 수 있고, 따라서 모든 레이어들의 총 복잡도는 이며, 이는 표준 OFDM의 복잡도와 등가이다. 또한, 순열 행렬들 및 블록-U(2)의 개의 레이어는 조밀한 유니터리(dense unitary)를 생성할 수 있다. 고속 유니터리 행렬들의 공간은 유니터리 행렬들의 전체 공간만큼 크지는 않지만, 여전히 도청자에 의한 공격을 금지할 만큼 충분히 클 수 있다.

일부 실시예들에서, 본 명세서에서 설명되는 접근법은 유니터리 행렬들을 구축하기 위해 블록-U(m) 행렬들을 채택할 수 있으며, 여기서 m은 양의 정수(예를 들어, m = 3, 4, 5 등)이다. 일부 실시예들에서는, 유니터리 행렬을 구성할 때, 상이한 사이즈들을 갖는 행렬들도 단일 레이어 내에서 사용될 수 있다. 일부 실시예들에서, 상이한 레이어들은 상이한 사이즈들을 갖는 행렬들을 사용할 수 있으며, 예를 들어, 제1 레이어는 블록-U(m) 행렬들을 사용하고 제2 레이어는 블록-U(l) 행렬들을 사용하며, 여기서 m은 l과 상이하다. 예를 들어, N = 8인 경우, 4개의 2×2 블록-U(2) 행렬의 세트가 제1 레이어에서 사용될 수 있고, 순열이 뒤따른다. 그런 다음, 2개의 U(3) 행렬과 단일 U(2) 행렬이 제2 레이어에서 사용될 수 있고, 다른 순열이 뒤따른다. 제3 레이어는 블록-U(2) 행렬, 블록-U(4) 행렬, 그 다음 다른 블록-U(2) 행렬을 포함할 수 있으며, 제3 순열이 뒤따를 수 있다.

일부 실시예들에서, 특정 타입들의 고속 유니터리 행렬들은 또한 레이어들의 측면들에서 작성될 수 있으며, 이들 각각은 순열, 및 더 작은 행렬들의 블록들의 직접 합을 포함한다. 이러한 타입들의 행렬들은, 예를 들어, 푸리에 행렬들, Walsh-Hadamard 행렬들, Haar 행렬들, slant 행렬들 및 Toeplitz 행렬들을 포함한다. 일부 실시예들에서, 레이어화된 접근법을 사용하여 구성될 수 있는 유니터리 행렬은 이산 푸리에 행렬들의 직접 합이 아닌 임의의 행렬을 포함한다.

본 명세서에서 설명되는 레이어화된 접근법은 유니터리 행렬의 구성을 포함하는 임의의 상황에서 사용될 수 있다. 예를 들어, 레이어화된 접근법은 도 1에서 예시되고 위에서 설명된 시스템(100)의 초기 벡터 발생 매니저(130)에 의해 사용될 수 있다.

도 2는 실시예에 따른 유니터리 행렬들을 구축하기 위한 레이어화된 접근법을 포함하는 통신 방법(200)을 예시하는 흐름도이다. 방법(200)은, 단계(210)에서, 제1 컴퓨팅 디바이스의 제1 프로세서를 통해, 인커밍 데이터에 기초하여 복수의 심볼들을 발생시키는 단계를 포함한다. 단계(220)에서, 사이즈 N×N의 유니터리 행렬이 분해된다(여기서, N은 양의 정수임). 분해는 1) 순열된 복수의 심볼들을 생성하기 위해 순열 행렬을 사용하여 복수의 심볼들로부터의 각각의 심볼에 순열을 적용하는 단계, 및 2) 사이즈 M×M의 적어도 하나의 프리미티브 변환 행렬(primitive transformation matrix)을 사용하여 순열된 복수의 심볼들로부터의 각각의 심볼을 변환하는 단계 - 여기서, M은 N보다 작거나 이와 동일한 값을 갖는 양의 정수임 - 를 포함한다. 단계 2)의 결과는 복수의 변환된 심볼들을 생성하는 것이다. 일부 실시예들에서, 각각의 프리미티브 변환 행렬은 위에서 설명된 바와 같이 블록-U(M) 행렬을 포함할 수 있다.

방법(200)은 또한, 단계(230)에서, 복수의 송신기들에 복수의 변환된 심볼들을 나타내는 신호를 전송하는 단계를 포함한다. 그런 다음, 송신기들은 복수의 송신기들로부터 복수의 수신기들로 복수의 변환된 심볼들을 나타내는 신호를 송신한다. 단계(240)에서, 유니터리 행렬을 나타내는 신호가 복수의 수신기들에 유니터리 행렬을 송신하기 위해 제2 컴퓨팅 디바이스에 전송된다. 일부 실시예들에서, 유니터리 행렬은 변환된 심볼들을 나타내는 신호를 송신하기 전에 수신기들에 송신될 수 있다. 수신기들은 심볼들(즉, 단계(210)에서 발생된 심볼들)의 복구를 위해 수신된 유니터리 행렬을 사용할 수 있다.

일부 실시예들에서, 단계(220)에서, 유니터리 행렬의 분해는 각각이 순열 및 프리미티브 변환을 포함하는 다수의 레이어들에 의해 달성될 수 있다. 예를 들어, 제1 레이어는 제1 순열 행렬과 제1 프리미티브 변환 행렬을 사용하고, 제2 레이어는 제2 순열 행렬과 제2 프리미티브 변환 행렬을 사용한다. 일부 실시예들에서, 레이어들의 총 수는 에 필적할 수 있으며, 여기서 N은 단계(210)에서 발생된 심볼들의 수이다.

일부 실시예들에서, 단계(220)에서 분해된 유니터리 행렬은 푸리에 행렬, Walsh 행렬, Haar 행렬, slant 행렬, 또는 Toeplitz 행렬을 포함한다. 일부 실시예들에서는, 단계(220)에서의 유니터리 행렬의 분해 동안, 순열을 적용한 뒤에 다른 순열이 바로 뒤따르지 않는다.

일부 실시예들에서, 프리미티브 변환 행렬은 2의 크기를 갖는 차원(예를 들어, 길이)을 갖고, 유니터리 행렬을 구성하는 것은 회 발생하는 반복 프로세스를 포함한다. 일부 실시예들에서는, 다른 길이들이 또한 프리미티브 변환 행렬에 사용될 수 있다. 예를 들어, 프리미티브 변환 행렬은 2보다 큰 길이(예를 들어, 3, 4, 5 등)를 가질 수 있다. 일부 실시예들에서, 프리미티브 변환 행렬은 다양한 차원들을 갖는 복수의 더 작은 행렬들을 포함한다. 예를 들어, 프리미티브 변환 행렬은 블록-U(m) 행렬들을 포함할 수 있으며, 여기서 m은 단일 레이어 내에서 또는 상이한 레이어들 사이에서 상이한 값들일 수 있다.

일부 실시예들에서, 방법(200)에서 사용되는 수신기는 복수의 안테나 어레이들을 포함한다. 복수의 수신기들 및 복수의 송신기들은 다중 입력 다중 출력(MIMO) 동작들을 수행하도록 구성된다.

일부 실시예들에서는, 실시예에 따른 유니터리 행렬들의 레이어화된 구성을 사용하는 통신을 위한 시스템이 사용된다. 시스템은 신호 송신기 또는 복수의 신호 송신기들(예를 들어, 1에서 i까지 번호가 지정됨) 및 신호 수신기 또는 복수의 신호 수신기들(예를 들어, 1에서 j까지 번호가 지정됨)을 포함하며, 여기서 i 및 j는 모두 양의 정수들이다. 일부 실시예들에서, i와 j는 동일할 수 있다. 일부 다른 실시예들에서, i는 j와 상이할 수 있다. 일부 실시예들에서, 송신기들 및 수신기들은 다중 입력 다중 출력(MIMO) 동작들을 수행하도록 구성된다.

일부 실시예들에서, 송신기들은 도 3에 예시되고 아래에서 설명되는 신호 송신기(301)와 실질적으로 동일할 수 있다. 일부 실시예들에서, 수신기들은 도 4에 예시되고 아래에서 설명되는 신호 수신기(401)와 실질적으로 동일할 수 있다. 일부 실시예들에서, 각각의 송신기는 안테나를 포함하고, 다수의 송신기들의 안테나들은 안테나 어레이를 형성할 수 있다. 일부 실시예들에서, 각각의 수신기는 안테나를 포함하고, 다수의 수신기들의 안테나들 또한 안테나 어레이를 형성할 수 있다.

시스템은 또한 신호 송신기들에 동작 가능하게 커플링되는 프로세서를 포함한다. 일부 실시예들에서, 프로세서는 단일 프로세서를 포함한다. 일부 실시예들에서, 프로세서는 프로세서들의 그룹을 포함한다. 일부 실시예들에서, 프로세서는 송신기들 중 하나 이상에 포함될 수 있다. 일부 실시예들에서, 프로세서는 송신기들로부터 분리될 수 있다. 예를 들어, 프로세서는 인커밍 데이터를 프로세싱한 다음 인커밍 데이터를 나타내는 신호들을 송신하라고 송신기들에 지시하도록 구성되는 컴퓨팅 디바이스에 포함될 수 있다.

프로세서는 인커밍 데이터에 기초하여 복수의 심볼들을 발생시키고, 사이즈 N×N의 유니터리 변환 행렬을 레이어들의 세트로 분해하도록 구성되며, 여기서 N은 양의 정수이다. 각각의 레이어는 순열 및 사이즈 M×M의 적어도 하나의 프리미티브 변환 행렬을 포함하며, 여기서 M은 N보다 작거나 이와 동일한 양의 정수이다.

프로세서는 또한 복수의 변환된 심볼들을 생성하기 위해 레이어들의 세트로부터의 적어도 하나의 레이어를 사용하여 복수의 심볼들로부터의 각각의 심볼을 인코딩하도록 구성된다. 그런 다음, 복수의 변환된 심볼들을 나타내는 신호가 복수의 신호 수신기들에 대한 송신을 위해 복수의 송신기들에 전송된다. 일부 실시예들에서, 송신기들의 각각의 송신기는 수신기들의 임의의 수신기와 통신할 수 있다.

일부 실시예들에서, 프로세서는, 신호 수신기들에 변환된 심볼들을 나타내는 신호를 송신하기 전에, 수신기들에 (1) 유니터리 변환 행렬, 또는 (2) 유니터리 변환 행렬의 역 중 하나를 나타내는 신호를 전송하도록 추가로 구성된다. 이 신호는 입력 데이터로부터 발생된 심볼들을 복구하기 위해 신호 수신기들에 의해 사용될 수 있다. 일부 실시예들에서, 유니터리 변환 행렬은 심볼 복구를 위해 사용될 수 있다. 일부 실시예들에서, 복구는 유니터리 변환 행렬의 역을 사용하여 달성될 수 있다.

일부 실시예들에서, 고속 유니터리 변환 행렬은 푸리에 행렬, Walsh 행렬, Haar 행렬, slant 행렬, 또는 Toeplitz 행렬 중 하나를 포함한다. 일부 실시예들에서, 프리미티브 변환 행렬은 2의 크기를 갖는 차원(예를 들어, 길이)을 갖고, 레이어들의 세트는 개의 레이어를 포함한다. 일부 실시예들에서, 임의의 다른 길이가 전술한 바와 같이 사용될 수 있다. 일부 실시예들에서, 신호 수신기들은 타겟 디바이스에 복수의 변환된 심볼들을 나타내는 신호를 송신하도록 구성된다.

도 3은 실시예에 따라 도 1을 참조하여 위에서 설명된 gUBDM 시스템(100)과 같은 gUBDM 시스템의 일부일 수 있는 예시적인 신호 송신기(301)의 개략적인 블록도이다. 신호 송신기(301)는 도 1에 예시된 시스템(100)의 신호 송신기들(101, 102)과 구조적으로 및 기능적으로 유사할 수 있다. 일부 실시예들에서, 신호 송신기(301)는 메모리에 저장되는 명령어들을 프로세싱하도록 구성되는 프로세서들일 수도 있고, 또는 이를 포함할 수도 있다. 신호 송신기(301)는 하드웨어-기반 컴퓨팅 디바이스, 및/또는 예를 들어, 서버, 데스크탑 컴퓨팅 디바이스, 스마트폰, 태블릿, 웨어러블 디바이스, 랩탑 등과 같은 멀티미디어 디바이스일 수 있다. 신호 송신기(301)는 프로세서(311), 메모리(312)(예를 들어, 데이터 스토리지를 포함함), 및 통신기(communicator)(313)를 포함한다.

프로세서(311)는, 예를 들어, 하드웨어 기반 집적 회로(integrated circuit)(IC) 또는 코드 또는 명령어들의 세트를 실시 및/또는 실행하도록 구성되는 임의의 다른 적절한 프로세싱 디바이스일 수 있다. 예를 들어, 프로세서(311)는 범용 프로세서, 중앙 프로세싱 유닛(central processing unit)(CPU), 가속 프로세싱 유닛(accelerated processing unit)(APU), 애플리케이션 특정 집적 회로(application specific integrated circuit)(ASIC), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor)(DSP), 필드 프로그램 가능 게이트 어레이(field programmable gate array)(FPGA), 프로그램 가능 로직 어레이(programmable logic array)(PLA), 복합 프로그램 가능 로직 디바이스(complex programmable logic device)(CPLD), 프로그램 가능 로직 제어기(programmable logic controller)(PLC) 등일 수 있다. 프로세서(311)는 시스템 버스(예를 들어, 어드레스 버스, 데이터 버스 및/또는 제어 버스)를 통해 메모리(312)에 동작 가능하게 커플링될 수 있다.

프로세서(311)는 송신될 신호를 수신하고, 임의의 변환을 적용함으로써 신호를 변환된 신호로 변환하는 프로세싱을 수행하도록 구성될 수 있다. 일부 구현들에서, 프로세서(311)는 변환된 신호가 gUBDM 시스템을 사용하여 안전하고 효율적인 방식으로 송신될 수 있도록 유니터리 변환으로 정의되는 임의의 변환을 적용할 수 있다.

프로세서(311)는 컨버터(314), 임의의 트랜스폼 선택기(315), 및 임의의 트랜스폼 적용기(316)를 포함하는 컴포넌트들의 세트를 포함할 수 있다. 프로세서(311)는 신호들(321A, 321B)의 세트를 수신하고, 임의의 변환들(331A, 331B)의 세트를 수행하고, 변환된 신호들(341A, 341B)의 세트를 전송할 수 있다.

일부 실시예들에서, 컨버터(314), 임의의 트랜스폼 선택기(315), 및 임의의 트랜스폼 적용기(316) 각각은 메모리(312)에 저장되고 프로세서(311)에 의해 실행되는 소프트웨어일 수 있다. 예를 들어, 프로세서(311)의 상기 언급된 부분들 각각은 프로세서(311)로 하여금 컨버터(314), 임의의 트랜스폼 선택기(315), 및 임의의 트랜스폼 적용기(316)를 실행하게 하는 코드일 수 있다. 코드는 메모리(312), 및/또는 예를 들어, ASIC, FPGA, CPLD, PLA, PLC 등과 같은 하드웨어-기반 디바이스에 저장될 수 있다. 다른 실시예들에서, 컨버터(314), 임의의 트랜스폼 선택기(315), 및 임의의 트랜스폼 적용기(316) 각각은 개개의 기능들을 수행하도록 구성되는 하드웨어일 수 있다. 일부 실시예들에서, 컴포넌트들 각각은 소프트웨어와 하드웨어 기반의 조합일 수 있다. 일부 실시예들에서, 프로세서(311)의 컴포넌트들(예를 들어, 컨버터(314), 임의의 트랜스폼 선택기(315), 임의의 트랜스폼 적용기(316)) 중 하나 이상은 하나 이상의 타입의 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어, 운영 체제, 런타임 라이브러리 등을 포함할 수 있는 하나 이상의 플랫폼(예를 들어, 하나 이상의 유사하거나 상이한 플랫폼)에 기초하여 동작하도록 구성될 수 있다. 일부 구현들에서, 신호 송신기의 컴포넌트들은 디바이스들의 클러스터(예를 들어, 서버 팜) 내에서 동작하도록 구성될 수 있다. 이러한 구현들에서, 신호 송신기(301)의 컴포넌트들의 기능 및 프로세싱은 디바이스들의 클러스터의 여러 디바이스들에 분산될 수 있다. 신호 송신기(301) 및 신호 수신기(401)의 컴포넌트들은 어트리뷰트(attribute)들을 프로세싱하도록 구성되는 임의의 타입의 하드웨어 및/또는 소프트웨어일 수도 있고, 또는 이를 포함할 수도 있다.

컨버터(314)는 송신될 신호를 수신하고, 임의의 변환을 사용하여 프로세서(311)에 의해 변환될 수 있는 형태로 신호를 준비하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 프로세서(311)는 직렬 세트의 심볼들 b_n의 형태로 신호를 수신할 수 있다. 컨버터(314)는 직렬 세트의 심볼들 b_n을 병렬 세트의 심볼들로 컨버팅하기 위해 심볼들 b_n의 세트에 대해 직렬-대-병렬 계산을 수행하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 컨버터(314)는 심볼들의 세트에 기초하여 복수의 벡터들(예를 들어, 벡터들(321A 및 321B))을 발생시킬 수 있다. 일부 구현들에서, 컨버터(314)는 복수의 입력 비트들의 형태로 신호를 수신할 수 있다. 컨버터(314)는 복수의 입력 비트들에 기초하여 복수의 심볼들을 발생시키도록 구성될 수 있다. 컨버터(314)는 복수의 심볼들에 기초하여 복수의 블록들을 발생시키도록 추가로 구성될 수 있으며, 여기서 복수의 블록들로부터의 각각의 블록은 복수의 벡터들(예를 들어, 벡터들(321A, 321B))로부터의 벡터를 나타낸다. 대안적으로, 컨버터(314)는 복수의 심볼들에 기초하여 다수의 복수 개들의 블록들(pluralities of blocks)을 발생시키도록 추가로 구성될 수 있으며, 여기서 다수의 복수 개들의 블록들로부터의 각각의 복수의 블록들은 복수의 벡터들(예를 들어, 벡터들(321A, 321B))로부터의 벡터를 나타낸다.

임의의 트랜스폼 선택기(315)는, 송신될 신호 또는 컨버터(314)에 의해 발생된 복수의 벡터들에 적어도 부분적으로 기초하여, 신호 송신기(201)로부터 gUBDM 시스템과 연관된 하나 이상의 수신기로 벡터들을 안전하고 효율적으로 송신하기 위해 복수의 벡터들(예를 들어, 벡터들(321A, 321B)에 대해 적용될 임의의 변환(예를 들어, 임의의 변환(331A, 331B))을 선택하도록 구성될 수 있다. 임의의 변환(예를 들어, 임의의 변환(331A, 331B))은 비-선형 변환, 유니터리 변환, ETF 변환 또는 NETF 변환 중 하나 또는 이들 중 임의의 것의 조합을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 임의의 트랜스폼 선택기(315)는 설계에 의한 유니터리인 임의의 변환들(예를 들어, 임의의 변환(331A, 331B))의 라이브러리에 대한 액세스를 가질 수 있으며, 이로부터 하나가 신호를 송신하기 위해 선택될 수 있다. 임의의 트랜스폼 선택기(315)는, 예를 들어, 통신 핸드셰이크를 통해 두 통신자 사이에서 협상되거나 다르게는 통신 시스템의 참가자에 의해 입력된 변환 타입 및/또는 기준에 기초하여 임의의 변환을 선택할 수 있다. 기준들은, 예를 들어, 원하는 보안 레벨, 레이턴시 임계값, 오류 레이트 임계값, 최소 데이터 레이트, 최대 데이터 레이트 등 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 특히, 유니터리 변환은 심볼들의 벡터에 대해 수행될 수 있는 가장 큰 클래스의 변환들이며, 이는 신호의 총 전력을 변경되지 않은 상태로 둔다. 비-유니터리 변환이 사용되는 경우, 수신기에서의 역 변환은 수신된 심볼들 중 일부에서 반드시 노이즈를 증폭할 것이지만, 유니터리 변환들의 경우에는 그렇지 않다.

일부 인스턴스들에서, 임의의 트랜스폼 선택기(315)는 항등 행렬(identity matrix), 이산 푸리에 행렬이 아니거나, 또는 푸리에 행렬들의 임의의 다른 직접 합인 변환을 선택하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 일부 구현들에서, 임의의 변환 선택기(315)는 유니터리 변환들의 라이브러리를 가질 수 있고, 가이드라인들의 세트에 기초하여, 하나의 유니터리 변환 U를 선택하고, U가 항등 행렬인지 또는 이산 푸리에 행렬인지, 또는 푸리에 행렬들의 세트의 임의의 다른 직접 합인지를 체크하기 위해 계산들을 수행할 수 있다. U가 위의 3개의 카테고리 중 하나인 경우, 일부 실시예들에서, 임의의 트랜스폼 선택기(315)는 U를 폐기하고, 상기 3개의 카테고리 중 임의의 것이 아닌 가이드라인을 충족할 수 있는 다른 변환을 선택할 수 있다. 임의의 변환 선택기(315)가 항등 행렬, 이산 푸리에 행렬이 아니거나, 또는 푸리에 행렬들의 임의의 다른 직접 합인 변환 U를 선택하는 경우, 이것은 U를 해당 실시예에 따른 gUBDM 시스템을 사용하여 송신될 신호를 변환하는 인스턴스에 사용될 임의의 변환 A로서 할당할 수 있다.

일부 구현들에서, 임의의 트랜스폼 선택기(315)는 프로세서(311)에 의해 수신된 입력들의 세트에 기초하여 선택을 수행할 수 있다. 일부 구현들에서, 임의의 트랜스폼 선택기(315)는 신호, 복수의 벡터들, 신호 송신의 특성(예를 들어, 보안 요구 사항, 신호의 정보 콘텐츠 민감도, 신호 송신 경로 등)과 연관된 파라미터들의 세트에 기초하여 선택을 수행할 수 있다. 일부 구현들에서, 임의의 트랜스폼 선택기(315)는 프로세서(311)에 의해 수신된 입력들의 세트(예를 들어, 프로세서(311)에 의해 수신된 사용자 입력들의 세트)에 따라 임의의 변환을 정의하고 발생시키도록 구성될 수 있다.

임의의 트랜스폼 적용기(316)는 복수의 변환된 벡터들(예를 들어, 변환된 벡터들(341A, 341B))을 발생시키기 위해 복수의 벡터들(예를 들어, 벡터들(321A, 321B))에 대해 선택된 임의의 변환을 적용할 수 있다. 일부 구현들에서, 복수의 변환된 벡터들은 복수의 벡터들의 총 크기와 실질적으로 동일한 총 크기를 가질 수 있다.

그런 다음, 변환된 벡터들은 신호 수신기와 연관된 하나 이상의 신호 수신기에 전송되도록 통신기(313)에 포함된 신호 송신기 안테나들(317 및 318)로 전송될 수 있다. 일부 구현들에서, 예를 들어, 임의의 트랜스폼 적용기(316)는 변환된 벡터들을 발생시키기 위해 벡터들의 세트에 대해 변환 행렬 A를 적용하기 위해 행렬 연산들을 수행하도록 구성될 수 있다. 일부 구현들에서, 임의의 트랜스폼 적용기(316)는 임의의 변환을 적용하기 전에 벡터들의 세트에 대해 임의의 적절한 수의 절차들(예를 들어, 신호 프로세싱 절차들, 적절한 행렬 연산들)을 수행하도록 구성될 수 있다.

앞서 설명된 바와 같이, 2개의 신호 송신기 안테나(317 및 318)를 포함하는 것으로 예시되어 있지만, 유사한 신호 송신기가 일부 실시예들에 따라 단일 송신기 안테나를 포함할 수 있다. 유사한 신호 송신기는 또 다른 실시예들에 따라 임의의 적절한 더 많은 수의 신호 송신기 안테나(즉, 2개보다 많은 송신기 안테나)를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 신호 송신기(301)는 다중 입력 다중 출력(MIMO) 동작들을 수행하도록 구성되는 복수의 안테나 어레이들을 포함할 수 있다.

신호 송신기(301)의 메모리(312)는, 예를 들어, 랜덤 액세스 메모리(random access memory)(RAM), 메모리 버퍼, 하드 드라이브, 판독 전용 메모리(read-only memory)(ROM), 소거 가능한 프로그램 가능 판독 전용 메모리(erasable programmable read-only memory)(EPROM) 등일 수 있다. 메모리(312)는, 예를 들어, 프로세서(311)로 하여금 하나 이상의 프로세스, 기능 등(예를 들어, 컨버터(314), 임의의 트랜스폼 선택기(315), 임의의 트랜스폼 적용기(316)와 연관된 기능들)을 수행하게 하는 명령어들을 포함할 수 있는 하나 이상의 소프트웨어 모듈 및/또는 코드를 저장할 수 있다. 일부 실시예들에서, 메모리(312)는 점진적으로 추가되어 사용될 수 있는 확장 가능한 스토리지 유닛들을 포함할 수 있다. 일부 구현들에서, 메모리(312)는 프로세서(311)에 동작 가능하게 커플링될 수 있는 휴대용 메모리(예를 들어, 플래시 드라이브, 휴대용 하드 디스크 등)일 수 있다. 다른 인스턴스들에서, 메모리는 신호 송신기(301)와 원격으로 동작 가능하게 커플링될 수 있다. 예를 들어, 원격 데이터베이스 서버는 메모리의 역할을 할 수 있고, 신호 송신기(301)에 동작 가능하게 커플링될 수 있다.

통신기(313)는 프로세서(311) 및 메모리(312)에 동작 가능하게 커플링되는 하드웨어 디바이스일 수 있고/있거나, 프로세서(311)에 의해 실행되는 메모리(312)에 저장된 소프트웨어일 수 있다. 통신기(313)는 신호 송신기 안테나(317) 및 임의적으로 신호 송신기 안테나(318)를 포함할 수 있다. 송신기(317)에 추가하여 제2 송신기 안테나(318)가 도 3에 도시되어 있지만, 신호 송신기(301)와 유사한 신호 송신기가 일부 실시예들에 따라 임의의 수의 송신기 안테나를 가질 수 있거나, 또는 일부 다른 실시예들에 따라 단일 신호 송신기 안테나만을 가질 수 있다. 통신기(313)는, 예를 들어, 네트워크 인터페이스 카드(network interface card)(NIC), Wi-Fi^TM 모듈, Bluetooth® 모듈 및/또는 임의의 다른 적절한 유선 및/또는 무선 통신 디바이스일 수 있다. 또한, 통신기(313)는 스위치, 라우터, 허브 및/또는 임의의 다른 네트워크 디바이스를 포함할 수 있다. 통신기(313)는 신호 송신기(301)를 (도 1에 도시된 통신 네트워크(106)와 같은) 통신 네트워크에 연결하도록 구성될 수 있다. 일부 인스턴스들에서, 통신기(313)는, 하나 이상의 통신 채널을 통해, 예를 들어, 인터넷, 인트라넷, 근거리 네트워크(LAN), 광역 네트워크(WAN), 도시권 네트워크(MAN), 마이크로웨이브 액세스를 위한 월드와이드 상호 운용성 네트워크(WiMAX®), 광파이버(optical fiber)(또는 광섬유)-기반 네트워크, Bluetooth® 네트워크, 가상 네트워크, 및/또는 이들의 임의의 조합과 같은 통신 네트워크에 연결하도록 구성될 수 있다.

일부 인스턴스들에서, 통신기(313)는 통신 네트워크(예를 들어, 도 1의 gUBDM 시스템(100)의 통신 네트워크(106))를 통해 하나 이상의 통신 채널을 통해 파일 및/또는 파일들의 세트의 수신 및/또는 송신을 용이하게 할 수 있다. 일부 인스턴스들에서는, 수신된 파일이 본 명세서에서 추가로 상세하게 설명되는 바와 같이 프로세서(211)에 의해 프로세싱되고/되거나 메모리(312)에 저장될 수 있다. 일부 인스턴스들에서는, 이전에 설명된 바와 같이, 통신기(313)가, 신호 송신기 안테나들(317 및 318)을 통해, gUBDM 시스템의 일부로서 통신 네트워크에 연결되는 하나 이상의 신호 수신기와 연관된 하나 이상의 신호 수신기 안테나에 복수의 변환된 벡터들을 전송하도록 구성될 수 있다. 통신기(313)는 또한 임의의 변환 시스템들의 라이브러리와 연관된 데이터를 전송 및/또는 수신하도록 구성될 수 있다.

도 1로 돌아가서, gUBDM 시스템(100)에 연결되는 신호 송신기들(101, 102)은 통신 네트워크(106)에 정의된 하나 이상의 통신 채널을 통해 신호 수신기들(103, 104)과 통신하고 이들에 신호들을 송신하도록 구성될 수 있다. 도 4는 gUBDM 시스템의 일부인 신호 수신기(401)의 개략도이다. 신호 수신기(401)는 도 1에 예시된 시스템(100)의 신호 수신기들(103, 104)과 구조적으로 및 기능적으로 유사할 수 있다. 신호 수신기(401)는 프로세서(411), 메모리(412) 및 통신기(413)를 포함한다.

프로세서(411)는, 예를 들어, 하드웨어 기반 집적 회로(IC) 또는 코드 또는 명령어들의 세트를 실시 및/또는 실행하도록 구성되는 임의의 다른 적절한 프로세싱 디바이스일 수 있다. 예를 들어, 프로세서(311)는 범용 프로세서, 중앙 프로세싱 유닛(CPU), 가속 프로세싱 유닛(APU), 애플리케이션 특정 집적 회로(ASIC), 디지털 신호 프로세서(DSP), 필드 프로그램 가능 게이트 어레이(FPGA), 프로그램 가능 로직 어레이(PLA), 복합 프로그램 가능 로직 디바이스(CPLD), 프로그램 가능 로직 제어기(PLC) 등일 수 있다. 프로세서(411)는 시스템 버스(예를 들어, 어드레스 버스, 데이터 버스 및/또는 제어 버스)를 통해 메모리(412)에 동작 가능하게 커플링될 수 있다.

프로세서(411)는 통신 네트워크(예를 들어, 도 1의 네트워크(106))에 정의된 하나 이상의 통신 채널을 통해 안전하게 송신되는 변환된 신호를 수신하고, 변환된 신호를 발생시키는 데 사용된 임의의 변환과 연관된 정보를 획득하고, 정보에 기초하여, (예를 들어, 임의의 변환의 역을 적용함으로써) 원래 신호를 복구하기 위해 변환된 신호를 프로세싱하여, 원래 신호가 실시예에 따른 gUBDM 시스템을 사용하여 안전하고 효율적인 방식으로 목적지에 의해 수신되게 할 수 있도록 구성될 수 있다.

프로세서(411)는 컨버터(414), 임의의 트랜스폼 식별자(415), 및 임의의 트랜스폼 반전기(arbitrary transform reverser)(416)를 포함하는 컴포넌트들의 세트를 포함할 수 있다. 프로세서(411)는 신호 수신기(401)가 그 일부인 gUBDM 시스템의 일부인 신호 송신기의 하나 이상의 송신기 안테나(예를 들어, 신호 송신기(301)의 송신기 안테나들(317 및 318))로부터 수신된 변환된 신호들을 나타내는 복수의 변환된 벡터들(441A, 441B)을 포함하거나, 또는 이들을 메모리(412)로부터 액세스할 수 있다. 프로세서(411)는 신호 송신기로부터 수신된 신호와 연관된 정보에 기초하여 식별된 임의의 변환들(431A 및 431B)의 세트, 및 식별된 임의의 변환들에 기초하여 계산된 역 변환(reverse transformation)들(451A, 451B)의 세트, 및 원래 신호들의 세트를 나타내는 복수의 벡터들(421A, 421B)을 포함하거나, 또는 이들을 메모리(412)에서 액세스할 수 있다.

임의의 트랜스폼 식별자(415)는 신호 수신기들(417 및 418)을 통해 수신된 변환된 신호(예를 들어, 변환된 벡터들(441A, 441B)로 나타내어지는 변환된 신호)와 연관된 정보를 수신하도록 구성될 수 있으며, 정보는 변환된 신호들을 발생시키는 데 사용된 임의의 변환의 아이덴티티의 표시를 포함한다. 임의의 트랜스폼 식별자(415)는, 정보에 기초하여, 변환된 신호(예를 들어, 변환된 신호들(441A, 441B))로부터 원래 신호(예를 들어, 복수의 벡터들(421A, 421B)에 의해 나타내어지는 원래 신호)를 복구하는 데 사용될 수 있는 임의의 변환을 식별하도록 구성된다.

임의의 트랜스폼 반전기(416)는, 임의의 변환의 아이덴티티에 기초하여, 변환된 신호로부터 원래 신호를 복구하기 위해 식별된 임의의 변환의 효과들을 반전시키도록 구성되는 역 변환(예를 들어, 역 변환들(451A, 451B))이라고도 지칭되는 식별된 임의의 변환의 역을 발생시킨다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 임의의 트랜스폼 반전기(416)는 변환된 신호를 나타내고 신호 수신기(401)에 의해 수신되는 복수의 변환된 벡터들(441A 및 441B)에 대해 적용되도록 구성되는 역 변환(A')(451A)을 발생시켜, 역변환(A')(451A)이 임의의 변환(A)(431A)의 효과들을 반전시키고, 원래 신호를 나타내는 복수의 벡터들(421A 및 421B)을 복구하게 하도록 할 수 있다.

컨버터(414)는 원래 신호를 나타내는 복구된 복수의 벡터들(예를 들어, 421A 및 421B)을 수신하고, 복구된 복수의 벡터들로부터 원래 신호를 재생시키도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 프로세서는 병렬 세트의 심볼들 b_n을 수신할 수 있다. 컨버터(414)는 병렬 세트의 심볼들 b_n을 원래 신호와 유사할 수 있는 직렬 세트의 심볼들로 컨버팅하기 위해 심볼들 b_n의 세트에 대해 병렬-대-직렬 계산을 수행하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 컨버터(414)는 복수의 복구된 벡터들(예를 들어, 벡터들(421A 및 421B))을 수신하고, 벡터들에 기초하여, 심볼들의 세트를 포함하는 원래 신호를 발생시킬 수 있다. 일부 실시예들에서, 컨버터(414)는 복수의 복구된 벡터들(예를 들어, 벡터들(421A 및 421B))을 수신하고, 복구된 벡터들에 기초하여, 각각의 복수의 블록들이 복수의 벡터들의 벡터를 나타내는 복수 개들의 블록들을 발생시킬 수 있다. 그런 다음, 컨버터(414)는, 복수 개들의 블록들에 기초하여, 원래 신호를 복구할 수 있는 복수의 입력 비트들을 재생시킬 수 있다.

신호 수신기(401)의 메모리(412)는 신호 송신기(301)의 메모리(312)와 구조 및/또는 기능이 유사할 수 있다. 예를 들어, 메모리(412)는 랜덤 액세스 메모리(RAM), 메모리 버퍼, 하드 드라이브, 판독 전용 메모리(ROM), 소거 가능한 프로그램 가능 판독 전용 메모리(EPROM) 등일 수 있다. 메모리(412)는, 예를 들어, 프로세서(411)로 하여금 하나 이상의 프로세스, 기능 등(예를 들어, 컨버터(414), 임의의 트랜스폼 식별자(415), 임의의 트랜스폼 반전기(416)와 연관된 기능들)을 수행하게 하는 명령어들을 포함할 수 있는 하나 이상의 소프트웨어 모듈 및/또는 코드를 저장할 수 있다. 일부 실시예들에서, 메모리(412)는 점진적으로 추가되어 사용될 수 있는 확장 가능한 스토리지 유닛들을 포함할 수 있다. 일부 구현들에서, 메모리(412)는 프로세서(411)에 동작 가능하게 커플링될 수 있는 휴대용 메모리(예를 들어, 플래시 드라이브, 휴대용 하드 디스크 등)일 수 있다. 다른 인스턴스들에서, 메모리는 신호 수신기(401)와 원격으로 동작 가능하게 커플링될 수 있다. 예를 들어, 원격 데이터베이스 서버는 메모리의 역할을 할 수 있고, 신호 수신기(401)에 동작 가능하게 커플링될 수 있다.

통신기(413)는 프로세서(411) 및 메모리(412)에 동작 가능하게 커플링되는 하드웨어 디바이스일 수 있고/있거나, 프로세서(411)에 의해 실행되는 메모리(412)에 저장된 소프트웨어일 수 있다. 통신기(413)는 신호 수신기 안테나(417) 및 임의적으로 신호 수신기 안테나(418)를 포함할 수 있다. 수신기(417)에 추가하여 제2 수신기(418)가 도 4에 도시되어 있지만, 신호 수신기(401)와 유사한 신호 수신기가 일부 실시예들에 따라 임의의 수의 수신기를 가질 수 있거나, 또는 일부 다른 실시예들에 따라 단일 신호 수신기만을 가질 수 있다. 통신기(413)는, 예를 들어, 네트워크 인터페이스 카드(NIC), Wi-Fi^TM 모듈, Bluetooth® 모듈 및/또는 임의의 다른 적절한 유선 및/또는 무선 통신 디바이스일 수 있다. 또한, 통신기(413)는 스위치, 라우터, 허브 및/또는 임의의 다른 네트워크 디바이스를 포함할 수 있다. 통신기(413)는 신호 수신기(401)를 (도 1에 도시된 통신 네트워크(106)와 같은) 통신 네트워크에 연결하도록 구성될 수 있다. 일부 인스턴스들에서, 통신기(413)는, 예를 들어, 인터넷, 인트라넷, 근거리 네트워크(LAN), 광역 네트워크(WAN), 도시권 네트워크(MAN), 마이크로웨이브 액세스를 위한 월드와이드 상호 운용성 네트워크(WiMAX®), 광파이버(또는 광섬유)-기반 네트워크, Bluetooth® 네트워크, 가상 네트워크, 및/또는 이들의 임의의 조합과 같은 통신 네트워크에 연결하도록 구성될 수 있다.

일부 인스턴스들에서, 통신기(413)는 통신 네트워크(예를 들어, 도 1의 gUBDM 시스템(100)의 통신 네트워크(106))에 정의된 하나 이상의 통신 채널을 통해 파일 및/또는 파일들의 세트의 수신 및/또는 송신을 용이하게 할 수 있다. 일부 인스턴스들에서는, 수신된 파일이 본 명세서에서 추가로 상세하게 설명되는 바와 같이 프로세서(411)에 의해 프로세싱되고/되거나 메모리(412)에 저장될 수 있다. 일부 인스턴스들에서는, 이전에 설명된 바와 같이, 통신기(413)가, 신호 수신기들(417 및 418)이 gUBDM 시스템의 일부로서 통신 네트워크에 연결되는 하나 이상의 신호 송신기와 연관된 하나 이상의 신호 송신기 안테나에 의해 안전하고 효율적으로 송신된 변환된 신호들을 수신하기 위해, 사전 결정된 대역폭 내의 특정 사전 결정된 중심 주파수의 변환된 신호들을 수신하도록 튜닝되는 하나 이상의 안테나를 포함하도록 구성될 수 있다. 통신기(413)는 또한 임의의 변환 시스템들의 라이브러리와 연관된 데이터를 전송 및/또는 수신하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 신호 수신기(401)는 다중 입력 다중 출력(MIMO) 동작들을 수행하도록 구성되는 복수의 안테나 어레이들을 포함할 수 있다.

일부 실시예들에서, gUBDM 시스템(예를 들어, gUBDM 시스템(100))은 일부 양태들에서 직교 주파수 분할 다중화(OFDM) 시스템과 구조 및/또는 기능이 부분적으로 유사할 수 있다. 예를 들어, OFDM 시스템(500')에 대한 예시적인 파이프라인은 도 5a에 제시된 바와 같은 동작들의 세트를 포함할 수 있으며, 여기서 벡터 b는 심볼들 b_n의 세트일 수 있다.

예시적인 OFDM 시스템(500')에서, 심볼들 b_n은 OFDM 송신기에 들어가서 먼저 "직렬-대-병렬(serial-to-parallel)"(위에 "S/P"로 라벨링됨) 계산을 거친 다음, 이들은 역 FFT(위에 "iFFT"로 라벨링됨)를 통과한다. 일부 실시예들에서, 이들은 사이클릭 프리픽스(cyclic prefix)를 제공받을 수 있고, 펄스 성형 절차를 겪을 수 있다. OFDM 수신기는 FFT가 iFFT를 대체한다는 점을 제외하고 위의 동작들을 역순으로 수행하도록 구성될 수 있다.

전술한 OFDM 시스템(500')과 비교하여, 본 명세서에서 설명되는 gUBDM 시스템(500)(예를 들어, gUBDM 시스템(100))에 의해 수행되는 동작들이 도 4b에 예시되어 있다. gUBDM(500)은 도 5b에 도시된 바와 같이 S/P 블록(514)과 iFFT 블록 사이에 추가 연산자(예를 들어, 선형 연산자) A를 포함할 수 있다. 사용시, 도 5b와 연관된 예시적인 실시예에 따라, gUBDM(400)은 심볼들 b_n이 신호 송신기에 의해 수신되고 컨버팅된 벡터들의 세트를 발생시키기 위해 먼저 직렬-대-병렬 블록(예를 들어, 신호 송신기(301)의 컨버터(314)와 유사한 컨버터)을 거치도록 동작한다. 그런 다음, 컨버팅된 벡터들의 세트는 변환된 벡터들의 세트를 발생시키기 위해 선형 변환 A를 거친다. 예를 들어, 변환은 임의의 변환 적용기(316)와 유사한 임의의 변환 적용기(515)에 의해 수행될 수 있고, 선형 변환 A는 임의의 변환 선택기(315)와 유사한 임의의 변환 선택기에 의해 선택될 수 있다. 그런 다음, 일부 실시예들에서, 변환된 벡터들은 제2 변환된 벡터들을 발생시키기 위해 iFFT 블록을 거치고, 결과적인 제2 변환된 벡터들이 gUBDM 시스템의 하나 이상의 수신기에 송신될 수 있다. 일부 다른 실시예들에서, iFFT 블록은 스킵될 수 있고, 임의의 변환 적용기에 의해 발생된 변환된 벡터들은 gUBDM 시스템의 하나 이상의 수신기에 송신될 수 있다. 다른 방식으로 표현하자면,

와 같다(여기서, 는 이산 푸리에 행렬이다). 일부 실시예들에서, A는 본 명세서에서 설명되는 바와 같이 설계에 의한 유니터리일 수 있고, F는 유니터리인 것으로 알려져 있다. 그룹으로서의 유니터리 행렬들의 속성에 의해, 곱 FA도 유니터리일 것이다. 따라서, A가 임의의 유니터리일 수 있기 때문에, iFFT 행렬을 포함하는 것이 불필요하고, 일부 실시예들에 따르면, gUBDM 시스템이 실시예에 따른 임의의 트랜스폼 적용기(515)를 포함하는 gUBDM 시스템(500)의 동작들을 도시하는 도 5c에 예시된 바와 같이 iFFT 블록을 임의의 유니터리 A로 대체함으로써 구성될 수 있다.

상기 설명에 따라, OFDM 시스템(예를 들어, 도 5a의 OFDM 시스템(500))과 함께 동작 가능한 신호 송신기 및 신호 수신기는 본 명세서에서 설명되는 gUBDM 시스템(예를 들어, 도 5b 및 도 5c의 gUBDM 시스템들(500))과 함께 사용되도록 쉽게 적응될 수 있으며, 유일한 변경들은 송신기에서는 iFFT 연산을 A를 사용하는 임의의 변환 연산으로, 변환을 반전시키기 위해 신호 수신기에서는 FFT를 A'로 대체하는 것이다. OFDM 시스템의 다른 세부 사항들은 그대로 유지될 수 있다.

상기 설명된 gUBDM 시스템은 사용시 아래에서 상세하게 설명되는 바와 같이 매우 안전하고 효율적인 방식으로 신호를 송신하는 데 사용될 수 있다. 하나 이상의 신호가 사용자 Alice와 연관된 소스로부터 사용자 Bob과 연관된 목적지로 송신되는 신호 송신 시스템이 주어지면, 이러한 시스템은 송신된 신호 또는 송신된 벡터들에 대한 액세스를 가질 수 있는 제3자 사용자 Eve에 의해 도청에 취약할 수 있다. 신호 송신을 위해 gUBDM 시스템이 사용되고 있다고 하면, 송신되고 있는 변환된 신호 또는 변환된 벡터들을 발생시키는 데 임의의 변환 A가 사용되는 경우, Eve가 행렬 A를 알지 못하고 알고 있는 암호에만 그녀의 공격을 기반할 수 있는 경우, 데이터를 복구하기 위해 그녀가 해야 하는 작업량은 엄청나게 많을 수 있다. 일부 다른 실시예들에서, 임의의 변환은 본질적으로 비-선형일 수 있으므로, Eve가 평문/암호문 쌍들에 대한 액세스를 가질 수 있는 경우에도 신호들을 복구하기 위해 비-선형 변환을 찾는 것이 훨씬 더 복잡하고 실행 불가능할 수 있다.

도 6은 실시예에 따른 gUBDM 시스템을 사용하여 신호를 준비하고 안전하고 효율적인 방식으로 신호를 송신하는 예시적인 방법(600)을 설명하는 흐름도를 예시한다. 단계(671)에서, 방법(600)에 따르면, gUBDM 시스템의 신호 송신기(예를 들어, 위에서 설명된 신호 송신기(201))는 복수의 입력 비트들을 포함하는 데이터를 수신한다. 복수의 입력 비트들은 안전하고 효율적인 방식으로 송신될 원래 신호를 나타낼 수 있다. 데이터는 입력 비트들에 의해 나타내어지는 신호와 연관된 다른 어트리뷰트들을 추가로 포함할 수 있다. 예를 들어, 데이터는 신호의 특성, 입력 비트들의 특성, 사이즈, 포함된 정보의 민감도, 보안 요구 사항 등과 관련된 정보를 포함할 수 있다.

단계(672)에서, 신호 송신기는 복수의 입력 비트들에 기초하여 복수의 심볼들을 발생시킨다. 일부 인스턴스들에서, 신호 송신기는 복수의 심볼들을 발생시킬 수 있으며, 심볼은 디지털 복소 기저대역 신호에서 펄스로서 기술된다. 일부 구현들에서, 심볼은 파형, 또는 통신 네트워크에 정의된 통신 채널을 통해 송신될 때, 고정된 시간 기간 동안 상태 또는 조건이 지속되도록 통신 채널의 상태 또는 중요한 조건을 변경하고/변화시키고 및/또는 이를 유지할 수 있는 상태일 수 있다. 일부 인스턴스들에서는, 신호 송신기가 직렬 신호와 연관된 복수의 입력 비트들을 아래에서 추가로 설명되는 바와 같이 다중 입력 및 다중 출력 송신 시스템을 사용하여 수정 및/또는 병렬로 송신될 수 있는 복수의 심볼들로 분할할 수 있다. 일부 인스턴스들에서는, 신호 송신기가 직렬 복수의 입력 비트들을 병렬 복수의 심볼들로 컨버팅하기 위해 컨버터(예를 들어, 컨버터(314))를 사용할 수 있다. 일부 구현들에서, 복수의 입력 비트들에 기초하여 복수의 심볼들을 발생시키는 것은 비트-대-심볼 맵을 사용하는 것을 통해 이루어질 수 있다.

단계(673)에서, 신호 송신기는 복수의 심볼들에 기초하여 복수 개들의 블록들을 발생시키며, 복수 개들의 블록들로부터의 각각의 복수의 블록들은 복수의 벡터들로부터의 벡터를 나타낸다. 일부 인스턴스들에서는, 신호 송신기가 직렬 신호와 연관된 직렬 복수의 심볼들을 수신하고, 이를 복수 개들의 블록들로 분할할 수 있으며, 각각의 복수의 블록은 복수의 벡터들로부터의 벡터를 나타내고, 벡터들은 본 명세서에서 설명되는 바와 같이 다중 입력 및 다중 출력 송신 시스템을 사용하여 변환되고/되거나 병렬로 송신되도록 구성된다. 일부 인스턴스들에서는, 신호 송신기가 컨버터(예를 들어, 컨버터(314))를 사용하여 직렬 복수의 심볼들을 복수 개들의 블록들로 컨버팅할 수 있다.

단계(674)에서, 신호 송신기는, 복수의 벡터들에 적어도 부분적으로 기초하여, 복수의 변환된 벡터들을 발생시키기 위해 벡터들에 적용되도록 구성되는 임의의 변환을 선택한다. 예를 들어, 신호 송신기는 유니터리 변환들, 등각 타이트 프레임(ETF) 변환들 및 거의 등각 타이트 프레임(NETF) 변환들을 포함하는 임의의 변환들의 라이브러리에 대한 액세스를 가질 수 있다. 신호 송신기는 임의의 변환 선택기(예를 들어, 임의의 변환 선택기(315))를 사용하여 복수의 변환된 벡터들을 발생시키기 위해 복수의 벡터들에 대해 적용될 임의의 변환, 예를 들어, 유니터리 변환을 선택할 수 있다. 일부 인스턴스들에서는, 임의의 변환이 등각 타이트 프레임(ETF) 변환을 선택할 수 있거나, 일부 다른 인스턴스들에서는, 임의의 변환 선택기가 거의 등각 타이트 프레임(NETF) 변환을 선택할 수 있다. 일부 구현들에서, 임의의 변환 선택기는 선택된 임의의 변환이 항등 행렬 또는 이산 푸리에 행렬이 아닌 행렬에 기초하도록 구성될 수 있다. 일부 구현들에서, 임의의 변환 선택기는 선택된 임의의 변환이 이산 푸리에 행렬들의 직접 합이 아닌 행렬에 기초하도록 구성될 수 있다.

단계(675)에서, 신호 송신기는 복수의 변환된 벡터들을 생성하기 위해 복수의 벡터들의 각각의 벡터에 임의의 변환을 적용한다. 일부 인스턴스들에서, 임의의 변환을 적용하는 것은 복수의 변환된 벡터들이 복수의 벡터들의 총 크기와 실질적으로 동일한 총 크기를 갖도록 할 수 있다.

단계(676)에서, 신호 송신기는 복수의 송신기 안테나들로부터 복수의 신호 수신기들로 복수의 변환된 벡터들을 나타내는 신호를 송신하기 위해 복수의 송신기 안테나들에 복수의 변환된 벡터들을 나타내는 신호를 전송한다. 일부 인스턴스들에서, 복수의 변환된 벡터들은 신호 송신기 안테나 디바이스와 연관된 다수의 송신기 안테나들(예를 들어, 신호 송신기(301)와 연관된 송신기 안테나들(317 및 318))을 통해 그리고 다중 입력 및 다중 출력 송신 시스템을 사용하여 다수의 통신 채널들을 통해 병렬로 전송되어, 병렬로 전송된 변환된 벡터들이 사용되고 있는 gUBDM 시스템과 연관된 하나 이상의 신호 수신기와 연관된 복수의 수신기들에 의해 수신될 수 있게 하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 복수의 신호 수신기들은 복수의 안테나 어레이들을 포함할 수 있고, 복수의 신호 수신기들은 신호 수신기(401)와 같은 신호 수신기들과 연관될 수 있고, 복수의 신호 송신기 안테나들은 신호 송신기(301)와 같은 신호 송신기들과 연관될 수 있으며, 여기서 신호 송신기 및 신호 수신기는 다중 입력 다중 출력(MIMO) 동작들을 수행하도록 구성된다.

일부 구현들에서, 신호는 복수의 변환된 벡터들과 연관된 변환된 심볼들의 세트를 포함할 수 있고, 신호 송신기(예를 들어, 신호 송신기(301))는 고정되고 알려진 심볼 레이트로 (예를 들어, 송신기(317)를 통해) 통신 채널(들)에 변환된 심볼들의 세트를 배치할 수 있다. 신호 수신기가 변환된 벡터들을 재구성하기 위해 변환된 심볼들의 시퀀스를 검출하는 태스크를 수행할 수 있다. 일부 인스턴스들에서는, 변환된 심볼과 작은 데이터 유닛 사이에 직접적인 대응이 있을 수 있다. 예를 들어, 각각의 변환된 심볼은 하나 또는 여러 바이너리 숫자들 또는 '비트들'을 인코딩할 수 있다. 데이터는 또한 변환된 심볼들 사이의 전환들에 의해, 또는 심지어 많은 변환된 심볼들의 시퀀스에 의해서도 나타내어질 수 있다.

일부 구현들에서, 신호 송신기는 개방형 시스템 상호 연결 모델(open system interconnection model)(OSI)과 연관된 물리적 레이어를 통해 복수의 송신기들에 복수의 변환된 벡터들을 나타내는 신호를 전송하도록 구성될 수 있다. OSI 모델은 표준 통신 프로토콜들을 사용하여 다양한 통신 시스템들의 상호 운용성을 달성할 목적으로 그것의 기본 내부 구조 및 기술에 관계없이 통신 또는 컴퓨팅 시스템의 통신 기능들을 특성화하고 표준화하는 개념적 모델이다. OSI 모델은 통신 네트워크의 통신 채널들을 통해 교환되는 정보를 추상화 레이어들(예를 들어, 7개의 레이어)로 파티셔닝하는 것을 사용하며, 각각의 레이어는 특정 타입의 정보를 포함한다.

예를 들어, 레이어 1은 신호 송신기와 물리적 송신 매체(예를 들어, 네트워크(106)와 같은 통신 네트워크의 무선 통신 채널) 사이의 비정형 원시 데이터의 송신 및 수신에 사용되는 물리적 레이어를 포함할 수 있다. 이것은 송신되는 신호들에 포함된 디지털 비트들을 전기, 라디오 또는 광 신호들로 컨버팅하도록 구성된다. 레이어 사양들은 전압 레벨들, 전압 변경 타이밍, 물리적 데이터 레이트들, 최대 송신 거리들, 변조 스킴, 채널 액세스 방법 및 물리적 커넥터들과 같은 특성들을 정의한다. 이것은 핀들의 레이아웃, 전압들, 라인 임피던스, 케이블 사양들, 무선 디바이스들에 대한 신호 타이밍 및 주파수를 포함한다. 비트 레이트 제어는 물리적 레이어에서 수행되며, 송신 모드를 단방향(simplex), 반이중(half duplex) 및 전이중(full duplex)으로서 정의할 수 있다. 물리적 레이어의 컴포넌트들은 네트워크 토폴로지 측면에서 설명될 수 있다. 신호를 송신하는 데 사용되는 통신 채널은 물리적 레이어에 대한 사양들을 가질 수 있다.

단계(677)에서, 신호 송신기는 복수의 신호 수신기들에 임의의 변환을 제공하며, 제공은 복수의 변환된 벡터들의 전송과 연관되고, 제공은 복수의 신호 수신기들에서 복수의 벡터들을 복구하기 위해 추가로 구성된다. 일부 구현들에서, 복수의 신호 수신기들은 타겟 디바이스에 복수의 변환된 벡터들을 나타내는 신호를 송신하도록 추가로 구성된다. 예를 들어, 복수의 신호 수신기들은 타겟 디바이스에 복수의 변환된 벡터들을 나타내는 신호를 송신하도록 구성될 수 있는 하나 이상의 신호 수신기와 연관될 수 있다.

일부 인스턴스들에서, 신호 송신기는, 복수의 변환된 벡터들을 나타내는 것 외에, 복수의 신호 수신기들에 (1) 임의의 변환, 또는 (2) 임의의 변환의 역 중 하나를 나타낼 수 있는 신호를 또한 전송할 수 있다. 일부 인스턴스들에서, 신호 송신기는 복수의 변환된 벡터들을 나타내는 제1 신호를 전송할 수 있고, 임의의 변환 또는 임의의 변환의 역을 나타내는 제2 신호를 전송할 수 있다. 일부 구현들에서, 신호 송신기는 제1 신호를 전송하기 전의 시점에서 제2 신호를 전송할 수 있다. 즉, 달리 말하자면, 신호 송신기는 복수의 신호 수신기들에 복수의 변환된 벡터들을 나타내는 신호를 송신하기 전에, 임의의 변환 또는 임의의 변환의 역을 나타내는 신호를 전송하여, 복수의 신호 수신기들이 임의의 변환 또는 임의의 변환의 역에 기초하여 복수의 변환된 벡터들로부터 복수의 벡터들을 복구하게 할 수 있다.

도 7은 실시예에 따른 gUBDM 시스템을 사용하여 안전하고 효율적인 방식으로 신호를 송신하는 예시적인 방법(600)을 예시한다. 방법(700)은 프로세서, 예를 들어, gUBDM 시스템의 신호 송신기(예를 들어, 위에서 설명된 신호 송신기(201))와 연관된 프로세서에 의해 구현될 수 있다. 단계(771)에서, 임의의 변환이 복수의 변환된 벡터들을 생성하기 위해 복수의 벡터들에 적용된다. 임의의 변환은 유니터리 변환, 등각 타이트 프레임(ETF) 변환, 또는 거의 등각 타이트 프레임(NETF) 변환을 포함할 수 있다. 일부 구현들에서는, 하나보다 많은 임의의 변환이 적용될 수 있다. 예를 들어, 일부 인스턴스들에서, 방법(700)을 구현하는 신호 송신기는 제1 임의의 변환이 제1 복수의 변환된 벡터들을 생성하기 위해 복수의 벡터들에 적용되고 제2 임의의 변환이 제2 복수의 변환된 벡터들을 생성하기 위해 복수의 벡터들에 적용되도록 구성될 수 있다.

단계(772)에서, 방법은, 임의의 변환을 사용하여, 적어도 복수의 변환된 벡터들로부터의 제1 변환된 벡터에 기초하여 제1 변환된 신호를 생성하는 단계를 포함한다. 일부 인스턴스들에서, 제1 변환된 신호는 제1 복소 기저대역 신호를 포함할 수 있다. 단계(773)에서, 방법은, 임의의 변환을 사용하여, 적어도 복수의 변환된 벡터들로부터의 제2 변환된 벡터에 기초하여 제2 변환된 신호를 생성하는 단계를 포함한다. 일부 인스턴스들에서, 제2 변환된 신호는 제2 복소 기저대역 신호를 포함할 수 있다.

위에서 설명된 바와 같이, 일부 구현들에서, 제2 변환된 신호는 제2 임의의 변환을 사용하여 발생된 제2 복수의 변환된 벡터들로부터의 제2 변환된 벡터에 기초할 수 있다.

단계(774)에서, 방법(700)은, 통신 채널을 통해, 제1 변환된 신호를 검출하도록 구성되는 제1 신호 수신기에 제1 변환된 신호를 송신하는 단계를 포함한다. 단계(775)에서, 방법은, 통신 채널을 통해, 제2 복소 기저대역 신호를 검출하도록 구성되는 제2 신호 수신기에 제2 변환된 신호를 송신하는 단계를 포함한다. 일부 인스턴스들에서, 제2 변환된 신호를 송신하는 단계는 제1 통신 채널과 상이한 제2 통신 채널을 통해 이루어진다.

단계(776)에서, 방법은 임의의 변환에 기초하여 제1 신호 수신기 및 제2 신호 수신기에서 복수의 벡터들을 복구하기 위해, 제1 변환된 신호를 송신하는 것 및 제2 변환된 신호를 송신하는 것과 연관하여 제1 신호 수신기 및 제2 신호 수신기에 임의의 변환을 나타내는 신호를 제공하는 단계를 포함한다. 일부 인스턴스들에서, 임의의 변환을 나타내는 신호를 제공하는 단계는 제1 변환된 신호를 송신하는 단계 및 제2 변환된 신호를 송신하는 단계 전에 수행된다. 일부 다른 인스턴스들에서, 임의의 변환을 나타내는 신호를 제공하는 단계는 제1 변환된 신호를 송신하는 단계 및 제2 변환된 신호를 송신하는 단계 후에 수행될 수 있으며, 이 경우, 신호 수신기들은 수신된 변환된 신호(들)를 저장하고, 임의의 변환을 나타내는 신호를 수신한 후의 나중 시점에서 원래 신호들을 복구할 수 있다. 일부 인스턴스들에서, 신호 수신기들은 타겟 디바이스에 변환된 신호를 송신하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 신호 수신기들은 지정된 타겟 디바이스에 복수의 변환된 벡터들을 나타내는 신호를 송신하도록 구성될 수 있다.

위에서 설명된 바와 같이, 제1 임의의 변환이 제1 복수의 변환된 벡터들을 생성하기 위해 사용되고 제2 임의의 변환이 제2 복수의 변환된 벡터들에 사용되는 일부 인스턴스들에서, 임의의 변환을 나타내는 신호를 제공하는 단계는 제1 임의의 변환을 나타내는 제1 신호를 제공하는 단계 및 제2 임의의 변환을 나타내는 제2 신호를 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 일부 구현들에서, 제1 변환된 신호를 송신하는 단계 및 제1 임의의 변환을 나타내는 제1 신호를 제공하는 단계는 제1 수신기와 연관된 제1 수신기에 대한 것일 수 있고, 제2 임의의 변환을 사용하여 생성된 제2 변환된 신호를 송신하는 단계 및 제2 임의의 변환을 나타내는 제2 신호를 제공하는 단계는 제1 수신기와 상이한 제2 수신기와 연관된 제2 수신기 안테나에 대한 것일 수 있다. 일부 인스턴스들에서, 제1 및 제2 임의의 변환들을 나타내는 제1 및 제2 신호들은 제1 및 제2 신호 수신기들을 포함하는 광범위한 오디언스(audience)에게 함께 브로드캐스트될 수 있다. 일부 인스턴스들에서, 임의의 변환을 나타내는 제1 신호는 광범위하게 브로드캐스트될 수 있지만, 임의의 변환을 나타내는 제2 신호는 그렇지 않을 수 있으므로, 제1 신호 수신기는 제1 복수의 벡터들을 복구할 수 있지만, 제2 수신기는 제2 임의의 변환을 나타내는 제2 신호가 제공되거나 또는 브로드캐스트될 때까지 제2 복수의 변환된 벡터들을 복구할 수 없다.

OFDM 시스템의 변형으로서 설명되었지만, gUBDM 시스템의 일부 실시예들은 DSSS 시스템의 변형으로서 동작하며, 여기서 "코드 맵"이 사용되고 대역폭이 제한된다. 위에서 언급된 '839 특허에 주어진 명시적 형태는 다음과 같으며,

여기서, 의 제m 컴포넌트는 다음과 같이 주어진다.

여기서, 은 의 제n 컴포넌트이고, 는 다음을 충족시키는 N개의 고유한 수의 세트이며,

M은 이 되도록 선택된 정수이다. 이 맵은 위에서 논의된 속성들을 갖는다(대역-제한 및 내적(dot-product) 보존). 통상적으로, 가 0을 중심으로 하는 순차적 정수들인 경우, 이다.

따라서, 상호 직교 확산 코드들의 최대 세트를 생성하기 위해, 유니터리 행렬 이 선택된다. A의 제n 열이 로서 표시되는 경우(또는 행, 일관성이 있는 한 중요하지 않음), N개의 코드는 이다().

하나의 디바이스가 모든 N개의 코드로 데이터를 송신하는 경우, N개의 심볼 b_n을 취하고, 각각의 것에 그것의 확산 코드의 모든 컴포넌트를 곱한 다음, 결과 벡터들을 함께 더할 수 있을 것이다. 따라서, 송신된 벡터 는 다음과 같으며,

여기서, b_n은 심볼들이다.

그러나, 이를 수행하기 위해, 위해 송신기는 통상적으로 복소수(float, double 등)인 심볼 에 의 모든 개의 컴포넌트를 곱한다. 이것은 모든 N개의 심볼 b_n에 대해 반복된다. 따라서, N개의 심볼이 있으며, 각각에는 코드의 N개의 컴포넌트가 곱해진다. 이것은 복잡도를 로 만들며, 이는 광대역 애플리케이션들에서는 엄청날 수 있다.(인 OFDM과 비교.)

특히, 각각의 사용자에게 코드들의 서브세트가 제공되는 다중 액세스 애플리케이션들의 경우, 이들은 작업만 수행하면 되며, 이는 OFDM보다 우수하다. 이것은 DSSS 구현을 다중 액세스 애플리케이션들에 대해 매우 양호하게 한다.

인 UBDM을 획득하기 위해, OFDM 재해석 (0.0.4)과 매칭시킨다. 송신된 보(baud)는 다음과 같다.

이것은 심볼들의 이산 푸리에 트랜스폼으로서 (정규화까지) 해석될 수 있다.

도 8은 실시예에 따른 gUBDM 시스템을 사용하여 복수의 변환된 벡터들을 수신하고 복수의 벡터들을 복구하기 위한 예시적인 방법을 설명하는 흐름도이다. 방법(800)은 본 명세서에서 설명되는 신호 수신기(예를 들어, 신호 수신기(401))와 연관된 프로세서에 의해 구현될 수 있다.

단계(871)에서, 방법(800)은, 복수의 신호 송신기들로부터 그리고 복수의 신호 수신기들을 통해, 복수의 변환된 벡터들을 나타내는 신호를 수신하는 단계를 포함한다.

단계(872)에서, 방법은 복수의 변환된 벡터들에 기초하여 복수의 벡터들을 복구하는 데 사용되도록 구성되는 임의의 변환의 표시를 수신하는 단계를 포함한다. 일부 구현들에서, 임의의 변환의 표시를 수신하는 단계는 복수의 신호 송신기들로부터 그리고 복수의 신호 수신기들을 통해 이루어질 수 있다. 일부 인스턴스들에서, 임의의 변환의 표시를 수신하는 단계는 복수의 변환된 벡터들을 나타내는 신호를 수신하기 전에 이루어질 수 있다. 일부 인스턴스들에서, 표시는 임의의 변환의 역을 포함할 수 있다.

단계(873)에서, 방법은 복수의 벡터들을 생성하기 위해 복수의 변환된 벡터들의 각각의 변환된 벡터에 임의의 변환을 적용하는 단계를 포함한다. 단계(874)에서, 방법은, 복수의 벡터들에 기초하여, 원래 신호를 복구하는 단계를 포함한다. 일부 인스턴스들에서, 예를 들어, 원래 신호를 복구하는 단계는 신호 수신기와 연관된 컨버터(예를 들어, 컨버터(414))에 의해 수행될 수 있다. 일부 인스턴스들에서, 방법(800)은 단계(873)에서 원래 신호를 복구하는 단계를 스킵하고, 대신에 원래 신호의 복구를 수행하기 위해 복수의 벡터들을 저장하거나 다른 디바이스에 전송할 수 있다.

위에서 설명된 gUBDM 시스템의 다른 이점은 유니터리 그룹들의 풍부함과 구조를 최대한 활용하도록 설계되었다는 점이다. 설명된 gUBDM 시스템이 제공하는 한 가지 기회는 ETF/NETF들을 채택 및 수정된 OFDM 시스템 변형에 통합하는 능력이며, 이는 달리 수정되지 않은 OFDM 시스템에서는 불가능한 것이다.

gUBDM 시스템은 또한 신호 송신 소스에 gUBDM 시스템으로 수정 시 OFDM 시스템에 코드 분할 다중화를 포함할 수 있는 능력을 제공한다. 이것은, 시분할, 주파수 분할 및 공간 다중화 외에도, 코드 분할 다중화가 수행될 수 있음을 의미한다. 이것은 시스템 엔지니어들에게 엄청난 자유도를 추가한다.

iFFT는, 일부 구현들에서, 일반 유니터리 A를 적용한 후에도 여전히 수행될 가능성이 있으며, 이는 등화(equalization)를 더 쉽게 만들 수 있다는 점에 유의해야 한다. 따라서, 데이터 벡터 b를 취해서 이를 단계들 을 통해 전송하며, 여기서 F는 푸리에 변환이다. 그러나, U(N)의 그룹 구조 때문에, F와 A가 모두 사용되는 U(N)의 요소들인 경우, 그들의 곱도 마찬가지일 것으로 알려져 있다. 전체 그룹 U(N)을 사용하고 있기 때문에, 단일 행렬 A를 요구하는 것과 푸리에 행렬이 뒤따르는 단일 행렬 A를 요구하는 것 사이에는 차이가 없다. 함께 곱한 유니터리 행렬들의 수에 관계없이, 결과는 여전히 U(N)의 또 다른 요소일 뿐이다.

즉, 이 접근법의 주요 이점은 보안이다. 데이터를 변조하는 행위 자체가 해당 채널의 도청자에 대해 콘텐츠를 완전히 보호하여 비트들(또는 OSI 레이어 1 이상의 임의의 것)에 대한 그녀의 액세스를 부인할 수 있는 경우, 도청자에 대한 공격 표면이 근본적으로 변경되었다. 트래픽 분석 공격들, 프로토콜 취약점 공격들, 제어 데이터 유출 공격들 등에 대한 모든 가능성들이 완전히 제거된다. 또한, 전통적인 암호화에 의해 제공되는 보안으로 인해 네트워크에 부정적인 영향을 미치는 지연/레이턴시를 야기하는 네트워크들에서, (대개 OSI 레이어 3 이상에서의) 암호화가 임의적으로 완전히 제거될 수 있다. 이것은 암호화를 포함하는 공간, 전력, 열 또는 시간뿐만 아니라, 대개 암호화와 연관된 오버헤드를 제거한다. 또한, 암호화와 연관된 지연들/레이턴시(단순히 OSI 스택 위아래로 정보를 전달해야 하는 것부터 단순히 암호학을 통해 해당 비트들을 실행해야 하는 것과 연관된 레이턴시까지 모든 것)가 제거될 수 있다. 시스템이 수행해야 하는 모든 것은 송신하는 것이다. 변조 자체가 보안을 처리한다.

신호 수신기는 변환된 신호를 수신할 때 임의의 계산에 대해 개방되어 있다. 일부 구현들에서, 신호 수신기는 단순히 신호를 복조하고, 심볼들 및 비트들을 복구할 수 있다. 일부 구현들에서, 신호 수신기는 또한 디지털화된 I 및 Q를 저장하기를 원할 수도 있고, 또는 유니터리 행렬의 역을 적용하지 않고 일부 다른 시스템에 디지털화된 I 및 Q를 전달하기를 원할 수도 있다.

도 9는 예시적인 성상도 다이어그램이다. 도 9에 도시된 바와 같이, 성상도 다이어그램은 디지털 변조 스킴에 의해 변조된 신호를 나타내는 2차원 xy-평면 산점도이다. 이와 같이, 성상도 다이어그램의 각각의 인스턴스는 연관되는 특정 변조 스킴을 가질 수 있다. 도 10은 실시예에 따른 (예를 들어, gUBDM을 채택하는) 변조-애그노스틱 UBDM 신호 변환을 위한 제1 방법을 예시하는 흐름도이다. 도 10에 도시된 바와 같이, 방법(1000)은, 단계(1071)에서 그리고 통신 시스템의 프로세서를 통해, 블록 사이즈를 선택하는 단계를 포함한다. 통신 시스템은 직교 진폭 변조(QAM), 진폭 위상 시프트 키잉(APSK) 변조, 또는 직교 주파수-분할 다중화 중 적어도 하나를 수행하도록 구성될 수 있다. 또한, 통신 시스템은 무선 통신 시스템, 유선 통신 시스템, 또는 광섬유 통신 시스템 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 단계(1072)에서, 프로세서는, 수신된 복수의 비트들에 기초하여, 성상도 다이어그램의 성상도 포인트들의 세트를 식별한다. 프로세서는, 예를 들어, 성상도 다이어그램 자체, 성상도 다이어그램과 연관된 데이터, 성상도 다이어그램 또는 그 일부의 표현 등에 기초하여 성상도 포인트들을 식별할 수 있다. 성상도 포인트들의 세트를 식별하는 것은 (예를 들어, 그레이 코드를 사용하여) 수신된 복수의 비트들을 성상도 다이어그램에 매핑하는 것을 포함할 수 있다. 성상도 다이어그램은 변조 스킴과 연관된다. 단계(1073)에서, 프로세서는 성상도 포인트들의 세트에 기초하여 복수의 심볼 블록들을 발생시킨다. 복수의 심볼 블록들로부터의 각각의 심볼 블록은 블록 사이즈와 동일한 사이즈를 갖고, 성상도 포인트들의 세트로부터의 성상도 포인트들의 서브세트를 포함한다. 단계(1074)에서, 프로세서는 복수의 복소수들을 생성하기 위해 복수의 심볼 블록들로부터의 각각의 심볼 블록에 유니터리 브레이드 분할 다중화(UBDM) 변환을 적용하고, 단계(1075)에서, 프로세서는 복수의 복소수들을 전송한다. 임의적으로, 방법(1000)은 또한 변조 스킴(도시 생략)을 사용하여 복수의 복소수들을 나타내는 적어도 하나의 신호의 송신을 야기하는 단계를 포함한다.

도 11은 실시예에 따른 변조-애그노스틱 UBDM 신호 변환을 위한 제2 방법을 예시하는 흐름도이다. 도 11에 도시된 바와 같이, 방법(1100)은 단계(1171)에서, 통신 시스템의 프로세서를 통해, 복수의 입력 비트들을 수신하는 단계를 포함한다. 통신 시스템은 무선 통신 시스템, 유선 통신 시스템, 또는 광섬유 통신 시스템 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 방법(1100)은 또한, 단계(1172)에서, 복수의 입력 비트들을 복수의 복소 값들로 컨버팅하는 단계를 포함한다. 복수의 입력 비트들을 복수의 복소 값들로 컨버팅하는 단계는 복수의 입력 비트들에 기초하여 (예를 들어, 그레이 코드를 사용하여) 비트-대-심볼 매핑을 수행하는 단계, 및 (예를 들어, 복수의 비선형 레이어들 및 복수의 선형 레이어들을 포함하여) 유니터리 브레이드 분할 다중화(UBDM) 변환을 적용하는 단계를 포함할 수 있다. 비트-대-심볼 매핑은, 예를 들어, 성상도 다이어그램 자체, 성상도 다이어그램과 연관된 데이터, 성상도 다이어그램 또는 그 일부의 표현 등에 기초할 수 있다. 단계(1173)에서, 복수의 복소 값들이, 프로세서를 통해 그리고 사전 결정된 변조 기술을 사용하여, 후속 프로세싱(예를 들어, 펄스 성형 및/또는 적어도 하나의 필터의 적용)을 위해 전송된다. 사전 결정된 변조 기술은 직교 진폭 변조(QAM), 진폭 위상 시프트 키잉(APSK) 변조, 또는 직교 주파수-분할 다중화 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 임의적으로, 방법(1100)은 또한 변조 스킴(도시 생략)을 사용하여 복수의 복소수들을 나타내는 적어도 하나의 신호의 송신을 야기하는 단계를 포함한다.

도 12는 본 발명의 실시예에 따른 변조-애그노스틱 UBDM 신호 변환을 위한 제3 방법을 예시하는 흐름도이다. 도 12에 도시된 바와 같이, 방법(1200)은, 단계(1271)에서, 복수의 입력 비트들을 수신하는 단계, 및 단계(1272)에서, 복수의 심볼들을 식별하기 위해 비트-대-심볼 맵을 사용하여 복수의 입력 비트들로부터의 각각의 입력 비트를 (예를 들어, 성상도에) 매핑하는 단계를 포함한다. 성상도는 무선으로, 또는 유선 또는 광섬유 통신을 통해 송신될 신호에 대한 성상도 다이어그램의 성상도일 수 있다. 복수의 심볼들로부터의 심볼들의 서브세트들은 단계(1273)에서 복수의 블록들로 그룹화되고, 복수의 블록들로부터의 각각의 블록은 사이즈 N을 갖는다. 단계(1274)에서, UBDM 변환이 복수의 복소수들을 생성하기 위해 복수의 블록들로부터의 각각의 블록에 적용되고, 결과적인 복소수들은 단계(1275)에서, 예를 들어, 펄스 성형 또는 필터 적용 중 적어도 하나를 위해 통신 시스템의 다운스트림 부분으로(예를 들어, 프로세서의, 또는 프로세서에 동작 가능하게 커플링되는 하나 이상의 필터로) 전송된다. 일부 이러한 구현들에서, 방법은 송신되는 신호를 전송하기 전에 역 푸리에 변환의 적용을 포함하지 않는다. 대안적으로 또는 추가적으로, 방법은 확산 코드들을 발생을 포함하지 않는다.

예시적인 실시예들

제1 예시적인 실시예에서, 방법은 복수의 변환된 벡터들을 생성하기 위해 복수의 벡터들에 임의의 변환을 적용하는 단계를 포함하고, 임의의 변환은 유니터리 변환, 등각 타이트 프레임(ETF) 변환, 또는 거의 등각 타이트 프레임(NETF) 변환 중 하나를 포함한다. 예를 들어, 임의의 변환은 등각 타이트 프레임 또는 거의 등각 타이트 프레임 중 하나를 형성하는 행들을 갖는 행렬을 포함할 수 있다. 방법은 또한, 적어도 복수의 변환된 벡터들로부터의 제1 변환된 벡터에 기초하여, 임의의 변환을 사용하여, 제1 변환된 신호를 생성하는 단계를 포함한다. 방법은 또한, 적어도 복수의 변환된 벡터들로부터의 제2 변환된 벡터에 기초하여, 임의의 변환을 사용하여, 제2 변환된 신호를 생성하는 단계를 포함한다. 방법은 또한 제1 변환된 신호를 검출하도록 구성되는 제1 신호 수신기에 제1 통신 채널을 통해 (예를 들어, 제1 송신기를 통해) 제1 변환된 신호를 송신하는 단계, 및 제2 변환된 신호를 검출하도록 구성되는 제2 신호 수신기에 제2 통신 채널을 통해 (예를 들어, 제1 송신기와 상이한 제2 송신기를 통해) 제2 변환된 신호를 송신하는 단계를 포함한다. 방법은 또한 임의의 변환에 기초한 복수의 벡터들의 후속 복구를 위해, 임의의 변환을 나타내는 신호의 송신을 야기하는 단계를 포함한다. 방법은 임의적으로 또한 제1 변환된 신호 및 제2 변환된 신호를 송신하기 전에, 제1 변환된 신호 및 제2 변환된 신호 중 적어도 하나에 대해 역 고속 푸리에 트랜스폼(iFFT)을 수행하는 단계를 포함한다.

제1 통신 채널은 제2 통신 채널과 상이할 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 복수의 변환된 벡터들은 복수의 벡터들의 총 크기와 실질적으로 동일한 총 크기를 가질 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 제1 변환된 신호를 생성하는 단계 및 제2 변환된 신호를 생성하는 단계는 확산 코드 벡터의 사용을 포함하지 않는다. 대안적으로 또는 추가적으로, 제1 변환된 신호를 송신하는 단계 및 제2 변환된 신호를 송신하는 단계는 다중 액세스 통신을 사용하여 수행될 수 있다.

제1 예시적인 실시예는 또한 복수의 벡터들을 발생시키는 단계를 포함할 수 있다. 발생시키는 단계는 비트-대-심볼 맵을 사용하여 복수의 입력 비트들에 기초하여 복수의 심볼들을 발생시키는 단계, 및 복수의 심볼들에 기초하여 복수의 블록들을 발생시키는 단계를 포함할 수 있고, 복수의 블록들로부터의 각각의 블록은 복수의 벡터들로부터의 벡터를 나타낸다.

제1 예시적인 실시예의 일부 구현들에서, 임의의 변환은 항등 행렬 또는 이산 푸리에 행렬이 아닌 행렬에 기초한다. 대안적으로 또는 추가적으로, 임의의 변환은 이산 푸리에 행렬들의 직접 합이 아닌 행렬에 기초한다.

제2 예시적인 실시예에서, 시스템은 복수의 신호 수신기들, 복수의 신호 송신기들, 및 복수의 신호 송신기들에 동작 가능하게 커플링되는 적어도 하나의 프로세서를 포함한다. 적어도 하나의 프로세서는 복수의 벡터들을 발생시키도록 구성된다. 적어도 하나의 프로세서는, 예를 들어, 비트-대-심볼 맵을 사용하여 복수의 입력 비트들에 기초하여 복수의 심볼들을 발생시키고 복수의 심볼들에 기초하여 복수 개들의 블록들을 발생시킴으로써, 복수의 벡터들을 발생시키도록 구성될 수 있고, 복수 개들의 블록들로부터의 각각의 복수의 블록들은 복수의 벡터들로부터의 벡터를 나타낸다. 적어도 하나의 프로세서는 또한 복수의 변환된 벡터들을 생성하기 위해 복수의 벡터들로부터의 각각의 벡터에 임의의 변환을 적용하도록 구성된다. 임의의 변환은 유니터리 변환, 등각 타이트 프레임(ETF) 변환, 또는 거의 등각 타이트 프레임(NETF) 변환 중 하나를 포함한다.

임의의 변환은 항등 행렬 또는 이산 푸리에 행렬이 아닌 행렬에 기초할 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 임의의 변환은 이산 푸리에 행렬들의 직접 합이 아닌 행렬에 기초할 수 있다. 복수의 변환된 벡터들은 복수의 벡터들의 총 크기와 실질적으로 동일한 총 크기를 가질 수 있다. 적어도 하나의 프로세서는 또한 복수의 신호 수신기들에 복수의 변환된 벡터들을 송신하기 위해 (예를 들어, 개방형 시스템 상호 연결 모델의 물리적 레이어를 통해) 복수의 송신기들에 복수의 변환된 벡터들을 나타내는 신호를 전송하도록 구성된다. 임의적으로, 적어도 하나의 프로세서는 또한 복수의 신호 수신기들에 복수의 변환된 벡터들을 나타내는 신호를 송신하기 전에, 복수의 신호 수신기들에 (1) 임의의 변환, 또는 (2) 임의의 변환의 역 중 하나를 나타내는 신호를 전송하여, 복수의 신호 수신기들이 임의의 변환 또는 임의의 변환의 역에 기초하여 복수의 변환된 벡터들로부터 복수의 벡터들을 복구하게 하도록 구성된다. 복수의 신호 수신기들은 또한 타겟 디바이스에 복수의 변환된 벡터들을 나타내는 신호를 송신하도록 구성될 수 있다.

제2 예시적인 실시예의 일부 구현들에서, 복수의 신호 수신기들은 복수의 안테나 어레이들을 포함하고, 복수의 신호 수신기들 및 복수의 신호 송신기들은 다중 입력 다중 출력(MIMO) 동작들을 수행하도록 구성된다.

제3 예시적인 실시예에서, 방법은 복수의 벡터들을 발생시키는 단계, 및 복수의 변환된 벡터들을 생성하기 위해 복수의 벡터들로부터의 각각의 벡터에 임의의 변환을 적용하는 단계를 포함한다. 임의의 변환은 유니터리 변환, 등각 타이트 프레임(ETF) 변환, 또는 거의 등각 타이트 프레임(NETF) 변환 중 하나를 포함할 수 있다. 복수의 변환된 벡터들은 복수의 벡터들의 총 크기와 실질적으로 동일한 총 크기를 가질 수 있다. 방법은 또한 복수의 송신기들로부터 복수의 신호 수신기들로 복수의 변환된 벡터들을 나타내는 신호를 송신하기 위해 복수의 송신기들에 복수의 변환된 벡터들을 나타내는 신호를 전송하는 단계를 포함한다. 방법은 또한, 제1 신호 수신기 및 제2 신호 수신기에서 복수의 벡터들을 복구하기 위해, 제1 신호 수신기 및 제2 신호 수신기에 임의의 변환을 제공하는 단계를 포함한다. 임의적으로, 방법은 또한 개방형 시스템 상호 연결 모델의 물리적 레이어를 통해 복수의 송신기들에 복수의 변환된 벡터들을 나타내는 신호를 전송하는 단계를 포함한다.

제3 예시적인 실시예의 일부 구현들에서, 복수의 신호 수신기들은 복수의 안테나 어레이들을 포함하고, 복수의 신호 수신기들 및 복수의 신호 송신기들은 다중 입력 다중 출력(MIMO) 동작들을 수행하도록 구성된다.

임의의 변환은 항등 행렬 또는 이산 푸리에 행렬이 아닌 행렬에 기초할 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 임의의 변환은 이산 푸리에 행렬들의 직접 합이 아닌 행렬에 기초할 수 있다.

다양한 실시예들이 위에서 설명되었지만, 이들은 단지 예로서 제시되었고 제한이 아님을 이해해야 한다. 위에서 설명된 방법들 및/또는 개략도들이 특정 순서대로 발생하는 특정 이벤트들 및/또는 흐름 패턴들을 나타내는 경우, 특정 이벤트들 및/또는 흐름 패턴들의 순서가 수정될 수 있다. 실시예들이 구체적으로 도시되고 설명되었지만, 형태 및 세부 사항들의 다양한 변경들이 이루어질 수 있다는 것이 이해될 것이다.

다양한 실시예들이 특정 특징들 및/또는 컴포넌트들의 조합들을 갖는 것으로 설명되었지만, 다른 실시예들은 위에서 논의된 바와 같은 실시예들 중 임의의 것으로부터 임의의 특징들 및/또는 컴포넌트들의 조합을 갖는 것이 가능하다.

본 명세서에서 설명되는 일부 실시예들은 다양한 컴퓨터-구현 동작들을 수행하기 위한 명령어들 또는 컴퓨터 코드를 갖는 비-일시적 컴퓨터 판독 가능 매체(또한 비-일시적 프로세서 판독 가능 매체라고도 지칭될 수 있음)를 갖는 컴퓨터 스토리지 제품에 관한 것이다. 컴퓨터 판독 가능 매체(또는 프로세서 판독 가능 매체)는 일시적인 전파 신호들 자체(예를 들어, 공간 또는 케이블과 같은 송신 매체 상에서 정보를 운반하는 전파 전자기파)를 포함하지 않는다는 점에서 비-일시적이다. 매체 및 컴퓨터 코드(코드로도 지칭될 수 있음)는 특수 목적 또는 목적들을 위해 설계 및 구성되는 것들일 수 있다. 비-일시적 컴퓨터 판독 가능 매체의 예들은 하드 디스크들, 플로피 디스크들 및 자기 테이프와 같은 자기 저장 매체; 컴팩트 디스크/디지털 비디오 디스크들(CD/DVD들), CD-ROM(Compact Disc-Read Only Memory)들, 및 홀로그램 디바이스들과 같은 광학 저장 매체; 광학 디스크들과 같은 광자기(magneto-optical) 저장 매체; 반송파 신호 프로세싱 모듈들; 및 애플리케이션 특정 집적 회로(ASIC)들, 프로그램 가능 로직 디바이스(PLD)들, 판독 전용 메모리(ROM) 및 랜덤 액세스 메모리(RAM) 디바이스들과 같이 프로그램 코드를 저장하고 실행하도록 구체적으로 구성되는 하드웨어 디바이스들을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 본 명세서에서 설명되는 다른 실시예들은, 예를 들어, 본 명세서에서 논의된 명령어들 및/또는 컴퓨터 코드를 포함할 수 있는 컴퓨터 프로그램 제품과 관련된다.

본 개시내용에서, 단수로 된 아이템들에 대한 참조들은, 달리 명시적으로 언급되거나 문맥상 명백하지 않는 한, 복수로 된 아이템들을 포함하고, 그 반대도 가능함을 이해해야 한다. 문법적 접속사들은, 달리 언급되거나 문맥상 명백하지 않는 한, 접속된 절들, 문장들, 단어들 등의 임의의 및 모든 이접 및 접속 조합들을 표현하는 것으로 의도된다. 따라서, 용어 "또는"은 일반적으로 "및/또는" 등을 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 본 명세서에서 제공된 임의의 및 모든 예들 또는 예시적인 언어("예를 들어", "와 같은", "포함하는(including)" 등)의 사용은 단지 실시예들을 더 잘 예시하기 위해 의도되며, 실시예들 또는 청구항들의 범위에 대한 제한을 가하지 않는다.

본 명세서에서 설명된 일부 실시예들 및/또는 방법들은 소프트웨어(하드웨어에서 실행), 하드웨어, 또는 이들의 조합에 의해 수행될 수 있다. 하드웨어 모듈들은, 예를 들어, 범용 프로세서, 필드 프로그램 가능 게이트 어레이(FPGA), 및/또는 애플리케이션 특정 집적 회로(ASIC)를 포함할 수 있다. 소프트웨어 모듈들(하드웨어에서 실행)은 C, C++, Java™, Ruby, Visual Basic™ 및/또는 기타 객체-지향, 절차적 또는 기타 프로그래밍 언어 및 개발 도구들을 포함하여 다양한 소프트웨어 언어들(예를 들어, 컴퓨터 코드)로 표현될 수 있다. 컴퓨터 코드의 예들은 마이크로-코드 또는 마이크로-명령어들, 컴파일러에 의해 생성된 것과 같은 머신 명령어들, 웹 서비스를 생성하는 데 사용되는 코드, 및 인터프리터를 사용하여 컴퓨터에 의해 실행되는 상위-레벨 명령어들을 포함하는 파일들을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 실시예들은 명령형 프로그래밍 언어들(예를 들어, C, Fortran 등), 기능적 프로그래밍 언어들(Haskell, Erlang 등), 논리형 프로그래밍 언어들(예를 들어, Prolog), 객체-지향 프로그래밍 언어들(예를 들어, Java, C++ 등) 또는 기타 적절한 프로그래밍 언어 및/또는 개발 도구들을 사용하여 구현될 수 있다. 컴퓨터 코드의 추가 예들은 제어 신호들, 암호화된 코드 및 압축된 코드를 포함하지만, 이에 제한되지 않는다.

Claims

방법으로서,
통신 시스템의 프로세서를 통해, 블록 사이즈를 선택하는 단계;
상기 프로세서를 통해, 복수의 비트들에 기초하여, 성상도 다이어그램(constellation diagram)과 연관된 성상도 포인트(constellation point)들의 세트를 식별하는 단계 - 상기 성상도 다이어그램은 변조 스킴(modulation scheme)과 연관됨 -;
상기 프로세서를 통해, 상기 성상도 포인트들의 세트에 기초하여 복수의 심볼 블록들을 발생시키는 단계 - 상기 복수의 심볼 블록들로부터의 각각의 심볼 블록은 상기 블록 사이즈와 동일한 사이즈를 갖고, 상기 성상도 포인트들의 세트로부터의 성상도 포인트들의 서브세트를 포함함 - ;
상기 프로세서를 통해, 복수의 복소수들을 생성하기 위해 상기 복수의 심볼 블록들로부터의 각각의 심볼 블록에 유니터리 브레이드 분할 다중화(unitary braid division multiplexing)(UBDM) 변환을 적용하는 단계; 및
상기 프로세서를 통해, 상기 복수의 복소수들을 전송하는 단계
를 포함하는, 방법.
제1항에 있어서, 상기 통신 시스템은 직교 진폭 변조(Quadrature Amplitude Modulation)(QAM), 진폭 위상 시프트 키잉(Amplitude Phase Shift Keying)(APSK) 변조, 또는 직교 주파수-분할 다중화(Orthogonal Frequency-Division Multiplexing) 중 적어도 하나를 수행하도록 구성되는, 방법.
제1항에 있어서, 상기 통신 시스템은 무선 통신 시스템인, 방법.
제1항에 있어서, 상기 통신 시스템은 유선 통신 시스템인, 방법.
제1항에 있어서, 상기 통신 시스템은 광섬유(fiber optic) 통신 시스템인, 방법.
제1항에 있어서, 상기 성상도 포인트들의 세트를 식별하는 단계는 수신된 복수의 비트들을 상기 성상도 다이어그램에 매핑하는 단계를 포함하는, 방법.
제1항에 있어서, 상기 성상도 포인트들의 세트를 식별하는 단계는 그레이 코드를 사용하여 수신된 복수의 비트들을 상기 성상도 다이어그램에 매핑하는 단계를 포함하는, 방법.
제1항에 있어서, 상기 변조 스킴을 사용하여 상기 복수의 복소수들을 나타내는 적어도 하나의 신호의 송신을 야기하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
방법으로서,
통신 시스템의 프로세서를 통해, 복수의 입력 비트들을 수신하는 단계;
상기 프로세서를 통해, (1) 복수의 심볼들을 생성하기 위해 상기 복수의 입력 비트들 및 성상도 다이어그램과 연관된 데이터에 기초하여 비트-대-심볼 매핑을 수행하고 - 상기 성상도 다이어그램은 변조 스킴과 연관됨 -, (2) 복수의 복소수들을 생성하기 위해 상기 복수의 심볼들에 유니터리 브레이드 분할 다중화(UBDM) 변환을 적용함으로써, 상기 복수의 입력 비트들을 상기 복수의 복소수들로 컨버팅하는 단계; 및
상기 프로세서를 통해 그리고 사전 결정된 변조 기술을 사용하여, 후속 프로세싱을 위해 상기 복수의 복소수들을 전송하는 단계 - 상기 후속 프로세싱은 상기 복소수들의 표현을 포함하는 신호를 송신하기 위해 상기 변조 스킴을 수행하는 것을 포함함 -
를 포함하는, 방법.
제9항에 있어서, 상기 UBDM 변환은 복수의 비선형 레이어들 및 복수의 선형 레이어들을 포함하는, 방법.
제9항에 있어서, 상기 사전 결정된 변조 기술은 직교 진폭 변조(QAM), 진폭 위상 시프트 키잉(APSK) 변조, 또는 직교 주파수-분할 다중화 중 하나를 포함하는, 방법.
제9항에 있어서, 상기 통신 시스템은 무선 통신 시스템인, 방법.
제9항에 있어서, 상기 통신 시스템은 유선 통신 시스템인, 방법.
제9항에 있어서, 상기 통신 시스템은 광섬유 통신 시스템인, 방법.
제9항에 있어서, 상기 비트-대-심볼 매핑은 그레이 코드를 사용하여 수행되는, 방법.
제9항에 있어서, 상기 후속 프로세싱은 펄스 성형 또는 적어도 하나의 필터의 적용 중 적어도 하나를 포함하는, 방법.
제9항에 있어서, 상기 변조 스킴을 사용하여 상기 복수의 복소수들을 나타내는 적어도 하나의 신호의 송신을 야기하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
변조-애그노스틱(modulation-agnostic) 유니터리 브레이드 분할 다중화(unitary braid division multiplexing)(UBDM) 신호 변환을 위한 방법으로서,
복수의 입력 비트들을 수신하는 단계;
복수의 심볼들을 식별하기 위해 비트-대-심볼 맵을 사용하여 상기 복수의 입력 비트들로부터의 각각의 입력 비트를 매핑하는 단계;
상기 복수의 심볼들로부터의 심볼들의 서브세트들을 복수의 블록들로 그룹화하는 단계 - 상기 복수의 블록들로부터의 각각의 블록은 사이즈 N을 갖고, N은 자연수임 -;
복수의 복소수들을 생성하기 위해 상기 복수의 블록들로부터의 각각의 블록에 UBDM 변환을 적용하는 단계; 및
결과적인 복소수들을 전송하는 단계
를 포함하는, 방법.
제18항에 있어서, 상기 결과적인 복소수들을 전송하는 단계는 펄스 성형 또는 필터 적용 중 적어도 하나를 위해 통신 시스템의 다운스트림 부분으로 전송하는 것인, 방법.
제18항에 있어서, 상기 방법은 상기 복소수들을 전송하기 전에 역 푸리에 트랜스폼(inverse Fourier transform)의 적용을 포함하지 않는, 방법.
제18항에 있어서, 상기 방법은 확산 코드들을 발생시키는 단계를 포함하지 않는, 방법.
제18항에 있어서, 상기 비트-대-심볼 맵은 무선으로 또는 유선 또는 광섬유 통신을 통해 송신될 신호에 대한 성상도 다이어그램인, 방법.
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