KR20140047847A

KR20140047847A - 3차원 직교주파수분할다중화 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20140047847A
Application number: KR1020120114068A
Authority: KR
Inventors: 박상규; 조수범
Original assignee: 한양대학교 산학협력단
Priority date: 2012-10-15
Filing date: 2012-10-15
Publication date: 2014-04-23
Also published as: KR101418165B1

Abstract

3차원 직교주파수분할다중화 장치 및 방법이 개시된다. 개시된 3차원 직교주파수분할다중화 장치는 3차원 직교주파수분할다중화 장치에 있어서, N개의 입력 신호들을 신호 성상도의 N개의 3차원 좌표점들로 각각 매핑하는 3차원 신호 매핑부;를 포함하되, 상기 신호 성상도의 신호점들은, 3차원 직교좌표계의 원점을 무게중심점으로 하는 외부 정육면체의 꼭짓점에 배열되는 제1 신호점들; 및 상기 외부 정육면체와 무게중심점을 공통으로 하고 상기 직교좌표계의 어느 하나의 좌표축을 회전축으로 소정의 각도만큼 회전된 내부 정육면체의 꼭짓점에 배열되는 제2 신호점들;을 포함한다. 본 발명에 따르면, 평균 전송전력의 변화 없이도 신호점들간의 최소 유클리드 거리를 증가시켜 수신단에서의 심볼오율을 개선시킬 수 있는 장점이 있다.

Description

3차원 직교주파수분할다중화 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR THREE DIMENSIONAL ORTHOGONAL FREQUENCY DIVISION MULTIPLEXING}

본 발명의 실시예들은 3차원 직교주파수분할다중화 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 평균 전송전력의 변화 없이도 신호점들간의 최소 유클리드 거리를 증가시켜 수신단에서의 심볼오율을 개선시킬 수 있는 3차원 직교주파수분할다중화 장치 및 방법에 관한 것이다.

직교주파수분할다중화(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM)는 고속 데이터 스트림을 낮은 전송률을 갖는 다수의 저속 데이터 스트림으로 나누고, 다수의 저속 데이터 스트림을 상호 직교하는 다수의 부반송파를 사용하여 동시에 전송하는 병렬 전송 방식(parallel transmission scheme)이다.

이는 주파수 대역폭의 효율적인 사용 및 다중경로 페이딩 채널(multipath fading channel)에 강인한 특성으로 인하여 차세대 무선이동통신 시스템의 핵심적인 표준이 되고 있다.

종래에는 이러한 OFDM 기술에, 다중레벨 위상변이키잉(Multilevel Phase Shift Keying, MPSK)이나 직교진폭변조(Quadrature Amplitude Modulation, QAM)와 같은 2차원 신호 성상도(signal constellation) 매핑 방식이 사용되어 왔다.

이때, 신호 성상도는 정보원에서 생성된 이진 비트열(binary bit sequence)을 무선 라디오주파수(radio frequency)로 변조하기 전에 서로 다른 진폭(amplitude)과 위상(phase)을 갖도록 대응시키는 역할을 수행하는 신호점들의 집합을 의미한다.

이와 같은 2차원 신호 성상도 매핑 방식에는 1차원 역 고속 퓨리에 변환(Inverse Fast Fourier Transform, IFFT)이 적용되는데, 최근에는, 2차원 역 고속 퓨리에 변환을 이용하는 3차원 신호 성상도 매핑 방식이 적용된 직교주파수분할다중화 시스템이 제안되었다.

3차원 신호 성상도 매핑 방식에 따른 직교주파수분할다중화 시스템은 수신단의 심볼오율(Symbol Error Probability, SEP)이 개선되는 장점이 있다.

신호 성상도에서 인접한 신호점들 간의 최소 유클리드 거리(Minimum Euclidean Distance, MED)는 신호점이 분포하는 신호 공간의 차원이 커질수록 증가되는 경향이 있고, 최소 유클리드 거리가 증가되면 잡음 여유도(noise margin)가 커져 오류 성능이 향상되기 때문이다.

한편, 3차원 신호 성상도에는 4진 및 8진 3차원 성상도 또는 이보다 나아가 16진 및 32진 성상도가 이용된다.

4진 및 8진 3차원 성상도는 3차원 신호 공간에서 균등하게 신호점들을 분포시키기 위하여 구에 내접하는 정다면체의 꼭짓점을 이용할 수 있는 설계의 편리성을 갖고 있으며, 최소 유클리드 거리가 최대 길이가 되게 함으로써 최적화된 매핑을 제공한다.

이에 반해, 16진 이상의 상위 레벨의 3차원 성상도에서는 인접하는 신호점들의 최소 유클리드 거리가 규칙적인 성상도 매핑에서 최대 길이로 되지 않아 최적화된 매핑이 불가능한 문제점이 존재한다.

상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해, 본 발명에서는 평균 전송전력의 변화 없이도 신호점들간의 최소 유클리드 거리를 증가시켜 수신단에서의 심볼오율을 개선시킬 수 있는 3차원 직교주파수분할다중화 장치 및 방법을 제안하고자 한다.

본 발명의 다른 목적들은 하기의 실시예를 통해 당업자에 의해 도출될 수 있을 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 3차원 직교주파수분할다중화 장치에 있어서, N개의 입력 신호들을 신호 성상도의 N개의 3차원 좌표점들로 각각 매핑하는 3차원 신호 매핑부;를 포함하되, 상기 신호 성상도의 신호점들은, 3차원 직교좌표계의 원점을 무게중심점으로 하는 외부 정육면체의 꼭짓점에 배열되는 제1 신호점들; 및 상기 외부 정육면체와 무게중심점을 공통으로 하고 상기 직교좌표계의 어느 하나의 좌표축을 회전축으로 소정의 각도만큼 회전된 내부 정육면체의 꼭짓점에 배열되는 제2 신호점들;을 포함하는 3차원 직교주파수분할다중화 장치가 제공된다.

상기 내부 정육면체는 상기 직교좌표계(X, Y, Z축)의 Z축을 회전축으로 π/4만큼 회전된 것일 수 있다.

상기 제1 신호점들 각각은 상기 제2 신호점들 중 인접하는 제2 신호점들과의 최소 유클리드 거리(Minimum Euclidean Distance, MED)가 동일하고, 상기 신호점들의 평균 전송전력은 상기 소정의 각도만큼 회전되기 전의 평균 전송전력과 서로 동일할 수 있다.

상기 매핑된 N개의 3차원 좌표점들은 2차원 행렬로 전환되어 2차원 역 푸리에 변환되며, 상기 2차원 역 푸리에 변환된 상기 N개의 입력 신호들은 병직렬 변환되어 출력될 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 3차원 직교주파수분할다중화 장치에 있어서, N개의 입력 신호들을 신호 성상도의 N개의 3차원 좌표점들로 각각 매핑하는 3차원 신호 매핑부;를 포함하되, 상기 신호 성상도는, 3차원 직교좌표계의 원점을 무게중심점으로 하고, 상기 매핑을 위한 제1 신호점들이 꼭지점에 배열되는 외부 정육면체; 및 상기 외부 정육면체와 무게중심점을 공통으로 하고 상기 직교좌표계의 어느 하나의 좌표축을 회전축으로 소정의 각도만큼 회전하며, 상기 매핑을 위한 제2 신호점들이 꼭지점에 배열되는 내부 정육면체;를 포함하는 3차원 직교주파수분할다중화 장치가 제공된다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 3차원 직교주파수분할다중화 방법에 있어서, N개의 입력 신호들을 신호 성상도의 N개의 3차원 좌표점들로 각각 매핑하는 단계; 및 상기 매핑된 N개의 3차원 좌표점들에 기초하여 2차원 행렬을 생성하고 2차원 역 푸리에 변환하며, 상기 2차원 역 푸리에 변환된 상기 N개의 입력 신호들을 병직렬 변환하여 출력하는 단계;를 포함하되, 상기 신호 성상도의 신호점들은, 3차원 직교좌표계의 원점을 무게중심점으로 하는 외부 정육면체의 꼭짓점에 배열되는 제1 신호점들; 및 상기 외부 정육면체와 무게중심점을 공통으로 하고 상기 직교좌표계의 어느 하나의 좌표축을 회전축으로 소정의 각도만큼 회전된 내부 정육면체의 꼭짓점에 배열되는 제2 신호점들;을 포함하는 3차원 직교주파수분할다중화 방법이 제공된다.

본 발명에 따르면, 평균 전송전력의 변화 없이도 신호점들간의 최소 유클리드 거리를 증가시켜 수신단에서의 심볼오율을 개선시킬 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 신호 성상도를 이용하는 직교주파수분할다중화 장치를 도시한다.
도 2는 기존의 3차원 16진 신호 성상도 매핑 방식을 도시하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 16진 신호 성상도 매핑 방식을 도시하는 도면이다.
도 4는 2D QAM의 16진 신호 성상도 매핑 방식, 기존의 3차원 신호 성상도 매핑 방식 및 본 발명의 일 실시예에 따른 신호 성상도 매핑 방식에 기반할 때의 직교주파수분할다중화 시스템의 심볼오율을 도시하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 직교주파수분할다중화 방법의 흐름에 관한 순서도를 도시하는 도면이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.

이하에서, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 신호 성상도를 이용하는 직교주파수분할다중화 장치(100)를 도시한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 직교주파수분할다중화 장치(100)는 직병렬 변환부(110), 3차원 신호 성상도로 구성된 3차원 신호 매핑부(120), 역푸리에변환부(130) 및 병직렬 변환부(140)를 포함할 수 있다.

보다 상세하게, 직병렬 변환부(110)는 직렬 이진 비트열 입력을 병렬화하고, 3차원 신호 매핑부(120)는 병렬화된 입력 신호들을 3차원 신호 성상도의 신호점에 각각 매핑한다.

이에 입력 신호들은 3차원 신호 성상도의 신호점에 해당되는 N개의 복소수 값으로 변경되고, 그 후, 역푸리에변환부(130)에서 변조되며, 변조된 N개의 복소수는 병직렬변환부(140)를 통해 직렬화되어 출력되게 된다.

이때, 3차원 신호 성상도의 신호점들은 3차원 직교좌표계(X, Y, Z축)의 원점을 무게중심점으로 하는 3차원 구면에 배치되게 되는데, 본 발명의 일 실시예에 따른 신호 성상도 매핑 방식에 의하면, 기존의 16진 신호 성상도 매핑 방식 대비 동일한 정규화된 평균 전송전력을 가지면서 신호점들의 최소 유클리드 거리를 증가시킬 수 있다.

신호점들의 최소 유클리드 거리가 증가되면 수신측에서의 심볼오율을 개선시킬 수 있는 장점이 있다.

이하, 도 2 내지 도 4를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 16진 신호 성상도 매핑 방식을 보다 상세히 살펴보기로 한다.

도 2는 기존의 3차원 16진 신호 성상도 매핑 방식을 도시하며, 도 2에 도시된 바와 같이, 신호점들은 인접하는 신호점들까지의 최소 유클리드 거리가 동일하도록 두 개의 3차원 동심구(concentric sphere)에 규칙적으로 분포된다.

직교주파수분할다중화 시스템에서 고속 데이터 스트림은 N개의 저속 데이터 스트림으로 나누어지고 동시에 서브캐리어에 의해 전송되므로, 3차원 성상도 신호점들의 하나로 매핑되는 저속 데이터 스트림들 각각을 위한 심볼은 아래의 수학식과 같이 표현될 수 있다.

여기서, s _x , s _y , s _z 는 각각 x축, y축, z축의 단위벡터이고, N은 부반송파의 개수를 의미한다. 따라서, 주파수 영역에서 3차원 직교주파수분할다중화 심볼 시퀀스는 하기의 수학식과 같이 표현될 수 있다.

여기서, 첨자 T는 전치(transposition)를 나타내고, 각각의 열 벡터는 심볼 좌표들을 나타낸다.

그리고, 시간 영역에서의 3차원 직교주파수분할다중화 심볼 s _u _, _v 는 하기의 수학식과 같이, 주파수 영역 심볼 S _l _, _k 의 2차원 역 고속 푸리에 변환에 의해 획득될 수 있다.

여기서, 행의 개수 M은 차원의 개수이고, 열의 개수 N은 부반송파의 개수이다.

그리고, 수신된 신호 r _k 는 하기의 수학식과 같이 표현될 수 있다.

여기서, n _k 는 영-평균(zero-mean)과 σ²의 분산을 갖는 부가 백색 가우스 잡음(AWGN, Additive White Gaussian Noise)이다.

그리고, 수신된 신호 r _k 의 복조는 하기의 수학식과 같이 표현될 수 있다.

상기와 같은 기존의 신호 성상도 매핑 방식은 구성이 비교적 간소하나, 송신 평균전력을 1이라고 가정하였을 때, 신호점들간의 최소 유클리드 거리가 최소로 되지 않아 수신단에서 최적의 심볼오율을 얻을 수 없다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 16진 신호 성상도 매핑 방식을 도시하는 도면이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 16개의 신호점 중 8개는 외부 구면에 분포되어 있고, 다른 8개의 신호점은 내부 구면에 분포되어 있다. 이때, 내부 구와 외부 구는 서로 동심원의 관계일 수 있다.

즉, 외구 구면에 분포하는 8개의 신호점들은 외구 구에 내접하는 제1 정육면체의 꼭짓점에 배열되고, 내부 구면에 분포하는 다른 8개의 신호점들은 내부 구에 내접하는 제2 정육면체의 꼭짓점에 배열되며, 내부 구와 외부 구가 서로 동심원의 관계이므로, 제1 정육면체와 제2 정육면체도 무게중심점을 공통으로 한다.

3차원 신호 성상도의 신호점들은 좌표값으로 이용되므로, 무게중심점은 X-Y-Z 직교좌표계의 원점과 일치하는 것이 바람직하다.

계속하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 내부 구의 X축 및 Y축은 시계반대방향으로 π/4만큼 회전된다.

이때, 기존의 매핑 방식과 본 발명의 일 실시예에 따른 매핑 방식은 동일한 평균 전송전력으로 정규화되므로, 본 발명의 일 실시예에 따른 매핑 방식에서는 내부 구 및 외부 구 각각의 반지름이 기존의 매핑 방식 대비 변할 수 있다.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 신호 성상점 매핑 방식은, 인접하는 신호점들 사이의 최소 유클리드 거리가 동일하고, 신호 성상도의 평균 전송전력이 단위 평균 전송전력으로 정규화된 조건을 만족하도록 설정된다.

즉, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 인접하는 신호점들 사이의 최소 유클리드 거리는 모두 동일하므로, S₅ - S₄ 및 S₅ - S₆ 사이의 거리 또한 동일하고, 이는 하기의 수학식과 같이 표현될 수 있다.

본 발명에서 설명의 편의를 위하여, S _x _{, 6} = b, S _y _{, 6} = 0, S _z _{, 6} = b, S _x _{, 5} = a, S _y _{, 5} = a, S _z _{, 5} = a, S _x _{, 4} = b, S _y _{, 4} = b, S _z _{, 4} = b 라고 가정한다.

그리고, 16진 신호 성상도는 단위 평균 전송전력으로 정규화되어 있으므로, 하기의 수학식을 만족한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 매핑 방식이 상기의 수학식 6 및 수학식 7을 모두 만족하도록 두 식을 연립하면, 수학식 6으로부터 a = 4b / 3이 상기의 수학식 7로 삽입되고, a = 0.696, b = 0.522가 산출되게 된다.

따라서, 주파수 영역에서의 본 발명의 일 실시예에 따른 신호 성상도를 갖는 3차원 직교주파수분할다중화 심볼 행렬은 하기의 수학식과 같이 표현될 수 있다.

하기의 표는 동일한 조건에서 기존의 2차원 신호 성상도, 3차원 신호 성상도의 매핑 방식과 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 신호 성상도 매핑 방식에서의 최소 유클리드 거리를 나타낸다. 이때, 신호점들의 개수는 16개로서 동일하고, 모든 신호점들은 동일한 평균 전송전력으로 정규화된다.

상기의 표 1로부터, 16진 2차원 직교진폭변조(2-Dimensional Quadrature Amplitude Modulation, 2D QAM)의 최소 유클리드 거리는 0.6325이고, 기존의 16진 3차원 매핑 방식은 0.6874이며, 본 발명의 일 실시예에 따른 16진 3차원 매핑 방식은 0.7385임을 확인할 수 있다.

기존의 16진 2D QAM과 3차원 매핑 방식과 대비하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 매핑 방식에서의 최소 유클리드 거리의 증가된 비율은 각각 약 29.2% 및 7.4%이며, 본 발명에 따른 매핑 방식은 기존의 16진 2D QAM과 3차원 매핑 방식에 비하여 심볼오율(Symbol Error Rate, SER) 측면에서 개선된 성능을 갖는다.

도 4는 2D QAM의 16진 신호 성상도 매핑 방식, 기존의 3차원 신호 성상도 매핑 방식 및 본 발명의 일 실시예에 따른 신호 성상도 매핑 방식에 기반할 때의 직교주파수분할다중화 시스템의 심볼오율(Symbol Error Probability, SEP)을 도시하는 도면이다.

시뮬레이션은 부가 백색 가우스 잡음 채널에서, 직교주파수분할다중화 심볼들의 개수가 10⁵이고, 부반송파의 개수가 1024일 때 수행되었다.

도 4를 참조하면, 가로축은 SNR(Signal-to-Noise power Ratio)이고, 세로축은 심볼오율이며, 본 발명의 일 실시예에 따른 매핑 방식에 의한 직교주파수분할다중화 시스템은 기존의 매핑 방식과 대비하여 매우 낮은 심볼오율을 가짐을 확인할 수 있다.

보다 상세하게, 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 직교주파수분할다중화 시스템 및 기존의 3차원 직교주파수분할다중화 시스템은 10^-5의 심볼오율에서, 2D QAM 대비 각각 약 5.8dB 및 5dB의 SNR 개선으로 보다 나은 결과를 제공한다.

그리고, 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 직교주파수분할다중화 시스템은 10^-5의 심볼오율 조건에서, 기존의 3차원 직교주파수분할다중화 시스템 보다 약 0.8dB 높은 이득을 갖는다.

요컨대, 본 발명에 따른 3차원 직교주파수분할다중화 장치(100)는 기존의 16진 신호 성상도 직교주파수분할다중화 시스템과 비교하여, 동일한 심볼오율을 달성하기 위하여 보다 낮은 신호 전송전력을 필요로 함을 확인할 수 있다.

이와 같이, 본 발명에 따르면, 신호 성상도의 신호점들의 최소 유클리드 거리는 정규화된 평균 전송전력을 갖는 상태에서 증가되고, 이에 기존의 2차원이나 3차원 직교주파수분할다중화 시스템보다 개선된 심볼오율을 갖는다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 직교주파수분할다중화 방법의 흐름에 관한 순서도를 도시하는 도면이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 3차원 직교주파수분할다중화 방법은 직병렬 변환하는 단계(S510), 신호 매핑하는 단계(S520), 역 푸리에 변환하는 단계(S530) 및 병직렬 변환하는 단계(S540)를 포함할 수 있다.

단계(S510)에서는 직렬 이진 비트열 입력을 병렬화하고, 단계(S520)에서는 병렬화된 입력 신호들을 3차원 신호 성상도의 신호점에 각각 매핑한다.

이에 따라, 입력 신호들은 3차원 신호 성상도의 신호점에 해당되는 N개의 복소수 값으로 변경되고, 그 후, 단계(S530)에서 변조되며, 변조된 N개의 복소수는 단계(S540)에서 직렬화되어 출력되게 된다.

이때, 3차원 신호 성상도의 신호점들은 3차원 직교좌표계(X, Y, Z축)의 원점을 무게중심점으로 하는 3차원 외부 구면과 내부 구면에 배치되며, 본 발명의 일 실시예에 따른 내부 구는 Z축을 회전축으로 소정의 각도, 일례로, π/4만큼 회전된 상태로 구성된다.

즉, 3차원 16진 신호 성상도의 신호점들 중 8개는 외부 구에 내접하는 정육면체(외부 정육면체)의 꼭짓점에 배열되고, 다른 8개는 내부 구에 내접하는 정육면체(내부 정육면체)의 꼭짓점에 배열되며, 이때, 내부 정육면체는 외부 정육면체와 무게중심점을 공통으로 하되, Z축을 회전축으로 π/4만큼 회전된 상태로 구성되는 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 신호 성상도 매핑 방식에 의하면, 기존의 16진 신호 성상도 매핑 방식 대비 동일한 정규화된 평균 전송전력을 가지면서 신호점들의 최소 유클리드 거리를 증가시킬 수 있다.

지금까지 본 발명에 따른 3차원 직교주파수분할다중화 방법의 실시예들에 대하여 설명하였고, 앞서 도 1 내지 도 4에서 설명한 3차원 직교주파수분할다중화 장치(100)에 관한 구성이 본 실시예에도 그대로 적용 가능하다. 이에, 보다 상세한 설명은 생략하기로 한다.

이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

100 : 3차원 직교주파수분할다중화 장치 110 : 직병렬변환부
120 : 3차원 신호 매핑부 130 : 2차원 역 고속 푸리에 변환부
140 : 병직렬변환부

Claims

3차원 직교주파수분할다중화 장치에 있어서,
N개의 입력 신호들을 신호 성상도의 N개의 3차원 좌표점들로 각각 매핑하는 3차원 신호 매핑부;를 포함하되,
상기 신호 성상도의 신호점들은, 3차원 직교좌표계의 원점을 무게중심점으로 하는 외부 정육면체의 꼭짓점에 배열되는 제1 신호점들; 및
상기 외부 정육면체와 무게중심점을 공통으로 하고 상기 직교좌표계의 어느 하나의 좌표축을 회전축으로 소정의 각도만큼 회전된 내부 정육면체의 꼭짓점에 배열되는 제2 신호점들;을 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 직교주파수분할다중화 장치.
제1항에 있어서,
상기 내부 정육면체는 상기 직교좌표계(X, Y, Z축)의 Z축을 회전축으로 π/4만큼 회전된 것을 특징으로 하는 3차원 직교주파수분할다중화 장치.
제2항에 있어서,
상기 제1 신호점들 각각은 상기 제2 신호점들 중 인접하는 제2 신호점들과의 최소 유클리드 거리(Minimum Euclidean Distance, MED)가 동일하고,
상기 신호점들의 평균 전송전력은 상기 소정의 각도만큼 회전되기 전의 평균 전송전력과 서로 동일한 것을 특징으로 하는 3차원 직교주파수분할다중화 장치.
제3항에 있어서,
상기 매핑된 N개의 3차원 좌표점들은 2차원 행렬로 전환되어 2차원 역 푸리에 변환되며, 상기 2차원 역 푸리에 변환된 상기 N개의 입력 신호들은 병직렬 변환되어 출력되는 것을 특징으로 하는 3차원 직교주파수분할다중화 장치.
3차원 직교주파수분할다중화 장치에 있어서,
N개의 입력 신호들을 신호 성상도의 N개의 3차원 좌표점들로 각각 매핑하는 3차원 신호 매핑부;를 포함하되,
상기 신호 성상도는, 3차원 직교좌표계의 원점을 무게중심점으로 하고, 상기 매핑을 위한 제1 신호점들이 꼭지점에 배열되는 외부 정육면체; 및
상기 외부 정육면체와 무게중심점을 공통으로 하고 상기 직교좌표계의 어느 하나의 좌표축을 회전축으로 소정의 각도만큼 회전하며, 상기 매핑을 위한 제2 신호점들이 꼭지점에 배열되는 내부 정육면체;를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 직교주파수분할다중화 장치.
3차원 직교주파수분할다중화 방법에 있어서,
N개의 입력 신호들을 신호 성상도의 N개의 3차원 좌표점들로 각각 매핑하는 단계; 및
상기 매핑된 N개의 3차원 좌표점들에 기초하여 2차원 행렬을 생성하고 2차원 역 푸리에 변환하며, 상기 2차원 역 푸리에 변환된 상기 N개의 입력 신호들을 병직렬 변환하여 출력하는 단계;를 포함하되,
상기 신호 성상도의 신호점들은, 3차원 직교좌표계의 원점을 무게중심점으로 하는 외부 정육면체의 꼭짓점에 배열되는 제1 신호점들; 및
상기 외부 정육면체와 무게중심점을 공통으로 하고 상기 직교좌표계의 어느 하나의 좌표축을 회전축으로 소정의 각도만큼 회전된 내부 정육면체의 꼭짓점에 배열되는 제2 신호점들;을 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 직교주파수분할다중화 방법.
제6항에 있어서,
상기 내부 정육면체는 상기 직교좌표계(X, Y, Z축)의 Z축을 회전축으로 π/4만큼 회전된 것을 특징으로 하는 3차원 직교주파수분할다중화 방법.
제7항에 있어서,
상기 제1 신호점들 각각은 상기 제2 신호점들 중 인접하는 제2 신호점들과의 최소 유클리드 거리(Minimum Euclidean Distance, MED)가 동일하고,
상기 신호점들의 평균 전송전력은 상기 소정의 각도만큼 회전되기 전의 평균 전송전력과 서로 동일한 것을 특징으로 하는 3차원 직교주파수분할다중화 방법.