KR20170029454A - Method for transmitting and receiving multi-mode signal using uniform circular array antenna, and apparatuses performing the same - Google Patents
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Abstract
Description
아래 실시예들은 UCA 안테나를 이용한 멀티모드 신호 송수신 방법, 및 이를 수행하는 장치들에 관한 것이다.The embodiments described below relate to a method for transmitting and receiving a multimode signal using a UCA antenna, and devices for performing the same.
OAM(Orbital Angular Momentum)은 LM(Linear Momentum)과 SAM(Spin Angular Momentum)과 함께 모든 전자파가 갖고 있는 모멘텀들 중 하나이다. OAM (Orbital Angular Momentum) is one of the momentum of all electromagnetic waves together with Linear Momentum (LM) and Spin Angular Momentum (SAM).
LM은 모멘텀 보전 법칙에 의하여 원거리까지 보전하여 전달할 수 있는 것으로서 1개 채널만 전송 가능하고, SAM은 2개의 편광(polarization)을 전송 가능하여 위성 통신에 사용되고 있다.The LM is able to transmit and receive only one channel and can transmit two polarizations and is used for satellite communication.
이와 달리, OAM은 이론적으로 무한 개의 모드(mode)를 간섭 없이 전송 가능한 것으로 밝혀지면서 이 OAM 멀티모드(multi-mode)를 생성하고 수신 및 복호하는 기술에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.On the other hand, OAM has been theoretically proved to be able to transmit infinite modes without interference, and studies have been actively conducted on techniques for generating, receiving, and decoding the OAM multi-mode.
Line-of-Sight(LoS) 환경에서, OAM 멀티모드 신호를 생성하기 위해 송신기에서 N개의 송신 안테나 소자와 N개의 수신 안테나 소자를 사용하는 UCA(Uniform Circular Array) 안테나 쌍을 이용하는 방식에서는 UCA 안테나 쌍에 의해 생성되는 채널이 원거리까지 OAM 멀티모드 신호를 전송하는데 매우 높은 송신 전력과 수신기의 다이내믹 레인지(dynamic range)를 요구한다.In a system using a pair of UCA (Uniform Circular Array) antennas using N transmit antenna elements and N receive antenna elements in a transmitter to generate an OAM multi-mode signal in a line-of-sight (LoS) environment, Requires very high transmit power and dynamic range of the receiver to transmit OAM multimode signals over long distances.
실시예들은 UCA 안테나를 이용하여 멀티모드 신호를 공간 스프레딩 방식을 통해 송수신하는 기술을 제공할 수 있다.Embodiments can provide a technique of transmitting and receiving a multi-mode signal through a spatial spreading method using a UCA antenna.
일 실시예에 따른 멀티모드 신호 전송 방법은 멀티모드 신호들 각각을 스프레딩하는 단계와, 스프레딩된 멀티모드 신호들을 DFT(Discrete Fourier transform) 빔들에 매핑하는 단계를 포함할 수 있다.A method of transmitting a multi-mode signal according to an embodiment may include spreading each of the multi-mode signals and mapping spreading multi-mode signals to Discrete Fourier transform (DFT) beams.
상기 스프레딩하는 단계는 상기 멀티모드 신호들을 스프레딩 행렬을 통해 스프레딩하는 단계를 포함할 수 있다.The spreading step may include spreading the multimode signals through a spreading matrix.
상기 스프레딩하는 단계는,Wherein the step of spreading comprises:
상기 멀티모드 신호들을 하기 수학식 34를 이용하여 상기 스프레딩된 멀티모드 신호들을 계산하는 단계를 포함할 수 있다.And computing the spread multimode signals using the multimode signals using Equation (34).
상기 매핑하는 단계는 상기 스프레딩된 멀티모드 신호들을 DTF 행렬을 이용하여 변조하는 단계를 포함할 수 있다.The mapping step may comprise modulating the spread multi-mode signals using a DTF matrix.
상기 스프레딩 행렬은 DFT 행렬을 포함하여 유니테리 행렬일 수 있다.The spreading matrix may be a unitary matrix including a DFT matrix.
일 실시예에 따른 OAM 송신기는 멀티모드 신호들 각각을 스프레딩하는 스프레딩 모듈과, 스프레딩된 멀티모드 신호들을 DFT(Discrete Fourier transform) 빔들에 매핑하는 변조기를 포함할 수 있다.An OAM transmitter in accordance with one embodiment may include a spreading module that spreads each of the multimode signals and a modulator that maps the spread multimode signals to Discrete Fourier transform (DFT) beams.
상기 스프레딩 모듈은 상기 멀티모드 신호들을 스프레딩 행렬을 통해 스프레딩할 수 있다.The spreading module may spread the multi-mode signals through a spreading matrix.
상기 스프레딩 모듈은 상기 멀티모드 신호들을 하기 수학식 35를 이용하여 상기 스프레딩된 멀티모드 신호들을 계산할 수 있다.The spreading module may calculate the spread multimode signals using the multimode signals using Equation (35).
상기 변조기는 상기 스프레딩된 멀티모드 신호들을 DTF 행렬을 이용하여 변조할 수 있다.The modulator may modulate the spread multimode signals using a DTF matrix.
상기 스프레딩 행렬은 DFT 행렬을 포함하여 유니테리 행렬일 수 있다.The spreading matrix may be a unitary matrix including a DFT matrix.
도 1은 송수신 UCA 안테나의 구조를 개략적으로 나타낸다.
도 2는 도 1에 도시된 송수신 UCA 안테나를 포함하는 통신 시스템을 개략적으로 나타낸다.
도 3은 4개의 안테나 소자를 갖는 UCA 안테나를 사용한 OAM 모드 송신 신호의 원거리장 패턴(far-field pattern)을 나타낸다.
도 4는 송신 UCA 안테나로부터 z축으로 파의 진행 방향에 수직인 면에 나타나는 전파 강도를 나타낸다.
도 5는 일 실시예에 따른 통신 시스템을 개략적으로 나타낸다.
도 6은 도 5에 도시된 OAM 송신기의 공간 스프레딩 방식을 통한 멀티모드 신호들 전송 개념도를 나타낸다.
도 7은 4개 소자를 갖는 UCA 안테나에 일 실시예에 따른 공간 스프레딩 방식을 적용할 때 발생하는 모드 별 원거리장 패턴을 나타낸다.
도 8은 mode별 SER 성능을 기존 방식과 공간 스프레딩 방식에 대해 시뮬레이션한 결과를 나타낸다.
도 9는 모든 모드들에 대한 통합 SER 성능을 기존 UCA OAM 방식과 공간 스프레딩 방식에 대해 시뮬레이션한 결과를 나타낸다.1 schematically shows a structure of a transmitting and receiving UCA antenna.
Fig. 2 schematically shows a communication system including the transmitting and receiving UCA antenna shown in Fig.
3 shows a far-field pattern of an OAM mode transmission signal using a UCA antenna with four antenna elements.
Fig. 4 shows the intensity of a radio wave appearing on the plane perpendicular to the traveling direction of the wave in the z-axis from the transmitting UCA antenna.
5 schematically illustrates a communication system according to one embodiment.
FIG. 6 is a conceptual diagram for transmitting multimode signals through the spatial spreading scheme of the OAM transmitter shown in FIG.
FIG. 7 shows a far field pattern for each mode that occurs when a spatial spreading scheme according to an embodiment is applied to a UCA antenna having four elements.
FIG. 8 shows a result of simulating the SER performance of each mode for the conventional method and the spatial spreading method.
FIG. 9 shows a result of simulating the integrated SER performance for all modes with respect to the existing UCA OAM scheme and spatial spreading scheme.
본 명세서에 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되지 않는다.It is to be understood that the specific structural or functional descriptions of embodiments of the present invention disclosed herein are presented for the purpose of describing embodiments only in accordance with the concepts of the present invention, May be embodied in various forms and are not limited to the embodiments described herein.
본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 실시예들을 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시형태들에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.Embodiments in accordance with the concepts of the present invention are capable of various modifications and may take various forms, so that the embodiments are illustrated in the drawings and described in detail herein. However, it is not intended to limit the embodiments according to the concepts of the present invention to the specific disclosure forms, but includes changes, equivalents, or alternatives falling within the spirit and scope of the present invention.
제1 또는 제2 등의 용어를 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용도리 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만, 예를 들어 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.The terms first, second, etc. may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The terms may be named for the purpose of distinguishing one element from another, for example without departing from the scope of the right according to the concept of the present invention, the first element being referred to as the second element, Similarly, the second component may also be referred to as the first component.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 “연결되어” 있다거나 “접속되어” 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 “직접 연결되어” 있다거나 “직접 접속되어” 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 표현들, 예를 들어 “~사이에”와 “바로~사이에” 또는 “~에 이웃하는”과 “~에 직접 이웃하는” 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, . On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between. Expressions that describe the relationship between components, such as "between" and "between" or "neighboring to" and "directly adjacent to" should be interpreted as well.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, “포함하다” 또는 “가지다” 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함으로 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, the terms " comprises ", or " having ", and the like, are used to specify one or more of the features, numbers, steps, operations, elements, But do not preclude the presence or addition of steps, operations, elements, parts, or combinations thereof.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the meaning of the context in the relevant art and, unless explicitly defined herein, are to be interpreted as ideal or overly formal Do not.
이하, 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나, 특허출원의 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the scope of the patent application is not limited or limited by these embodiments. Like reference symbols in the drawings denote like elements.
본 명세서에서의 모듈(module)은 본 명세서에서 설명되는 각 명칭에 따른 기능과 동작을 수행할 수 있는 하드웨어를 의미할 수도 있고, 특정 기능과 동작을 수행할 수 있는 컴퓨터 프로그램 코드를 의미할 수도 있고, 또는 특정 기능과 동작을 수행시킬 수 있는 컴퓨터 프로그램 코드가 탑재된 전자적 기록 매체, 예를 들어 프로세서 또는 마이크로 프로세서를 의미할 수 있다.A module in this specification may mean hardware capable of performing the functions and operations according to the respective names described in this specification and may mean computer program codes capable of performing specific functions and operations , Or an electronic recording medium, e.g., a processor or a microprocessor, equipped with computer program code capable of performing certain functions and operations.
다시 말해, 모듈이란 본 발명의 기술적 사상을 수행하기 위한 하드웨어 및/또는 상기 하드웨어를 구동하기 위한 소프트웨어의 기능적 및/또는 구조적 결합을 의미할 수 있다.In other words, a module may mean a functional and / or structural combination of hardware for carrying out the technical idea of the present invention and / or software for driving the hardware.
도 1은 송수신 UCA 안테나의 구조를 개략적으로 나타낸다.1 schematically shows a structure of a transmitting and receiving UCA antenna.
도 1을 참조하면, OAM(Orbital Angular Momentum) 멀티-모드를 생성하기 위한 송수신 안테나 구조는 UCA(Uniform Circular Array) 안테나 구조를 포함할 수 있다. 예를 들어, UCA 안테나 구조는 송신 UCA 안테나 및 수신 UCA 안테나를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, a transmit / receive antenna structure for generating an Orbital Angular Momentum (OAM) multi-mode may include a UCA (Uniform Circular Array) antenna structure. For example, a UCA antenna structure may include a transmitting UCA antenna and a receiving UCA antenna.
송신 UCA 안테나의 반경은 RTX이고, 수신 UCA 안테나의 반경은 RRX이고, 송신 UCA 안테나와 수신 UCA 안테나 간의 거리는 D일 수 있다.The radius of the transmitting UCA antenna is RTX, the radius of the receiving UCA antenna is RRX, and the distance between the transmitting UCA antenna and the receiving UCA antenna may be D.
송신 UCA 안테나의 안테나 소자들은 모두 x-y 평면 상에 동일한 간격으로 배열되어 있다고 가정한다.It is assumed that the antenna elements of the transmitting UCA antenna are all arranged at equal intervals on the x-y plane.
이때, 송신 UCA 안테나에 포함된 j-th 안테나 소자의 UCA 면(plane)의 각도(angle)는 이고, 수신 UCA 안테나에 포함된 i-th 안테나 소자의 UCA 면의 각도는 일 수 있다. 그러면, 송신 UCA 안테나의 j-th 안테나 소자와 수신 UCA 안테나의 i-th 안테나 소자 사이의 거리 di,j는 수학식 1을 통해 표현될 수 있다.At this time, the angle of the UCA plane of the j-th antenna element included in the transmission UCA antenna is , And the angle of the UCA plane of the i-th antenna element included in the reception UCA antenna is Lt; / RTI > Then, the distance d i, j between the j-th antenna element of the transmitting UCA antenna and the i-th antenna element of the receiving UCA antenna can be expressed by Equation (1).
여기서, 는 수학식 2와 같이 정의되는 값으로서, i와 j의 차(즉, i-j)에 의해서만 결정될 수 있다.here, Is a value defined by Equation (2), and can be determined only by the difference between i and j (ij).
따라서, 도 마찬가지로 그 차이(difference가) 같은 {i, j}에 대하여 같은 값을 가질 수 있다.therefore, Can also have the same value for {i, j} as the difference.
한편, 송신 UCA 안테나의 j-th 안테나 소자와 수신 UCA 안테나의 i-th 안테나 소자 사이의 거리 di,j가 수학식 1과 같이 표현될 때, 자유 공간(free space)에서 송신 UCA 안테나의 j-th 안테나 소자와 수신 UCA 안테나의 i-th 안테나 소자 사이의 채널은 수학식 3과 같이 표현될 수 있다.Meanwhile, when the distance d i, j between the j-th antenna element of the transmitting UCA antenna and the i-th antenna element of the receiving UCA antenna is expressed as
안테나 소자의 빔 패턴 β가 i, j와 독립인 무지향성(omni-directional) 안테나 소자를 가정할 때, 특정 파장(wave length)을 갖는 협대역(narrow band) 신호에 대한 UCA 쌍(pair) 채널 응답은 이 안테나 소자들 사이의 거리에 의해서만 결정될 수 있다. 채널 행렬 H는 수학식 4와 같이 표현될 수 있다.Assuming an omni-directional antenna element in which the beam pattern? Of the antenna element is independent of i, j, a UCA pair channel for a narrow band signal having a specific wave length The response can only be determined by the distance between these antenna elements. The channel matrix H can be expressed as Equation (4).
채널 행렬 H는 서큘런트 행렬(circulant matrix)일 수 있다.The channel matrix H may be a circulant matrix.
도 2는 도 1에 도시된 송수신 UCA 안테나를 포함하는 통신 시스템을 개략적으로 나타낸다.Fig. 2 schematically shows a communication system including the transmitting and receiving UCA antenna shown in Fig.
도 1 및 도 2를 참조하면, 통신 시스템(10)은 UCA 안테나 구조를 사용한 통신 시스템일 수 있다. 예를 들어, 통신 시스템(10)은 OAM 전송 시스템일 수 있다.Referring to Figures 1 and 2, the
통신 시스템(10)은 수학식 4와 같이 표현되는 UCA 채널, 즉 채널 행렬 H를 사용하여 N개 모드 신호를 동시에 전송할 수 있다. 즉, 통신 시스템(10)의 UCA 안테나 구조는 송신측과 수신측에 N개의 안테나 소자를 갖는 UCA 안테나를 사용하여 N개의 모드들을 동시에 전송할 수 있는 구조일 수 있다.The
통신 시스템(10)의 송신측과 수신측, 즉 송신기와 수신기 구조에 대한 유도 과정은 다음과 같이 설명될 수 있다.The derivation procedure for the transmitter side and the receiver side, i.e., the transmitter and receiver structure of the
송신 UCA 안테나의 N개 안테나 소자로 송신되는 신호 벡터와 수신 UCA 안테나의 N개 안테나 소자에 수신되는 신호 벡터 각각은 로 정의될 수 있다. 수신 UCA 안테나의 N개 안테나 소자에서 발생하는 부가 백색 가우스 잡음(Additive White Gaussian Noise(AWGN))이 일 때, 수신 신호 벡터는 수학식 5와 같이 표현될 수 있다.The signal vector transmitted to the N antenna elements of the transmitting UCA antenna and the signal vector received to the N antenna elements of the receiving UCA antenna are . ≪ / RTI > Additive White Gaussian Noise (AWGN), which occurs in the N antenna elements of the receiving UCA antenna, , The received signal vector can be expressed by Equation (5).
N x N 채널 행렬 H가 순환성(circularity)을 갖는 경우, 채널 행렬 H는 수학식 6과 같이 N-point DFT(Discrete Fourier transform) 행렬 Q와 컴플렉스 요소(complex element)를 갖는 complex diagonal 행렬 로 분해될(decompose) 수 있다.When the NxN channel matrix H has a circularity, the channel matrix H is a complex diagonal matrix having an N-point Discrete Fourier transform (DFT) matrix Q and a complex element as shown in Equation (6) As shown in FIG.
그러면, 수학식 5의 수신 신호 는 수학식 7과 같이 다시 표현될 수 있다.Then, the reception signal < RTI ID = 0.0 > Can be rewritten as Equation (7).
송신 신호 벡터 를 DFT 매트릭스로 전처리(preprocessing)한 신호 , 즉 일 때, 수학식 7의 수신 신호 는 다시 수학식 8과 같이 표현될 수 있다.Transmit signal vector Is preprocessed with a DFT matrix , In other words The received signal < RTI ID = 0.0 > Can be expressed as Equation (8).
를 인버스(inverse) DFT로 후처리(postprocessing)한 신호를 이라고 할 때, 은 수학식 9와 같이 표현될 수 있다. Into an inverse DFT to generate a postprocessed signal In this case, Can be expressed by Equation (9).
여기서, 일 수 있다. 따라서, 의 추정(estimate)이 가능한(available) 경우, 수신기, 예를 들어 수신기의 검출기(detector)는 로부터 를 검파(detection)할 수 있다.here, Lt; / RTI > therefore, A receiver, e.g., a detector of the receiver, from Can be detected.
도 3은 4개의 안테나 소자를 갖는 UCA 안테나를 사용한 OAM 모드 송신 신호의 원거리장 패턴(far-field pattern)을 나타내고, 도 4는 송신 UCA 안테나로부터 z축으로 파의 진행 방향에 수직인 면에 나타나는 전파 강도를 나타낸다.FIG. 3 shows a far-field pattern of an OAM mode transmission signal using a UCA antenna having four antenna elements, and FIG. 4 shows a far- Indicates the intensity of radio waves.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 도 3은 UCA 안테나, 예를 들어 UCA 안테나가 x-y 평면(plane) 상에 나란히 놓여 있는 경우, 즉 UCA 안테나의 모든 안테나 소자들의 위치 벡터(position vector)의 z 성분이 0(zero)인 경우를 나타낸다. 도 4는 송신 UCA 안테나로부터 z축으로 100m 거리, 즉 (0, 0, 100)를 중심으로 하는 z축에 수직인 반경 10λ인 원형 평면에 나타나는 전계 강도를 나타낸다.Referring to FIGS. 1 to 4, FIG. 3 illustrates a case where a UCA antenna, for example, a UCA antenna is laid side by side on an xy plane, that is, a z component of a position vector of all antenna elements of a UCA antenna Is zero (0). Figure 4 shows the field strength appearing in a circular plane with a radius of 10 [Lambda], which is perpendicular to the z-axis centered at (0, 0, 100) at a distance of 100 m from the transmitting UCA antenna in the z-axis.
도 3에 도시된 바와 같이, 모드 0의 패턴은 z축 방향으로 형성되고 있어, z축 상의 수신 지점에서 전파 강도(field intensity)가 강하게 나타남을 알 수 있다. 모드 0을 제외한 나머지 모드 신호들은 z축 방향으로 패턴이 형성되지 않기 때문에 z축 상의 수신 지점이 송신기에서 먼 경우에는 수신 안테나 부근에 형성되는 장(field)의 강도(또는 세기, intensity)가 매우 작게 됨을 알 수 있다. 이는 수신 전파 강도에 대한 도 4로부터 확인할 수 있다. As shown in FIG. 3, the
도 4에 도시된 바와 같이, 모드 0은 송수신 거리 100m에서도 강한 장(field)를 나타내는 반면, 나머지 모드들은 전파 강도(field intensity)가 상대적으로 매우 낮음을 알 수 있다(예를 들어, 도 4에서 빨간색은 전파 강도가 강한 것을 의미하고, 파란색은 전파 강도가 약한 것을 의미한다).As shown in FIG. 4, the
상술한 송신 신호, 예를 들어 OAM 멀티 모드 신호의 빔 패턴과 전파 강도로부터 관찰된 이 특성은 모드별 채널 용량을 분석함으로써 다음과 같이 증명될 수 있다.This characteristic observed from the above-described beam pattern of the transmission signal, for example, the OAM multimode signal and the field strength, can be verified as follows by analyzing the channel capacity for each mode.
수학식 9에서 는 그 대각선 요소(diagonal element)들이 인 대각선 행렬(diagonal matrix)이고, 는 수학식 6을 통해 수학식 10과 같이 표현될 수 있다.In Equation (9) Diagonal elements < RTI ID = 0.0 > Diagonal matrix < RTI ID = 0.0 > Can be expressed as Equation (10) through Equation (6).
이로부터, 모드 k에 대한 수신 신호는 수학식 11과 같이 표현될 수 있다.From this, the received signal for mode k can be expressed as Equation (11).
모드 k에 대한 채널 용량은 수학식 12와 같이 표현될 수 있다.The channel capacity for mode k may be expressed as Equation (12).
Q 행렬의 k-th 컬럼 벡터를 로 정의할 때, 수학식 11의 는 수학식 10을 통해 수학식 13과 같이 표현될 수 있다.Let the k-th column vector of the Q matrix be , Equation (11) Can be expressed by Equation (13) through Equation (10).
송수신 거리 D가 송신 UCA 안테나의 반경 RTX보다 매우 클 때, 는 수학식 14와 같이 근사적으로 표현될 수 있다.When the transmission / reception distance D is much larger than the radius R TX of the transmission UCA antenna, Can be approximated as shown in Equation (14).
따라서, 인 조건에서 모드 0이외의 모드들의 채널 용량은 0으로 근사화될 수 있다.therefore, The channel capacity of modes other than
이와 같이 모드 0이외의 모드 신호들에 대한 채널 용량이 모드 0에 비해 상대적으로 낮게 형성되는 것은 모드 0이외의 나머지 모드들에 대한 수신 신호 검파 에러(detection error)가 상대적으로 높게 되는 결과를 가져오게 될 수 있다. 이 점은 다음과 같이 증명될 수 있다.The reason why the channel capacity for the mode signals other than the
수신 신호 벡터가 수학식 9와 같이 표현될 때, 신호 를 위한 제로-포싱 등화기(zero-forcing equalizer)는 와 같이 표현되고, 제로-포싱 등화기의 출력 신호는 수학식 15와 같이 표현될 수 있다.When the received signal vector is expressed as Equation 9, A zero-forcing equalizer for the < RTI ID = 0.0 > And the output signal of the zero-forcing equalizer can be expressed as: < EMI ID = 15.0 >
송신 신호에 대한 추정 오차 벡터는 로 표현되고, 모드 k 신호의 추정 오차는 로 표현될 수 있다. 모드 k 신호의 추정 오차의 분산(variance)은 수학식 16과 같이 표현될 수 있다.The estimated error vector for the transmitted signal is , And the estimation error of the mode k signal is expressed by . ≪ / RTI > The variance of the estimation error of the mode k signal can be expressed as: < EMI ID = 16.0 >
*송수신 거리가 큰 경우에, 수학식 14와 수학식 16으로부터 모드 0이외의 모드 신호들에 대한 추정 오차 분산이 모드 0 신호의 추정 오차 분산보다 현저하게 크게 됨을 알 수 있다.It can be seen from Equations (14) and (16) that the estimated error variance for mode signals other than
도 2의 통신 시스템(10)의 UCA OAM 방식의 경우, 송수신 거리가 UCA 반경보다 매우 큰 경우에 그 송수신 거리가 증가함에 따라 그 채널 용량의 감소폭이 모드별로 큰 편차를 보이고, 이 때문에 특정 거리 이상이 되면 모드 0이외의 신호를 낮은 오류율로 복호하는 것이 어렵게 된다.In the case of the UCA OAM scheme of the
도 5는 일 실시예에 따른 통신 시스템을 개략적으로 나타내고, 도 6은 도 5에 도시된 OAM 송신기의 공간 스프레딩 방식을 통한 멀티모드 신호들 전송 개념도를 나타낸다.FIG. 5 schematically shows a communication system according to an embodiment, and FIG. 6 shows a concept of transmission of multimode signals through a spatial spreading scheme of the OAM transmitter shown in FIG.
도 5 및 도 6을 참조하면, 통신 시스템(20)은 OAM 송신기와 OAM 수신기를 포함할 수 있다. 예를 들어, 통신 시스템(20)은 OAM 전송 시스템일 수 있다. 통신 시스템(20)은 위성 통신 시스템, 무선 백홀 네트워크 시스템, 또는 LoS 통신 시스템일 수 있다. 통신 시스템(30A)은 LoS(Line-of-Sight) 환경일 수 있다. 또한, 통신 시스템(20)은 기타 LoS 통신 영역의 통신 시스템일 수 있다.5 and 6, the
도 5의 제1 UCA 안테나(150)와 제2 UCA 안테나(210) 각각의 구조 및 동작은 도 1에서 설명된 송신 UCA 안테나 및 수신 UCA 안테나 각각의 구조 및 동작과 실질적으로 동일할 수 있다.The structure and operation of each of the
제1 UCA 안테나(150)와 제2 UCA 안테나(210) 각각에 포함된 안테나 소자들의 개수는 N이라고 가정한다.It is assumed that the number of antenna elements included in each of the
OAM 송신기(100)는 멀티모드 신호들을 생성하고, 모든 DFT 빔들에 매핑(mapping)함으로써 멀티모드 신호들이 DFT 빔들 간에 공간적으로 스프레딩되도록 할 수 있다. OAM 송신기(100)는 DFT 빔들에 스프레딩된 멀티모드 신호들을 OAM 수신기(200)로 전송할 수 있다.The
OAM 송신기(100)는 스프레딩 모듈(spreading module; 110), OAM 변조기(OAM modulator; 130)와 제1 UCA 안테나(150)를 포함할 수 있다.The
는 송신하고자 하는 심볼들의 벡터를 의미하고, 는 스프레딩 모듈(110)에서 사용되는 스프레딩 행렬(spreading matrix)을 의미하고, 는 OAM 변조기(130)에서 사용되는 DFT 행렬을 의미할 수 있다. Denotes a vector of symbols to be transmitted, Denotes a spreading matrix used in the spreading
이하에서는, 공간 스프레딩 방식의 개념을 제1 UCA 안테나(150)와 제2 UCA 안테나(210) 각각에 포함된 안테나 소자들의 개수는 N=4인 예를 들어 설명한다.Hereinafter, the concept of the spatial spreading scheme will be described with an example in which the number of antenna elements included in each of the
스프레딩 모듈(110)은 송신하고자 하는 멀티모드 신호들 을 수학식 17을 통해 스프레딩 행렬 로 스프레딩할 수 있다.The spreading
OAM 변조기(130)는 스프레딩 모듈(110)의 출력 신호, 즉 스프레딩된 신호들 을 DFT 빔들에 매핑(mapping)할 수 있다. 예를 들어, OAM 변조기(130)는 스프레딩된 신호들 을 DFT 행렬을 통해 변조할 수 있다.The OAM modulator 130 receives the output signal of the spreading
결과적으로, 송신하고자 하는 멀티모드 신호들 이 DFT 빔들 간의 공간적으로 스프레딩될 수 있다.As a result, the multimode signals to be transmitted Can be spatially spread between the DFT beams.
제1 UCA 안테나(150)는 변조된 신호들을 OAM 수신기(200)로 전송할 수 있다.The
즉, 도 3에 도시된 바와 같이 멀티모드 신호들 을 DFT 빔들에 1대1로 매핑(mapping)하여 송신하는 것과 달리, 본 발명에서는 송신하고자 하는 멀티모드 신호들 이 도 3b의 모든 DFT 빔들에 매핑(mapping)됨으로써 멀티모드 신호들이 DFT 빔들 간에 공간적으로 스프레딩되어 전송될 수 있다.That is, as shown in FIG. 3, Is mapped to DFT beams on a one-to-one basis and transmitted. In contrast, in the present invention, May be mapped to all the DFT beams in FIG. 3B so that the multimode signals may be spatially spread between the DFT beams.
OAM 송신기(100)가 각 멀티모드 신호를 DFT 빔들 간에 스프레딩하여, 동일한 신호를 모든 DFT 빔을 통하여 전송하기 때문에, 모든 모드 신호들이 동일한 채널을 경험하게 되고 이에 따라 모든 모드들의 채널 용량(mode capacity)이 동일한 수준으로 유지될 수 있다. 또한, 이것은 공간 스프레딩을 통하여 모드 0을 제외한 모드들의 채널 용량을 증가시키고, 또한 모드 0이외의 모드들의 디코딩(decoding) 가능한 송수신 거리를 증가시키는 효과를 갖게 할 수 있다.Since the
OAM 수신기(200)는 OAM 송신기(100)로부터 전송된 신호들을 디스프레딩(dispreading)하여 신호들을 복조할 수 있다.The
OAM 수신기(200)는 제2 UCA 안테나(210), OAM 복조기(OAM demodulator; 230), 채널 등화기(channel equalizer; 250), 디스프레딩 모듈(dispreading module; 270) 및 검파기(detector; 290)를 포함할 수 있다.
는 OAM 복조기(230)에서 사용되는 DFT 행렬을 의미할 수 있다. 는 수학식 18과 같이 정의될 수 있다. May refer to a DFT matrix used in the
여기서, 스프레딩 행렬 은 DFT 행렬을 포함하여 유니테리 행렬(unitary matrix) 특성을 갖는 것을 사용할 수 있다.Here, the spreading matrix May have a unitary matrix characteristic including a DFT matrix.
그러면, 임의의 시각에 수신 UCA 안테나인 제2 UCA 안테나(210)로 수신되는 신호 벡터는 수학식 19와 같이 표현될 수 있다.Then, the signal vector received by the
수학식 19에 수학식 6을 대입하면, 수학식 19는 수학식 20과 같이 다시 표현될 수 있다.Substituting Equation (6) into Equation (19), Equation (19) can be expressed again as Equation (20).
여기서, 는 수학식 21과 같이 표현될 수 있다.here, Can be expressed as: " (21) "
에 대한 최소 자승 추정치(Least-Squares Estimator(LSE))는 수학식 20을 통해 수학식 22와 같이 표현될 수 있다. (Least-Squares Estimator (LSE)) with respect to Equation (20) can be expressed as Equation (22) through Equation (20).
*수학식 22에 수학식 21을 대입하면, 는 아래 수학식 23과 같이 단순화될 수 있다.* Substituting Equation (21) into Equation (22) Can be simplified as shown in
수학식 23은 다시 수학식 24 내지 수학식 26으로 분할하여 표현 가능할 수 있다.Equation (23) can be expressed again by equations (24) to (26).
OAM 복조기(230)는 수학식 24를 통해 수신 신호들을 복조할 수 있다.
채널 등화기(250)는 수학식 25를 통해 채널 등화 동작을 수행할 수 있다The
디스프레딩 모듈(270)은 수학식 26을 통해 채널 등화기(250)의 출력 신호들을 디스프레딩할 수 있다. 이를 통해, 디스프레딩 모듈(270)은 송신 심볼 에 대한 추정치를 디스프레딩 행렬을 이용하여 획득(또는 계산)할 수 있다.The
수학식 20와 수학식 21을 수학식 22에 대입하면, 수학식 22는 수학식 27과 같이 다시 표현될 수 있다.Substituting Equations (20) and (21) into Equation (22), Equation (22) can be expressed again as Equation (27).
와 같이 스프레딩 행렬 의 k-th 컬럼을 로 정의하면, 의 k-th 요소는 수학식 28과 같이 표현될 수 있다. A spreading matrix Of the k-th column Lt; / RTI > K-th < / RTI >
모드 k에 대한 채널 용량(mode capacity)은 수학식 28을 통해 수학식 29와 같이 표현될 수 있다.The mode capacity for mode k may be expressed as: < EMI ID = 29.0 >
여기서, 는 수학식 30과 같이 표현될 수 있다.here, Can be expressed by Equation (30).
이에, 수학식 29는 다시 수학식 31과 같이 표현될 수 있다.Equation (29) can be expressed as Equation (31) again.
수학식 31로부터 공간 스프레딩 방식에 의한 채널 용량(mode capacity)는 모드 인덱스 k와 무관하게 모든 모드에 대해 동일한 값이 됨을 알 수 있다.From equation (31), it can be seen that the mode capacity by the spatial spreading scheme is the same for all modes regardless of the mode index k.
도 7은 4개 소자를 갖는 UCA 안테나에 일 실시예에 따른 공간 스프레딩 방식을 적용할 때 발생하는 모드 별 원거리장 패턴을 나타낸다.FIG. 7 shows a far field pattern for each mode that occurs when a spatial spreading scheme according to an embodiment is applied to a UCA antenna having four elements.
모드별로 스프레딩을 한 다음 DFT 변조를 하여 송신하는 경우에 각 모드 신호에 의한 원거리장 패턴과 100m 거리에 있는 반경 10λ를 갖는 수신 UCA 안테나에 도달하는 파의 전파 강도를 나타낸 것이다.The figure shows the propagation intensity of the waves reaching the receiving UCA antenna with a radius of 10λ at a distance of 100m from the far field pattern due to each mode signal when spreading by mode and then transmitting with DFT modulation.
이것은 특정 모드 신호 만 송신되는 경우 수학식 19로부터 수신 신호는 수학식 32와 같이 표현될 수 있다.This means that the particular mode signal The received signal can be expressed by Equation (32) from Equation (19).
는 수학식 33과 같이 표현될 수 있다. Can be expressed by Equation (33).
즉, 공간 스프레딩 방식에 의하여 임의의 수신 지점에서 모든 모드의 전파 강도는 동일하게 될 수 있다. 이에, UCA OAM 멀티모드 신호를 송수신 거리가 먼 경우에도 모드 0이외의 다른 모드들도 개선된 SNR로 수신할 수 있다.That is, the propagation intensities of all the modes at the arbitrary receiving points can be made equal by the spatial spreading scheme. Therefore, even when the UCA OAM multi-mode signal is transmitted and received a long distance, modes other than the
도 8은 mode별 SER 성능을 기존 방식과 공간 스프레딩 방식에 대해 시뮬레이션한 결과를 나타낸다.FIG. 8 shows a result of simulating the SER performance of each mode for the conventional method and the spatial spreading method.
본 발명의 공간 스프레딩 방식이 기존 UCA OAM 방식에 대하여 갖는 SER 측면의 장점을 살펴보기 위해 컴퓨터 시뮬레이션을 수행하였다. 시뮬레이션에는 NTX = NRX = 4, RTX =RRX=10λ, 그리고 송수신 거리 D=50m를 적용하였다.A computer simulation was performed to investigate the advantages of the space side spreading scheme of the present invention on the existing UCA OAM scheme. In the simulation, N TX = N RX = 4, R TX = R RX = 10λ, and transmission / reception distance D = 50m were applied.
도 8은 16-QAM으로 encoding된 4개의 심볼을 송신한 경우의 모드별 SER을 나타낸 것이다. 기존의 UCA OAM 방식은 모드별로 SER의 편차가 크고 특히 모드 3의 SER이 높게 나타나는 반면, 공간 스프레딩 방식은 모든 모드가 동일한 SER 성능을 보임을 알 수 있다.8 shows a SER for each mode when four symbols encoded by 16-QAM are transmitted. In the conventional UCA OAM scheme, SER deviations are large in each mode, and in particular, the SER in the
도 9는 모든 모드들에 대한 통합 SER 성능을 기존 UCA OAM 방식과 공간 스프레딩 방식에 대해 시뮬레이션한 결과를 나타낸다.FIG. 9 shows a result of simulating the integrated SER performance for all modes with respect to the existing UCA OAM scheme and spatial spreading scheme.
도 9는 4개의 모드 신호의 합에 대한 SER 성능을 나타낸다. QPSK 인코딩을 적용할 경우 SNR이 12 dB 이상이 되면 공간 스프레딩 방식이 기존 UCA OAM 방식보다 낮은 SER을 가지며, 16-QAM을 적용할 경우에는 SNR이 18dB 이상이 될 때 공간 스프레딩 방식이 장점을 갖는 것을 알 수 있다. 또한, SER이 0.1이하인 영역에서는 공간 스프레딩 방식을 사용하는 것이 권고될 수 있으며, 본 시뮬레이션이 예에서는 SER<0.01 구간에서 3dB이상의 SNR 이득(gain)을 갖는 것을 볼 수 있다.9 shows the SER performance for the sum of the four mode signals. In the case of QPSK encoding, spatial spreading scheme has SER lower than that of existing UCA OAM scheme when SNR is 12 dB or more, and space spreading scheme when SNR is 18 dB or more when 16-QAM is applied . In addition, it is recommended to use the spatial spreading method in a region where the SER is less than 0.1. In this example, the SNR gain is more than 3dB in the range of SER <0.01.
상술한 공간 스프레딩 방식을 기술함에 있어 송신 UCA 안테나 소자의 수와 수신 UCA 안테나 소자의 수가 모두 N이고, 와 가 모두 N-by-N DFT matrix인 경우를 가정하였으나, NTX와 NRX가 같은 값이 아닌 경우에도 본 발명의 공간 스프레딩 기술을 적용하여 기존 UCA OAM 기술 대비 성능 개선을 달성할 수 있다.In describing the spatial spreading scheme described above, when both the number of transmitting UCA antenna elements and the number of receiving UCA antenna elements are N, Wow Is assumed to be an N-by-N DFT matrix. However, even when N TX and N RX are not equal to each other, the spatial spreading technique of the present invention can be applied to improve performance compared to the conventional UCA OAM technique.
이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPGA(field programmable gate array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.The apparatus described above may be implemented as a hardware component, a software component, and / or a combination of hardware components and software components. For example, the apparatus and components described in the embodiments may be implemented within a computer system, such as, for example, a processor, a controller, an arithmetic logic unit (ALU), a digital signal processor, a microcomputer, a field programmable gate array (FPGA) , A programmable logic unit (PLU), a microprocessor, or any other device capable of executing and responding to instructions. The processing device may execute an operating system (OS) and one or more software applications running on the operating system. The processing device may also access, store, manipulate, process, and generate data in response to execution of the software. For ease of understanding, the processing apparatus may be described as being used singly, but those skilled in the art will recognize that the processing apparatus may have a plurality of processing elements and / As shown in FIG. For example, the processing unit may comprise a plurality of processors or one processor and one controller. Other processing configurations are also possible, such as a parallel processor.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.The software may include a computer program, code, instructions, or a combination of one or more of the foregoing, and may be configured to configure the processing device to operate as desired or to process it collectively or collectively Device can be commanded. The software and / or data may be in the form of any type of machine, component, physical device, virtual equipment, computer storage media, or device , Or may be permanently or temporarily embodied in a transmitted signal wave. The software may be distributed over a networked computer system and stored or executed in a distributed manner. The software and data may be stored on one or more computer readable recording media.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.The method according to an embodiment may be implemented in the form of a program command that can be executed through various computer means and recorded in a computer-readable medium. The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, and the like, alone or in combination. The program instructions to be recorded on the medium may be those specially designed and configured for the embodiments or may be available to those skilled in the art of computer software. Examples of computer-readable media include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tape; optical media such as CD-ROMs and DVDs; magnetic media such as floppy disks; Magneto-optical media, and hardware devices specifically configured to store and execute program instructions such as ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include machine language code such as those produced by a compiler, as well as high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware devices described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the embodiments, and vice versa.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. For example, it is to be understood that the techniques described may be performed in a different order than the described methods, and / or that components of the described systems, structures, devices, circuits, Lt; / RTI > or equivalents, even if it is replaced or replaced.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents to the claims are also within the scope of the following claims.
Claims (10)
스프레딩된 멀티모드 신호들을 변조하는 단계
를 포함하는 멀티모드 신호 전송 방법.
Spreading the multimode signals among the DFT beams by mapping each of the multimode signals to Discrete Fourier transform (DFT) beams; And
Modulating the spread multimode signals
/ RTI >
상기 스프레딩하는 단계는,
상기 멀티모드 신호들을 스프레딩 행렬을 통해 스프레딩하는 단계
를 포함하는 멀티모드 신호 전송 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the step of spreading comprises:
Spreading the multi-mode signals through a spreading matrix
/ RTI >
상기 스프레딩하는 단계는,
상기 멀티모드 신호들을 하기 수학식 34를 이용하여 상기 스프레딩된 멀티모드 신호들을 계산하는 단계
를 포함하는 멀티모드 신호 전송 방법.
[수학식 34]
여기서, 는 상기 스프레딩된 멀티 모드 신호들을 미하고, 는 스프레딩 행렬을 의미하고, 는 상기 멀티모드 신호들을 의미함.
The method according to claim 1,
Wherein the step of spreading comprises:
Calculating the multimode signals using the following equation: < EMI ID = 34.0 >
/ RTI >
&Quot; (34) "
here, Quot; refers to the spread multi-mode signals, Denotes a spreading matrix, Means the multimode signals.
상기 변조하는 단계는,
상기 스프레딩된 멀티모드 신호들을 DTF 행렬을 이용하여 변조하는 단계
를 포함하는 멀티모드 신호 전송 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the modulating comprises:
Modulating the spread multi-mode signals using a DTF matrix
/ RTI >
상기 스프레딩 행렬은 DFT 행렬을 포함하여 유니테리 행렬인 멀티모드 신호 전송 방법.
3. The method of claim 2,
Wherein the spreading matrix is a unitary matrix including a DFT matrix.
스프레딩된 멀티모드 신호들을 변조하는 변조기
를 포함하는 OAM(Orbital Angular Momentum) 송신기.
A spreading module for spreading the multimode signals among the DFT beams by mapping each of the multimode signals to Discrete Fourier transform (DFT) beams; And
Modulator for modulating spread multi-mode signals
And an Orbital Angular Momentum (OAM) transmitter.
상기 스프레딩 모듈은,
상기 멀티모드 신호들을 스프레딩 행렬을 통해 스프레딩하는 OAM 송신기.
The method according to claim 6,
The spreading module includes:
And an OAM transmitter for spreading the multi-mode signals through a spreading matrix.
상기 스프레딩 모듈은,
상기 멀티모드 신호들을 하기 수학식 35를 이용하여 상기 스프레딩된 멀티모드 신호들을 계산하는 OAM 송신기.
[수학식 35]
여기서, 는 상기 스프레딩된 멀티 모드 신호들을 미하고, 는 스프레딩 행렬을 의미하고, 는 상기 멀티모드 신호들을 의미함.
The method according to claim 6,
The spreading module includes:
And calculates the spread multi-mode signals using the multi-mode signals: < EMI ID = 35.0 >
&Quot; (35) "
here, Quot; refers to the spread multi-mode signals, Denotes a spreading matrix, Means the multimode signals.
상기 변조기는,
상기 스프레딩된 멀티모드 신호들을 DTF 행렬을 이용하여 변조하는 OAM 송신기.
The method according to claim 6,
The modulator comprising:
And an OAM transmitter for modulating the spread multi-mode signals using a DTF matrix.
상기 스프레딩 행렬은 DFT 행렬을 포함하여 유니테리 행렬인 OAM 송신기.8. The method of claim 7,
Wherein the spreading matrix is a unitary matrix including a DFT matrix.
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---|---|---|---|---|
WO2019078547A1 (en) * | 2017-10-17 | 2019-04-25 | 한국과학기술원 | Method for estimating and compensating for imbalance between rf chains in uca-based oam system |
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