KR20200015753A - 위상 잡음에 최적화된 직교 진폭 변조를 위한 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

디지털 직교 진폭 변조를 사용하여 무선 통신을 용이하게 하기 위한 방법 및 장치가 개시되어 있다. 무선 통신 디바이스는 송신을 위한 신호를 직교 변조하거나 수신된 신호를 직교 복조하기 위한 신호 성상도를 활용한다. 신호 성상도는 다수의 성상도 심볼들 및 연관된 비트 시퀀스들을 포함하며, 이들은 그 사이에서 변환될 수 있다. 특정 신호 성상도가 개시된다.

Description

위상 잡음에 최적화된 직교 진폭 변조를 위한 방법 및 장치
예시적인 실시예들은 일반적으로 무선 통신 기술 분야에 관한 것으로, 특히 특정 직교 진폭 변조 성상도를 사용하여 직교 진폭 변조를 수행하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
QAM(Quadrature Amplitude Modulation)은 유선 및 무선 디지털 통신 시스템들에서 광범위한 응용들을 발견하였다. 디지털 QAM 방식에서, QAM 성상도들은 직교 좌표에서 그들의 진폭과 위상 둘 다에 의해 특정된다. 위상 시프트 키잉(PSK) 변조는 PSK 변조 방식의 진폭이 일정하고 PSK 성상도들이 원 상에서 동일하게 이격되는 QAM의 특별한 경우로서 고려될 수 있다.
디지털 QAM의 목적은 송신기로부터 수신기로 메시지를 통신하는 것이다. 그러나, 이러한 통신은 열 잡음 및 위상 잡음과 같은 잡음의 존재뿐만 아니라 송신기 전력 제한들과 같은 다른 제한들과 경쟁해야 한다. 위상 잡음(주파수 오프셋)은 60GHz 이상과 같은 더 높은 주파수에서 특히 문제가 되고, 송신기 및 수신기 양쪽 모두에서 불완전한 발진기로 인해 발생될 수 있다. 열 잡음, 위상 잡음, 및 다른 제한들이 있는 경우에 고차 QAM을 사용하면, 특히 더 높은 주파수 통신 시스템들에서 허용할 수 없을 정도로 높은 에러 레이트들을 초래할 수 있다.
종래 기술의 하나 이상의 제한을 제거하거나 완화시키는 직교 진폭 변조를 위한 방법 및 장치를 제공하는 것이 유리할 수 있다.
이 배경 정보는 출원인이 가능한 관련성을 갖는 것으로 생각되는 정보를 드러내기 위해 제공된다. 이전 정보 중 임의의 것이 종래 기술을 구성한다는 것을 허용하는 것은 반드시 의도하거나 해석되지 않아야 한다.
적어도 일부 예시적인 실시예들의 목적은 무선 통신 시스템에서 직교 신호 변조를 위한 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
예시적인 실시예에 따르면, 디지털 직교 진폭 변조를 사용하여 무선 통신하기 위한 방법이 제공되는데, 본 방법은 64-포인트 성상도에 따라, 무선 통신 디바이스의 제어기를 사용하여, 성상도 심볼들과 성상도 심볼들에 대응하는 비트 시퀀스들 사이의 변환을 수행하는 단계를 포함하며, 성상도 심볼들은 송신을 위한 신호를 변조하는데 사용되거나 수신된 신호에서 검출되거나, 또는 이들 둘 다에 사용된다. 성상도 심볼들 각각은 예시적인 실시예들에 따른 예시적인 특정된 표(또는 특정된 표들)의 행에서 특정되고, 성상도 심볼들의 동상 성분들의 정규화된 크기들은 표들 중 상기 하나의 표의 "X" 및 "Y" 열들(예를 들어, 각각, 제1 좌표 및 제2 좌표) 중 하나에서 특정되고, 성상도 심볼들의 직교 성분들의 정규화된 크기들은 표들 중 상기 하나의 표의 "X" 및 "Y" 열들 중 상이한 것에 특정된다. 선택적으로, 이전 실시예들 중 임의의 것에서, 신호 성상도는 소수점 이하 3자리, 4자리, 5자리, 또는 6자리까지 반올림되거나 절단된 표들에서의 값들에 의해 특정된다. 선택적으로, 이전 실시예들 중 임의의 것에서, 신호 성상도는 복수의 표 중 하나로부터 선택될 수 있다. 선택적으로, 이전 실시예들 중 임의의 것에서, 성상도 심볼들과 연관된 특정 비트 시퀀스들은 표에 열거된 바와 같거나, 열거된 비트 시퀀스들에 일정한 이진 값을 추가하거나, 열거된 비트 시퀀스들에 일관된 비트 재정렬 연산을 적용하거나, 이들 둘 다에 의해 표들에 열거된 비트 시퀀스들로부터 도출된다.
예시적인 실시예들에 따르면, 디지털 직교 진폭 변조를 사용하여 무선 통신을 하도록 구성되는 무선 통신 디바이스를 위한 장치가 제공되며, 본 장치는 특정된 개수의 성상도 포인트를 갖는 신호 성상도에 따라 비트 시퀀스들과 대응하는 성상도 심볼들 사이의 변환을 수행하도록 구성되는 제어기를 포함하며, 상기 성상도 심볼들은 송신을 위한 신호를 변조하는데 사용되거나 수신된 신호에서 검출되거나, 또는 이들 둘 다에 사용된다. 성상도 심볼들 각각은 예시적인 실시예들에 따른 예시적인 특정된 표(또는 특정된 표들)의 행에서 특정되고, 성상도 심볼들의 동상 성분들의 정규화된 크기들은 표들 중 상기 하나의 표의 "X" 및 "Y" 열들 중 하나에서 특정되고, 성상도 심볼들의 직교 성분들의 정규화된 크기들은 표들 중 상기 하나의 표의 "X" 및 "Y" 열들 중 상이한 것에 특정된다. 일부 실시예에서, 신호 성상도는 소수점 이하 3자리, 4자리, 5자리, 또는 6자리까지 반올림되거나 절단된 표들에서의 값들에 의해 특정된다. 선택적으로, 이전 실시예들 중 임의의 것에서, 신호 성상도는 복수의 표 중 하나로부터 선택될 수 있다. 선택적으로, 이전 실시예들 중 임의의 것에서, 성상도 심볼들과 연관된 특정 비트 시퀀스들은 표에 열거된 바와 같거나, 열거된 비트 시퀀스들에 일정한 이진 값을 추가하거나, 열거된 비트 시퀀스들에 일관된 비트 재정렬 연산을 적용하거나, 이들 둘 다에 의해 표들에 열거된 비트 시퀀스들로부터 도출된다.
다른 예시적인 실시예는 디지털 직교 진폭 변조(QAM)를 사용하여 무선 통신하기 위한 방법이며, 본 방법은 무선 통신 디바이스의 제어기를 사용하여, 64-포인트 성상도에 따라, 신호를 변조하는 단계를 포함하며, 신호는 송신을 위한 것이거나 수신되는 신호이고; 성상도 심볼들의 정규화된 크기들은 특정된 표 또는 표들에서의 좌표 쌍들에 의해 정의된다. 다른 예시적인 실시예에서, 본 방법은 적용가능한 경우, 무선 통신 디바이스로부터 변조된 신호를 송신하거나 무선 통신 디바이스에서 신호를 수신하는 단계를 추가로 포함한다. 제어기는 변조기 또는 프로세서를 포함할 수 있다.
또 다른 예시적인 실시예는 디지털 직교 진폭 변조(QAM)를 사용하여 무선 통신하도록 구성되는 무선 통신 디바이스를 위한 장치이며, 본 장치는 64-포인트 성상도에 따라 신호를 변조하도록 구성되는 제어기를 포함하고, 신호는 송신을 위한 것이거나 수신되는 신호이다. 성상도 심볼들의 정규화된 크기들은 특정된 표 또는 표들에서의 좌표 쌍들에 의해 정의된다. 다른 예시적인 실시예에서, 제어기는 적용가능한 경우, 무선 통신 디바이스로부터 변조된 신호를 송신하거나 무선 통신 디바이스에서 신호를 수신하도록 추가로 구성된다. 제어기는 변조기 또는 프로세서를 포함할 수 있다.
다른 예시적인 실시예는 디지털 직교 진폭 변조(QAM)를 사용하여 무선 통신하기 위한 명령어들을 포함하는 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체이며, 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체는 무선 통신 디바이스의 제어기에 의해 실행가능한 명령어들을 포함하고, 명령어들은 본 명세서에서 설명된 장치들의 기능들 및 설명된 방법들을 수행하기 위한 명령어들을 포함한다.
선택적으로, 이전 실시예들 중 임의의 것에서, 64-포인트 성상도는 반사-대칭 성상도이다.
선택적으로, 이전 실시예들 중 임의의 것에서, 좌표 쌍들의 제1 좌표들은 성상도 심볼들의 동상 성분들 및 직교 성분들 중 하나의 정규화된 크기들을 나타내고, 좌표 쌍들의 제2 좌표들은 성상도 심볼들의 동상 성분들 및 직교 성분들 중 다른 하나의 정규화된 크기들을 나타낸다.
선택적으로, 이전 실시예들 중 임의의 것에서, 비트 시퀀스들은 그레이 매핑을 사용하여 성상도 심볼들에 할당된다.
선택적으로, 이전 실시예들 중 임의의 것에서, 비트 시퀀스들 각각은 4 사분면 비특정 비트를 포함하는 길이 6 비트이고, k=1 내지 k=16 범위의 인덱스 값 k에 대해, 좌표 쌍들 중 k번째-열거된 것에 의해 정의되는 성상도 심볼에 대응하는 비트 시퀀스의 사분면 비특정 비트들은 k-1의 이진 표현과 동일하고; k-1의 이진 표현은 모듈로-16 덧셈 하의 상수 값에 추가되고; 상기 k-1의 이진 표현은 일관된 비트 재정렬을 거치거나, 상기 k-1의 이진 표현은 모듈로-16 덧셈 하의 상수 값에 추가되고 일관된 비트 재정렬을 거친다.
선택적으로, 이전 실시예들 중 임의의 것에서, 64-포인트 성상도는 반사 대칭 성상도이고, 반사 대칭 성상도 심볼들의 공통 그룹 내의 성상도 심볼들에 대응하는 비트 시퀀스들은 동일한 사분면 비특정 비트들을 갖는다.
선택적으로, 이전 실시예들 중 임의의 것에서, 제어기는 상기 변환을 위한 매핑 모듈 전자 컴포넌트를 포함한다.
이제, 유사한 특징들을 표시하기 위해 유사한 참조 번호들이 사용될 수 있는 첨부 도면들을 참조하여 실시예들이 예들로서 설명될 것이다.
도 1은 예시적인 실시예에 따른 무선 송신기 통신 장치를 도시한다.
도 2는 다른 예시적인 실시예에 따른 무선 수신기 통신 장치를 도시한다.
도 3은 예시적인 실시예에 따른, QAM 심볼들의 무선 송신 방법을 도시한다.
도 4는 예시적인 실시예에 따른, QAM 심볼들의 무선 수신 방법을 도시한다.
도 5는 예시적인 실시예들에 따른 매핑 모듈 전자 컴포넌트를 도시한다.
도 6은 예시적 실시예들에서 활용될 수 있는 IEEE 802.11ad 무선 통신 접근법에 따라, 단일 캐리어 물리 계층에서 물리 계층 서비스 데이터 유닛(physical layer service data unit, PSDU)으로부터 물리 계층 프로토콜 데이터 유닛(physical layer protocol data unit, PPDU)의 생성을 도시한다.
도 7은 예시적인 실시예들에 따라 활용될 수 있는 IEEE 802.11ad 단일 캐리어 물리 계층 프레임 포맷 및 연관된 블록 구조를 도시한다.
도 8은 IEEE 802.11ad에 대한 위상 잡음의 전력 스펙트럼 밀도를 도시한다.
도 9는 예시적인 실시예에 따른 QAM에 대한 64-포인트 신호 성상도를 도시한다.
도 10은 다른 예시적인 실시예에 따른 QAM에 대한 64-포인트 신호 성상도를 도시한다.
도 11은 예시적인 실시예에 따른 프레임 에러 레이트(FER) 대 피크 신호 대 잡음비(PSNR)의 제1 예시적인 성능 비교를 도시한다.
도 12는 예시적인 실시예에 따른 프레임 에러 레이트(FER) 대 피크 신호 대 잡음비(PSNR)의 제2 예시적인 성능 비교를 도시한다.
도 13은 예시적인 실시예에 따른 프레임 에러 레이트(FER) 대 피크 신호 대 잡음비(PSNR)의 제3 예시적인 성능 비교를 도시한다.
도 14는 예시적인 실시예에 따른 프레임 에러 레이트(FER) 대 피크 신호 대 잡음비(PSNR)의 제4 예시적인 성능 비교를 도시한다.
도 15는 예시적인 실시예에 따른 선형 보간 위상 잡음 완화 방법을 사용하는 잔차 위상 잡음 대 SNR(Signal-To-Noise Ratio)의 표준 편차를 도시한다.
도 16은 예시적인 실시예에 따른 송신기 및 수신기 시스템들을 도시한다.
도 17은 예시적인 실시예에 따른, 피크 전력 제약을 시행하기 위한 단순화된 소프트 리미터를 도시한다.
도 18은 예시적인 실시예에 따른 성상도 최적화 절차를 도시한다.
예시적인 실시예들은 일반적으로 본 명세서에 설명된 바와 같은 디지털 QAM 신호 성상도를 사용하는 무선 통신을 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 방법은 무선 송신기 및/또는 수신기, 또는 연관된 신호 처리 전자 장치를 사용하여 설명된 성상도에 따라 신호를 변조 및/또는 복조하는 단계를 포함한다. 본 장치는 설명된 성상도에 따라 신호를 변조 및/또는 복조하도록 구성되는, 무선 송신기 및/또는 수신기, 또는 연관된 신호 처리 전자 장치를 포함한다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, QAM은 일반적으로 서로 직교하는 2개의 캐리어 신호를 변조하기 위해 동상 성분 및 직교 성분을 포함하는 임의의 진폭 변조를 지칭한다. 예를 들어, 위상 시프트 키잉은 특정한 형태의 QAM으로 간주된다.
예시적인 실시예들은 송신기와 수신기 사이에서 정보를 무선으로 통신하는데 사용될 수 있다. 정보는 예를 들어, 제어 평면 데이터, 애플리케이션 데이터, 또는 사용자 메시징 데이터를 포함할 수 있다. 송신기 측에서, 정보는 처음에 복수의 이진수(비트)로서 표현되고, 신호를 변조하는 것은 주어진 수 m의 비트들을 신호 성상도에서의 대응하는 심볼에 한 번에 매핑하는 것을 포함한다. 수신기 측에서, 정보는 직교 변조된 파형을 통해 표현되고, 신호를 복조하는 것은 신호 성상도에서의 심볼에 대응하는 파형의 부분들을 m비트의 연관된 시퀀스에 매핑하는 것을 포함한다.
예시적인 실시예들은 QAM 변조에서 M=2m개의 심볼들 각각이 다수의(m>1) 비트를 나타내는 고차 변조 방식들을 적용한다. 표 1은 상이한 코드 레이트들 rc 및 성상도 세트들 M=2m, m=2, ..., 8의 상이한 카디널리티들에 대응하는 샤논 용량 한계에 기초하여 스펙트럼 효율 r=mrc 및 요구되는 최소 신호 대 잡음비(SNR)를 나타낸다.
Figure pct00001
예시적인 실시예들에 따르면, 그리고 도 1을 참조하면, 입력 인터페이스(110), 송신기 매핑 모듈(120), 및 송신기 모듈(130)을 포함하는 무선 통신 장치 또는 디바이스가 개시된다. 입력 인터페이스(110)는 무선 송신될 데이터를 수신하도록 구성된다. 데이터는 이진수로 표현될 수 있고, 적어도 m비트를 포함할 수 있으며, 여기서 m은 사용되는 직교 변조 성상도의 변조 차수의 베이스-2 대수(logarithm)이다. 송신기 매핑 모듈(120)은 하나 이상의 비트 시퀀스를 수신하도록 구성된다. 각각의 비트 시퀀스는 길이 m의 데이터의 일부를 나타낸다. 비트 시퀀스는 데이터의 m개 연속 비트에 직접 대응할 수 있거나, 스크램블링, 인터리빙, 채널 코딩 등과 같은 연산들을 적용함으로써 데이터로부터 도출될 수 있다. 송신기 매핑 모듈은 각각의 비트 시퀀스에 대해, 동상 성분(124) 및 직교 성분(126)을 갖는 대응하는 성상도 심볼(122)을 생성하도록 추가로 구성된다. 비트 시퀀스와 생성된 성상도 심볼 사이의 대응관계는 본 명세서에 설명된 바와 같이, 특정 신호 성상도(128)에 따라 주어진다. 통상적으로, 입력 데이터를 나타내는 다수의 비트 시퀀스는 성상도 심볼들의 시퀀스를 생성하는데 사용된다. 송신기 모듈(130)은 매핑 모듈에 의해 생성되는 성상도 심볼들에 기초하여 무선 신호(135)를 생성하고 송신하도록 구성된다. 송신기 모듈(130)은 연관된 안테나, 및/또는 추가의 신호 처리 컴포넌트들을 포함하거나 그와 동작가능하게 결합될 수 있다. 무선 통신 장치의 변조기 또는 제어기는 변조를 수행하는데 사용될 수 있다.
성상도 심볼들에 기초한 무선 신호들의 생성은 본 기술분야의 통상의 기술자에 의해 쉽게 이해되는 방식으로 수행될 수 있다. 예를 들어, 동상 성분들의 시퀀스는 제1 정현파 캐리어 신호를 진폭 변조하는데 사용될 수 있고, 직교 성분들의 대응하는 시퀀스는 제1 정현파 신호와 위상이 상이한(직교하는) 제2 정현파 캐리어 신호를 진폭 변조하는데 사용될 수 있다. 동상 및 직교 성분들의 시퀀스들은 예를 들어, 동상 및 직교 성분들의 크기들에 따라 변하는 진폭들을 갖는 펄스열들 또는 다른 전기 신호들로서 표현될 수 있으며, 예를 들어, 캐리어 신호들의 진폭 변조에 사용될 수 있다. 진폭 변조된 캐리어 신호들은 이후 함께 추가되어 송신된다.
예시적인 실시예에 따르면, 그리고 도 2를 참조하면, 수신기 모듈(210), 수신기 매핑 모듈(220), 및 출력 인터페이스(230)를 포함하는 무선 통신 장치가 개시된다. 수신기 모듈은 무선 신호(212)를 수신하고, 하드-결정 디코딩을 구현하는 예시적인 실시예에서, 무선 신호에 기초하여 성상도 심볼들(214)을 생성하도록 구성되고, 각각의 성상도 심볼은 동상 성분(216) 및 직교 성분(218)을 갖는다. 수신된 무선 신호에 기초한 성상도 심볼들의 생성은 본 기술분야의 통상의 기술자에 의해 쉽게 이해되는 방식으로 수행될 수 있다. 예를 들어, 수신된 신호에는 캐리어 신호의 국부적으로 생성된 사본들이 승산될 수 있고, 저역 통과 필터링은 결과에 적용될 수 있고, 저역 통과 필터링의 출력은 성상도 심볼들의 동상 및 직교 성분들의 표현들을 복구하도록 샘플링될 수 있다. 샘플링은 양자화를 포함한다. 하드-결정 디코딩의 경우, 예시적인 실시예에서, 수신기 매핑 모듈(220)은 성상도 심볼들(214)을 수신하고, 각각의 성상도 심볼에 대해, 성상도 심볼에 대응하는 비트 시퀀스(228)를 생성하도록 구성된다. 비트 시퀀스와 수신된 성상도 심볼 사이의 대응관계는 본 명세서에 설명된 바와 같이, 특정 신호 성상도(226)에 따라 주어진다. 출력 인터페이스(230)는 수신된 성상도 심볼과 연관된 생성된 비트 시퀀스(228)에 의해 표현되는 데이터의 일부인 데이터(238)를 제공하도록 구성된다. 대안적으로, 다른 예시적인 실시예에서, 복조기가 다이렉트 심볼 대 비트 매핑(direct symbol-to-bit mapping)을 수행하기보다는 LLR들(log-likelihood ratios)의 시퀀스를 출력하는, 저밀도 패리티 체크(LDPC) 디코딩 또는 터보 디코딩과 같은 소프트-결정 디코딩이 이용될 수 있다. 디코더는 그 후 디코딩에 대한 LLR 값들을 사용한다. 본 명세서에서 "변조하는 것"은 QAM 변조 및/또는 신호의 생성을 지칭할 뿐만 아니라, 변조가 양쪽 경우에 수행되고 있기 때문에, 수신된 신호의 디코딩 또는 복조를 지칭하는데 사용될 수도 있다는 점에 유의한다. 수신기 모듈(210)은 연관된 안테나, 및/또는 추가의 신호 처리 컴포넌트들을 포함하거나 그와 동작가능하게 결합될 수 있다.
제공된 m 비트의 그룹은 데이터의 m 비트를 직접 표현할 수 있거나, 데이터의 부분은 디스크램블링, 디인터리빙, 디코딩 등과 같은 동작들을 적용함으로써 생성된 비트 시퀀스로부터 적어도 부분적으로 획득될 수 있다. 전형적으로, 예시적인 실시예에서의 하드-결정 디코딩을 위해, 수신된 무선 신호는 수신기 매핑 모듈로 전달되는 성상도 심볼들의 시퀀스를 생성하는데 사용된다. 수신기 매핑 모듈은 그 후 하드-결정 디코딩 또는 소프트-결정 디코딩을 사용하여 데이터를 생성한다.
예시적인 실시예들에 따르면, 그리고 도 3을 참조하면, QAM 심볼들의 무선 송신을 용이하게 하기 위한 방법이 제공된다. 본 방법은 무선 통신 디바이스의 내부 입력 인터페이스를 통해 무선 송신될 데이터를 수신하는 단계(310)를 포함한다. 데이터는 적어도 m 비트를 포함할 수 있고, 여기서 m은 사용되는 직교 변조 방식의 변조 차수에 의해 결정된다. 본 방법은 하나 이상의 비트 시퀀스를 제공하는 단계(320)을 추가로 포함한다. 각각의 비트 시퀀스는 예를 들어, 채널 코딩과 같지만 반드시 이에 제한되지 않는 동작들에 후속하는 데이터의 일부를 나타낸다. 각각의 비트 시퀀스는 길이 m이고, 여기서 m은 변조 차수에 대응하는 미리 결정된 값이다. 본 방법은 각각의 비트 시퀀스에 대해, 동상 성분 및 직교 성분을 갖는 대응하는 성상도 심볼을 결정하는 단계(330)를 추가로 포함한다. 비트 시퀀스와 제공된 성상도 심볼 사이의 대응관계는 본 명세서에 설명된 바와 같이, 특정 신호 성상도에 따라 주어진다. 통상적으로, 입력 데이터를 나타내는 다수의 비트 시퀀스는 성상도 심볼들의 시퀀스를 생성하는데 사용된다. 본 방법은 결정된 성상도 심볼들에 기초하여 무선 신호를 생성하고 송신하는 단계(340)를 추가로 포함할 수 있다. 무선 신호의 생성은 성상도 심볼들의 생성된 시퀀스에 따라 캐리어 신호를 변조하는 것을 포함한다.
예시적 실시예에 따르면, 그리고 도 4를 참조하면, QAM 심볼들의 무선 수신 및 복조를 수행하기 위한 방법이 제공된다. 무선 통신 장치의 변조기 또는 제어기는 복조를 수행하는데 사용될 수 있다. 본 방법은 무선 신호를 수신하는 단계(410), 및 하드-결정 디코딩을 구현하는 예시적인 실시예에서, 무선 신호에 기초하여 수신된 기저대역 심볼들을 생성하는 단계(420)를 포함하고, 각각의 수신된 기저대역 심볼은 동상 성분 및 직교 성분을 갖는다. 수신된 기저대역 심볼은 (하드-결정 디코딩에서와 같이) 성상도 매핑에 기초하여 가장 가능성 있는 성상도 심볼을 대응하는 비트 시퀀스에 매핑함으로써 비트 시퀀스를 생성하거나, (소프트-결정 디코딩에서와 같이) 선택된 성상도 심볼에 대응하는 비트 시퀀스의 특정 비트 위치들에서 비트 값들의 가능성을 표시하는 비트-관련 소프트 값들의 시퀀스를 형성할 수 있다. 이와 같이, 본 방법은 수신된 기저대역 심볼에 대응하는 비트 시퀀스들 또는 소프트 값들을 제공하는 단계(430)를 추가로 포함한다. 수신된 성상도 심볼은 본 명세서에 설명된 바와 같이, 특정 신호 성상도에 따라 주어진다. 본 방법은 데이터 -데이터의 일부는 제공된 비트 시퀀스 또는 수신된 심볼과 연관된 소프트 값들의 시퀀스에 의해 표현됨-를 제공하는 단계(440)를 추가로 포함한다. 데이터는 예를 들어, 채널 디코딩 및 비트 시퀀스에 대한 다른 동작들을 수행함으로써 제공될 수 있다.
예시적인 실시예들은 일반적으로 본 명세서에 설명된 바와 같이 신호 성상도에 의해 특정되는 대응관계에 따라, 비트 시퀀스들에 기초하여 성상도 심볼들을 생성하고 및/또는 성상도 심볼들에 기초하여 비트 시퀀스들 또는 비트-관련 소프트 값들의 시퀀스들을 생성하기 위한 방법들 및 장치를 제공한다. 이러한 실시예들은 집합적으로 매핑 모듈들로서 지칭되는, 위에서 설명된 송신기 매핑 모듈 및 수신기 매핑 모듈에서 표현될 수 있다. 예를 들어, 제공된 장치는 m 비트의 그룹들을 수신하고, 수신된 비트 시퀀스들에 대응하는 동상 및 직교 성분들을 포함하는 성상도 심볼들을 생성할 수 있다. 비트 시퀀스들은 예를 들어, 직렬 또는 병렬 디지털 데이터 신호들과 같은 디지털 신호들에 의해 표현될 수 있다. 성상도 심볼들의 시퀀스들은 예를 들어, 성상도 심볼들의 동상 및 직교 성분들의 크기들에 따라 변하는 진폭들을 갖는 전기 신호들의 쌍들에 의해 표현될 수 있다. 다른 예로서, 성상도 심볼들의 시퀀스들은 이러한 전기 신호들의 쌍들을 생성하기 위해 다른 전자 디바이스에 의해 사용하기 위한 명령어들을 전달하는 시변 디지털 또는 아날로그 신호들에 의해 표현될 수 있다. 수신 동작에 대해, 제공된 장치는 장치에 의해, 성상도 심볼들의 수신된 시퀀스의 동상 및 직교 성분들의 수신된 시퀀스의 크기들로서 해석되는 진폭들 또는 다른 특성들을 갖는 전기 신호들의 쌍들을 수신할 수 있다. 그 후, 장치는 성상도 심볼들의 수신된 시퀀스에 대응하는 더 큰 시퀀스에서 복수의 비트 시퀀스들 또는 복수의 비트-관련 소프트 값들을 생성할 수 있다.
따라서, 예시적인 실시예들은 특정 신호 성상도에 따라 성상도 심볼들과 비트 시퀀스들 사이에서 예를 들어, 매핑 모듈들을 사용하여 변환하는 단계를 포함한다. 신호 송신의 경우에, 변환하는 단계는 비트 시퀀스들에 기초하여 성상도 심볼들을 생성하는 단계를 포함한다. 신호 수신의 경우에, 변환하는 단계는 성상도 심볼들에 기초하여 소프트 값들의 비트 시퀀스들 또는 비트-관련 시퀀스들을 생성하는 단계를 포함한다. 캐리어 신호들의 진폭들을 변경하고 및/또는 수신된 신호 복구 성상도 심볼들을 처리하는 것과 같은, 신호 변조 및/또는 복조의 다른 양태들은 예시적인 실시예들에 포함될 수 있지만, 반드시 그럴 필요는 없다. 따라서, 변환은 송신을 위한 신호를 변조하는 것, 또는 수신되는 신호를 복조하는 것을 지칭할 수 있다.
도 5는 예시적인 실시예들에 따라 제공되는 매핑 모듈 전자 컴포넌트(500)를 도시한다. 전자 컴포넌트는 예를 들어, 집적 회로 패키지의 일부 또는 전부를 형성하는 반도체 회로로서 제공될 수 있다. 매핑 모듈 전자 컴포넌트는 송신기 매핑 모듈, 수신기 매핑 모듈, 또는 둘 모두로서 구성될 수 있다. 매핑 모듈은 m 비트의 그룹들을 제공 및/또는 수신하도록 구성되는 제1 인터페이스(510)를 포함한다. 매핑 모듈은 성상도 심볼들을 표시하는 신호들을 수신 및/또는 제공하도록 구성되는 제2 인터페이스(520)를 추가로 포함한다. 일부 실시예들에서, 제2 인터페이스는 성상도 심볼들의 동상 성분들을 수신 및/또는 제공하는 제1 단말기(522), 및 성상도 심볼들의 직교 성분들을 수신 및/또는 제공하는 제2 단말기(524)를 포함할 수 있다. 매핑 모듈은 신호 성상도(535)에 따라 비트 시퀀스와 성상도 심볼 사이에서 변환 회로(530)를 통해 변환하도록 구성된다. 변환 회로는 디지털 또는 아날로그 회로일 수 있다. 일부 실시예에서, 변환 회로는 특정 신호 성상도에 따라 사전 구성된다. 다른 실시예들에서, 변환 회로는 매핑 모듈의 제어 인터페이스(540)를 통해 특정되거나 선택될 수 있는 신호 성상도에 따라 재구성 가능하다.
예시적인 실시예는 밀리미터파(mmWave) 무선 통신 시스템들에서의 신호 변조에 적용된다. 일부 예시적인 실시예는 IEEE 802.11 시리즈의 표준들에서 명시된 바와 같이, Wi-FiTM 통신 시스템들에서의 신호 변조에 적용가능하다. 일부 예시적인 실시예는 60 GHz 근방의 캐리어 주파수를 채용하는 무선 통신 시스템들에서의 신호 변조에 적용가능하다. 예시적인 실시예는 다른 무선 통신 시스템들뿐만 아니라, 유선 또는 광학 시스템들 그리고 다른 통신 환경들에도 적용될 수 있다는 것을 쉽게 알 것이다.
도 6은 예시적 실시예들에서 활용될 수 있는 무선 통신 접근법에 따라, 단일 캐리어 물리 계층에서 물리 계층 서비스 데이터 유닛(physical layer service data unit)(PSDU)으로부터 물리 계층 프로토콜 데이터 유닛(physical layer protocol data unit)(PPDU)의 생성을 도시한다. 도 6에 도시된 동작들은 IEEE 802.11ad 무선 근거리 네트워크 프로토콜에 명시된 것들과 비교 가능하고, 세부사항들은 2012년 12월에 공개되었으며, E-ISBN 978-0-7381-8096-0을 갖는, IEEE 802.11ad-2012 표준 문서에서 발견될 수 있다. 단일 캐리어 물리 계층은 예를 들어, 672의 코드 워드 길이를 갖는, LDPC(low-density parity check) 코드들을 이용할 수 있다. 입력 PSDU 데이터(605)는 스크램블링(610)을 겪고, 스크램블링된 비트들은 입력 비트들(617)을 제공하도록 단편화된다(615). 그 다음, 입력 비트들은 코딩된 비트들(622)을 제공하기 위해 예를 들어, LDPC 코드를 사용하여 인코딩된다(620). 선택적인 인터리빙 동작(623)은 인코딩 후에 수행될 수 있다. 인터리빙은 예를 들어, 인코딩된 비트들을 셔플링(shuffling)하는 것을 포함할 수 있다. 코딩되고 가능하게는 인터리빙된 비트들은 선택적으로 제로 패딩(625)을 거친다. 제로 패딩을 갖거나 갖지 않는 코딩된 비트들이 이어서 변조된다(630). 예시적인 실시예들에서, 변조는 본 명세서에 설명된 바와 같은 신호 성상도를 사용하여 수행될 수 있다. 이어서, 변조된 심볼들(632)은 심볼 차단 및 가드 삽입(635)을 겪고, 그에 의해 PPDU(640)를 제공한다. 일반적으로, 예시적인 실시예들에 따른 변조 동작은 LDPC 코딩과 같은 채널 코딩 후에 수행될 수 있다.
도 7은 예시적인 실시예들에 따라 활용될 수 있는 IEEE 802.11ad 단일 캐리어 물리 계층 프레임 포맷(700) 및 연관된 블록 구조를 도시한다. 3개의 연속 데이터 블록 구조(750a, 750b, 750c)의 세트가 상세히 도시된다. 데이터 블록 구조들의 수는 가변적일 수 있다. PPDU 내의 각각의 데이터 블록 구조(750a, 750b, 750c)는 가드 인터벌(GI)(755)가 선행하는 448개의 변조된 데이터 심볼들(752)을 포함한다. 다수의 연속 블록들에 대해, 448개의 변조된 데이터 심볼들(752)의 그룹들은 따라서 동일한 길이-64 바이폴라 골레이 시퀀스(bipolar Golay sequence)의 GI들(755)에 의해 분리된다. 448개의 변조된 데이터 심볼(752)의 주어진 그룹의 앞뒤에 있는 2개의 GI들(755)은 수신기에서 FFT/IFFT 동작들이 주파수-도메인 등화를 수행하는 것을 허용하는 순환 프리픽스를 형성한다. 또한, 공지된 GI들은 위상 잡음의 완화를 위한 위상 잡음 추정과 같은 다른 목적들을 위해 사용될 수 있다.
예시적인 실시예들은 예를 들어, 도 7에 도시된 바와 같은 데이터 블록 구조를 사용하는 단일 캐리어 시스템들에서의 신호 변조 및/또는 복조에 관한 것이다. 예시적인 실시예들은 데이터 블록 구조의 다른 포맷들을 갖는 단일 캐리어 시스템들에서의 신호 변조 및/또는 복조에 관한 것이다.
예시적인 실시예들은 위상 잡음이 있거나 없는 통신 시스템들에서의 신호 변조 및/또는 복조에 관한 것이다. 위상 잡음은 고차 디지털 QAM 변조를 채용하는 고주파수 통신 시스템들에서 링크 성능을 상당히 저하시킬 수 있다. IEEE 802.11ad에 대해 고려되는 하나의 위상 잡음 모델의 전력 스펙트럼 밀도가 수학식 (1)에 도시되어 있다:
Figure pct00002
IEEE 802.11ad에 대해 고려되는 이 모델의 파라미터화는: PSD(0)=-90 dBc/Hz; 폴 주파수 fp=1 MHz; 제로 주파수 fz=100 MHz; 대응하는 PSD(무한대)=-130 dBc/Hz; 손상이 송신기 및 수신기 모두에서 모델링되도록 한다. 예시적인 실시예들에서, 상기 위상 잡음 모델을 고려하여 구성된 신호 성상도들이 제공된다.
도 8은 이 모델에 대한 IEEE 802.11ad에 대한 위상 잡음의 전력 스펙트럼 밀도를 도시한다.
예시적인 실시예들은 송신 전력 및 위상 잡음 제약들 모두를 고려하여 성상도 최적화에 따라 생성된 신호 성상도들을 포함한다. 일부 예시적인 실시예들에서, 성상도 최적화에 사용되는 위상 잡음 모델 및 PA 모델은 수학식 (1) 및 도 17에서 주어진다. 64-포인트 성상도들의 다수의 세트가 이 최적화 접근법을 사용하여 생성될 수 있다. 이러한 성상도들 중 선택된 것들이 본 명세서에 개시된다.
특정 코드 레이트에 대해 최적인 것으로 고려되는 성상도는 그 코드 레이트와 함께 사용하는데 제한되지 않는다는 점에 유의한다. 오히려, 성상도는 특정 코드 레이트와 함께 사용되도록 최적화되었더라도 다양한 코드 레이트를 위해 사용될 수 있다. 상이한 코드 레이트들에 대한 성상도의 사용은 성능의 감소 및/또는 최적성의 손실을 야기할 수 있다. 보다 일반적으로, 특정 조건 세트에 대해 최적인 것으로 고려되는 성상도는 가능한 성능의 감소 및/또는 최적성의 손실을 갖는, 다른 조건들에서 사용될 수 있다는 점에 유의한다. 그러나, 그러한 성능 감소는 허용될 수 있다. 또한, 상이한 조건들 하에서 동일한 성상도를 사용하는 능력으로 인한 감소된 복잡성은 성능 감소를 오프셋시키는 이익을 가져올 수 있다.
예시적 실시예에 따라 제공된 다양한 신호 성상도가 이하 상세하게 설명된다. 각각의 신호 성상도는 성상도 심볼들의 세트를 나타낸다. M 포인트를 갖는 신호 성상도는 M-포인트 성상도라고 지칭된다. 일부 예시적인 실시예에서, 성상도 심볼의 x 좌표 값은 성상도 심볼의 동상 성분의 (정규화된) 크기를 표시하고, 성상도 심볼의 y 좌표 값은 성상도 심볼의 직교 성분의 (정규화된) 크기를 표시한다. 대안적으로, 성상도 심볼의 x 좌표 값은 성상도 심볼의 직교 성분의 (정규화된) 크기를 표시할 수 있고, 성상도 심볼의 y 좌표 값은 성상도 심볼의 동상 성분의 (정규화된) 크기를 표시한다. m 비트의 시퀀스는 각각의 성상도 심볼과 연관될 수 있다.
일부 경우에서, 성상도의 제1 사분면만이 특정된다. 이와 같이, 일부 실시예에서, 성상도의 다른 사분면들에서의 성상도 심볼들의 위치들은 반사 대칭에 의해 제1 사분면에서의 성상도 심볼들로부터 쉽게 획득될 수 있다. 반사 대칭을 위해, 제1 사분면에서의 성상도 심볼들이 주어지면, 제2 사분면에서의 성상도 심볼들의 위치들은 Y(수직) 축에서의 반사에 의해 획득될 수 있다. 보다 구체적으로, 반사 동작은 벡터 위치(x, y)에 의해 특정된 제1 사분면에서의 각각의 성상도 심볼에 대해, 벡터 위치(-x, y)에 의해 특정된 제2 사분면에서의 성상도 심볼을 획득하는 것을 포함할 수 있다. 유사하게, 제1 사분면에서의 성상도 심볼들이 주어지면, 제3 사분면에서의 성상도 심볼의 위치들은 Y 축에서의 반사에 이어지는 X(수평) 축에서의 반사에 의해 획득될 수 있다. 보다 구체적으로, 반사 동작은 벡터 위치(x, y)에 의해 특정된 제1 사분면에서의 각각의 성상도 심볼에 대해, x 및 y가 음이 아닌 값들인 경우, 벡터 위치(-x, -y)에 의해 특정된 제3 사분면에서의 성상도 심볼을 획득하는 것을 포함할 수 있다. 유사하게, 제1 사분면에서의 성상도 심볼들이 주어지면, 제4 사분면에서의 성상도 심볼의 위치들은 X(수평) 축에서의 반사에 의해 획득될 수 있다. 보다 구체적으로, 반사 동작은 벡터 위치(x, y)에 의해 특정된 제1 사분면에서의 각각의 성상도 심볼에 대해, 벡터 위치(x, -y)에 의해 특정된 제2 사분면에서의 성상도 심볼을 획득하는 것을 포함할 수 있다. 대안적으로, 상기 반사 동작들에 의해 제1 사분면의 것들로부터 상이한 사분면들에서의 성상도 심볼들을 획득하기 위해, 일련의 반사 동작들이 사용될 수 있다. 예를 들어, 제2 사분면에서의 성상도 심볼들은 Y 축에서의 반사에 의해 제1 사분면의 것들로부터 획득될 수 있고, 제3 사분면에서의 성상도 심볼들은 X 축에서의 반사에 의해 제2 사분면의 것들로부터 획득될 수 있고, 제4 사분면에서의 성상도 심볼들은 Y 축에서의 반사에 의해 제3 사분면의 것들로부터 획득될 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "반사 대칭 성상도 심볼들"이라는 용어는 x 및 y의 주어진 값들에 대한 4개의 성상도 심볼들 (x, y), (x, -y), (-x, -y), (-x, y)의 세트를 지칭한다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "대칭 성상도 심볼들"이라는 용어는 "반사 대칭 성상도 심볼들"을 지칭한다. 반사 대칭 성상도 심볼들로 구성되는 성상도는 또한 반사 대칭 성상도로서 또는 "대칭 성상도"로서 지칭될 수 있다.
다른 예시적인 실시예에서, 제1 사분면의 성상도 심볼들이 특정될 때, 성상도의 다른 사분면들에서의 성상도 심볼들의 위치들은 위상 회전에 의해 제1 사분면에서의 성상도 심볼들로부터 획득될 수 있다.
일부 예시적인 실시예에서, 예시된 신호 성상도는 비제로 스케일링 인자 k에 의해 스케일링될 수 있다. 신호 성상도의 스케일링은 성상도에서의 각각의 성상도 심볼(x, y)을 새로운 성상도 심볼(kx, ky)에 매핑함으로써 수행될 수 있다. 도 9 및 도 10에 도시되고 표 2 및 표 3에 특정된 (x, y) 좌표 값들은 공칭이다. 표 2 및 표 3에서, 모든 성상도 심볼들에 걸친 평균 전력이 1이 되도록 성상도 크기들이 정규화된다. 표 2 및 표 3에서, 성상도 크기들은 각각의 성상도 심볼의 전력이 1 이하가 되도록 정규화된다. 특정된 좌표 값들은 대안적으로, 모든 성상도 심볼들 중에서, 피크 전력이 1이 되도록 정규화될 수 있다. 특정된 성상도들의 본 설명은 예를 들어, 본 기술분야의 통상의 기술자에 의해 쉽게 이해되는 바와 같이, 그의 다른 스케일링들 또는 정규화들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
일부 예시적인 실시예에서, 예시된 신호 성상도들에서의 성상도 심볼들의 (x, y) 위치들은 제한된 양만큼 변화될 수 있다. 예를 들어, 성상도 심볼들의 위치들이 하나의 실시예에서 소수점 이하 d 자리의 정밀도로 특정될 때, 다른 실시예는 성상도 심볼들의 동일한 일반 위치들에 대응할 수 있지만, 소수점 이하 d-1 자리의 정밀도로 특정되고, 다른 실시예는 성상도 심볼들의 동일한 일반 위치들에 대응하지만 소수점 이하 d-2 자리의 정밀도로 특정되고, 또 다른 실시예는 성상도 심볼들의 동일한 일반 위치들에 대응하지만 소수점 이하 d-3 자리의 정밀도로 특정된다. 더 낮은 정밀도 실시예는 반올림 또는 절단을 통해 더 높은 정밀도 실시예로부터 획득될 수 있다. 일부 예시적인 실시예에서, 성상도 심볼들의 정규화된 (x, y) 위치들은 소수점 이하 3, 4, 5 또는 6 자리까지 특정될 수 있다. 적어도 소수점 이하 d 자리의 정밀도까지 좌표 값에 의해 정의되는 크기는 측정될 때 적어도 소수점 이하 d 자리의 정밀도까지 좌표 값과 일치하는 크기이고, 측정 및/또는 좌표 값의 추가적인 소수점 이하는 절단을 통해 폐기되거나 소수점 이하 d번째 자리까지 반올림 연산(rounding operation)을 거친다.
일부 실시예들에서, 소수점 이하의 정밀도는 I/Q 암 진폭(arm amplitude) 및 위상 밸런스, DC 오프셋 및 위상 잡음과 같은 인자들을 고려하여 EVM(Error Vector Magnitude) 요건과 관련될 수 있다. IEEE 802.11ad에서, EVM은 통상적으로 단일 캐리어 송신들에 대해 -21 dB만큼 낮게 되고 OFDM 송신들에 대해 -26 dB만큼 낮게 되도록 요구된다.
다른 예로서, 성상도 심볼들의 위치들이 소수점 이하 d 자리의 정밀도로 제1 실시예에서 특정될 때, 제2 실시예는 성상도 심볼들의 동일한 일반 위치들에 대응하지만, 최대 δ단위까지 변경될 수 있으며, 여기서 δ는 10-d, 또는 대안적으로 10-d+1 또는 10-d+2 정도이고, 따라서 예를 들어, 제1 실시예에서 성상도 심볼 (x, y)이 주어지면, 제2 실시예는 대응하는 성상도 심볼 (x', y')을 포함할 수 있고, 여기서 (x-δ, y-δ)<(x', y')<(x+δ, y+δ) 또는 대안적으로 ||(x', y'-(x, y)||<δ이다.
예시적인 실시예들에서, 성상도 심볼들의 정규화된 크기들은 직사각형 영역의 경계를 따라 포함하여, 직사각형 영역 내의 어디에나 있는 좌표들에 의해 정의된다. 각각의 성상도 심볼에 대해, 직사각형 영역은 제1 좌표 쌍에 의해 특정된 제1 코너 및 제2 좌표 쌍에 의해 특정된 제2 코너에 의해 정의된다. 제2 코너는 제1 코너와 대각선으로 대향한다. 표 2 및 표 3 중 하나에 특정된 바와 같은 신호 성상도에 대해, 그리고 표 내의 각각의 열거된 좌표 쌍에 대해, (직사각형 영역의 제1 코너를 특정하는) 제1 좌표 쌍은 열거된 좌표 쌍의 X 및 Y 값 둘 다를 반내림(rounding down)함으로써 열거된 좌표 쌍으로부터 도출될 수 있다. (직사각형 영역의 제2 코너를 특정하는) 제2 좌표 쌍은 열거된 좌표 쌍의 X 및 Y 값 둘 다를 반올림(rounding up)함으로써 열거된 좌표 쌍으로부터 도출될 수 있다. 일부 실시예에서, 본 기술분야의 통상의 기술자에게 쉽게 이해되는 바와 같이, 반올림(rounding)은 가장 가까운 천분의 일까지 수행된다. 일부 실시예에서, 반올림은 가장 가까운 천분의 10까지 수행된다. 일부 실시예에서, 반올림은 가장 가까운 천분의 100까지 수행된다.
이와 같이, 원래의 표 2 및 표 3 각각에 대해, 원래의 표의 "X" 열이 한 쌍의 열들 "Xmin" 및 "Xmax"로 대체되고, 원래의 표의 "Y" 열이 "Ymin" 및 "Ymax"의 쌍으로 대체되는 새로운 표가 정의될 수 있다. "Xmin" 및 "Ymin" 열들은 제1 좌표 쌍들의 X 및 Y 값들을 열거하고, "Xmax" 및 "Ymax" 열들은 제2 좌표 쌍들의 X 및 Y 값들을 열거한다. 새로운 표는 성상도 심볼들에 대한 한 세트의 범위를 표시하며, 따라서 각각의 성상도 심볼의 정규화된 크기는 "Xmin" 열의 대응하는 행에 특정된 값과 "Xmax" 열의 동일한 행에 특정된 값 사이에 놓인 X 좌표 값을 갖고, 또한 성상도 심볼의 정규화된 크기는 "Ymin" 열의 동일한 행에 특정된 값과 "Ymax" 열의 동일한 행에 특정된 값 사이에 놓인 Y 좌표 값을 갖는다. 이러한 새로운 표들은 간략함을 위해 본 개시내용에서 명시적으로 열거되지 않지만, 이들은 본 기술분야의 통상의 기술자에 의해 전술한 바와 같이 용이하게 도출될 수 있다.
일부 예시적인 실시예에서, 반올림을 통해 직사각 영역들의 코너들을 결정하는 것보다는, 직사각형 영역의 제1 코너는 열거된 좌표 쌍의 X 값으로부터 제1 미리 결정된 값을 감산하고, 열거된 좌표 쌍의 Y 값으로부터 제2 미리 결정된 값을 감산함으로써, 열거된 좌표 쌍으로부터 도출될 수 있다. 직사각형 영역의 제2 코너를 특정하는 제2 좌표 쌍은 열거된 좌표 쌍의 X 값에 제1 미리 결정된 값을 추가하고, 열거된 좌표 쌍의 Y 값에 제2 미리 결정된 값을 추가함으로써 열거된 좌표 쌍으로부터 도출될 수 있다. 제1 및 제2 미리 결정된 값들은 예를 들어, 0.0005 이하인 값들일 수 있다.
XY 평면에서 성상도 심볼들의 벡터 위치들을 특정하는 것에 더하여, 예시적인 실시예들은 성상도 심볼들 각각에 대응하는 비트 시퀀스들을 특정한다. 본 기술분야의 통상의 기술자가 쉽게 이해할 수 있는 바와 같이, m 비트의 입력 그룹이 주어지면, 변조는 비트 시퀀스에 대응하는 신호 성상도에서의 심볼을 식별하고, 식별된 심볼에 따라 신호를 변조하는 것을 포함한다. 유사하게, 수신된 신호의 복조는 수신된 신호의 주어진 부분에 가장 가깝게 대응하는 신호 성상도에서의 심볼을 식별하고, 성상도에 대응하는 소프트 값들의 비트-관련 시퀀스 또는 식별된 심볼에 대응하는 비트 시퀀스를 출력하는 것을 포함한다. 신호와 성상도 심볼 사이의 대응관계는 신호가 함수 Acos(ωt)+Bsin(ωt)에 의해 국지적으로 기술될 수 있는 경우, 대응하는 성상도 심볼은 XY 평면에서 포인트 (A, B)에 가장 가까운 성상도 심볼이다.
일부 예시적인 실시예에서, m 비트의 각각의 그룹은 2개의 사분면-특정 비트들을 포함한다. 사분면-특정 비트들은 비트 시퀀스에서 고정된 위치들에 있을 수 있다. 예를 들어, 비트 시퀀스의 처음 2 비트(최상위 비트)는 사분면-특정 비트들일 수 있다. 비트 시퀀스의 나머지 m-2 비트는 사분면 비특정 비트들로서 지칭된다. 일부 실시예에서, 제1 사분면에서의 모든 성상도 심볼들에 대응하는 비트들을 특정하는 사분면은 00이고, 제2 사분면에서의 모든 성상도 심볼들에 대응하는 비트들을 특정하는 사분면은 10이고, 제3 사분면에서의 모든 성상도 심볼들에 대응하는 비트들을 특정하는 사분면은 11이고, 제4 사분면에서의 모든 성상도 심볼들에 대응하는 비트들을 특정하는 사분면은 01이다.
일부 예시적인 실시예에서, 각각의 주어진 성상도 심볼의 사분면 비특정 비트들(예를 들어, m-2 최하위 비트)은 주어진 성상도 심볼과 동일한 세트의 대칭 성상도 심볼들 내의 각각의 다른 성상도 심볼의 사분면 비특정 비트들과 동일할 수 있다.
비트 시퀀스들과 성상도 심볼들 사이의 대응관계는 여러 방식들로 변경될 수 있다는 것이 쉽게 이해될 것이다. 예를 들어, 예시된 비트 값들 각각은 반전되어, "0" 비트가 "1"이 되고 그 반대도 마찬가지이다. 다른 예로서, 예시된 비트 위치들은 재정렬될 수 있다. 재정렬은 일관된 비트 재정렬일 수 있는데, 즉, 동일한 재정렬이 성상도의 모든 비트 시퀀스들에 적용된다. 재정렬의 간단한 예는, 예를 들어, 그룹 abcd가 그룹 dcba로 대체되도록 모든 비트들의 반전이다. 또 다른 예로서, 모듈로-M 이진 가산 연산을 사용하여 예시된 비트 시퀀스들 각각에 상수 값이 추가될 수 있으며, 여기서 M=2m이고 m은 각 비트 시퀀스에서의 비트 수이다. 비트 반전은 모든 이진수들로 구성된 특정 상수 값의 추가에 대응한다는 점에 유의한다. 비트 재정렬과 상수 값의 추가의 조합이 또한 수행될 수 있다.
일부 실시예에서, k=1 내지 k=2m-2 범위의 인덱스 값 k에 대해, m은 각각의 비트 시퀀스 내의 비트들의 수이고: 좌표 쌍들 중 k번째-열거된 것에 의해 정의되는 성상도 심볼에 대응하는 비트 시퀀스의 사분면 비특정 비트들은 k-1의 이진 표현과 동일하고; k-1의 이진 표현은 모듈로-2m-2 덧셈 하의 상수 값에 추가되고; k-1의 이진 표현은 일관된 비트 재정렬을 거치거나, k-1의 이진 표현은 모듈로-2m-2 덧셈 하의 상수 값에 추가되고 일관된 비트 재정렬을 거친다.
예시적 실시예에서, 64-포인트 성상도에서 사분면당 16개의 성상도 심볼에 대해 m=6이다.
표 2 및 표 3에서, 성상도 심볼들과 연관된 비트 시퀀스들은 목록 내의 성상도 심볼의 위치의 이진 표현들에 대응한다는 점에 유의한다. 예를 들어, 첫번째로 열거된 성상도 심볼은 비트 시퀀스 '0 ... 000'과 연관되고, 두번째로 열거된 성상도 심볼은 비트 시퀀스 '0 ... 001' 등과 연관된다.
일부 예시적인 실시예에서, 비트 시퀀스들은 그레이 매핑을 사용하여 성상도 심볼들에 할당된다. 그레이 매핑은 인접한 성상도 심볼들과 연관된 비트 시퀀스들이 단지 1 비트만큼 상이하도록, 비트 패턴들(비트 시퀀스들)을 성상도 심볼들과 연관시키는 것을 포함한다. 즉, 제1 성상도 심볼에 가장 가까운 성상도 심볼들에 할당된 비트 시퀀스들은 제1 성상도 심볼에 할당된 비트 시퀀스와 1 비트만큼 다르다. 2차원 그레이 매핑은 인접한 성상도 심볼들과 연관된 비트 시퀀스들이 단지 1 비트만큼 상이하고, 다음으로 가장 가까운 성상도 심볼들과 연관된 비트 시퀀스들이 2 비트만큼 상이하도록, 비트 시퀀스들을 성상도 심볼들과 연관시키는 것을 포함한다. "인접한"이라는 용어는 신호 성상도에서 성상도 포인트들에 적용되는 거리 메트릭의 관점에서 가장 가까운 것을 의미하는 것으로 간주될 수 있다.
도 9는 예시적인 실시예에 따라 제공되는 64-포인트 신호 성상도(900)를 도시한다. 도 9에 도시된 성상도 심볼들의 대응하는 (x, y) 좌표 값들은 표 2에서 소수점 이하 6자리까지 제공된다. 도 9의 신호 성상도(900)는 5/6의 코드 레이트 RC와 함께 사용하도록 최적화되고, 위상 잡음 표준 편차(PN STD)는 위상 잡음(PN) 완화 후의 7도와 동일하다. 성상도(900)는 또한 예시적인 실시예에서, 다른 코드 레이트들과 함께 사용하기에 적합하다. 코드 레이트는 송신을 위해 성상도 심볼들에 매핑하기 전에 비트 시퀀스들에 적용되고, 코딩된 정보 비트들을 복구하기 위해 디코딩하는데 사용되는 채널 코드에 대응한다. 도 9 및 도 10에서, (일부 예시적인 실시예에 따른) 비트 시퀀스들은 일반적으로 그들의 대응하는 성상도 포인트들 위에 도시된다. 모호함들은 대응하는 표들을 참조하여 해결될 수 있다.
도 10은 다른 예시적인 실시예에 따라 제공되는 64-포인트 신호 성상도(950)를 도시한다. 도 10에 도시된 성상도 심볼들의 대응하는 (x, y) 좌표 값들은 표 3에서 소수점 이하 6자리까지 제공된다. 도 10의 신호 성상도(950)는 7/8의 코드 레이트 RC와 함께 사용하도록 최적화되고, 위상 잡음 표준 편차(PN STD)는 위상 잡음(PN) 완화 후의 4도와 동일하다. 성상도(950)는 또한 예시적인 실시예에서, 다른 코드 레이트들과 함께 사용하기에 적합하다.
도 9 및 도 10과 표 2 및 표 3과 관련하여 전술한 성상도들은 초기에 위상 잡음 및 전력 증폭기 비선형성 손상들 모두를 나타내는 단일 캐리어 시나리오들에 대해 최적이라고 생각되었던 신호 성상도들을 생성한 최적화 동작에 의해 도출되었다. 그러나, 성상도들은 그러한 시나리오들에서의 사용에 반드시 제한되는 것은 아니다.
표 2 및 표 3에 제공된 (x, y) 좌표 값들은 소수점 이하 6자리의 정밀도의 레벨로 특정된다. 일부 실시예에서, 도 9 및 도 10에 도시되고 표 2 및 표 3에 나타낸 성상도 심볼들의 좌표 값들은 소수점 이하 3자리, 4자리, 또는 5자리의 정밀도의 레벨로 절단될 수 있다. 다른 예시적인 실시예에서, 도 9 및 도 10에 도시되고 표 2 및 표 3에 나타낸 성상도 심볼들의 좌표 값들은 소수점 이하 3자리, 4자리, 또는 5자리의 정밀도의 레벨로 반올림될 수 있다.
예시적인 실시예들은 디지털 직교 진폭 변조를 사용하여 무선 통신을 수행하기 위한 방법 및 장치를 제공한다. 방법 및 장치는 무선 통신 디바이스의 매핑 모듈 전자 컴포넌트에 의해, 송신을 위한 신호를 변조하거나 수신된 신호를 복조하기 위한 신호 성상도를 활용하는 단계를 포함하고, 신호 성상도는 복수의 성상도 심볼을 포함한다. 신호 성상도는 예를 들어, 후술되는 바와 같은 최적화 절차를 사용하여 획득될 수 있다. 아래의 최적화 절차는 개시된 신호 성상도들을 제한하도록 의도되지 않는다는 점에 유의한다. 오히려, 최적화 절차는 이들 및 유사한 성상도들이 어떻게 획득될 수 있는지, 및 이들이 잘 수행할 것으로 예상될 수 있는 상황들의 예로서 제공된다.
실제 시스템에서, 위상 잡음은 메모리를 갖는다고 말할 수 있다. 즉, 주어진 시간에서의 위상 잡음의 상태는 이전 시간들에서의 위상 잡음의 상태에 의존할 수 있다. 이와 같이, 예시적인 실시예들에 따르면, 메모리를 갖는 위상 잡음에 대한 불완전한 소거에 의해 야기되는 잔차 위상 오차는 특정된 파일럿 분포 및 위상 추정 및 위상 잡음 완화를 위한 방법들에 기초하여 획득된다. 잔차 위상 오차는 위상 잡음 완화 후에 백색 랜덤 프로세스인 것으로 가정된다. 따라서, 메모리를 갖는 위상 잡음을 메모리가 없는 잔차 위상 오차로 변환하는 것을 이용하여, 백색 위상 잡음 제약 조건 및 백색 가우시안 잡음을 갖는 성상도 최적화에 대한 방법들이 메모리를 갖는 위상 잡음을 나타내는 제약 조건의 존재 시에 성상도 최적화에 적용될 수 있다.
예시적인 실시예에 따르면, 파일럿 오버헤드가 OH=L/W인, W개의 송신 심볼마다 길이 L의 파일럿 필드의 존재에 기초하여 위상 잡음의 추정을 위한 간단하고 효율적인 알고리즘이 활용될 수 있다. 위상 잡음 θk 및 열 잡음 nk에 의해 영향을 받은 채널의 출력은 다음과 같이 기입될 수 있다:
Figure pct00003
공지된 파일럿 심볼들이 연속 위치들에 배치되는 경우,
Figure pct00004
임의의 정수는 n이고, 파일럿 필드의 중간에 대응하는 위상 추정치는 다음과 같이 계산될 수 있다:
Figure pct00005
(nW)번째 및 ((n+1)W)번째 위상 추정치인, 수학식 (4)를 사용하여 계산되는 2개의 연속적인 위상 추정치들 사이의 위상들의 시퀀스를 도출하기 위해, 다음과 같은 선형 보간 공식이 사용된다:
Figure pct00006
주어진 오버헤드 OH=L/W에 대해, 파일럿 필드 L의 최적 길이는 추정 수학식 (4)의 정확도 대 보간 수학식 (5)의 정확도를 트레이딩 오프함으로써 획득될 수 있다. 도 7에 도시된 바와 같이, IEEE 802.11ad 단일 캐리어(SC) 블록에서, 파일럿 필드 길이 L=64이고 단일 SC 블록 길이 W=512이다. 따라서, OH=64/512=12.5%이다.
다른 예시적인 위상 잡음 완화 알고리즘은 1차의 데이터-보조 위상-동기 루프(PLL)를 사용하여 2개의 파일럿 삽입 사이의 위상 추정을 개선할 수 있다. 예시적인 실시예들에서, 수신기에서의 선형 보간 및 PLL 모두가 구현될 수 있다.
위상 잡음의 완화 후에, 잔차 위상 오차의 전력 스펙트럼 밀도(PSD)는 백색인 것으로 가정된다. 잔차 위상 잡음 σφ의 표준 편차는 위상 잡음 완화 프로세스 이후에 위상 오차들을 평가하는데 사용되고 성상도들을 최적화하는데 사용된다. 도 15는 선형 보간 위상 잡음 완화 방법(5)을 사용하는 잔차 위상 잡음 대 SNR의 표준 편차를 도시한다. 시스템 보드 레이트(baud rate) Rs=2 GHz에 대한 잔차 위상 잡음(좌측 수직 축) 대 SNR의 표준 편차, 및 12.5%의 파일럿 오버헤드가 도시되어 있다. 실선 곡선은 802.11ad SC 프레임 구조에 대응한다(L=64, W=512). 파선 곡선은 최적 파일럿 분포에 대응한다. 점선 곡선은 (우측 수직 축에서 판독될) 최적 파일럿 필드 길이를 나타낸다.
이상적인 검출 및 디코딩 하에서 채널을 통해 주어진 신호 성상도의 성능은 상호 정보(MI)를 사용하여 또는 PMI(Pragmatic Mutual Information)를 사용하여 계산될 수 있다:
Figure pct00007
Figure pct00008
도 16은 PMI에 의해 경계가 정해진 송신기 및 수신기 시스템들을 도시한다. 도 16뿐만 아니라 위의 수학식 (6) 및 (7)에서, W 및 Z는 각각 채널의 입력 및 출력을 나타내고, Bi는 W에서의 i번째 비트이다. MI는 r=mrc로 정의된 최대 스펙트럼 효율에 대한 상한을 제공하고, 여기서 m은 각각의 변조 심볼에 연관된 비트들의 수이고, rc는 이진 코드 레이트이다. 그러나, 실제 시스템들에서 신호 성상도들의 최적화는 PMI 접근법 하에서 수행된다. 실용적인 시스템들의 성능을 개선하기 위해, 성상도에 비트들을 매핑하는 것은 예를 들어, 그레이 매핑을 사용하여 적절히 최적화될 수 있다. PMI가 일반적으로 MI와 상당히 상이할 수 있지만, 최적화된 성상도들 및 비트-대-신호 매핑들을 사용할 때 차이가 상당히 감소될 수 있다.
PMI의 계산은 채널 P(Z|W)의 조건부 분포가 알려져 있을 때 수치적 기술들로 수행될 수 있다. 채널에 메모리가 없을 때, 주어진 시점에서의 출력은 동시에 대응하는 입력에만 의존하고, PMI의 계산은 더욱 용이해진다. 실제 메모리가 없는 채널 모델들은 AWGN 및 백색 위상 잡음 채널들을 포함한다.
비선형 증폭기의 사용에 의해 제약되는 채널들에서, 성상도의 최적화는 적절하게 수정될 수 있다. 이러한 경우들에서, 비선형성의 AM/AM 곡선은 피크 전력 제약을 시행함으로써 도 17에 도시된 단순화된 소프트 리미터를 사용하여 표현될 수 있다. 그 다음, 성상도의 피크 전력은 관련 파라미터가 될 수 있다.
이하의 시스템 조건들은 예시적인 최적화 절차에 따라 신호 성상도들의 계산에서 사용되었다. 64개의 변조 포인트를 갖는 신호 성상도가 고려되었다. 5개의 코드 레이트: rc=1/2, 5/8, 3/4, 13/16, 7/8이 고려되었다. 채널 시나리오들은 표준(64/512) 파일럿 분포에 대응하는 비선형성 및 잔차 위상 잡음을 갖는 AWGN에 대응하는 것으로 고려되었다. 비선형성은 PSNR(Peak Signal-to-Noise Ratio) 제약을 사용하여 표현된다.
예시적인 실시예들에 따르면, 코드 레이트와 성상도 크기의 각 쌍에 대해서 뿐만 아니라, 잔차 위상 잡음, 성상도 및 대응하는 이진 라벨링의 다양한 레벨들에 대해서는 최소의 가능한 SNR 또는 PSNR으로 목표 스펙트럼 효율 r=mrc보다 큰 PMI를 달성하도록 설계된다.
변조 포맷, 코드 레이트 및 채널 시나리오를 고려할 때, 성상도 및 비트 시퀀스 라벨링은 목표 스펙트럼 효율 r=mrc보다 큰 PMI를 달성하기 위해 SNR을 최소화하도록 최적화될 수 있다. 도 18은 예시적인 실시예에 따른, 시뮬레이팅된 어닐링(SA) 기술을 사용하는 적용가능한 성상도 최적화 절차를 도시한다. 예시적인 실시예들은 실용적인 상호 정보를 최대화하기 위해 적용되는 시뮬레이팅 어닐링 알고리즘으로부터 도출되는 신호 성상도를 제공하는 것을 포함한다. 알고리즘은 로그, 다항식, 또는 다른 냉각 함수(cooling function)를 사용할 수 있다. 다항식 냉각 함수는 차수 64 이상과 같은 고차 변조들에 특히 적절할 수 있다.
도 11, 도 12, 도 13 및 도 14는 종래의 QAM 성상도의 성능에 비교하여, 표 2 및 표 3과 도 9 및 도 10에서 본 명세서에 개시된 대응하는 신호 성상도의 성능을 표시한 결과를 도시한다. 이들 신호 성상도를 수치적으로 평가하여 도시된 결과를 얻었다. 결과들은 특정 가정들 하에서 획득되었고, 실제로는 성능이 달라질 수 있다는 이해와 함께, 단지 예로서 제공되었다.
도 11, 도 12, 도 13 및 도 14에는, 프레임 에러 레이트(FER) 대 피크 신호 대 잡음비(PSNR)가 도시되어 있다. 도시된 성능은 AWGN(Additive White Gaussian Noise), 4의 위상 잡음 표준 편차(PN STD)를 갖는, i) 성상도 950(도 10); AWGN(Additive White Gaussian Noise), 7의 위상 잡음 표준 편차(PN STD)를 갖는, ii) 성상도 900(도 9); [8]: "IEEE 802.11-15/0601r0, "Non-Uniform Constellations for 64-QAM"" 페이지 3-4에서 설명된 바와 같은 Sony의 제안된 QAM 인코딩 구조인 iii) "Sony"; 종래의 직사각형 QAM 성상도를 지칭하는 iv) "QAM"; 및 각각 위상 동기 루프(PLL)를 갖는, i)-iv)에 대응하는 v)-viii)를 포함하는 8개의 상이한 조건들의 비교이다.
도 11은 레이트 5/8 코드, AWGN(Additive White Gaussian Noise), (도시된 바와 같은) 4 또는 7의 위상 잡음 표준 편차(PN STD), 및 이상적인 비선형성, 전력 스펙트럼 밀도 PSD(0)=-90 dB에 대한 프레임 에러 레이트(FER) 대 피크 신호 대 잡음비(PSNR)의 성능 비교를 나타낸다.
도 12는 레이트 3/4 코드, AWGN(Additive White Gaussian Noise), (도시된 바와 같은) 4 또는 7의 위상 잡음 표준 편차(PN STD), 및 이상적인 비선형성, 전력 스펙트럼 밀도 PSD(0)=-90 dB에 대한 프레임 에러 레이트(FER) 대 피크 신호 대 잡음비(PSNR)의 성능 비교를 나타낸다.
도 13은 레이트 13/16 코드, AWGN(Additive White Gaussian Noise), (도시된 바와 같은) 4 또는 7의 위상 잡음 표준 편차(PN STD), 및 이상적인 비선형성, 전력 스펙트럼 밀도 PSD(0)=-90 dB에 대한 프레임 에러 레이트(FER) 대 피크 신호 대 잡음비(PSNR)의 성능 비교를 나타낸다.
도 14는 레이트 7/8 코드, AWGN(Additive White Gaussian Noise), (도시된 바와 같은) 4 또는 7의 위상 잡음 표준 편차(PN STD), 및 이상적인 비선형성, 전력 스펙트럼 밀도 PSD(0)=-90 dB에 대한 프레임 에러 레이트(FER) 대 피크 신호 대 잡음비(PSNR)의 성능 비교를 나타낸다.
본 명세서에서 참조되는 표 2 및 표 3은 아래에 제시된다. 표 2는 도 9에 도시된 성상도(900)에 대응하고, 표 3은 도 10에 도시된 성상도(950)에 대응한다. 앞서 주목한 바와 같이, 각각의 표는 신호 성상도를 특정하고, 각각의 행은 각각, 제1 좌표 값들 및 제2 좌표 값들에 대응하는 X 및 Y 값들 중 하나가 성상도 심볼의 동상 성분의 정규화된 크기를 표시하고, X 및 Y 값들 중 다른 하나가 성상도 심볼의 직교 성분의 정규화된 크기를 표시하는 성상도 심볼을 특정한다. 정규화된 크기들은 스케일링될 수 있다. 제1 열은 성상도 심볼들에 대응하는 비트 시퀀스들을 특정한다. 일부 실시예에서, 제1 열 내의 엔트리들은 재정렬될 수 있다. 일부 실시예에서, 제2 열 내의 엔트리들은 예를 들어, 미리 결정된 양까지 반올림, 절단 또는 변경함으로써 변경될 수 있다.
일부 예시적인 실시예에서, 제1 사분면과 같은 하나의 사분면만이 요구된다. 따라서, 비트 시퀀스들 및 성상도들의 1/4이 요구된다. 표 2 및 표 3의 예에서, 64 비트 시퀀스들 중 처음 16개 및 대응하는 성상도 심볼들만이 요구될 것이다. 대칭 연산들은 나머지 사분면들을 고려하기 위해 사용될 수 있다.
표 2(도 9의 성상도(900)):
Figure pct00009
Figure pct00010
Figure pct00011
표 3(도 10의 성상도(950)):
Figure pct00012
Figure pct00013
이전 실시예들의 설명들을 통해, 본 실시예들은 하드웨어만을 사용함으로써 또는 소프트웨어 및 필요한 범용 하드웨어 플랫폼을 사용함으로써 구현될 수 있다. 이러한 이해에 기초하여, 예시적인 실시예들의 기술적 해결책은 소프트웨어 제품의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 제품은 CD-ROM(compact disk read-only memory), USB 플래시 디스크, 또는 이동식 하드 디스크일 수 있는, 비-휘발성 또는 비-일시적 저장 매체에 저장될 수 있다. 소프트웨어 제품은 컴퓨터 디바이스(개인용 컴퓨터, 서버, 또는 네트워크 디바이스)가 예시적인 실시예들에서 제공되는 방법들을 실행할 수 있게 하는 다수의 명령어를 포함한다. 예를 들어, 그러한 실행은 본 명세서에 설명된 바와 같은 논리 연산들의 시뮬레이션에 대응할 수 있다. 소프트웨어 제품은 추가적으로 또는 대안적으로 컴퓨터 디바이스가 예시적인 실시예들에 따라 디지털 로직 장치를 구성하거나 프로그래밍하기 위한 동작들을 실행할 수 있게 하는 다수의 명령어를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 따른, 본 명세서에 설명된 예시적인 장치들 및 방법들은 하나 이상의 제어기에 의해 구현될 수 있다. 제어기들은 특정 컴포넌트 및 기능에 따라, 하드웨어, 소프트웨어, 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합을 포함할 수 있다. 일부 예시적인 실시예에서, 하나 이상의 제어기는 아날로그 또는 디지털 컴포넌트들을 포함할 수 있고, 하나 이상의 프로세서, 하나 이상의 프로세서에 의해 실행가능한 명령어들을 저장하는 메모리와 같은 하나 이상의 비일시적 저장 매체, 하나 이상의 트랜시버(또는 개별 송신기들 및 수신기들), 하나 이상의 신호 프로세서들(아날로그 및/또는 디지털), 및/또는 하나 이상의 아날로그 회로 컴포넌트들을 포함할 수 있다.
설명된 방법들 또는 블록도들에서, 박스들은 이벤트들, 단계들, 기능들, 프로세스들, 모듈들, 메시지들, 및/또는 상태-기반 동작들 등을 나타낼 수 있다. 상기 예들 중 일부가 특정 순서로 발생하는 것으로 설명되었지만, 임의의 주어진 단계의 변경된 순서의 결과가 후속 단계들의 발생을 방해하거나 손상시키지 않을 것이라면, 단계들 또는 프로세스들 중 일부가 상이한 순서로 수행될 수 있다는 것을 본 기술분야의 통상의 기술자라면 이해할 것이다. 또한, 전술된 메시지들 또는 단계들 중 일부는 다른 실시예들에서 제거 또는 결합될 수 있고, 전술된 메시지들 또는 단계들 중 일부는 다른 실시예들에서 다수의 서브-메시지들 또는 서브-단계들로 분리될 수 있다. 또한, 단계들의 일부 또는 전부는 필요에 따라 반복될 수 있다. 방법들 또는 단계들로서 설명된 엘리먼트들은 시스템들 또는 서브컴포넌트들에 유사하게 적용되고, 그 반대도 마찬가지이다. "송신" 또는 "수신"과 같은 단어들의 언급은 특정 디바이스의 관점에 따라서 상호교환될 수 있다.
위에서 논의된 실시예들은 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 간주된다. 방법들로서 설명된 예시적인 실시예들은 시스템들에 유사하게 적용될 것이고, 그 반대도 마찬가지이다.
위의 임의의 것의 조합들 및 하위-조합들을 포함할 수 있는 일부 예시적인 실시예들에 대해 변형들이 이루어질 수 있다. 위에 제시된 예시적인 실시예들은 단지 예들일뿐이며, 본 개시내용의 범위를 제한하려는 의도는 아니다. 본 명세서에 설명된 혁신들의 변형들은 본 기술분야의 통상의 기술자들에게 명백할 것이며, 이러한 변형들은 본 개시내용의 의도된 범위 내에 속한다. 특히, 위에 설명된 실시예들 중 하나 이상으로부터의 특징들은 위에 명시적으로 설명되지 않았을 수 있는 특징들의 하위-조합으로 구성되는 대안적인 실시예들을 생성하기 위해 선택될 수 있다. 또한, 위에 설명된 실시예들 중 하나 이상으로부터의 특징들은 위에 명시적으로 설명되지 않았을 수 있는 특징들의 조합으로 구성되는 대안적인 실시예들을 생성하기 위해 선택되고 조합될 수 있다. 이러한 조합들 및 하위-조합들에 적합한 특징들은 본 개시내용을 전반적으로 재검토하면 본 기술분야의 기술자들에게 용이하게 명백할 것이다. 본 명세서에 기재된 대상은 기술 내의 모든 적합한 변화를 포괄하고 포함하는 것으로 의도된다.
따라서, 명세서 및 도면들은 단순히 예시로서 간주되어야 하며, 임의의 그리고 모든 수정들, 변형들, 조합들 또는 등가물들을 포함하는 것으로 고려된다.
다음은 참조로서 그 전체가 본 명세서에 포함되는 참조 문헌들이다:
[1] T. Hwang, C. Yang, G. Wu, S. Li, and G. Y. Li, "OFDM and its wireless applications: A survey," IEEE Trans. Veh. Technol., vol. 58, no. 4, pp. 1673-1694, May 2009.
[2] H. Sari, G. Karam, and I. Jeanclaude, "Frequency-domain equalization of mobile radio and terrestrial broadcast channels," in Proc. Conf. Global Commun. (GLOBECOM), San Francisco, CA, Nov./Dec. 1994, pp. 1-5.
[3] IEEE P802.11-REVmc/D2.4: Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications.
[4] IEEE Std 802.11-2016.
[5] ETSI EN 302 307-2: Digital Video Broadcast; Part 2: DVB-S2 extensions (DVB-S2X).
[6] IEEE 802.11-14/1154r8, "802.11 NG60 SG Proposed PAR"
[7] IEEE 802.11-15/0339r0, "SC 64APSK for 802.11ay"
[8] IEEE 802.11-15/0601r0, "Non-Uniform Constellations for 64-QAM"
[9] PCT/CN2016/078101, "High Order Modulations for Single Carrier Transmission", filed on March 31, 2016.
[10] IEEE 802.11-09/0296r16, "TGad Evaluation Methodology"
[11] F. Kayhan and G. Montorsi, "Joint signal-labeling optimization under peak power constraint," International Journal of Satellite Communications and Networking, 2012.
[12] F. Kayhan and G. Montorsi. "Constellation design for transmission over nonlinear satellite channels." Global Communications Conference (GLOBECOM), 2012, IEEE 2012.
[13] F. Kayhan and G. Montorsi. "Constellation design for channels affected by phase noise." Communications (ICC), 2013 IEEE International Conference on. IEEE, 2013.

Claims (30)

  1. 디지털 직교 진폭 변조(QAM)를 사용하여 무선 통신하기 위한 방법으로서,
    64-포인트 성상도에 따라, 무선 통신 디바이스의 제어기를 사용하여, 성상도 심볼들과 비트 시퀀스들 사이의 변환을 수행하는 단계를 포함하며, 상기 성상도 심볼들은 송신을 위한 신호를 변조하는데 사용되거나 수신된 신호에서 검출되거나, 또는 이들 둘 다이고,
    상기 64-포인트 성상도의 제1 사분면에서의 상기 성상도 심볼들의 정규화된 크기들은 적어도 소수점 이하 3자리까지의 정밀도의 다음의 좌표 쌍들:
    Figure pct00014

    에 의해 정의되는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 64-포인트 성상도의 제1 사분면에서의 상기 성상도 심볼들의 정규화된 크기들은 적어도 소수점 이하 4자리까지의 정밀도의 상기 좌표 쌍들에 의해 정의되는 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 64-포인트 성상도의 제1 사분면에서의 상기 성상도 심볼들의 정규화된 크기들은 적어도 소수점 이하 5자리까지의 정밀도의 상기 좌표 쌍들에 의해 정의되는 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 64-포인트 성상도의 제1 사분면에서의 상기 성상도 심볼들의 정규화된 크기들은 적어도 소수점 이하 6자리까지의 정밀도의 상기 좌표 쌍들에 의해 정의되는 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 64-포인트 성상도는 반사-대칭 성상도인 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 좌표 쌍들 중 제1 좌표들은 상기 성상도 심볼들의 동상 성분들 및 직교 성분들 중 하나의 정규화된 크기들을 나타내고,
    상기 좌표 쌍들 중 제2 좌표들은 상기 성상도 심볼들의 상기 동상 성분들 및 상기 직교 성분들 중 다른 하나의 정규화된 크기들을 나타내는 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 비트 시퀀스들은 그레이 매핑을 사용하여 상기 성상도 심볼들에 할당되는 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 비트 시퀀스들 각각은 4 사분면 비특정 비트를 포함하는 길이 6 비트이고, k=1 내지 k=16 범위의 인덱스 값 k에 대해, 상기 좌표 쌍들 중 k번째-열거된 것에 의해 정의되는 성상도 심볼에 대응하는 비트 시퀀스의 사분면 비특정 비트는 k-1의 이진 표현; 모듈로-16 덧셈 하에서 상수 값에 더해진 상기 k-1의 이진 표현; 일관된 비트 재정렬을 겪은 상기 k-1의 이진 표현, 또는 모듈로-16 덧셈 하에서 상수 값에 더해지고 일관된 비트 재정렬을 겪은 상기 k-1의 이진 표현과 동일한 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 64-포인트 성상도는 반사 대칭 성상도이고, 반사 대칭 성상도 심볼들의 공통 그룹 내의 성상도 심볼들에 대응하는 비트 시퀀스들은 동일한 사분면 비특정 비트들을 갖는 방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 변환을 위한 매핑 모듈 전자 컴포넌트를 포함하는 방법.
  11. 디지털 직교 진폭 변조(QAM)를 사용하여 무선 통신을 하도록 구성되는 무선 통신 디바이스를 위한 장치로서,
    64-포인트 성상도에 따라, 성상도 심볼들과 비트 시퀀스들 사이의 변환을 수행하도록 구성되는 제어기를 포함하며, 상기 성상도 심볼들은 송신을 위한 신호를 변조하는데 사용되거나 수신된 신호에서 검출되거나, 또는 이들 둘 다이고,
    상기 64-포인트 성상도의 제1 사분면에서의 상기 성상도 심볼들의 정규화된 크기들은 적어도 소수점 이하 3자리까지의 정밀도의 다음의 좌표 쌍들:
    Figure pct00015

    에 의해 정의되는 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 64-포인트 성상도의 제1 사분면에서의 상기 성상도 심볼들의 정규화된 크기들은 적어도 소수점 이하 4자리까지의 정밀도의 상기 좌표 쌍들에 의해 정의되는 장치.
  13. 제11항 또는 제12항에 있어서,
    상기 64-포인트 성상도의 제1 사분면에서의 상기 성상도 심볼들의 정규화된 크기들은 적어도 소수점 이하 5자리까지의 정밀도의 상기 좌표 쌍들에 의해 정의되는 장치.
  14. 제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 64-포인트 성상도의 제1 사분면에서의 상기 성상도 심볼들의 정규화된 크기들은 적어도 소수점 이하 6자리까지의 정밀도의 상기 좌표 쌍들에 의해 정의되는 장치.
  15. 제11항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 64-포인트 성상도는 반사-대칭 성상도인 장치.
  16. 제11항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 좌표 쌍들 중 제1 좌표들은 상기 성상도 심볼들의 동상 성분들 및 직교 성분들 중 하나의 정규화된 크기들을 나타내고, 상기 좌표 쌍들 중 제2 좌표들은 상기 성상도 심볼들의 상기 동상 성분들 및 상기 직교 성분들 중 다른 하나의 정규화된 크기들을 나타내는 장치.
  17. 제11항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 비트 시퀀스들은 그레이 매핑을 사용하여 상기 성상도 심볼들에 할당되는 장치.
  18. 제11항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 비트 시퀀스들 각각은 4 사분면 비특정 비트를 포함하는 길이 6 비트이고, k=1 내지 k=16 범위의 인덱스 값 k에 대해, 상기 좌표 쌍들 중 k번째-열거된 것에 의해 정의되는 성상도 심볼에 대응하는 비트 시퀀스의 사분면 비특정 비트는 k-1의 이진 표현; 모듈로-16 덧셈 하에서 상수 값에 더해진 상기 k-1의 이진 표현; 일관된 비트 재정렬을 겪은 상기 k-1의 이진 표현, 또는 모듈로-16 덧셈 하에서 상수 값에 더해지고 일관된 비트 재정렬을 겪은 상기 k-1의 이진 표현과 동일한 장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 신호 성상도는 반사 대칭 성상도이고, 반사 대칭 성상도 심볼들의 공통 그룹 내의 성상도 심볼들에 대응하는 비트 시퀀스들은 동일한 사분면 비특정 비트를 갖는 장치.
  20. 제11항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 변환을 위한 매핑 모듈 전자 컴포넌트를 포함하는 장치.
  21. 디지털 직교 진폭 변조(QAM)를 사용하여 무선 통신하기 위한 명령어들을 포함하는 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체로서,
    상기 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체는 무선 통신 디바이스의 제어기에 의해 실행가능한 명령어들을 포함하고, 상기 명령어들은:
    64-포인트 성상도에 따라, 성상도 심볼들과 비트 시퀀스들 사이의 변환을 수행하기 위한 명령어들을 포함하며, 상기 성상도 심볼들은 송신을 위한 신호를 변조하는데 사용되거나 수신된 신호에서 검출되거나, 또는 이들 둘 다이고,
    상기 64-포인트 성상도의 제1 사분면에서의 상기 성상도 심볼들의 정규화된 크기들은 적어도 소수점 이하 3자리까지의 정밀도의 다음의 좌표 쌍들:
    Figure pct00016

    에 의해 정의되는 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체.
  22. 디지털 직교 진폭 변조(QAM)를 사용하여 무선 통신하기 위한 방법으로서,
    64-포인트 성상도에 따라, 무선 통신 디바이스의 제어기를 사용하여, 성상도 심볼들과 비트 시퀀스들 사이의 변환을 수행하는 단계를 포함하며, 상기 성상도 심볼들은 송신을 위한 신호를 변조하는데 사용되거나 수신된 신호에서 검출되거나, 또는 이들 둘 다이고,
    상기 64-포인트 성상도의 제1 사분면에서의 상기 성상도 심볼들의 정규화된 크기들은 적어도 소수점 이하 3자리까지의 정밀도의 다음의 좌표 쌍들:
    Figure pct00017

    에 의해 정의되는 방법.
  23. 디지털 직교 진폭 변조(QAM)를 사용하여 무선 통신하도록 구성되는 무선 통신 디바이스를 위한 장치로서,
    64-포인트 성상도에 따라, 성상도 심볼들과 비트 시퀀스들 사이의 변환을 수행하도록 구성되는 제어기를 포함하며, 상기 성상도 심볼들은 송신을 위한 신호를 변조하는데 사용되거나 수신된 신호에서 검출되거나, 또는 이들 둘 다이고,
    상기 64-포인트 성상도의 제1 사분면에서의 상기 성상도 심볼들의 정규화된 크기들은 적어도 소수점 이하 3자리까지의 정밀도의 다음의 좌표 쌍들:
    Figure pct00018

    에 의해 정의되는 장치.
  24. 디지털 직교 진폭 변조(QAM)를 사용하여 무선 통신하기 위한 명령어들을 포함하는 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체로서,
    상기 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체는 무선 통신 디바이스의 제어기에 의해 실행가능한 명령어들을 포함하고, 상기 명령어들은:
    64-포인트 성상도에 따라, 성상도 심볼들과 비트 시퀀스들 사이의 변환을 수행하기 위한 명령어들을 포함하며, 상기 성상도 심볼들은 송신을 위한 신호를 변조하는데 사용되거나 수신된 신호에서 검출되거나, 또는 이들 둘 다이고,
    상기 64-포인트 성상도의 제1 사분면에서의 상기 성상도 심볼들의 정규화된 크기들은 적어도 소수점 이하 3자리까지의 정밀도의 다음의 좌표 쌍들:
    Figure pct00019

    에 의해 정의되는 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체.
  25. 디지털 직교 진폭 변조(QAM)를 사용하여 무선 통신하기 위한 방법으로서,
    무선 통신 디바이스의 제어기를 사용하여, 64-포인트 성상도에 따라 신호를 변조하는 단계를 포함하며, 상기 신호는 송신을 위한 것이거나 수신되는 신호이고;
    상기 64-포인트 성상도의 제1 사분면에서의 상기 성상도 심볼들의 정규화된 크기들은 적어도 소수점 이하 3자리까지의 정밀도의 다음의 좌표 쌍들:
    Figure pct00020

    에 의해 정의되는 방법.
  26. 디지털 직교 진폭 변조(QAM)를 사용하여 무선 통신하도록 구성되는 무선 통신 디바이스를 위한 장치로서,
    64-포인트 성상도에 따라 신호를 변조하도록 구성되는 제어기를 포함하며, 상기 신호는 송신을 위한 것이거나 수신되는 신호이고,
    상기 64-포인트 성상도의 제1 사분면에서의 상기 성상도 심볼들의 정규화된 크기들은 적어도 소수점 이하 3자리까지의 정밀도의 다음의 좌표 쌍들:
    Figure pct00021

    에 의해 정의되는 장치.
  27. 디지털 직교 진폭 변조(QAM)를 사용하여 무선 통신하기 위한 명령어들을 포함하는 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체로서,
    상기 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체는 무선 통신 디바이스의 제어기에 의해 실행가능한 명령어들을 포함하고, 상기 명령어들은:
    64-포인트 성상도에 따라 신호를 변조하기 위한 명령어들을 포함하며, 상기 신호는 송신을 위한 것이거나 수신되는 신호이고;
    상기 64-포인트 성상도의 제1 사분면에서의 상기 성상도 심볼들의 정규화된 크기들은 적어도 소수점 이하 3자리까지의 정밀도의 다음의 좌표 쌍들:
    Figure pct00022

    에 의해 정의되는 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체.
  28. 디지털 직교 진폭 변조(QAM)를 사용하여 무선 통신하기 위한 방법으로서,
    무선 통신 디바이스의 제어기를 사용하여, 64-포인트 성상도에 따라 신호를 변조하는 단계를 포함하며, 상기 신호는 송신을 위한 것이거나 수신되는 신호이고;
    상기 64-포인트 성상도의 제1 사분면에서의 상기 성상도 심볼들의 정규화된 크기들은 적어도 소수점 이하 3자리까지의 정밀도의 다음의 좌표 쌍들:
    Figure pct00023

    에 의해 정의되는 방법.
  29. 디지털 직교 진폭 변조(QAM)를 사용하여 무선 통신하도록 구성되는 무선 통신 디바이스를 위한 장치로서,
    64-포인트 성상도에 따라 신호를 변조하도록 구성되는 제어기를 포함하며, 상기 신호는 송신을 위한 것이거나 수신되는 신호이고,
    상기 64-포인트 성상도의 제1 사분면에서의 상기 성상도 심볼들의 정규화된 크기들은 적어도 소수점 이하 3자리까지의 정밀도의 다음의 좌표 쌍들:
    Figure pct00024

    에 의해 정의되는 장치.
  30. 디지털 직교 진폭 변조(QAM)를 사용하여 무선 통신하기 위한 명령어들을 포함하는 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체로서,
    상기 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체는 무선 통신 디바이스의 제어기에 의해 실행가능한 명령어들을 포함하고, 상기 명령어들은:
    64-포인트 성상도에 따라 신호를 변조하기 위한 명령어들을 포함하며, 상기 신호는 송신을 위한 것이거나 수신되는 신호이고;
    상기 64-포인트 성상도의 제1 사분면에서의 상기 성상도 심볼들의 정규화된 크기들은 적어도 소수점 이하 3자리까지의 정밀도의 다음의 좌표 쌍들:
    Figure pct00025

    에 의해 정의되는 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체.
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