KR20230064136A - Method and apparatus for generating modulation symbol with lattice structure - Google Patents
Method and apparatus for generating modulation symbol with lattice structure Download PDFInfo
- Publication number
- KR20230064136A KR20230064136A KR1020210149385A KR20210149385A KR20230064136A KR 20230064136 A KR20230064136 A KR 20230064136A KR 1020210149385 A KR1020210149385 A KR 1020210149385A KR 20210149385 A KR20210149385 A KR 20210149385A KR 20230064136 A KR20230064136 A KR 20230064136A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- modulation symbol
- generating
- constellation
- symbol
- point
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L27/00—Modulated-carrier systems
- H04L27/32—Carrier systems characterised by combinations of two or more of the types covered by groups H04L27/02, H04L27/10, H04L27/18 or H04L27/26
- H04L27/34—Amplitude- and phase-modulated carrier systems, e.g. quadrature-amplitude modulated carrier systems
- H04L27/3405—Modifications of the signal space to increase the efficiency of transmission, e.g. reduction of the bit error rate, bandwidth, or average power
- H04L27/3416—Modifications of the signal space to increase the efficiency of transmission, e.g. reduction of the bit error rate, bandwidth, or average power in which the information is carried by both the individual signal points and the subset to which the individual points belong, e.g. using coset coding, lattice coding, or related schemes
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L27/00—Modulated-carrier systems
- H04L27/32—Carrier systems characterised by combinations of two or more of the types covered by groups H04L27/02, H04L27/10, H04L27/18 or H04L27/26
- H04L27/34—Amplitude- and phase-modulated carrier systems, e.g. quadrature-amplitude modulated carrier systems
- H04L27/3405—Modifications of the signal space to increase the efficiency of transmission, e.g. reduction of the bit error rate, bandwidth, or average power
- H04L27/3411—Modifications of the signal space to increase the efficiency of transmission, e.g. reduction of the bit error rate, bandwidth, or average power reducing the peak to average power ratio or the mean power of the constellation; Arrangements for increasing the shape gain of a signal set
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L27/00—Modulated-carrier systems
- H04L27/32—Carrier systems characterised by combinations of two or more of the types covered by groups H04L27/02, H04L27/10, H04L27/18 or H04L27/26
- H04L27/34—Amplitude- and phase-modulated carrier systems, e.g. quadrature-amplitude modulated carrier systems
- H04L27/36—Modulator circuits; Transmitter circuits
Abstract
격자구조 변조심볼 생성장치가 다각 격자구조의 변조심볼 생성하는 방법은, a) 격자구조 변조심볼 생성장치가 직교좌표상의 임의의 지점에 제1성상점을 선택하는 단계;
b) 상기 격자구조 변조심볼 생성장치가 상기 제1성상점을 기준으로 한 변의 길이가 2d인 균일한 다각 격자들을 생성하는 단계; -여기서 d는 인접 성상점 사이의 최소 거리의 1/2을 나타내는 것임.
c) 상기 격자구조 변조심볼 생성장치가 상기 제1성상점을 제외한 격자의 꼭짓점들 중에서 심볼 에너지가 최소인 지점을 제2성상점으로 선택하여 생성하는 단계; 및
d) c) 단계 이후에 이미 생성된 성상점들을 제외하고 순차적으로 반복하여 제M 성상점까지 선택하여 생성하는 단계;- 여기서 M은 자연수임, 를 포함한다.A method of generating a modulation symbol having a polygonal grid structure by an apparatus for generating a grid structure modulation symbol includes: a) selecting a first constellation point at an arbitrary point on Cartesian coordinates by an apparatus for generating a grid structure modulation symbol;
b) generating, by the lattice structure modulation symbol generator, uniform polygonal lattices having a side length of 2d based on the first constellation point; -Where d represents 1/2 of the minimum distance between adjacent constellation points.
c) selecting and generating, by the lattice structure modulation symbol generating device, a point having the minimum symbol energy among vertices of the lattice excluding the first constellation point as a second constellation point; and
d) selecting and generating up to the Mth constellation point by repeating sequentially excluding constellation points already generated after step c); - where M is a natural number;
Description
본 발명은 고속 데이터 전송을 위한 격자구조 변조심볼 생성 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method and apparatus for generating a grid structure modulation symbol for high-speed data transmission.
디지털 통신시스템에서 고속 데이터 전송을 위해 많은 무선통신 기술들이 제공되고 있다. 직교 진폭 변조(QAM, Quadrature Amplitude Modulation)는 DVB-T2, DVB-C2, UHD 등 최신 무선 통신 및 방송 시스템에서 대용량 데이터의 고속 전송을 위해 사용되고 있다. Many wireless communication technologies are being provided for high-speed data transmission in a digital communication system. Quadrature Amplitude Modulation (QAM) is used for high-speed transmission of large amounts of data in the latest wireless communication and broadcasting systems such as DVB-T2, DVB-C2, and UHD.
데이터 전송 디바이스는 비트 열로 구성된 데이터를 송신시에 변조(Modulation)과정을 수행한다. 즉, 데이터 전송 디바이스는 비트 열로 구성된 데이터를 성상도에 매칭(constellation mapping)하여 데이터를 송신한다. A data transmission device performs a modulation process when transmitting data composed of bit streams. That is, the data transmission device transmits data by matching data composed of bit strings to a constellation.
고속 데이터 전송에는 고차변조(high-order modulation) 기법이 연구되었다. 대표적인 종래의 고차변조(high-order modulation) 기법으로 사각직교진폭변조(square quadrature amplitude modulation, SQAM) 방법이 있다.High-order modulation techniques have been studied for high-speed data transmission. As a representative conventional high-order modulation technique, there is a square quadrature amplitude modulation (SQAM) method.
QAM은 다양한 신호점 배치가 가능하기 때문에 이에 대한 연구가 지금까지 꾸준히 진행되고 있다.Because QAM can arrange various signal points, research on this has been steadily progressed.
QAM은 두 개의 진폭 변조 신호를 하나의 채널로 결합함으로써, 한정된 주파수 대역에서 2배의 전송 효율을 얻을 수 있다. 하나의 QAM 신호에는 동일한 주파수를 가지며, 90°의 위상 차이가 나는 2개의 반송파를 포함한다. 2개의 반송파 중에서 하나의 신호를 I축 신호, 또 다른 하나를 Q 축 신호로 정의된다.QAM can obtain twice the transmission efficiency in a limited frequency band by combining two amplitude modulated signals into one channel. One QAM signal includes two carriers with the same frequency and a phase difference of 90°. Among the two carriers, one signal is defined as an I-axis signal and the other as a Q-axis signal.
변조된 두 개의 반송파는 송신단에서 전송을 위해 결합되며, 수신 측에서 분리되어 각 반송파로부터 데이터가 추출된다. 이러한 QAM은 제한된 전송 대역 내에서 데이터 전송을 고속으로 하는데 유용하게 사용될 수 있다.The two modulated carriers are combined for transmission at the transmitting end, and separated at the receiving end to extract data from each carrier. Such QAM can be usefully used for high-speed data transmission within a limited transmission band.
예를 들어, 데이터 전송 디바이스는 4-QAM(Quadrature Amplitude Modulation), 16-QAM(Quadrature Amplitude Modulation), 또는 64-QAM(Quadrature Amplitude Modulation)의 성상도를 이용하여 데이터를 매칭하는 기술들이 연구되어 왔다.For example, in data transmission devices, techniques for matching data using a constellation of 4-QAM (Quadrature Amplitude Modulation), 16-QAM (Quadrature Amplitude Modulation), or 64-QAM (Quadrature Amplitude Modulation) have been studied. .
고속 데이터 전송을 위한 방법으로 심볼 당 다수 개의 비트를 전송하는 M진 사각직교진폭변조 기법은 송신구조가 간단하여 각종 유무선 디지털 통신시스템에서 전송속도 개선을 위해 사용된다. As a method for high-speed data transmission, the M-order quadrature Amplitude Modulation technique, which transmits a plurality of bits per symbol, has a simple transmission structure and is used to improve transmission speed in various wired and wireless digital communication systems.
도 10은 종래 기술인 64진 사각직교진폭변조 기법의 성상도(constellation diagram)를 도시한 것이다. 도 10을 참조하면, 변조심볼은 균일한 크기의 사각 격자(square lattice)의 꼭짓점에 배치되고 성상도 전체의 외형(포락선, envelope)은 정사각형 형태를 갖는다. 한편, 각 변조심볼의 에너지는 (I-축 성분의 크기)2+(Q-축 성분의 크기)2로 정의된다. 도 10에서 각 변조심볼의 I-축과 Q-축 좌표는 
d는 인접 성상점의 최소 거리의 1/2을 나타낸다. 이러한 종래의 사각직교진폭변조 기법은 구현이 용이하고 오류를 줄이기 위한 방법으로 개선되어 왔으나, 변조심볼 에너지를 줄이기 위한 최적의 성능을 제공하지 못한다.d represents 1/2 of the minimum distance between adjacent constellation points. Although this conventional quadrature amplitude modulation technique has been improved as a method for easy implementation and reduction of errors, it does not provide optimal performance for reducing modulation symbol energy.
종래 사각직교진폭변조에 관한 신호점 배치방법 기술에 대해서는 대한민국 등록특허 10-1653108호에 개시된 바 있다. 또한, 사각직교진폭변조를 이용한 데이터 전송방법으로는 대한민국 공개특허공보 10-2016-0103419호, 10-2020-0017754호에 개시된 바 있다.Conventional signal point arrangement technology related to rectangular quadrature amplitude modulation has been disclosed in Korean Registered Patent No. 10-1653108. In addition, data transmission methods using quadrature orthogonal amplitude modulation have been disclosed in Korean Patent Publication Nos. 10-2016-0103419 and 10-2020-0017754.
또한, 대한민국 등록특허공보 10-1711452호에는 직교진폭변조 성상을 갖는 격자부호 변조기 장치에 대한 구성이 개시된 바 있다.In addition, Korean Patent Registration No. 10-1711452 discloses a configuration for a grid code modulator device having quadrature amplitude modulation constellations.
본 발명의 목적은 성상점들이 격자 구조의 꼭짓점에 위치하는 성질을 유지하면서도 에너지 효율을 향상시키는 격자구조 변조심볼 생성 방법 및 장치를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a method and apparatus for generating a modulation symbol with a lattice structure that improves energy efficiency while maintaining the property that constellation points are located at the vertices of the lattice structure.
본 발명의 일 측면에 따르면, 격자구조 변조심볼 생성장치가 다각 격자구조의 변조심볼 생성하는 방법은, a) 상기 격자구조 변조심볼 생성장치가 직교좌표상의 임의의 지점에 제1성상점을 선택하는 단계; b) 상기 격자구조 변조심볼 생성장치가 상기 제1성상점을 기준으로 한 변의 길이가 2d인 균일한 다각 격자들을 생성하는 단계; -여기서 d는 인접 성상점 사이의 최소 거리의 1/2을 나타내는 것임, c) 상기 격자구조 변조심볼 생성장치가 상기 제1성상점을 제외한 격자의 꼭짓점들 중에서 심볼 에너지가 최소인 지점을 제2성상점으로 선택하여 생성하는 단계; 및 d) c) 단계 이후에 이미 생성된 성상점들을 제외하고 순차적으로 반복하여 제M 성상점까지 선택하여 생성하는 단계;-여기서 M은 자연수임, 를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to one aspect of the present invention, a method for generating a modulation symbol having a polygonal lattice structure by an apparatus for generating a modulation symbol with a lattice structure includes: a) selecting a first constellation point at an arbitrary point on a Cartesian coordinate by the apparatus for generating a modulation symbol with a lattice structure; step; b) generating, by the lattice structure modulation symbol generator, uniform polygonal lattices having a side length of 2d based on the first constellation point; -here, d represents 1/2 of the minimum distance between adjacent constellation points, c) the lattice structure modulation symbol generating device selects a point having the minimum symbol energy among lattice vertices excluding the first constellation point as a second Selecting and generating a constellation point; and d) selecting and generating up to the Mth constellation point by repeating sequentially excluding constellation points already generated after step c); - where M is a natural number.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 상기 변조심볼 생성 방법을 수행하는 격자구조 변조심볼 생성장치는, 입력 데이터를 비트 시퀀스로 변환하는 입력신호 처리부; 및 상기 입력신호 처리부에서 변환된 비트 시퀀스를 이용하여 심볼을 획득하고, 획득된 심볼이 나타내는 비트들에 기초하여 성상도 상의 성상점들 중 하나로 매핑하는 기능을 포함하는 직교변조 처리부; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, an apparatus for generating a lattice structure modulation symbol performing the method of generating the modulation symbol includes an input signal processing unit that converts input data into a bit sequence; and an orthogonal modulation processing unit including a function of obtaining a symbol using the bit sequence converted by the input signal processing unit and mapping the obtained symbol to one of constellation points on a constellation based on bits indicated by the obtained symbol. It is characterized in that it includes.
본 발명의 일 실시 예에 따르면 고속 데이터 전송을 위해 고차변조 기법을 사용하는 디지털 통신시스템에서 평균 심볼 에너지를 저감시켜 에너지 효율을 극대화할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, energy efficiency can be maximized by reducing average symbol energy in a digital communication system using a higher order modulation technique for high-speed data transmission.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 격자구조 변조심볼 생성장치의 구성을 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 사각 격자구조 변조심볼 생성방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 사각직교진폭 변조심볼 생성방법의 제1성상점 예시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 사각직교진폭 변조심볼의 성상점 후보군의 예시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 사각직교진폭 변조방법의 제2성상점을 선택하여 생성한 예시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 사각직교진폭변조의 제3성상점을 선택하여 생성한 예시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 사각직교진폭변조의 제4성상점을 선택하여 생성한 예시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 64진 원형포락선 사각직교진폭변조의 성상도의 예시도이다.
도 9는 본 발명의 다각 직교진폭 변조심볼 생성방법의 일 예로 16진 원형포락선 삼각직교진폭변조 심볼 생성방법으로 생성된 성상도를 도시한 것이다.
도 10은 종래 기술인 64진 사각직교진폭변조 기법의 성상도(constellation diagram)를 도시한 것이다.1 shows the configuration of a grid structure modulation symbol generator according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart illustrating a method of generating a modulation symbol with a quadrangular lattice structure according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating a first constellation point of a method for generating a quadrangular orthogonal amplitude modulation symbol according to an embodiment of the present invention.
4 is an exemplary view of a constellation point candidate group of a rectangular orthogonal amplitude modulation symbol according to an embodiment of the present invention.
5 is an exemplary diagram generated by selecting a second constellation point of a quadrature quadrature amplitude modulation method according to an embodiment of the present invention.
6 is an exemplary view generated by selecting a third constellation point of rectangular quadrature amplitude modulation according to an embodiment of the present invention.
7 is an exemplary view generated by selecting a fourth constellation point of quadrature orthogonal amplitude modulation according to an embodiment of the present invention.
8 is an exemplary diagram of a constellation of 64-decimal circular envelope quadrature quadrature amplitude modulation according to an embodiment of the present invention.
FIG. 9 shows a constellation diagram generated by a method of generating a triangular orthogonal amplitude modulation symbol with a hexadecimal circular envelope as an example of a method of generating a polygonal orthogonal amplitude modulation symbol of the present invention.
10 shows a constellation diagram of a conventional 64-decimal quadrature quadrature amplitude modulation technique.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.Terms used in this application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.
본 출원에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. In this application, when a certain component is said to "include", it means that it may further include other components without excluding other components unless otherwise stated.
또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈", "장치" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 작동을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.In addition, terms such as "...unit", "...unit", "module", and "device" described in the specification mean a unit that processes at least one function or operation, which is hardware or software, or a combination of hardware and software. can be implemented as
또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 '연결', '결합' 또는 '접속'된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결, 결합 또는 접속될 수 있지만, 그 구성 요소와 그 다른 구성요소 사이에 또 다른 구성 요소가 '연결', '결합' 또는 '접속'될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.Also, terms such as first and second may be used in describing components of an embodiment of the present invention. These terms are only used to distinguish the component from other components, and the nature, order, or order of the corresponding component is not limited by the term. When an element is described as being 'connected', 'coupled' or 'connected' to another element, the element may be directly connected, coupled or connected to the other element, but not between the element and the other element. It should be understood that another component may be 'connected', 'coupled' or 'connected' between elements.
이하 본 발명의 구현에 따른 격자구조 변조심볼 생성 방법 및 장치에 관해 실시 예를 들어 상세하게 설명한다.Hereinafter, a method and apparatus for generating a modulation symbol with a lattice structure according to an embodiment of the present invention will be described in detail by way of example.
본 발명의 일 실시 예에 따른 격자구조 변조심볼 생성 방법 및 장치는 다각 격자구조의 꼭짓점에 위치하는 성상점으로 형성된 성상도를 포함하는 것을 특징으로 한다.A grid structure modulation symbol generation method and apparatus according to an embodiment of the present invention is characterized in that it includes a constellation map formed of constellation points located at vertices of a polygonal grid structure.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 격자구조 변조심볼 생성장치의 구성을 도시한 것이다.1 shows the configuration of a grid structure modulation symbol generator according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 일 실시 예에 따른 격자구조 변조심볼 생성장치(10)는 입력 데이터를 비트 시퀀스로 변환하는 입력신호 처리부(11), 상기 입력신호 처리부(11)에서 변환된 비트 시퀀스를 이용하여 심볼을 획득하여 성상도 상의 성상점들 중 하나로 매핑하는 기능을 포함하는 직교변조 처리부(12), 상기 직교변조 처리부(12)에서 매핑된 성상값을 변조신호로 변환하는 변조신호 처리부(13)를 포함한다.An apparatus for generating a modulation symbol with a grid structure according to an embodiment of the present invention 10 converts input data into a bit sequence using an input
상기 격자구조 변조심볼 생성장치(10)의 각부는 각각 설정된 프로그램에 의해 처리하는 프로세서를 포함하여 구성된다.Each part of the lattice structure modulation symbol generating device 10 includes a processor that processes each set program.
또 다른 실시 예에서는 상기 입력신호 처리부(11), 상기 직교변조 처리부(12) 및 변조신호 처리부(13)는 하나의 모듈레이터 프로세서에 의해 수행될 수 있다.In another embodiment, the input
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 사각 격자구조 변조심볼 생성방법을 설명하기 위한 흐름도이다.2 is a flowchart illustrating a method of generating a modulation symbol with a quadrangular lattice structure according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 일 실시 예에 따른 격자구조 변조심볼 생성 방법은 삼각 및 사각을 포함함 다각 격자구조의 꼭짓점에 위치하는 성상점으로 형성된 성상도를 포함한다.A grid structure modulation symbol generation method according to an embodiment of the present invention includes a constellation map formed of constellation points located at vertices of a polygonal grid structure including triangles and quadrangles.
도 2는 다각 구조의 일 예인 사각구조의 변조심볼 생성 방법을 나타낸 것이다.2 illustrates a method of generating a modulation symbol of a quadrangular structure, which is an example of a polygonal structure.
도 2를 참조하면, 상기 격자구조 변조심볼 생성장치(10)가 사각 격자(square lattice)에 기반한 변조심볼 생성방법은, 먼저 격자구조 변조심볼 생성장치(10))의 직교변조 처리부(12)가 직교좌표상의 임의의 지점에 제1성상점을 선택하는 단계(110)가 수행된다.Referring to FIG. 2, in the method of generating a modulation symbol based on a square lattice by the lattice structure modulation symbol generator 10, the orthogonal
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 사각직교진폭 변조심볼 생성방법의 제1성상점 예시도이다.3 is a diagram illustrating a first constellation point of a method for generating a quadrangular orthogonal amplitude modulation symbol according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 110단계에서 원점을 기준으로 임의의(dx dy) 위치에 제1성상점(S1)이 선택된다.Referring to FIG. 3 , in
다음은 직교변조 처리부(12)가 제1성상점을 기준으로 한 변의 길이가 2d인 균일한 사각 격자들을 생성하는 단계(120)가 수행된다.Next, a
여기서 d는 인접 성상점 간 최소 거리의 1/2을 나타낸다.Here, d represents 1/2 of the minimum distance between adjacent constellation points.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 사각직교진폭 변조심볼의 성상점 후보군의 예시도이다.4 is an exemplary view of a constellation point candidate group of a rectangular orthogonal amplitude modulation symbol according to an embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 120단계에서 제1성상점을 기준으로 한 변의 길이가 2d인 균일한 사각 격자들이 생성된다. Referring to FIG. 4 , in
다음은, 이미 선택된 상기 제1성상점을 제외한 격자의 꼭짓점들 중에서 심볼 에너지가 최소인 지점을 제2성상점으로 선택하여 생성하는 단계(130)가 수행된다. 130단계에서 심볼 에너지가 최소인 지점이 여러 개일 경우, 그 중 하나를 임의로 선택한다. 제2성상점을 선택하는 과정에서, 꼭짓점 중에서 심볼 에너지가 최소인 지점은 (I-축 성분의 크기)2+(Q-축 성분의 크기)2로 산출하여 선택된다. Next, a
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 사각직교진폭 변조방법의 제2성상점을 선택하여 생성한 예시도이다.5 is an exemplary diagram generated by selecting a second constellation point of a quadrature quadrature amplitude modulation method according to an embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 제1성상점을 제외하고, 격자의 꼭짓점들 중에서 심볼 에너지가 최소인 지점인 2사분면에 제2성상점(S2)으로 선택하여 생성한다.Referring to FIG. 5 , a second constellation point (S 2 ) is selected and generated in the second quadrant, which is a point having a minimum symbol energy among vertices of the lattice, except for the first constellation point.
다음은 120단계 이후에 이미 생성된 성상점들을 제외하고 순차적으로 반복하여 제3성상점, 제4성상점, …, 제64성상점을 선택하여 생성하는 단계(140)가 수행된다.Next, the third constellation point, the fourth constellation point, ... are sequentially repeated except for the constellation points already created after
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 사각직교진폭변조의 제3성상점을 선택하여 생성한 예시도이다.6 is an exemplary view generated by selecting a third constellation point of rectangular quadrature amplitude modulation according to an embodiment of the present invention.
도 6을 참조하면, 제1성상점, 제2성상점을 제외하고, 나머지 격자의 꼭짓점들 중에서 심볼 에너지가 최소인 지점인 3사분면에 제3성상점(S3)으로 선택하여 생성한다.Referring to FIG. 6 , a third constellation point (S 3 ) is selected and generated in the third quadrant, which is the point where the symbol energy is the minimum among the vertices of the remaining lattice, except for the first constellation point and the second constellation point.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 사각직교진폭변조의 제4성상점을 선택하여 생성한 예시도이다.7 is an exemplary view generated by selecting a fourth constellation point of quadrature orthogonal amplitude modulation according to an embodiment of the present invention.
도 7을 참조하면, 제1성상점, 제2성상점 및 제3성상점을 제외하고, 나머지 격자의 꼭짓점들 중에서 심볼 에너지가 최소인 지점인 4사분면에 제4성상점(S4)으로 선택하여 생성한다.Referring to FIG. 7 , except for the first constellation point, the second constellation point, and the third constellation point, among the vertices of the remaining lattice, a fourth constellation point (S 4 ) is selected in the fourth quadrant, which is the point with the minimum symbol energy. to create
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 64진 원형포락선 사각직교진폭변조의 성상도의 예시도이다.8 is an exemplary diagram of a constellation of 64-decimal circular envelope quadrature quadrature amplitude modulation according to an embodiment of the present invention.
도 8은 발명의 일 실시 예에 따른 사각직교진폭 변조심볼 생성방법을 거쳐 획득한 64진 원형포락선 사각직교진폭변조의 성상도를 도시한 것이다.8 shows a constellation diagram of quadrature quadrature amplitude modulation of a 64-decimal circular envelope obtained through a method for generating a quadrature quadrature amplitude modulation symbol according to an embodiment of the present invention.
도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 사각직교진폭 변조심볼 생성방법에 의해 생성한 성상도는 원형포락선 형상으로 형성된다.Referring to FIG. 8 , a constellation diagram generated by a method for generating a quadrangular orthogonal amplitude modulation symbol according to an embodiment of the present invention is formed in a circular envelope shape.
본 발명의 일 실시 예에 의해 생성한 성상도의 포락선은 변조심볼의 개수 M이 증가할수록 원의 형태에 수렴하게 된다.The envelope of the constellation map generated according to an embodiment of the present invention converges to a circular shape as the number M of modulation symbols increases.
본 발명의 일 실시 예에 따라 생성한 도 8의 사각직교진폭 변조심볼 성상도(수학식 2)와 도 10의 종래의 성상도(수학식1)와 64진의 평균 심볼 에너지를 계산해보면 다음과 같다.Calculating the quadrangular orthogonal amplitude modulation symbol constellation of FIG. 8 (Equation 2) generated according to an embodiment of the present invention and the conventional constellation diagram (Equation 1) of FIG. 10 and the average symbol energy in hexadecimal are as follows: .
평균 심볼에너지는 각 심볼에너지 즉, (I-축 성분의 크기)2+(Q-축 성분의 크기)2를 모두 산출한 후, 이들의 산술평균을 구하여 평균 심볼에너지 Es를 산출한다. 이렇듯, 성상도가 주어지면 평균 심볼에너지를 계산할 수가 있다.Average symbol energy calculates each symbol energy, that is, (size of I-axis component) 2 + (size of Q-axis component) 2 , and then calculates the arithmetic average of them to calculate average symbol energy Es. In this way, given the constellation, the average symbol energy can be calculated.
따라서, M=64일 때, 일 때, 종래 기법 대비 본 발명에 의한 전력이득은 다음과 수학식3과 같이 계산된다.Therefore, when M = 64, when , the power gain according to the present invention compared to the conventional technique is calculated as Equation 3 below.
상기에서 종래기술과 대비하기 위해 M=64 에 한정하여 설명하였으나 본 발명은 64진뿐 아니라 4, 16, 32, 64, 256 또는 1,024진 등 임의의 M(M은 자연수임)진에 대해 적용할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 변조심볼 생성장치(10)의 변조신호 처리부(13)에서는 상기 생성한 성상도의 회전 또는 대칭 등의 이동으로 새로운 성상도를 생성하는 것을 포함하여 변조에 이용될 수 있다.In order to contrast with the prior art, the description was limited to M = 64, but the present invention can be applied to any M (M is a natural number) such as 4, 16, 32, 64, 256 or 1,024 bases as well as base 64. there is. In addition, the modulation
또한, 도 2 내지 8은 본 발명의 다각 직교진폭 변조심볼 생성방법 중의 하나의 예로 사각격자구조 변조심볼 생성 방법을 설명하였으나, 본 발명은 삼각 및 사각을 포함함 다각 격자구조의 꼭짓점에 위치하는 성상점으로 형성된 성상도를 포함할 수 있다.In addition, although FIGS. 2 to 8 describe a method for generating a modulating symbol with a quadrangular lattice structure as an example of a method for generating a polygonal orthogonal amplitude modulation symbol of the present invention, the present invention describes a character located at the vertex of a polygonal lattice structure including triangles and quadrilaterals. Constellations formed by stores may be included.
도 9는 본 발명의 다각 직교진폭 변조심볼 생성방법의 일 예로 16진 원형포락선 삼각직교진폭변조 심볼 생성방법으로 생성된 성상도를 도시한 것이다.FIG. 9 shows a constellation diagram generated by a method of generating a triangular orthogonal amplitude modulation symbol with a hexadecimal circular envelope as an example of a method of generating a polygonal orthogonal amplitude modulation symbol of the present invention.
도 9를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시 예로 삼각 격자(triangular lattice)에 기반한 삼각직교진폭변조 심볼 생성방법은 사각직교진폭변조 심볼 생성방법과 동일한 단계를 적용하여 생성될 수 있다.Referring to FIG. 9 , as another embodiment of the present invention, a triangular orthogonal amplitude modulation symbol generation method based on a triangular lattice may be generated by applying the same steps as the quadrangular orthogonal amplitude modulation symbol generation method.
예를 들면, 상기 격자구조 변조심볼 생성장치(10)가 삼각 격자(triangular lattice)에 기반한 변조심볼 생성방법은 먼저 임의의 지점에 제1성상점을 선택하는 단계(110)가 수행된다.For example, in the method of generating a modulation symbol based on a triangular lattice by the lattice structure modulation symbol generation apparatus 10, first, a
다음은 제1성상점을 기준으로 한 변의 길이가 2d인 균일한 삼각 격자들을 생성하는 단계(120)가 수행된다.Next, a
그리고 이미 선택된 상기 제1성상점을 제외한 격자의 꼭짓점들 중에서 심볼 에너지가 최소인 지점을 제2성상점으로 선택하여 생성하는 단계(130)가 수행된다. 여기서 심볼 에너지가 최소인 지점이 여러 개일 경우, 그 중 하나를 임의로 선택한다.Then, a
다음은 위와 같은 단계를 순차적으로 반복하여 제3성상점, 제4성상점, …, 제16진 성상점까지 선택하여 생성하는 단계(140)가 수행된다.Next, by repeating the above steps in sequence, the third star point, the fourth star point, ... , step 140 of selecting and generating up to the hexadecimal constellation point is performed.
본 발명의 일 실시 예에 따르면 고속 데이터 전송을 위해 고차변조 기법을 사용하는 디지털 통신시스템에서 평균 심볼 에너지를 저감시켜 에너지 효율을 극대화할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, energy efficiency can be maximized by reducing average symbol energy in a digital communication system using a higher order modulation technique for high-speed data transmission.
10: 격자구조 변조심볼 생성장치
11: 입력신호 처리부
12: 직교변조 처리부
13: 변조신호 처리부10: lattice structure modulation symbol generator
11: input signal processing unit
12: orthogonal modulation processing unit
13: modulation signal processing unit
Claims (5)
a) 상기 격자구조 변조심볼 생성장치가 직교좌표상의 임의의 지점에 제1성상점을 선택하는 단계;
b) 상기 격자구조 변조심볼 생성장치가 상기 제1성상점을 기준으로 한 변의 길이가 2d인 균일한 다각 격자들을 생성하는 단계; -여기서 d는 인접 성상점 사이의 최소 거리의 1/2을 나타내는 것임.
c) 상기 격자구조 변조심볼 생성장치가 상기 제1성상점을 제외한 격자의 꼭짓점들 중에서 심볼 에너지가 최소인 지점을 제2성상점으로 선택하여 생성하는 단계; 및
d) 상기 c) 단계 이후에 이미 생성된 성상점들을 제외하고 순차적으로 반복하여 제M 성상점까지 선택하여 생성하는 단계;- 여기서 M은 자연수임.
를 포함하는 것을 특징으로 하는 격자구조 변조심볼 생성 방법.A method for generating a modulation symbol of a polygonal grid structure by a grid structure modulation symbol generator,
a) selecting, by the lattice structure modulation symbol generator, a first constellation point at an arbitrary point on Cartesian coordinates;
b) generating, by the lattice structure modulation symbol generator, uniform polygonal lattices having a side length of 2d based on the first constellation point; -Where d represents 1/2 of the minimum distance between adjacent constellation points.
c) selecting and generating, by the lattice structure modulation symbol generating device, a point having the minimum symbol energy among vertices of the lattice excluding the first constellation point as a second constellation point; and
d) selecting and generating up to the Mth constellation point by repeating sequentially excluding constellation points already generated after step c); - Here, M is a natural number.
Grid structure modulation symbol generation method comprising a.
상기 다각 격자는 사각 격자인 것을 특징으로 하는 격자구조 변조심볼 생성 방법.According to claim 1,
The grid structure modulation symbol generation method, characterized in that the polygonal grid is a square grid.
상기 다각 격자는 삼각 격자인 것을 특징으로 하는 격자구조 변조심볼 생성 방법.According to claim 1,
The method of generating a modulation symbol with a lattice structure, characterized in that the polygonal lattice is a triangular lattice.
상기 c)단계에서 심볼 에너지가 최소인 지점이 여러 개일 경우, 그 중 하나를 임의로 선택하는 것을 특징으로 하는 격자구조 변조심볼 생성 방법.According to claim 1,
In step c), if there are several points with minimum symbol energy, one of them is randomly selected.
상기 격자구조 변조심볼 생성장치는
입력 데이터를 비트 시퀀스로 변환하는 입력신호 처리부; 및
상기 입력신호 처리부에서 변환된 비트 시퀀스를 이용하여 심볼을 획득하고, 획득된 심볼이 나타내는 비트들에 기초하여 성상도 상의 성상점들 중 하나로 매핑하는 기능을 포함하는 직교변조 처리부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 격자구조 변조심볼 생성장치.
In the lattice structure modulation symbol generation device performing the modulation symbol generation method of any one of claims 1 to 4,
The lattice structure modulation symbol generating device
an input signal processing unit that converts input data into a bit sequence; and
an orthogonal modulation processing unit including a function of obtaining a symbol using the bit sequence converted by the input signal processing unit and mapping the obtained symbol to one of constellation points on a constellation based on bits indicated by the obtained symbol; Grid structure modulation symbol generating device comprising a.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210149385A KR102551720B1 (en) | 2021-11-03 | 2021-11-03 | Method and apparatus for generating modulation symbol with lattice structure |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210149385A KR102551720B1 (en) | 2021-11-03 | 2021-11-03 | Method and apparatus for generating modulation symbol with lattice structure |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20230064136A true KR20230064136A (en) | 2023-05-10 |
| KR102551720B1 KR102551720B1 (en) | 2023-07-06 |
Family
ID=86386301
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020210149385A KR102551720B1 (en) | 2021-11-03 | 2021-11-03 | Method and apparatus for generating modulation symbol with lattice structure |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102551720B1 (en) |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20080104883A (en) * | 2007-05-29 | 2008-12-03 | 강릉대학교산학협력단 | Method and apparatus for efficient mapping bits on triangular constellation |
| KR20100003659A (en) * | 2008-07-01 | 2010-01-11 | 강릉원주대학교산학협력단 | Method and apparatus for mapping constellation |
| KR20120110376A (en) * | 2011-03-29 | 2012-10-10 | 삼성전자주식회사 | Method of demodulating data and method of data communication |
| KR20160020542A (en) * | 2013-06-17 | 2016-02-23 | 후아웨이 테크놀러지 컴퍼니 리미티드 | System and method for designing and using multidimensional constellations |
| KR20160103419A (en) | 2015-02-24 | 2016-09-01 | 삼성전자주식회사 | Method and apparatus for data sending using Quadrature Amplitude Modulation, method and apparatus for data sending using Quadrature Amplitude Modulation. |
| KR101653108B1 (en) | 2015-01-15 | 2016-09-01 | 한양대학교 산학협력단 | Method of signal constellation for quadrature amplitude modulation, and method of quadrature amplitude modulation using the signal constellation |
| KR101711452B1 (en) | 2015-11-24 | 2017-03-02 | 국방과학연구소 | Pragmatic Trellis-Coded Modulator and Demodulator with Cross-type Quadrature Amplitude Modulation Constellation |
| KR20200017754A (en) | 2018-08-09 | 2020-02-19 | 한양대학교 산학협력단 | Method of step-shaped quadrature amplitude modulation and data transmission method using qam |
-
2021
- 2021-11-03 KR KR1020210149385A patent/KR102551720B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20080104883A (en) * | 2007-05-29 | 2008-12-03 | 강릉대학교산학협력단 | Method and apparatus for efficient mapping bits on triangular constellation |
| KR20100003659A (en) * | 2008-07-01 | 2010-01-11 | 강릉원주대학교산학협력단 | Method and apparatus for mapping constellation |
| KR20120110376A (en) * | 2011-03-29 | 2012-10-10 | 삼성전자주식회사 | Method of demodulating data and method of data communication |
| KR20160020542A (en) * | 2013-06-17 | 2016-02-23 | 후아웨이 테크놀러지 컴퍼니 리미티드 | System and method for designing and using multidimensional constellations |
| KR101653108B1 (en) | 2015-01-15 | 2016-09-01 | 한양대학교 산학협력단 | Method of signal constellation for quadrature amplitude modulation, and method of quadrature amplitude modulation using the signal constellation |
| KR20160103419A (en) | 2015-02-24 | 2016-09-01 | 삼성전자주식회사 | Method and apparatus for data sending using Quadrature Amplitude Modulation, method and apparatus for data sending using Quadrature Amplitude Modulation. |
| KR101711452B1 (en) | 2015-11-24 | 2017-03-02 | 국방과학연구소 | Pragmatic Trellis-Coded Modulator and Demodulator with Cross-type Quadrature Amplitude Modulation Constellation |
| KR20200017754A (en) | 2018-08-09 | 2020-02-19 | 한양대학교 산학협력단 | Method of step-shaped quadrature amplitude modulation and data transmission method using qam |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR102551720B1 (en) | 2023-07-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5896320B2 (en) | Transmission device, reception device, transmission method, reception method, and multidimensional constellation generation method | |
| EP2974196B1 (en) | Method and apparatus for encoding and decoding for frequency and quadrature-amplitude modulation in wireless communication system | |
| KR100795226B1 (en) | Method and apparatus for modulating digital signal using triangular constellation | |
| Wunder et al. | Upper bounds on the statistical distribution of the crest-factor in OFDM transmission | |
| EP3171564B1 (en) | Digital modulation method and device | |
| CN105635027B (en) | Measuring device capable of generating pseudo-random sequence quadrature amplitude modulation signal and modulation method thereof | |
| JP2013162298A (en) | Communication device and communication method | |
| KR102551720B1 (en) | Method and apparatus for generating modulation symbol with lattice structure | |
| Gorbatyy | Investigation of the technical efficiency of state-of-the-art telecommunication systems and networks with limited bandwidth and signal power | |
| JP6929851B2 (en) | Transmitter, receiver, transmitter and receiver | |
| CN104956635A (en) | Apparatus and method for supporting Time-Quadrature Amplitude Modulation in a wireless communication system | |
| KR102084083B1 (en) | Method of step-shaped quadrature amplitude modulation and data transmission method using qam | |
| KR101653108B1 (en) | Method of signal constellation for quadrature amplitude modulation, and method of quadrature amplitude modulation using the signal constellation | |
| KR101418165B1 (en) | Apparatus and method for three dimensional orthogonal frequency division multiplexing | |
| US10756936B2 (en) | Signal transmitting apparatus | |
| KR100932777B1 (en) | Method and apparatus for modulating digital signal | |
| JP4220912B2 (en) | Modulator | |
| US10326629B2 (en) | System and method for encoding and decoding data | |
| WO2023199467A1 (en) | Radio communication method, radio communication system, transmission device, and reception device | |
| CN107425919B (en) | QAM (quadrature amplitude modulation) -based modulation and demodulation method and device | |
| US20040025107A1 (en) | System and method for determining branch metrics using a polar indexed branch metric look-up table | |
| KR100903876B1 (en) | Method for dividing received signal modulated phase shift keying using Bit Reflected Gray Code into bits, and device thereof | |
| US9992047B1 (en) | Pseudomorphic modulation for RF signal transmission | |
| WO2014045624A1 (en) | Radio communication system, reception apparatus and reception method | |
| WO2017081836A1 (en) | Transmission apparatus, transmission method, reception apparatus, and reception method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E701 | Decision to grant or registration of patent right |