KR20230078634A - Papr을 감소시키도록 위상 오프셋 극 성상도를 이용하는 원격통신 방법 및 대응 장치 - Google Patents

Papr을 감소시키도록 위상 오프셋 극 성상도를 이용하는 원격통신 방법 및 대응 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 송신되는 멀티-캐리어 심볼의 PAPR을 감소시키기 위해 포인트들의 이러한 변조된 블록들 중 하나의 변조된 블록의 적어도 하나의 위상 회전 벡터의 제어(Ct_PAPR)에 의해 블록으로 변조된(IFFT) 극 성상도의 포인트들로부터 구축된 멀티-캐리어 심볼(Xofdm)의 송신을 이용하는 원격통신 방법에 관한 것이다.

Description

PAPR 감소를 위한 위상-오프셋 극 성상도를 갖는 통신 방법, 및 이에 대응하는 장치들
본 발명은 원격통신 분야에 관한 것이다. 이 분야 내에서, 본 발명은 더욱 구체적으로 PAPR이 제한되는 무선 신호(6G, 5G, Wi-Fi 등)의 송신을 포함하는 디지털 통신에 관한 것이다.
본 발명은, 특히, 액세스 포인트 및 송신 주파수 대역이 1 GHz를 초과하여 연장되는 표준(6G 등)과 호환되는 휴대용 원격통신 장치에 적용될 수 있다.
디지털 통신은 도 1에 예시된 바와 같이 잘 알려진 신호 처리 모듈을 사용하는 디지털 송신 체인을 사용한다.
종래의 체인은 도 1에 개략적으로 도시되어 있다. 이 체인은 이진 소스로부터 입력 데이터(Bit)를 수신하며, 이진 데이터는, 예를 들어, 오디오 신호(음성), 멀티미디어 신호(텔레비전 스트림, 인터넷 스트림) 등을 나타낸다. 입력 데이터는 오류 보정 인코더(error-correcting encoder: COD)(예를 들어, 터보 코드, LDPC, 폴라 코드)를 통해 인코딩된다. 인터리버(ENT)는 인코딩된 데이터를 인터리빙한다. 신호 이진 인코더(MAP)는 코드 워드와 같은 이진 데이터 패킷을 성상도(BPSK, QPSK, mQAM 등)의 한 포인트로 변환한다. 이 인코더는 맵퍼(mapper)라고도 하며, 이것은, 동등하게, 입력 데이터를 성상도의 포인트에 맵핑하는 맵퍼라고 한다. 이 맵퍼의 출력은 입력 데이터가 맵핑된 성상도의 심볼들로 이루어지거나, 동등하게는 데이터 출력을 지정할 때 맵핑된 데이터가 참조된다. 표현 mQAM(QAM은 Quadrature Amplitude Modulation의 약어임)에서의 m은 변조 차수를 지칭한다는 점에 주목한다. 도 2는 종래의 16QAM 변조를 도시한다. 신호 이진 인코더는, 주어진 성상도에 따라, 채널 인코더(오류 보정 인코더)에 의해 전달된 이진 데이터를 2축 평면 상에 투영, 또는 다시 말하면 맵핑할 수 있게 한다. 따라서, 성상도의 각 포인트는 하나 이상의 비트로부터 형성된 하나의 패킷을 송신한다. 예를 들어, BPSK, QPSK 또는 mQAM 성상도에 맵핑할 때, 주어진 성상도의 한 포인트에 맵핑될 수 있는 비트의 수는 다음과 같다.
- BPSK에 대하여 1비트,
- QPSK 또는 4-QAM에 대하여 2비트,
- 8-QAM에 대하여 3비트,
- 16-QAM 등에 대하여 4비트.
맵핑된 데이터는 멀티-캐리어 변조기(MOD)에 의해 변조되어 멀티-캐리어 심볼을 생성한다. 변조기의 출력은 무선 신호를 송신하기 위해 송신기의 전력 증폭기에 공급된다.
멀티-캐리어 변조 방식 중에서, OFDM 변조(OFDM은 Orthogonal Frequency-division Multiplexing의 약어임)는 DAB, DVBT, ADSL, 4G 및 5G와 같은 다양한 표준에서 채택된 이후로 벤치마크 변조 방식이 되었다.
이러한 OFDM 변조의 본질적인 이점은 전술한 표준들에서 성공을 보장하였다. 이러한 장점들 중에서, 싱글 캐리어 변조가 사용될 때보다 확산이 적은 스펙트럼, 채널 시간 분산 및 수신단에 대한 견고성, 및 캐리어당 하나의 계수를 사용한 간단한 등화(즉, ZF 등화, ZF는 Zero Forcing의 약어임)가 언급될 수 있다.
도 3은 OFDM 변조를 구현하는 변조기의 출력을 예시한다. 그러한 OFDM 변조기는 종종 역 푸리에 변환(IFFT)에 의해 달성된다. OFDM 심볼의 다양한 캐리어는 데이터 패킷이 맵핑된 성상도의 포인트로 변조된다. 캐리어들 사이의 주파수 간격은
Figure pct00001
이고, 여기서
Figure pct00002
는 OFDM 심볼의 지속시간이다. 지속시간(
Figure pct00003
)의 보호 간격이 2개의 연속 OFDM 심볼(
Figure pct00004
) 사이에 삽입된다. 이 보호 간격은 일반적으로 공기인 채널을 통한 무선 송신 중에 발생하는 다중 반사에 의해 야기되는 반향을 처리할 수 있게 한다. 이 간격은 (송신기와 수신기 간의) 시스템의 소위 제1 대략적 시간 동기화를 수행하는 데 사용될 수 있다. 따라서, 이것은 수신된 무선 신호가 복조되기 전에 수신단인 FFT 윈도우가 위치하게 할 수 있다. FFT 수신단을 적용하면 IFFT가 적용된 송신단이 반전될 수 있으며, 즉, 수신된 OFDM 심볼이 복조될 수 있다.
구성 결과, OFDM 변조는, (모든 멀티-캐리어 변조와 마찬가지로) 크고 송신기의 전력 증폭기의 동작을 보정하는 데 해로울 수 있는 피크를 생성한다. 이러한 피크는 신호의 피크 대 평균 전력비(PAPR)를 정의한다.
PAPR은 신호의 평균 전력에 대해 제곱된 시간 영역 멀티-캐리어 신호(x(t))의 최대값이다.
Figure pct00005
도 4는 16QAM 변조의 포인트로 변조된 2048개의 캐리어로 구성된 OFDM 변조로 인한 시간 영역 신호의 PAPR을 예시한다. 이 신호의 평균 PAPR은 약 9.2 dB이다.
PAPR을 감소시키기 위해, OFDM 서브 블록의 전체 위상을 수정하는 부분 송신 시퀀스(PTS)라는 기술을 사용하는 것으로 알려져 있다. 그러나, 이 기술은 OFDM 서브 블록의 위상의 이러한 수정을 보정하기 위해 위상 정보를 수신기에 송신해야 하고, 이는 무선 시스템의 스펙트럼 효율성 또는 신호의 순 처리량을 감소시킨다.
또한, 송신 주파수가 높아질수록, 발진기의 결함이 커져, 수신기의 이동에 연관된 도플러 효과로 인한 것 외에도 위상 변화가 발생한다.
따라서, 특히 송신 주파수 대역이 1 GHz를 넘어 연장되고 위상 변동에 대한 견고성에 관한 제약이 있는 미래 표준(6G 등)에 대하여 상황을 개선할 수 있는 원격통신 방법이 필요하다.
본 발명의 한 주제는 극 성상도의 포인트들로부터 구성된 멀티-캐리어 심볼의 송신을 포함하는 원격통신 방법이며, 상기 포인트들은 송신되는 멀티-캐리어 심볼의 PAPR을 감소시키기 위해 이들 변조된 포인트 블록 중 하나의 포인트 블록의 적어도 하나의 위상 회전 벡터의 제어에 의해 블록 변조된다.
본 발명에 따른 극 성상도는,
Figure pct00006
이도록 2개의 축을 갖는 표현을 참조하여 극 좌표라고 하는 극 형태(
Figure pct00007
)로 표현된 좌표가 결정되는 M개의 포인트의 세트를 포함하며, 여기서 p는 성상도의 진폭 간격인 실수이다.
본 발명에 따르면, 멀티-캐리어 심볼의 PAPR을 감소시키기 위해 회전 벡터에 의해 캐리어들에 맵핑된 포인트들 중 하나 이상의 포인트에 대한 위상 회전 또는 위상 편이의 적용은, 이 위상 편이에 대한 임의의 정보의 수신기로의 송신 없이 달성된다. 또한, 이렇게 송신되는 정보의 부재에도 불구하고, 수신기는 성상도의 수신된 포인트를 모호성 없이 유리하게 결정할 수 있다. 특히, 극 성상도는 소정량까지의 위상 편이가 수용될 수 있게 하며, 이 양은 주어진 원 상에 있는 성상도의 포인트들의 수에 의해 결정된다.
본 발명에 따른 원격통신 방법은 다양한 포인트에 사용되는 위상 값의 정의를 통해 처리될 위상 변동에 대한 다양한 제약을 허용한다. 따라서, 이 방법은 위상 제약에 따라 매우 유연하고 적응 가능하다.
또한, 사용되는 성상도는 특히 6 GHz 초과의 고주파수에서 발진기 결함으로 인한 위상 변동에 대한 시스템의 견고성이 증가되게 할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 원격통신 방법은 매개변수화될 수 있는 간격 값의 수정을 통해 진폭(잡음)의 변동에 대한 다양한 제약을 해결하게 한다. 따라서, 이 방법은 노이즈 제약에 따라 매우 유연하고 적응가능하다.
본 발명의 일 주제에 따르면, 원격통신 방법은,
- 맵퍼(MAP)를 통해, 입력 데이터를,
Figure pct00008
이도록 극 형태(
Figure pct00009
)로 표현된 좌표가 결정되는 M개의 포인트의 세트를 포함하는 성상도의 포인트들로 맵핑하는 단계로서, 여기서 p는 극이라고 하는 상기 성상도의 진폭 간격인 실수인, 단계,
- K개의 변조기를 통해 성상도의 포인트들을 블록 변조하고, 이들 포인트는 K개의 변조기에 입력되어, K개의 심볼을 생성하는 단계(
Figure pct00010
),
- 가산기를 통해, K개의 심볼을 가산하여 멀티-캐리어 심볼을 얻고, 초기 PAPR이라고 하는 멀티-캐리어 심볼의 PAPR을 결정하는 제1 가산 단계,
- 위상 편이기를 통해, K개의 심볼 중 적어도 하나를 위상 회전 각도(
Figure pct00011
)만큼 위상 회전시켜 위상 편이된 것이라고 하는 K개의 심볼을 생성하는 위상 회전 단계,
- 가산기를 통해, K개의 위상 편이된 심볼을 가산하여 새로운 멀티-캐리어 심볼을 얻는 제2 가산 단계,
- 초기 PAPR과 상기 새로운 멀티-캐리어 심볼의 PAPR을 비교하는 단계로서, 최저 PAPR이 상기 초기 PAPR로 되는, 비교 단계,
- 상기 최저 PAPR의 멀티-캐리어 심볼을 송신하는 단계를 포함한다.
일 실시예에 따르면, 변조는 역 푸리에 변환을 통해 구현된다.
역 푸리에 변환은 주파수 영역을 효율적이고 간단하게 시간 영역으로 변환하여 OFDM 심볼을 얻을 수 있게 한다.
일 실시예에 따르면, 위상 회전, 2차 가산, 및 비교는 복수의 상이한 위상 회전 벡터에 대해 반복적으로 수행된다.
반복 처리 동안, 복수의 상이한 위상 회전 값을 사용하면 최저 PAPR을 제공하는 회전 벡터를 목표로 할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 다양한 위상 회전 벡터에 대한 반복은 복수의 심볼에 대해 반복된다. 성상도는,
Figure pct00012
이도록 극 형태(
Figure pct00013
)로 표현된 좌표가 결정되는 M개의 포인트의 세트를 포함하며, 여기서 p는 극이라고 하는 성상도의 진폭 간격인 실수이고, 그 방법은, 2개의 축이 사분면을 정의하고 극 좌표가 사분면당 결정되며,
Figure pct00014
이도록 하는 것이다.
본 실시예는, 파일럿이 없는 경우에도 처리량에 대한 증가하는 요구를 충족시키기 위해 높은 변조 차수를 사용할 수 있게 하는 한편, 주어진 원 상의 포인트의 수를 4개로 제한함으로써 최대
Figure pct00015
범위에 이를 수 있는 위상 변동을 흡수할 수 있게 한다.
일 실시예에 따르면,
Figure pct00016
이고, 각 사분면에 대하여,
Figure pct00017
이고, 여기서
Figure pct00018
는 자연수이다.
본 실시예는 얻은 심볼들이 종래의 복조기에 의해 복조될 수 있기 때문에 특히 유리하며, 이들은 사분면의 4개의 포인트가 정사각형으로 분포되는 종래의 16-QAM 변조를 위해 설계된 복조기와 호환된다.
일 실시예에 따르면, 각 사분면에 대해,
Figure pct00019
이다.
본 실시예에 따른 극 성상도는, 사분면마다 정의되고, 포인트들의 위상이 사분면 내에서 동일하다는 특이성을 갖고서 다양한 사분면들 간에 복제된다. 본 실시예는, 파일럿이 없는 경우에도 처리량에 대한 증가하는 요구를 충족시키기 위해 중간 변조 차수를 사용할 수 있게 하는 한편, 주어진 원 상의 포인트의 수를 4개로 제한함으로써 최대
Figure pct00020
범위에 이를 수 있는 위상 변동을 흡수할 수 있게 한다.
일 실시예에 따르면, 성상도는,
Figure pct00021
이도록 극 형태(
Figure pct00022
)로 표현된 좌표가 결정되는 M개의 포인트의 세트를 포함하며, 여기서 p는 극이라고 하는 성상도의 진폭 간격인 실수이고, 그 방법은, 2개의 축이 사분면을 정의하고 극 좌표가 2개의 사분면의 세트당 결정되며,
Figure pct00023
이도록 하는 것이다.
본 실시예는, 파일럿이 없는 경우에도 처리량에 대한 증가하는 요구를 충족시키기 위해 높은 변조 차수를 사용할 수 있게 하는 한편, 주어진 원 상의 포인트의 수를 2로 제한함으로써 최대
Figure pct00024
범위에 이를 수 있는 위상 변동을 흡수할 수 있게 한다.
일 실시예에 따르면, 함께 취해진 2개의 사분면에 대해,
Figure pct00025
이다.
본 실시예에 따른 극 성상도는, 2개의 사분면의 블록마다 정의되고, 포인트들의 위상이 블록 내에서 동일하다는 특이성을 갖고서 이들 2개의 블록 간에 복제된다.
일 실시예에 따르면, 성상도는,
Figure pct00026
이도록 극 형태(
Figure pct00027
)로 표현되는 좌표가 결정되는 M개의 포인트의 세트를 포함하고, 여기서 p는 극이라고 하는 성상도의 진폭 간격인 실수이고, 방법은,
Figure pct00028
Figure pct00029
이도록 극 좌표가 추가로 결정되는 것이며, 여기서
Figure pct00030
는 0이 아닌 실수이다.
이 모드는 모든 사분면, 즉,
Figure pct00031
에 걸쳐 정의된 나선형 성상도라고 하는 성상도를 사용하며, 즉, 4개의 사분면이 하나로 간주된다. 방법의 본 실시예는 성상도의 임의의 포인트 상에서 최대
Figure pct00032
범위에 이를 수 있는 위상 변동을 도입할 수 있게 한다. 이 방법에서 위상 회전 정보가 수신기로 송신되지는 않지만, 수신기는, 그럼에도 불구하고 성상도가 임의의 위상 회전(
Figure pct00033
까지)이 흡수되게 허용하므로, 모호성 없이 수신된 성상도 포인트를 결정할 수 있다.
이러한 실시예는 테라헤르츠 대역에서 발생하는 통신의 경우인, 많은 위상 잡음에 직면한 시스템에 특히 적합하다. 특히, 이러한 주파수에서, 발진기는 많은 위상 잡음을 나타낸다. 나선형 성상도는, 잡음에 대한 우수한 내성 및 위상 변동에 대한 우수한 내성을 모두 얻을 수 있게 하므로, 테라헤르츠 영역의 통신에 특히 유리하다.
본 실시예는, 성상도의 모든 포인트가 동일한 위상을 갖는 실시예만큼 위상 변동에 대해 견고하지만, 추가로 성상도의 포인트의 최소 유클리드 거리를 증가시키는 이점이 있다.
일 실시예에 따르면, 성상도는,
Figure pct00034
이도록 극 형태(
Figure pct00035
)로 표현된 좌표가 결정되는 M개의 포인트의 세트를 포함하고, 여기서 p는 극이라고 하는 성상도의 진폭 간격인 실수이고, 방법은,
Figure pct00036
에 대하여
Figure pct00037
이도록 하는 것이다.
본 실시예에 따른 극 성상도는, 2개의 이웃 포인트 사이에 일정한 진폭 간격을 갖는 동일한 위상을 갖는 모든 포인트를 포함한다. 이러한 유형의 극 성상도는, 위상 변동에 대한 높은 내성, 즉, 최대
Figure pct00038
를 갖지만, 잡음에 대한 내성은 상대적으로 낮다.
본 발명의 다른 주제는 하기를 포함하는 수신 방법이다:
- 멀티-캐리어 심볼을 나타내는 무선 신호를 수신하는 단계,
- 멀티-캐리어 심볼의 복조기(DEMOD)에 의해 복조하여 성상도의 포인트를 추정하는 단계,
- 디맵퍼(DEMAP)를 통해 성상도의 포인트를 디맵핑하여 이들 성상도 포인트에 맵핑된 데이터를 추정하는 단계로서, 성상도는,
Figure pct00039
(여기서
Figure pct00040
)이도록 2개의 축을 갖는 표현을 참조하여 극 좌표라고 하는 극 형태(
Figure pct00041
)로 표현되는 좌표가 결정되는 M개의 포인트의 세트를 포함하고, 여기서 p는 성상도의 진폭 간격인 양의 실수인, 단계.
본 발명은, 또한, 하기를 포함하는 원격통신 장비에 관한 것이다:
- 입력 데이터를 성상도의 포인트들에 맵핑하기 위한 맵퍼(MAP)로서, 성상도는,
Figure pct00042
이도록 2개의 축이 4개의 사분면을 정의하는 표현을 참조하여 극 좌표라고 하는 극 형태(
Figure pct00043
)로 표현된 좌표가 결정되는 M개의 포인트의 세트를 포함하고, 여기서 p는 성상도의 진폭 간격인 실수인, 맵퍼,
- 성상도의 포인트들을 블록 변조하고 K개의 심볼을 생성하기 위한 K개의 변조기(MOD)(
Figure pct00044
),
- K개의 심볼을 가산하여 멀티-캐리어 심볼을 얻기 위한 제1 복소 가산기,
- 초기 PAPR이라고 하는 멀티-캐리어 심볼의 PAPR을 연산하기 위한 컴퓨터,
- 위상 회전 벡터에 의해 K개의 심볼 중 적어도 하나의 위상을 편이하여 위상 편이된 것이라고 하는 K개의 심볼을 생성하기 위한 위상 편이기,
- K개의 위상 편이된 심볼을 가산하여 새로운 멀티-캐리어 심볼을 얻기 위한 제2 복소 가산기,
- 초기 PAPR을 상기 새로운 멀티-캐리어 심볼의 PAPR과 비교하기 위한 컴퓨터로서, 최저 PAPR이 초기 PAPR로 되는, 컴퓨터, 및
- 최저 PAPR의 멀티-캐리어 심볼을 송신하기 위한 송신기를 포함한다.
본 발명은, 또한, 하기를 포함하는 원격통신 장비에 관한 것이다:
- 멀티-캐리어 심볼을 나타내는 무선 신호를 수신하기 위한 수신기,
- 멀티-캐리어 심볼을 복조하고 성상도의 포인트를 추정하기 위한 복조기로서, 성상도는,
Figure pct00045
이도록 2개의 축이 4개의 사분면을 정의하는 표현을 참조하여 극 좌표라고 하는 극 형태(
Figure pct00046
)로 표현된 좌표가 결정되는 M개의 포인트의 세트를 포함하고, 여기서 p는 성상도의 진폭 간격인 양의 실수인, 복조기,
- 성상도의 포인트를 디맵핑하고 이들 성상도 포인트에 맵핑된 데이터를 추정하기 위한 디맵퍼.
따라서, 제안된 발명은 하기와 같은 다수의 목적을 달성할 수 있게 한다:
- 극 성상도의 포인트의 블록 변조를 통해 제한되고, 이어서 이러한 변조된 블록들 중 하나 이상의 블록에 위상 회전이 적용되는 PAPR,
- 6 GHz 초과의 고주파수에서 발진기 결함으로 인한 위상 변동에 대한 시스템의 견고성 증가,
- 소위 저비용 시스템의 본질적인 품질 개선,
- 주로 수신기/단말의 이동에 의해 야기되는 도플러 편이에 대한 변조기 및 복조기의 견고성 개선.
얻은 모든 개선 사항을 통해 멀티-캐리어 시스템이 고주파수, 특히 밀리미터(테라헤르츠) 대역 이상에서 사용될 수 있다.
본 발명의 다른 특징 및 이점은 단순한 예시적 및 비제한적 예들과 첨부 도면에 의해 제공되는 실시예들의 다음 설명을 읽으면 더욱 명백해질 것이다.
도 1은 종래 기술에 따른 송신단 기저대역 처리 체인을 예시하는 도면이다.
도 2는 종래의 16QAM 성상도의 표현이다.
도 3은 OFDM 심볼의 종래의 시간 주파수 표현이다.
도 4는 캐리어의 10%만이 사용되는 OFDM 변조기를 갖는 종래의 송신단 기저대역 체인에 의해 전달되는 OFDM 신호의 시간 영역 표현이다.
도 5는 본 발명에 따른 방법에서 채용될 수 있는 극 성상도의 제1 구성의 실수 축(X(I))과 허수 축(Y(Q))에 대한 표현이다.
도 6은 도 5에 도시된 변조 포인트에 적용가능한 위상 변동의 일례를 예시한다.
도 7은 본 발명에 따른 방법에서 채용될 수 있는 극 성상도의 제2 구성의 실수 축((I))과 허수 축(Y(Q))에 대한 표현이다.
도 8은 도 7에 도시된 변조 포인트에 적용가능한 최대 위상 변동을 개략적으로 도시한다.
도 9는 대응하는 장치에 의한 본 발명에 따른 방법의 구현을 예시하는 블록도이다.
도 10은 본 발명에 따른 감소 방법 없이 얻은 CCDF 값의 곡선 및 120개의 캐리어의 블록을 갖는 본 발명에 따른 감소 방법으로 얻은 CCDF 값의 곡선을 도시한다.
도 11은 본 발명에 따른 감소 방법 없이 얻은 CCDF 값의 곡선 및 12개의 캐리어의 블록을 갖는 본 발명에 따른 감소 방법으로 얻은 CCDF 값의 곡선을 도시한다.
도 12는 본 발명에 따른 원격통신 방법을 구현할 수 있는 본 발명에 따른 장비의 단순화된 구조의 도면이다.
도 13은 본 발명에 따른 수신 방법을 구현할 수 있는 본 발명에 따른 장비의 단순화된 구조의 도면이다.
본 발명의 일반적인 원리는, 입력 데이터를 M개의 포인트가 동심원 상에 분포되어 있고 원들 사이에 간격(p)이 일정한 극 성상도에 맵핑한 다음, 멀티-캐리어 심볼을 형성하기 위한 가산 전에 성상도의 포인트의 멀티-캐리어 블록 변조 및 블록 위상의 피제어 회전을 수행하는 것이다. 변조는
Figure pct00047
개의 서브캐리어를 사용한다. 변조는
Figure pct00048
개의 서브캐리어의 K개의 변조기에 의해 블록 단위로 수행된다. 변조기 또는 블록의 각 출력은 블록들이 함께 가산되기 전에 위상 회전 벡터로 위상 편이될 수 있다. 블록으로 인한 심볼의 위상 회전 후에 복소 가산된 멀티-캐리어 심볼의 PAPR은, 상이한 위상 회전으로 얻어진 멀티-캐리어 심볼의 PAPR과 비교된다. 다양한 위상 회전 값에 대해 비교가 반복될 수 있다. 최저 PAPR의 심볼만이 선택되고 송신된다.
본 발명에 따른 극 성상도
간격(p)은 0이 아닌 양의 실수이다. 따라서, 성상도의 포인트들은 적어도 2개의 서로 다른 원에 걸쳐 분산된다. M개의 포인트는, 2개의 축이 4개의 사분면을 정의하는 표현을 참조하여 극 좌표라고 하는 극 형태(
Figure pct00049
)로 표현된 좌표를 갖고, 이때
Figure pct00050
인 제약을 갖고,
Figure pct00051
은 포인트의 진폭,
Figure pct00052
은 이 포인트의 위상이다.
Figure pct00053
은 변조 차수이다.
예를 들어, 16QAM 변조는 차수가
Figure pct00054
이다.
성상도는, 성상도의 극 형태의 표현과 관련하여 고려되는 사분면당 각 원 상에 최대 하나의 포인트가 있다는 특이성을 갖고 있다. 크기(
Figure pct00055
)의 사분면, 즉, 사분면(
Figure pct00056
)에 대해 성상도가 결정되면, 원당 최대 하나의 포인트가 있다. 성상도가 크기(
Figure pct00057
)의 사분면, 즉, 사분면(
Figure pct00058
및
Figure pct00059
, 또는
Figure pct00060
및
Figure pct00061
)에 대하여 결정되면, 반원당 최대 하나의 포인트가 있다. 성상도가 크기(
Figure pct00062
)의 사분면당, 즉, 사분면(
Figure pct00063
Figure pct00064
,
Figure pct00065
및
Figure pct00066
)에 대하여 결정되면, 1/4원당 최대 하나의 포인트가 있다.
성상도의 포인트의 극 좌표에 해당하는 정규화 전의 데카르트 좌표(x, y)는 다음과 같은 형식으로 표현될 수 있다.
Figure pct00067
간격의 크기가 p=1로 설정되고 제1 포인트의 진폭이 1이라고 간주하면,
Figure pct00068
이다.
다양한 심볼에 맵핑하는 동안이나 맵핑이 끝날 때 정규화 인자를 적용하는 것이 일반적이다. 정규화 인자("F")는 성상도의 포인트들 사이의 간격과 변조 차수(M)에 따라 달라진다. 이러한 조건에서, 정규화 인자는 다음 식으로 제공된다.
Figure pct00069
정규화 동작은 통상의 기술자에게 잘 알려진 동작이므로, 더 이상의 설명은 생략한다.
도 5는 본 발명에 따라 사용되는 극 성상도의 제1 구성을 도시하며, 이 구성은 나선형 구성이라고 한다. 이러한 제1 구성은 포인트들이 사분면(
Figure pct00070
)에 걸쳐 분산되어 있다는 특이성을 갖는다. 도시된 구성은 차수(
Figure pct00071
)의 성상도에 해당한다. 각 포인트는, 2개의 연속 포인트 사이의, 즉, 2개의 연속 원 상의 결정된 간격, 예를 들어, 일정한 간격(
Figure pct00072
)이 있는 좌표(
Figure pct00073
Figure pct00074
)와 위상(
Figure pct00075
)을 갖는다. 따라서, 예시되지 않은 구성과는 달리, 위상(
Figure pct00076
)은 일정하게 유지되지 않고 연속 포인트들 사이에서 가변한다. 이러한 제1 구성은, 수신된 성상도 포인트들의 진폭 검출에만 기반하여 수신단 복조가 수행될 수 있기 때문에 위상 변동과 관련하여 특히 유리하다. 송신기와 수신기 간의 송신 중의 임의의 위상 변동은 복조에 영향을 미치지 않는다.
다음 표는, 그레이 코드를 사용하여 (도 5에 예시된) 제1 구성에 따라 이진 입력 데이터가 극 성상도의 포인트에 맵핑될 수 있는 방식의 가능한 일례이다. 변조 차수는
Figure pct00077
이고, 이 성상도의 포인트의 진폭 간격은
Figure pct00078
이며 위상은
Figure pct00079
의 배수이다.
Figure pct00080
도 6은 복수의 연속적 OFDM 심볼에 대해 위에서 정의된 성상도를 갖는 송신기와 수신기 사이의 주파수 편이의 결과를 예시한다. 도 6은 도 5에 예시된, 올바른 복조를 얻는 것과 관련하여 허용가능한 상태로 유지되는, 나선형 변조라고 하는 변조 포인트들에 적용될 수 있는 위상 변동의 일례를 예시한다. 이러한 "나선형" 구조는 시스템의 송신기와 수신기 간의 큰 위상 변동을 견딜 수 있게 한다. 본 실시예는 낮은 발진기 성능으로 인해 많은 위상 잡음이 발생하는 테라헤르츠에서 동작하는 시스템에 특히 적합하다.
도 7은 본 발명에 따라 사용되는 극 성상도의 제2 구성을 도시한다. 이 성상도의 차수는
Figure pct00081
이다. 이 도면은 4개의 사분면 사이에 포인트들의 패턴이 재현된다는 특이성을 갖고 있으며, 각 사분면은
Figure pct00082
를 나타낸다. 사분면의 각 포인트는 좌표(
Figure pct00083
)를 갖는다. 따라서, 각 사분면에 대해, 동심원당 하나의 포인트만이 있고, 포인트(m)의 위상(
Figure pct00084
)은, 예를 들어, 동일한 사분면에서 가장 멀리 있는 원들 상의 2개의 포인트 사이의 0의 간격 또는 2개의 포인트 사이의
Figure pct00085
의 일정한 간격을 갖고서 결정된 기준에 따라 선택된다. 이러한 제2 모드는, 방사된 포인트들 사이의 최소 거리가 길기 때문에 추가 백색 가우시안 잡음에 대하여 견고하다. 이러한 제2 실시예의 예시된 예에 따르면, 위상(
Figure pct00086
)은
Figure pct00087
의 배수이고, 더욱 구체적으로,
Figure pct00088
Figure pct00089
및
Figure pct00090
이다. 예시된 바와 같은 이러한 제2 실시예는 OFDM/16QAM 변조를 복조할 수 있는 기존의 많은 OFDM 복조기와 호환되기 때문에 매우 유리하다. 구체적으로, 각 사분면에 대해, 포인트들은 도 2에 도시된 것처럼 종래의 16QAM 성상도의 포인트들에 가깝다.
도 8은 올바른 복조 수신단을 획득하여 호환 가능한 상태로 유지되는 송신단인 도 7에 예시된 변조 포인트에 적용될 수 있는 최대 위상 변동량을 도시한다. 이러한 최대량의 한계 내에서, 즉, 위상 변동이 송신된 포인트의 위상에 대하여 한계(
Figure pct00091
) 내에서 유지되는 한, 수신기는, 송신기와 수신기 간의 위상 변동에도 불구하고, 모호성 없이 수신된 변조 포인트를 복조할 수 있다.
도 9의 블록도는 대응하는 장치에 의한 본 발명에 따른 방법의 일 실시예의 구현을 예시한다.
심볼 이진 인코더(MAP)는, 통상의 기술자에게 알려진 종래의 기술을 사용하여, 입력된 이진 데이터 패킷, 예를 들어, 멀티미디어 통신의 데이터의 이진 코드 워드를 성상도의 복소수 포인트로 변환(맵핑)한다. 본 발명에 따르면, 성상도는 극 좌표이다.
이어서, 성상도에서 얻은 포인트는 K개의 변조기(MOD1, MOD2, MOD3)에 입력되고 예시에서 -K=3으로 블록 변조된다. K는 구성가능하다. 성상도 포인트들은,
Figure pct00092
개의 등가 변조기의 다른 서브캐리어를 사용하여 각 포인트가 변조되는 방식으로 K개의 변조기에 입력된다. K개의 변조기 각각은, 통상적으로
Figure pct00093
개의 서브캐리어의 역 푸리에 변환 IFFT를 통해 주파수-시간 변환을 수행하여, N개의 시간 영역 샘플(
Figure pct00094
)의 멀티-캐리어 심볼을 생성한다.
각 시간 인덱스(
Figure pct00095
)에 대해, K개의 변조기의 K개의 출력(n)의 제1 가산기(ADD[1})에 의한 복소수 가산은, 가산 전에 위상 회전이 없는
Figure pct00096
개의 서브캐리어의 등가 변조기에 의해 얻은 것과 동일한 멀티-캐리어 심볼(
Figure pct00097
)의 시간 영역 샘플(
Figure pct00098
)을 제공한다.
K개의 변조기의 출력 심볼들을 서로 복소수 가산하기 전에 위상 회전 벡터가 이들 심볼 중 하나 이상에 미치는 영향은 제어기(Ct_PAPR)에 의해 평가된다.
제어기(Ct_PAPR)는, K개의 변조기의 N개의 출력 각각과 멀티-캐리어 심볼(
Figure pct00099
)의 N개의 샘플(
Figure pct00100
)을 입력으로 수신한다.
제어기(Ct_PAPR)는, 멀티-캐리어 심볼(
Figure pct00101
)의 초기 PAPR이라고 하는 PAPR을 결정하고, 이러한 멀티-캐리어 심볼 자체가 현재 참조 멀티-캐리어 심볼(
Figure pct00102
)에 대한 초기값으로서 기능한다.
제어기(Ct_PAPR)는, 적어도 하나의 위상 회전 벡터(
Figure pct00103
)를 결정하고 이를 K개의 변조기에 의해 전달되는 심볼들 중 적어도 하나에 적용한다. 따라서, K개의 변조기에 입력되는 성상도의 모든 포인트는
Figure pct00104
의 위상 회전을 각각 겪는다. 다양한 위상 회전 벡터(
Figure pct00105
)는, 서로 다른 값을 가질 수 있거나 실제로는 일부 또는 모두가 동일할 수 있다.
제어기(Ct_PAPR)는, 가산기에 입력되는 심볼들 중 적어도 하나의 회전 후 심볼들 중의 샘플들(n)의 제2 가산기(
Figure pct00106
)에 의한 복소 가산으로부터 발생하는 멀티-캐리어 심볼(
Figure pct00107
)의 PAPR을, 현재 참조(
Figure pct00108
)의 PAPR과 비교한다. 출력 멀티-캐리어 심볼(
Figure pct00109
)은 2개의 입력 멀티-캐리어 심볼 중 최저 PAPR을 갖는 심볼이다. 이러한 작은 PAPR의 멀티-캐리어 심볼(
Figure pct00110
)은 새로운 현재 참조 멀티-캐리어 심볼(
Figure pct00111
)이 된다.
L 반복의 반복적 방법을 사용하여 다양한 위상 회전 벡터에 대해 비교가 반복될 수 있으며, L은 구성가능하다. 반복의 종료시, 최저 PAPR의 멀티-캐리어 심볼만이 송신된다.
위상 회전 벡터에 의해 성상도의 한 포인트에 적용되는 위상 회전은 구성가능한 값(
Figure pct00112
)에 의해 제한된다.
일 구현 모드에 따르면, 각 변조기는 역 푸리에 변환을 구현한다. 얻은 멀티-캐리어 심볼은 OFDM 심볼이라고 한다.
블록 IFFT(역 푸리에 변환의 구현)에 의해 전달되는 시간 영역 신호의 샘플(n)은
Figure pct00113
로 표시되며, 여기서 k는 IFFT 블록(
Figure pct00114
)의 인덱스이며, K는 IFFT 블록의 총 수이고, n은 시간 인덱스(
Figure pct00115
)이며,
Figure pct00116
는 역 푸리에 변환(IFFT)의 크기이다.
참조 OFDM 심볼(
Figure pct00117
)은 각 시간 인덱스("n")에 대해 기입된다.
Figure pct00118
이 방법은 초기 PAPR이라고 하는 참조 OFDM 심볼(
Figure pct00119
)의 PAPR을 평가한다.
방법의 하나의 특정한 반복적 실시예는 다음과 같이 수행될 수 있다.
* 초기화:
o 전체 회전 각도 벡터(
Figure pct00120
)
o 현재 참조 OFDM 심볼(
Figure pct00121
)
o PAPR = 초기 PAPR
* 방법의 반복 횟수(L)의 루프(
Figure pct00122
)
o 블록(
Figure pct00123
)의 수의 루프(
Figure pct00124
)
■
Figure pct00125
Figure pct00126
를 이용한 위상 회전 각도(
Figure pct00127
)의 초기화:
Figure pct00128
는 블록("k")에 대한 라디안 단위의 위상 변동의 최대 범위,
■ 위상 증분(
Figure pct00129
)으로 테스트되는 위상 회전(
Figure pct00130
)의 횟수(P)의 루프(
Figure pct00131
)
* 블록 "k"에 대한 복잡한 회전 벡터는
Figure pct00132
로 기입되며, 변수("j")는 허수 단위이고,
*
Figure pct00133
에 대해, 새로운 OFDM 심볼(
Figure pct00134
)의 샘플([n])이 따라서 얻어진다:
Figure pct00135
* 새로운 OFDM 심볼(
Figure pct00136
)의 PAPR 값 계산
* 이러한 PAPR 값이 이전 값보다 더 좋은 경우,
Figure pct00137
로 표시되는 회전 각도를 메모리에 저장하고, 새로운 PAPR을 메모리에 저장하고,
* 전체 회전 각도(
Figure pct00138
)의 새로운 값이 결정된 최대 임계값을 초과하는 경우(
Figure pct00139
), 루프
Figure pct00140
을 종료
* 전체 회전 각도의 갱신(
Figure pct00141
)
*
Figure pct00142
*
Figure pct00143
에 대하여
Figure pct00144
■ 루프(
Figure pct00145
)의 종료
■ 회전 각도(
Figure pct00146
)가 "0"과 다른 경우, 새로운 OFDM 심볼의,
Figure pct00147
에 대한 샘플(
Figure pct00148
)은 해당 블록(k)에 대해 이 각도(
Figure pct00149
)로 갱신된다.
Figure pct00150
Figure pct00151
의 갱신
Figure pct00152
o 루프(
Figure pct00153
)의 종료
* 루프(
Figure pct00154
)의 종료
* 새로운 멀티-캐리어 심볼(
Figure pct00155
)의 송신.
그다지 복잡하지 않은 반복 횟수(L=1)의 일 실시예에 따르면, K개의 블록의 세트의 몇 블록만이 루프(
Figure pct00156
)에서 고려되고, 단일 회전 각도(
Figure pct00157
)가 루프(
Figure pct00158
)에서 사용되어 PAPR의 개선을 테스트한다.
일 실시예에 따르면, 방법은 스크램블러로 성상도 포인트를 스크램블링한다. 이러한 스크램블링은, 맵퍼(MAP)에 의한 맵핑 후 및 K개의 변조기에 의한 변조 전에 주파수 영역에서 수행된다. 이러한 스크램블링은 극 성상도의 구성 결과로 QAM 성상도로 얻은 것보다 큰 PAPR을 감소시킬 수 있게 한다. 예를 들어, 스크램블러는, 다음 관계인
Figure pct00159
를 따르는 시퀀스(p(n))를 구현하는 1로 초기화된 시프트 레지스터들의 연속일 수 있으며, 여기서 X는 레지스터이다. 레지스터 입력에 입력된 데이터(
Figure pct00160
)에 적용되는 스크램블링 함수는 하기와 같다.
Figure pct00161
송신단에서 스크램블링이 사용되는 경우, 수신단에서도 동일하지만 역 스크램블링 기능이 사용되어야 한다.
PAPR 감소 측면의 성능은 상보적 누적 분산 함수(Complementary Cumulative Distribution Function; CCDF)를 측정함으로써 평가된다. 이 측정에는 2개의 공식이 있다.
Figure pct00162
(1)
Figure pct00163
(2)
두 번째 공식 (2)는 본 발명에 따라 얻은 PAPR 감소 측면에서 성능을 예시하는 데 사용된다.
성능은 1200개의 페이로드 캐리어가 있는 2048포인트 FFT를 사용하는 송신단 장치로 평가되었으며, 나머지 캐리어는 널(null)이다. 수신단의 1504비트 듀오 바이너리 터보 코드 디코더 및 8회 반복이 디코딩에 사용되었다.
도 10은 본 발명에 따른 감소 방법 없이 얻은 CCDF 값의 곡선 및 본 발명에 따른 감소 방법으로 얻은 CCDF 값의 곡선을 도시한다. 후자의 곡선을 얻기 위해, 본 발명에 따른 감소 방법은 120개의 캐리어의 블록으로 구현되었으며, 따라서 10개의 IFFT, 단일 반복(L=1), 및 단일 회전 각도 값(
Figure pct00164
)으로부터 10개의 블록이 발생하였다.
도 11은 본 발명에 따른 감소 방법 없이 얻은 CCDF 값의 곡선 및 본 발명에 따른 감소 방법으로 얻은 CCDF 값의 곡선을 도시한다. 후자의 곡선을 얻기 위해, 본 발명에 따른 감소 방법은 4G-LTE(자원 블록)의 블록을 참조하여 12개의 캐리어의 블록으로 구현되었다.
도 10 및 도 11 각각의 곡선의 비교는 본 발명으로 얻은 PAPR의 감소에 대한 개선을 예시한다.
도 10 및 도 11의 본 발명에 따른 곡선의 비교는 블록 수의 증가가 PAPR 감소가 증가될 수 있게 한다는 사실을 예시한다.
본 발명에 따른 원격통신 방법을 구현할 수 있는 본 발명에 따른 장비의 일 실시예의 단순화된 구조가 도 12에 예시되어 있다. 이 장비(DEV_E)는 기지국이든 이동 단말기이든 상관없을 수 있다.
장비(DEV_E)는 프로그램(Pg)의 실행을 통해 연산이 제어되는 마이크로프로세서(
Figure pct00165
)를 포함하며, 이의 명령은 본 발명에 따른 원격통신 방법이 구현될 수 있게 한다. 장비(DEV_E)는 맵퍼(MAP), OFDM 변조기(MOD), PAPR 제한기(Ct-PAPR), 송신기(EM), 및 버퍼 메모리를 포함하는 메모리(Mem)를 더 포함한다. OFDM 변조기(MOD)는 통상적으로 도 9의 도면에 예시된 바와 같이 복수의 역 푸리에 변환(IFFT)을 사용한다.
초기화 시, 프로그램(Pg)의 코드 명령은, 예를 들어, 프로세서(
Figure pct00166
)에 의해 실행되기 전에 버퍼 메모리(Mem)에 로딩된다. 마이크로프로세서(
Figure pct00167
)는 다양한 구성요소인, K개의 변조기(MOD1, MOD2, MOD3), PAPR 제한기(Ct-PAPR), 및 송신기(EM)를 제어한다.
장비의 구성은, 적어도, 변조 차수, 성상도의 간격(p), a0의 값, 반복 횟수(L), 최대 회전 각도(
Figure pct00168
), 및 (IFFT) 블록의 수(K)를 구성하는 것을 포함한다. 변조 순서는 포인트 수(M)를 결정한다.
따라서, 명령을 실행함으로써 마이크로프로세서(
Figure pct00169
)는,
-
Figure pct00170
이도록 성상도의 포인트들의 극 좌표(
Figure pct00171
Figure pct00172
)를 결정하고,
- 입력 데이터 패킷(DATA)에 대해 하기와 같은 다양한 구성요소를 제어한다.
* 맵퍼(MAP)는 데이터(DATA)를 성상도의 포인트에 맵핑하고,
* K개의 변조기(MOD1, MOD2, MOD3)는 다양한 캐리어에 맵핑된 데이터를 변조하여 K개의 심볼을 생성하고,
* 복소수 가산기는 참조(Ref)가 초기화되는 OFDM 심볼을 얻기 위해 K개의 심볼을 가산하고,
* PAPR 제한기(Ct-PAPR)는, K개의 변조기(인덱스(k)의 K개의 블록)로부터 출력되는 심볼에 적용될 회전 각도(
Figure pct00173
)를 결정하여, 더 낮은 PAPR의 얻어진 OFDM 심볼을 각각의 새롭게 결정되는 회전 각도에 대하여 갱신되는 Ref와의 비교를 통해 최저 PAPR을 갖고서 송신될 OFDM 심볼을 얻고,
* 송신기(EM)는 최저 PAPR의 OFDM 심볼을 나타내는 무선 신호를 송신한다.
본 발명에 따른 수신 방법을 구현할 수 있는 본 발명에 따른 장비의 일 실시예의 단순화된 구조가 도 13에 예시되어 있다. 이 장비(DEV_R)는 기지국이든 이동 단말기이든 상관없을 수 있다.
장비(DEV_R)는, 프로그램(Pg)의 실행을 통해 동작이 제어되는 마이크로프로세서(
Figure pct00174
)를 포함하며, 이의 명령은 본 발명에 따른 수신 방법이 구현될 수 있게 한다. 장비(DEV_R)는, 디맵퍼(DEMAP), OFDM 복조기(DEMOD), 수신기(RE), 및 버퍼 메모리를 포함하는 메모리(Mem)를 더 포함한다.
초기화 시, 프로그램(Pg)의 코드 명령은, 예를 들어, 프로세서(
Figure pct00175
)에 의해 실행되기 전에 버퍼 메모리(Mem)에 로딩된다. 마이크로프로세서(
Figure pct00176
)는 다양한 구성요소인 디맵퍼(DEMAP), 복조기(DEMOD), 및 수신기(RE)를 제어한다.
일 실시예에 따르면, 복조기(DEMOD)는, 가산성 백색 가우시안 잡음에 대한 극 성상도의 상대적인 약점에 맞서 싸우기 위해 2단계 복조를 구현한다. 제1 단계에서, 복조기(DEMOD)는 수신된 OFDM 심볼에 대한 공통 위상 오류를 평가하고 이에 따라 OFDM 심볼을 보정한다. 제2 단계에서, 복조기(DEMOD)는, QAM 성상도에서와 같이 LLR 연산(LLR은 Log-Likelihood Ratio의 약어임)을 통해 종래의 방식으로 성상도 포인트를 복조한다. 종래에, 복조기는 푸리에 변환(FFT)을 사용한다. 디맵퍼(DEMAP)는 맵퍼(MAP)의 역 연산을 수행한다.
장비의 구성은 적어도 변조의 차수, 성상도의 간격, 및 a0의 값을 구성하는 것을 포함한다. 변조 순서는 포인트 수(m)를 결정한다.
따라서, 명령을 실행함으로써, 마이크로프로세서(
Figure pct00177
)는,
-
Figure pct00178
이도록 성상도의 포인트들의 극 좌표(
Figure pct00179
Figure pct00180
)를 결정하고,
- 하기와 같이 다양한 구성요소를 제어하여,
* 수신기(RE)는 OFDM 심볼을 나타내는 무선 신호를 수신하고,
* 복조기(DEMOD)는 연속적 OFDM 심볼을 복조하여 다양한 캐리어에 맵핑된 성상도의 포인트를 추정하고,
* 디맵퍼(DEMAP)는 성상도의 포인트를 디맵핑하여 데이터(DATA)를 추정한다.
본 발명에 따른 방법의 일 실시예에 따라 송신된 무선 신호를 수신하는 장비(DEV_R)는, 수신된 포인트
Figure pct00181
의 진폭을 추정함으로써 수신된 성상도 포인트를 복조할 수 있다:
Figure pct00182
bx 및 by는 채널(X 및 Y)에 투영된 추가 백색 가우스 잡음이다.
성상도가 알려져 있으므로 사분면에서 원당 최대 하나의 포인트가 있는 경우, 장비(DEV_R)는, 따라서, 성상도를 정의하기 위해 복수의 사분면이 송신단에서 사용된다면, 진폭에 기초하여, 수신된 포인트의 위치에 불확실성이 있더라도 수신된 포인트를 결정할 수 있다.
수신된 포인트의 진폭을 추정한 후, 장비(DEV_R)는 축(X(I) 및 Y(Q))에 투영된 추정된 포인트를 송신된 포인트와 비교함으로써 위상 오류를 추정할 수 있다. 일반적인 위상 오류는 하기와 같이 주로 발진기 및/또는 도플러 편이의 변동으로 인해 발생한다.
Figure pct00183
각 OFDM 캐리어, 즉, 캐리어를 변조한 성상도의 각 포인트에 대해 행해진 다양한 위상 오류 추정치를 합산함으로써, 장비(DEV_R)는, 위상 오류 추정치를 개선할 수 있으므로 방출된 포인트의 추정에 대한 백색 잡음의 영향을 감소시킬 수 있다.
Figure pct00184
여기서, L은 위상 변동을 추정하는 데 사용되는 OFDM 캐리어의 수이다.
일단 공통 위상 오류가 추정되었다면, 장비(DEV_R)는 OFDM 심볼을 변조하는 성상도의 모든 포인트를 보정할 수 있다. 이러한 보정은 주파수 영역, 즉 IFFT 복조 후, 및 시간 영역, 즉 IFFT 복조 전의 모두에서 이루어질 수 있다. 시간 영역에서 보정을 행함으로써, 위상 회전으로 인한 캐리어들 간의 간섭을 감소시킬 수 있다.
위상 오류를 결정함으로써 복조 오류가 감소되게 할 수 있다.
수신단 보정력은 극 성상도의 구조와 직접적인 관련이 있으며, 예를 들어, 1사분면으로 제한된 극 성상도의 경우, 최대 위상 회전은
Figure pct00185
이고, 나선형 성상도의 경우, 한계는
Figure pct00186
이다. 또한, PAPR을 감소시키기 위해 위상 회전을 제한하면 도플러 편이로 인해 또는 발진기의 위상 잡음으로 인해 발생하는 위상 변동을 계속 평가할 수 있다.
그 결과, 본 발명은, 또한, 본 발명을 구현하기에 적합한 하나 이상의 컴퓨터 프로그램, 특히 데이터 매체 상의 또는 데이터 매체 내의 컴퓨터 프로그램에 적용된다. 이 프로그램은 임의의 프로그래밍 언어를 사용할 수 있으며, 소스 코드, 객체 코드, 또는 소스 코드와 객체 코드 사이의 중간 코드의 형태, 예컨대, 부분적으로 컴파일링된 형태, 혹은 본 발명에 따른 방법을 구현하는 데 바람직한 다른 임의의 형태를 취할 수 있다.
데이터 매체는 프로그램을 저장할 수 있는 모든 개체 또는 장치일 수 있다. 예를 들어, 매체는, ROM, 예를 들어 CD-ROM 또는 마이크로전자 회로 ROM과 같은 저장 수단, 또는 예를 들어 USB 키 또는 하드 디스크와 같은 자기 기록 수단을 포함할 수 있다.
또한, 데이터 매체는, 전기 케이블 또는 광 케이블을 통해, 전파 또는 다른 수단에 의해 라우팅될 수 있는 전기 신호 또는 광 신호와 같은 송신가능한 매체일 수 있다. 본 발명에 따른 프로그램은 특히 인터넷과 같은 네트워크로부터 다운로드될 수 있다.
대안으로, 데이터 매체는 프로그램이 통합된 집적 회로일 수 있으며, 회로는 해당 방법을 실행하도록 또는 실행에 사용되도록 구성된다.

Claims (16)

  1. 원격통신 방법(1)으로서,
    극 성상도의 포인트들로부터 구축된 멀티-캐리어 심볼을 송신하는 단계를 포함하고, 상기 포인트들은, 송신되는 멀티-캐리어 심볼의 PAPR을 감소시키기 위해 변조된 포인트들의 이러한 블록들 중 하나의 블록의 적어도 하나의 위상 회전 벡터의 제어로 적어도 2개의 멀티-캐리어 변조기에 의해 변조되는 블록인, 원격통신 방법(1).
  2. 제1항에 있어서,
    - 맵퍼(MAP)를 통해, 입력 데이터를,
    Figure pct00187
    이도록 극 형태(
    Figure pct00188
    )로 표현된 좌표가 결정되는 M개의 포인트의 세트를 포함하는 성상도의 포인트들로 맵핑하는 단계로서, 여기서 p는 극이라고 하는 상기 성상도의 진폭 간격인 실수인, 단계,
    - K개의 멀티-캐리어 변조기(MOD)를 통해 상기 성상도의 포인트들을 블록 변조하고, 이들 포인트는 상기 K개의 멀티-캐리어 변조기에 입력되어, K개의 심볼을 생성하는 단계(
    Figure pct00189
    ),
    - 가산기를 통해, 상기 K개의 심볼을 제1 가산하여 멀티-캐리어 심볼을 얻고, 초기 PAPR이라고 하는 상기 멀티-캐리어 심볼의 PAPR을 결정하는 제1 가산 단계,
    - 위상 편이기를 통해, 상기 K개의 심볼 중 적어도 하나를 위상 회전 각도(
    Figure pct00190
    )만큼 위상 회전시켜 위상 편이된 것이라고 하는 K개의 심볼을 생성하는 위상 회전 단계,
    - 가산기를 통해, 상기 K개의 위상 편이된 심볼을 제2 가산하여 새로운 멀티-캐리어 심볼을 얻는 제2 가산 단계,
    - 상기 초기 PAPR과 상기 새로운 멀티-캐리어 심볼의 PAPR을 비교하는 단계로서, 최저 PAPR이 상기 초기 PAPR로 되는, 비교 단계,
    - 상기 최저 PAPR의 멀티-캐리어 심볼을 송신하는 단계를 포함하는, 원격통신 방법(1).
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 변조는 역 푸리에 변환(IFFT)을 통해 구현되는, 원격통신 방법(1).
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 위상 회전, 상기 제2 가산 단계, 및 상기 비교 단계는 복수의 상이한 위상 회전 각도 벡터에 대하여 반복 수행되는, 원격통신 방법(1).
  5. 제4항에 있어서, 다양한 위상 회전 벡터에 대한 반복은 복수의 심볼에 대하여 반복되는, 원격통신 방법(1).
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 성상도는,
    Figure pct00191
    이도록 극 형태(
    Figure pct00192
    )로 표현된 좌표가 결정되는 M개의 포인트의 세트를 포함하고, 여기서 p는 극이라고 하는 상기 성상도의 진폭 간격인 실수이고, 상기 방법은, 상기 2개의 축이 사분면을 정의하고 상기 극 좌표가
    Figure pct00193
    이도록 사분면당 결정되게 하는 것인, 원격통신 방법(1).
  7. 제6항에 있어서, M=16, p=1이고, 각 사분면에 대하여,
    Figure pct00194
    이고, 여기서
    Figure pct00195
    는 자연수인, 원격통신 방법(1).
  8. 제6항에 있어서, 각 사분면에 대하여
    Figure pct00196
    Figure pct00197
    인, 원격통신 방법(1).
  9. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 성상도는,
    Figure pct00198
    이도록 극 형태(
    Figure pct00199
    )로 표현된 좌표가 결정되는 M개의 포인트의 세트를 포함하고, 여기서 p는 극이라고 하는 상기 성상도의 진폭 간격인 실수이고, 상기 방법은, 상기 2개의 축이 사분면을 정의하고 상기 극 좌표가
    Figure pct00200
    이도록 2개의 사분면의 세트당 결정되게 하는 것인, 원격통신 방법(1).
  10. 제8항에 있어서, 함께 취해진 2개의 사분면에 대하여
    Figure pct00201
    인, 원격통신 방법(1).
  11. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 성상도는,
    Figure pct00202
    이도록 극 형태(
    Figure pct00203
    )로 표현된 좌표가 결정되는 M개의 포인트의 세트를 포함하고, 여기서 p는 극이라고 하는 상기 성상도의 진폭 간격인 실수이고, 상기 방법은,
    Figure pct00204
    이도록 극 좌표가 추가로 결정되게 하고, 여기서
    Figure pct00205
    는 0이 아닌 실수인, 원격통신 방법(1).
  12. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 성상도는,
    Figure pct00206
    이도록 극 형태(
    Figure pct00207
    )로 표현된 좌표가 결정되는 M개의 포인트의 세트를 포함하고, 여기서 p는 극이라고 하는 상기 성상도의 진폭 간격인 실수이고, 상기 방법은,
    Figure pct00208
    에 대하여
    Figure pct00209
    이도록 하는 것인, 원격통신 방법(1).
  13. 원격통신 장비(DEV_E)로서,
    - 입력 데이터를 성상도의 포인트들에 맵핑하기 위한 맵퍼(MAP)로서, 상기 성상도는,
    Figure pct00210
    이도록 2개의 축이 4개의 사분면을 정의하는 표현을 참조하여 극 좌표라고 하는 극 형태(
    Figure pct00211
    )로 표현된 좌표가 결정되는 M개의 포인트의 세트를 포함하고, 여기서 p는 상기 성상도의 진폭 간격인 실수인, 맵퍼,
    - 상기 성상도의 포인트들을 블록 변조하고 K개의 심볼을 생성하기 위한 K개의 멀티-캐리어 변조기(MOD)(
    Figure pct00212
    ),
    - 상기 K개의 심볼을 가산하여 멀티-캐리어 심볼을 얻기 위한 제1 복소 가산기,
    - 초기 PAPR이라고 하는 상기 멀티-캐리어 심볼의 PAPR을 연산하기 위한 컴퓨터,
    - 위상 회전 벡터에 의해 상기 K개의 심볼 중 적어도 하나의 위상을 편이하여 위상 편이된 것이라고 하는 K개의 심볼을 생성하기 위한 위상 편이기,
    - 상기 K개의 위상 편이된 심볼을 가산하여 새로운 멀티-캐리어 심볼을 얻기 위한 제2 복소 가산기,
    - 상기 초기 PAPR을 상기 새로운 멀티-캐리어 심볼의 PAPR과 비교하기 위한 컴퓨터로서, 최저 PAPR이 상기 초기 PAPR로 되는, 컴퓨터, 및
    - 상기 최저 PAPR의 멀티-캐리어 심볼을 송신하기 위한 송신기(EM)를 포함하는 것을 특징으로 하는 원격통신 장비.
  14. 데이터 매체 상의 컴퓨터 프로그램으로서,
    상기 프로그램은, 상기 프로그램이 원격통신 장비에 로딩되어 실행될 때 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 기재된 방법을 구현하는 데 적합한 프로그램 명령을 포함하는, 컴퓨터 프로그램.
  15. 프로그램이 원격통신 장비에 로딩되어 실행될 때 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 기재된 방법을 구현하는 데 적합한 상기 프로그램의 명령을 포함하는 데이터 매체.
  16. 극 성상도의 포인트들로부터 구축된 멀티-캐리어 심볼을 포함하는 송신되는 또는 수신되는 디지털 신호로서, 상기 포인트들 중 적어도 하나는, 송신되는 멀티-캐리어 심볼의 PAPR을 감소시키도록 위상 회전을 거쳤고, 극 성상도는,
    Figure pct00213
    이도록 2개의 축이 4개의 사분면을 정의하는 표현을 참조하여 극 좌표라고 하는 극 형태(
    Figure pct00214
    )로 표현된 좌표가 결정되는 M개의 포인트의 세트를 포함하고, 여기서 p는 상기 성상도의 진폭 간격인 양의 실수인, 송신되는 또는 수신되는 디지털 신호.
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