KR20220024962A - 시간적으로 연속하는 처프를 포함하는 신호를 생성하는 방법, 이러한 신호를 반송하는 심볼을 추정하는 방법, 컴퓨터 프로그램 제품 및 대응하는 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 변조된 시간적으로 연속하는 처프를 포함하는 신호를 생성하는 방법에 관한 것이다.
변조는 M*Tc=Ts가 되도록 기본 기간 Te의 s배의 시간 시프트를 통해 획득된 심볼 시간 Ts에 걸친 베이스 처프의 순시 주파수의 변화 패턴의 순환 순열에 대응한다. 이러한 생성 방법은, 시간적으로 연속하는 처프에서 주어진 처프를 생성하기 위하여:
- 한편으로는 상기 시간적으로 연속하는 처프에서 주어진 처프에 선행하는 처프와 연관된 변조 심볼과, 다른 한편으로는 M개의 콘스텔레이션의 주어진 정보 심볼을 차동 인코딩하여, 주어진 변조 심볼을 전달하는 차동 인코딩 단계(E200); 및
- 주어진 변조 심볼에 기초하여 베이스 처프를 변조하여 주어진 처프를 생성하는 변조 단계(E210)
를 포함한다.

Description

시간적으로 연속하는 처프를 포함하는 신호를 생성하는 방법, 이러한 신호를 반송하는 심볼을 추정하는 방법, 컴퓨터 프로그램 제품 및 대응하는 장치

본 발명의 분야는 "처프(chirp)" 파형으로 알려진 것의 사용을 통한 데이터 전송 분야이다.

더욱 상세하게는, 본 발명은 이러한 파형을 생성하고 처리하는 방법에 관한 것으로, 이 방법은 유사한 구현 복잡성으로 기존 기술과 비교하여 개선된 성능을 나타낸다.

이러한 파형은 음향, 무선 주파수 등과 같은 다양한 유형의 통신 링크를 통해 데이터를 전송하는 데 사용된다. 예를 들어, 무선 주파수 링크를 통해 연결된 객체에 의한 저전력 전송에 전용인 LoRa^® 기술은 이러한 파형을 사용한다. 따라서, 본 발명은 커네티드 객체(connected object)가 존재하는 개인 생활 및 직업 생활의 모든 영역에 특히 적용 가능하지만 이에 배타적이지는 않다. 예를 들어, 건강, 스포츠, 가정용 애플리케이션(보안, 가전 제품 등), 객체 추적 등의 분야가 있다.

본 문서의 나머지 부분에서는 LoRa^® 기술이 사용되고 본 특허 출원의 발명자가 직면한 커넥티드 객체의 분야에서 기존 문제를 설명하는 데 더 특별히 중점을 둔다. 물론, 본 발명은 이 특정 적용 분야에 한정되지 않고, 본 출원의 나머지 부분에서 상술되는 바와 같이, "처프" 파형으로 알려진 것과, 베이스 처프의 순시 주파수의 변화 패턴의 순환 순열을 통해 전송되는 심볼의 코딩의 사용에 기초하는 임의의 통신 신호의 생성 및 처리에 관심이 있다.

"인터넷의 제3의 혁명"으로 제시되는 커넥티드 객체는 현재 일상 생활과 비즈니스의 모든 영역에서 자리를 잡고 있다. 이러한 객체의 대부분은 이의 소유자에게 부가 가치 서비스를 제공하기 위해 이의 통합 센서를 통해 데이터를 생성하도록 의도된다.

대상이 되는 적용 분야로 인해, 이러한 커넥티드 객체들은 대부분 이리저리 돌아다니고 있다(roaming(로밍)). 특히, 이들은 생성되는 데이터를 정기적으로 또는 요구에 따라 원격 사용자에게 전송할 수 있어야 한다.

이 목적으로, 셀룰러 모바일 무선 유형(2G/3G/4G 등)의 장거리 무선 전송이 하나의 선택 기술이었다. 구체적으로, 이 기술은 대부분의 국가에서의 우수한 네트워크 커버리지의 이점을 누릴 수 있게 하였다.

그러나, 이러한 객체들의 로밍(roaming) 양태에는 종종 에너지 자율성에 대한 필요성이 수반된다. 그러나, 가장 에너지 효율적인 셀룰러 모바일 무선 기술 중 하나를 기반으로 하더라도, 현대의 커넥티드 객체는 합리적인 비용으로 대규모 배포를 허용할 엄두도 못 낼 정도의 소비를 계속 보인다.

이러한 로밍 애플리케이션을 위한 무선 링크의 소비 문제에 직면하여, 특히 "사물 인터넷(Internet of Things)" 네트워크에 전용인 새로운 저전력 및 저속 무선 기술, 즉 LPWAN("Low-Power Wide-Area Networks") 네트워크로 알려진 것에 대한 무선 기술이 개발되고 있다.

실제로, 2 종류의 기술이 구분될 수 있다:

- 한편으로는, 예를 들어 Sigfox^® 사(社)로부터의 기술, 또는 LoRa^® 기술, 또는 Qowisio^® 사로부터의 기술과 같은 독점 기술이 있다. 이러한 비표준화된 기술은 모두 ISM으로 알려진 "산업, 과학 및 의료(Industrial, Scientific and Medical)" 주파수 대역의 사용 및 이의 사용과 연관된 규정에 기초한다. 이러한 기술들의 이점은 이들이 이미 사용 가능하고 제한된 투자에 기초하여 네트워크의 신속한 배포를 가능하게 한다는 것이다. 또한, 이들은 매우 에너지 효율적이고 저렴한 커넥티드 객체를 개발할 수 있게 한다;

- 다른 한편으로는, 표준화 기구에 의해 진행되는 다수의 기술이 있다. 예를 들어, 현재 3GPP("3rd Generation Partnership Project")에 의해 표준화되고 있는 세 가지 기술이 언급될 수 있다: NB-IoT("Narrow Band - Internet of Things"), LTE MTC("Long Term Evolution - Machine Type Communication") 및 EC-GSM-IoT("Extended Coverage - GSM - Internet of Things"). 이러한 솔루션은 허가된 주파수 대역의 사용에 기초한다.

일부 통신 사업자는 커넥티드 객체에 전용인 네트워크를 구축하기 위하여 이미 LoRa^® 기술에 관심을 갖고 있다. 예를 들어, 특허 EP 2 449 690 B1은 LoRa^® 기술이 기초하는 정보 전송 기술을 설명한다.

그러나, 초기 피드백은 실제 조건에서 무선 링크의 제한된 성능과 관련된 불만족스러운 사용자 경험을 드러낸다. 특히, 사용되는 변조는 수신기의 시간과 주파수 동기화에 모두 민감한 것으로 보인다. 마찬가지로, 이러한 유형의 네트워크에서 경쟁에 의해 무선 리소스가 액세스되는 경우, 주어진 기지국에 연결된 다양한 객체에 의한 전송 사이의 시스템 내 충돌이 불가피하다. 이제, 사용되는 변조로 이러한 충돌을 관리하기가 어려운 것으로 보인다. 더욱이, ISM 주파수 대역의 사용은 동일한 주파수 대역에서 다른 무선 프로토콜을 사용하는 다른 무선 주파수 장치와의 잠재적 간섭(시스템 간 충돌)을 통해 이 현상을 증폭시킨다.

따라서, 예를 들어 LoRa^® 기술에서와 같이 콘스텔레이션(constellation) 심볼을 전송하기 위해 베이스 처프의 순환 순열에 기초한 변조를 사용하는 통신 시스템의 실제 조건에서의 성능을 개선할 필요가 있다. 더욱 구체적으로, 시간 및/또는 주파수 동기화 에러가 있는 경우에 통신 링크의 강건성을 개선할 필요가 있다. 또한, 데이터 프레임 사이에 충돌(시스템 내 또는 시스템 간 충돌)이 있는 경우에 통신 링크의 강건성을 개선할 필요가 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 제안되는 것은 M개의 처프 중에서 시간적으로 연속하는 처프를 포함하는 신호를 생성하는 생성 방법이고, 상기 M개의 처프 중 s번째 처프는 M개의 심볼의 콘스텔레이션(constellation)의 랭크 s의 변조 심볼과 연관되고, s는 0부터 M-1까지의 정수이다. s번째 처프는, 순시 주파수가 심볼 시간 Ts 동안 제1 순시 주파수와 제2 순시 주파수 사이에서 변동하는 베이스 처프의 변조로 인한 것이다. 변조는, 랭크 s의 변조 심볼에 대해, M*Tc=Ts가 되도록 기본 기간 Tc의 s배의 시간 시프트를 통해 획득된 상기 심볼 시간 Ts에 걸친 상기 순시 주파수의 변화 패턴의 순환 순열에 대응한다. 이러한 생성 방법은, 시간적으로 연속하는 처프에서 주어진 처프를 생성하기 위하여:

- 한편으로는 상기 시간적으로 연속하는 처프에서 상기 주어진 처프에 선행하는 처프와 연관된 변조 심볼과, 다른 한편으로는 상기 M개의 심볼의 콘스텔레이션의 주어진 정보 심볼을 차동 인코딩하여, 주어진 변조 심볼을 전달하는 차동 인코딩 단계; 및

- 주어진 변조 심볼에 기초하여 베이스 처프를 변조하여 주어진 처프를 생성하는 변조 단계

를 포함한다.

따라서, 본 발명은 콘스텔레이션 심볼을 전송하기 위한 베이스 처프의 순시 주파수의 변화 패턴의 순환 순열에 기초한 변조를 사용하여 통신 시스템의 실제 조건에서의 성능을 개선하기 위한 새롭고 창의적인 솔루션을 제안한다.

더욱 구체적으로, 처프의 실제 변조 전의 정보 심볼의 차동 인코딩은 시간 및/또는 주파수 동기화 에러에 대해 통신 링크를 강화하는 것을 가능하게 한다. 시간 동기화 문제와 관련하여 이의 더욱 강력한 동작으로 인해, 시스템은 또한 데이터 프레임 사이에 충돌(시스템 내 또는 시스템 간 충돌)이 있는 경우에도 더 강력하다.

일 실시예에 따르면, 차동 인코딩 단계는, 한편으로는 상기 주어진 처프에 선행하는 상기 처프와 연관된 상기 변조 심볼에 의존하는 제1 피연산자와, 다른 한편으로는 상기 주어진 정보 심볼에 의존하는 제2 피연산자 사이의 모듈로 M 덧셈(modulo M addition)을 구현하여, 상기 주어진 변조 심볼을 전달한다.

따라서, 구현이 간단하고 강력하다.

일 실시예에 따르면, 차동 인코딩 단계 및 변조 단계는 연속하는 정보 심볼에 대하여 반복적으로 구현되어, 상기 시간적으로 연속하는 처프에서 일련의 처프를 전달한다.

일 실시예에 따르면, 상기 차동 인코딩의 제1 구현에서, 미리 정해진 콘스텔레이션 심볼이 상기 주어진 처프에 선행하는 상기 처프와 연관된 상기 변조 심볼 대신에 사용된다.

본 발명의 일 실시예에서, 제안되는 것은 M개의 처프 중에서 시간적으로 연속하는 처프를 포함하는 신호에 의해 반송되는 M개의 심볼의 콘스텔레이션의 적어도 하나의 정보 심볼을 추정하는 추정 방법이고, s는 0부터 M-1까지의 정수이고, 상기 M개의 처프 중 s번째 처프는 상기 M개의 심볼의 콘스텔레이션의 랭크 s의 변조 심볼과 연관된다. s번째 처프는, 순시 주파수가 심볼 시간 Ts 동안 제1 순시 주파수와 제2 순시 주파수 사이에서 변동하는 베이스 처프의 변조로 인한 것이다. 변조는, 랭크 s의 변조 심볼에 대해, M*Tc=Ts가 되도록 기본 기간 Tc의 s배의 시간 시프트를 통해 획득된 상기 심볼 시간 Ts에 걸친 상기 순시 주파수의 변화 패턴의 순환 순열에 대응한다. 이러한 추정 방법은, 상기 시간적으로 연속하는 처프에서 주어진 처프를 나타내는 상기 신호의 부분에 대하여:

- 상기 신호의 상기 부분을 복조하여, 상기 주어진 처프와 연관된 변조 심볼의 추정값을 전달하는 복조 단계; 및

- 한편으로는 상기 주어진 처프와 연관된 변조 심볼의 추정값과, 다른 한편으로는 상기 시간적으로 연속하는 처프에서 상기 주어진 처프에 선행하는 처프를 나타내는 상기 신호의 다른 부분에 적용되는 상기 복조 단계를 구현함으로써 미리 획득된 변조 심볼의 추정값을 차동 디코딩하여, 디코딩된 심볼을 전달하는 차동 디코딩 단계

를 포함하고, 상시 신호에 의해 반송되는 정보 신호의 추정값은 상기 디코딩된 신호에 의존한다.

따라서, 변조 심볼(전송 시 정보 심볼의 차동 인코딩으로 인한 변조 심볼)의 차동 디코딩은 시간 및/또는 주파수 동기화 에러가 있는 경우와 데이터 프레임 사이에 충돌(시스템 내 또는 시스템 간 충돌)이 있는 경우에 데이터 추정 성능을 개선하는 것을 가능하게 한다.

일 실시예에 따르면, 차동 디코딩 단계는, 한편으로는 상기 주어진 처프와 연관된 변조 심볼의 추정값에 의존하는 제1 피연산자와, 다른 한편으로는 미리 획득된 변조 심볼의 추정값에 의존하는 제2 피연산자 사이의 모듈로 M 뺄셈을 구현하여, 신호에 의해 반송되는 정보 심볼의 추정값을 전달한다.

따라서, 구현이 간단하고 강력하다.

일 실시예에 따르면, 복조 단계 및 차동 인코딩 단계는 상기 시간적으로 연속하는 처프에서 일련의 처프를 나타내는 신호의 연속하는 부분에 대하여 반복적으로 구현되어 대응하는 일련의 디코딩된 심볼을 전달하고, 상기 신호에 의해 반송되는 정보 심볼의 일련의 추정값은 상기 일련의 디코딩된 심볼에 의존한다.

일 실시예에 따르면, 차동 디코딩의 제1 구현에서, 미리 정해진 콘스텔레이션 심볼이 미리 획득된 변조 심볼의 추정값 대신 사용된다.

일 실시예에 따르면, 신호의 복조는:

- 한편으로는 상기 시간적으로 연속하는 처프에서 상기 주어진 처프를 나타내는 N개의 샘플과, 다른 한편으로는 기준 처프를 나타내는 N개의 샘플을 항별로 곱셈하여, N개의 곱해진 샘플을 전달하는 곱셈 단계; 및

- 상기 N개의 곱해진 샘플을 푸리에 변환하여 상기 N개의 변환된 샘플을 전달하는 푸리에 변환 단계

를 구현하고,

상기 주어진 처프와 연관된 상기 변조 심볼의 상기 추정값은 상기 N개의 변환된 샘플 중에서 가장 높은 진폭을 갖는 샘플의 인덱스에 의존한다.

일 실시예에 따르면, 베이스 처프의 순시 주파수는 심볼 시간 Ts 동안 제1 순시 주파수와 제2 순시 주파수 사이에서 선형적으로 변한다.

따라서, 설명된 기술은 예를 들어 LoRa^® 시스템에 적용 가능하다.

또한, 본 발명은 컴퓨터에서 실행될 때, 이의 다양한 실시예 중 임의의 하나에 따라 전술된 바와 같은 방법을 구현하기 위한 프로그램 코드 명령어를 포함하는 컴퓨터 프로그램에 관한 것이다.

본 발명의 일 실시예에서, 제안되는 것은 M개의 처프 중에서 시간적으로 연속하는 처프를 포함하는 신호를 생성하는 장치이다. 이러한 생성 장치는 본 발명에 따른(위에서 언급된 다양한 실시예 중 어느 하나에 따른) 생성 방법의 단계를 구현하도록 구성된 재프로그래밍 가능한 컴퓨팅 기계 또는 전용 컴퓨팅 기계를 포함한다. 따라서, 이 장치의 특징 및 이점은 전술된 생성 방법의 대응하는 단계와 동일하다. 따라서 더 이상 자세히 설명하지 않는다.

본 발명의 일 실시예에서, 제안되는 것은, M개의 처프 중에서 시간적으로 연속하는 처프를 포함하는 신호에 의해 반송되는 M개의 심볼의 콘스텔레이션의 적어도 하나의 정보 심볼을 추정하는 장치이고, s는 0부터 M-1까지의 정수이다. 이러한 추정 장치는 본 발명에 따른(위에서 언급된 다양한 실시예 중 어느 하나에 따른) 추정 방법의 단계를 구현하도록 구성된 재프로그래밍 가능한 컴퓨팅 기계 또는 전용 컴퓨팅 기계를 포함한다. 따라서, 이 장치의 특징 및 이점은 전술된 생성 방법의 대응하는 단계와 동일하다. 따라서 더 이상 자세히 설명하지 않는다.

본 발명의 다른 목적, 특징 및 이점은 도면을 참조하여 단순히 예시적이고 비한정적인 예로서 주어지는 이어지는 설명을 읽는 것으로 더욱 명백하게 될 것이고, 도면에서:
도 1a, 도 1b 및 도 1c는 순시 주파수의 변화 패턴의 순환 순열을 통한 베이스 처프의 변조를 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 시간적으로 연속하는 변조된 처프를 포함하는 신호를 생성하는 방법의 단계들을 도시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 도 2의 생성 방법의 단계들을 구현하기 위한 장치의 구조의 일례를 도시한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 도 2의 방법에 의해 생성된 신호에 의해 반송되는 정보 심볼을 추정하는 방법의 단계들을 도시한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 도 4의 추정 방법의 단계들을 구현하기 위한 장치의 구조의 일례를 도시한다.
도 6은 다양한 수신기 시간 동기화 에러 값에 대하여 LoRa^® 통신 시스템 및 도 2의 방법 및 도 4의 방법을 구현하는 통신 시스템에 대해 획득된 BER("Bit Error Rate(비트 오류율)") 측면에서의 성능을 도시한다.

본 발명의 일반적인 원리는 전송되는 신호를 생성하는 데 사용되는 처프를 효과적으로 변조할 변조 심볼을 획득하기 위한 전송될 정보 심볼의 차동 인코딩의 사용을 기초로 한다. 수신기 측에서의 대응하는 차동 디코딩과 연관되는 이러한 차동 인코딩은, 아래에서 상술되는 바와 같이, 시간 및/또는 주파수 동기화 에러가 있는 경우와 데이터 프레임 사이에 충돌(시스템 내 또는 시스템 간 충돌)이 있는 경우에 데이터 추정 성능을 개선하는 것을 가능하게 한다.

이제 도 1a, 도 1b 및 도 1c를 참조하여 순시 주파수의 변화 패턴의 순환 순열을 통한 베이스 처프의 변조에 대한 설명이 제공된다.

더욱 구체적으로, 처프는 반송파 주파수에서 전송되도록 의도된다. 그러나, 이는 베이스밴드에서 이의 복소 포락선(complex envelop)에 의해 표시된다. 이러한 복소 포락선은

에 대하여 수학적 항으로 다음과 같이 표현된다:

여기서,

여기서, Ts는 심볼 지속 시간(예를 들어, LoRa^® 표준에서는 신호 구간(signaling interval)이라 함)이고, B는 처프 신호의 대역폭이고,

는 이의 순시 위상이다. 따라서, 처프 신호의 순시 주파수 f_c(t)는 다음과 같이 기재될 수 있다:

따라서, 순시 주파수 f_c(t)는 베이스 처프 신호를 반송파 주파수로 전치하기 위해 무선 주파수 반송파를 변조하도록 의도된 변조 신호를 나타내는 동위상(in-phase) 및 직교 신호 신호에 의해 좌표(즉, 실제로는 복소 포락선의 실수부 및 허수부)가 제공되는 벡터의 복소 평면에서의 각도 회전에 연결된다.

도 1a에 도시된 순시 주파수 f_c(t)는 시간에 대하여 선형이다. 즉, 심볼의 지속 시간 Ts 동안 여기에서는 -B/2인 제1 순시 주파수와 여기에서는 +B/2인 제2 순시 주파수 사이에서 선형으로 변한다.

선형 순시 주파수를 갖는 처프는 예를 들어 LoRa^® 표준에서 베이스 처프("원시(raw)" 처프라고도 함)로 사용된다. 이러한 베이스 처프는 변조 심볼에 의한 변조 프로세스 후에 정보를 전송하는 데 사용되는 다른 처프를 획득하는 데 사용되는 처프로 정의된다.

구체적으로는, M개의 심볼의 콘스텔레이션의 다양한 심볼을 구별하기 위해, M개의 직교 처프는 각각의 심볼이 특정한 순시 위상 궤적을 갖도록 정의되어야 한다. 예를 들어, k번째 심볼

(여기서,

)와 연관된 처프는 심볼 시간 Ts에 걸쳐 베이스 처프의 순시 주파수 변화 패턴의 순환 순열을 수행함으로써 베이스 처프로부터 획득된다. 이러한 순환 순열은 M*Tc=Ts가 되도록 기본 기간 Tc의 k배의 시간 시프트

를 통해 획득된다. 따라서:

따라서, 여기에서 베이스 처프는 실제로 위에서 정의된 심볼 세트에서 랭크 0의 심볼에 의해 변조된 처프에 대응한다는 것을 알 수 있다. 다시 말해서, 베이스 처프는 k = 0에 대한

에 대응한다.

변조 프로세스는 도 1b 및 도 1c에 더욱 구체적으로 도시되며, 여기에서 시간 시프팅 후의 구간

외부의 베이스 처프의 부분이 구간

내에 주기적으로 복귀된다는 것을 알 수 있다(도 1에서의 화살표(100)). 따라서, 심볼

의 전송과 연결된 변조된 처프는 다음의 두 부분으로 나뉜다(도 1c):

-

에 대하여, 베이스 처프의 순시 주파수 f_c(t)의 기울기는 시간에 있어서

만큼 시간에 있어서 앞으로 시프트되고; 그리고

-

에 대하여, 베이스 처프의 순시 주파수 f_c(t)의 기울기는 시간에 있어서

만큼 뒤로 시프트된다.

이에 의해, k번째 심볼

와 연관된 변조된 처프의 순시 주파수는 다음과 같이 표현될 수 있다:

에 대하여,

; 그리고

에 대하여,

.

마지막으로, 일련의 콘스텔레이션 심볼

에 의해 변조된 시간적으로 연속하는 처프에 대응하는 전송 신호의 복소 포락선은 다음과 같이 기재될 수 있다:

여기서

는 구간 [a, b]의 표시자 함수이고,

는 순간 k*Ts에 전송된 심볼

에 의해 변조된 처프의 순시 주파수이다.

다른 실시예에서, 베이스 처프는 선형으로 유지되지만 음의 기울기를 갖는 순시 주파수를 갖는다.

따라서, 일반적으로 선형 순시 주파수를 갖는 베이스 처프의 경우, 논의 대상인 순시 주파수는

로 표현될 수 있고, 여기서 부호 "+" 및 "-"는 대응하는 처프의 순시 주파수 f_c(t)의 양 또는 음의 기울기를 나타낸다. 이 경우에, 종종 양의 기울기의 경우 양의 처프를 참조하거나 음의 기울기의 경우 음의 처프를 참조한다.

도시되지 않은 다른 실시예들에서, 심볼 시간 Ts 동안 제1 순시 주파수와 제2 순시 주파수 사이에서 임의의 방식으로 변하는 순시 주파수를 갖는 처프가 베이스 처프로서 선택된다. 이 실시예들에서, 변조 프로세스는 전술한 바와 동일하게 유지되며, 즉, 심볼 시간 Ts에 걸쳐 순시 주파수의 변화 패턴의 순환 순열을 통해 수행된다. 이 실시예들에서만, 순시 주파수 f_c(t)의 임의의 표현이 고려된다.

이제 도 2를 참조하여 시간적으로 연속하는 변조된 처프를 포함하는 신호를 생성하는 방법의 단계들에 대한 설명이 제공된다.

정보 심볼

가 전송 신호를 형성하는 처프를 직접 변조하는 공지된 기술과 비교하여, 변조 심볼

를 획득하기 위해 여기에 차동 인코딩이 적용된다. 이 경우에, 정보 심볼

는 그 자체로 정보를 반송하는 심볼이다(인코딩된 형태로(엔트로피 코딩, 오류 정정 코딩 등) 또는 인코딩되지 않은 형태로). 예를 들어, 정보 심볼은 정보 비트를 콘스텔레이션 심볼 공간에 매핑함으로써 획득된다. 이의 부분에 대한 변조 심볼

는 처프의 실제 변조에 사용되는 심볼이다.

더욱 구체적으로는, 시간적으로 연속하는 처프에서 주어진 처프를 생성하기 위하여, 단계 E200에서, 한편으로는 시간적으로 연속하는 처프에서 주어진 처프에 선행하는 처프와 연관된 변조 심볼

과, 다른 한편으로는 M개의 심볼의 콘스텔레이션의 주어진 정보 심볼

사이의 차동 인코딩을 통해 획득된다.

다음으로, 단계 E210에서, 베이스 처프는, 시간적으로 연속하는 처프에서 k 번째 변조된 처프를 전달하기 위하여, 도 1a, 도 1b 및 도 1c를 참조하여 전술된 변조 방법(심볼 시간 Ts에 걸친 베이스 처프의 순시 주파수 변화 패턴의 순환 순열)에 따라 변조 심볼

에 의해 변조된다.

처프의 실제 변조 전의 정보 심볼의 이러한 차동 인코딩의 사용은, 도 4를 참조하여 아래에 설명되는 바와 같이, 시간 및/또는 주파수 동기화 에러에 대하여 통신 링크를 강화할 수 있게 한다.

고려 중인 실시예에 따르면, 베이스 처프의 순시 주파수는 심볼 시간 Ts 동안 제1 순시 주파수와 제2 순시 주파수 사이에서 선형적으로 또는 비선형적으로 변한다.

일부 실시예에서, 차동 인코딩은 한편으로는 변조 심볼

에 의존하는 제1 피연산자와 다른 한편으로는 주어진 정보 심볼

에 의존하는 제2 피연산자 사이의 모듈로 M 덧셈을 구현한다. 예를 들어, 차동 인코딩은 k≥1에 대하여, 수학식

을 구현한다. 차동 인코딩의 제1 구현에서(즉, k=0에 대하여), 변조 심볼

대신 미리 정해진 콘스텔레이션 심볼이 사용된다.

일부 실시예에서, 주어진 처프 및 주어진 처프에 선행하는 처프는 시간적으로 연속하는 처프에서 인접하지 않다. 다시 말해서, 주어진 변조 심볼

는, 예를 들어, 모듈로 M 덧셈을 통해, 변조 심볼

(p는 1보다 큰 정수)와 M개의 심볼의 콘스텔레이션의 주어진 정보 심볼

사이의 차동 인코딩을 통해 획득된다. 따라서, 본 출원에서 "시간적으로 연속하는 처프에서 주어진 처프에 선행하는 처프"라는 용어는 시간적으로 인접한 처프의 경우와 시간적으로 인접하지 않은 처프의 경우를 모두 포함한다.

일부 실시예에서, 추가 차동 인코딩이 또한 구현된다. 각각의 추가 차동 인코딩은 한편으로는 시간적으로 연속하는 처프에서 주어진 처프에 선행하는 p번째 처프와 연관된 변조 심볼

(p는 1보다 큰 정수)와, 다른 한편으로는 M개의 심볼의 콘스텔레이션의 일련의 정보 신호에서의 랭크 k-p'의 정보 신호

(p'는 1보다 크고 p가 아닌 정수) 사이에서 구현된다. 추가 차동 인코딩은 대응하는 중간 변조 심볼을 전달한다. K개의 쌍 (

,

)에 대해 구현된 추가 차동 인코딩은 K개의 대응하는 중간 심볼을 전달한다. K개의 중간 심볼은, 변조 심볼

를 전달하기 위해, p'=0인 단일 차동 인코딩에 대응하는 위에서 언급된 경우에 획득된 심볼과 함께 모듈로 M 덧셈된다. 일부 실시예에서, 위에서 언급된 단계 E200 및 E210(이들의 실시예에 관계 없이)은 전송될 신호 내에 포함된 시계열적인 변조된 처프를 생성하기 위해 연속하는 정보 심볼

에 대해 반복적으로 구현된다.

이제 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 도 2의 생성 방법의 단계들을 구현하기 위한 장치(300)의 구조의 일례에 대한 설명이 제공된다.

더욱 구체적으로, 장치(300)는 단계 E200을 구현하기 위한 차동 인코더(310)를 포함한다. 이 경우에, 차동 인코더(310)는 모듈로 M 덧셈기(310s) 및 심볼 주파수 1/Ts로 클록 신호(clk)가 공급되는 플립플롭(310ff)(예를 들어, D 플립플롭)을 포함한다. 플립플롭(310ff)은 덧셈기(310s)의 출력을 덧셈기(310s)의 입력 중 하나로 다시 순환시킨다.

또한, 장치(300)는 (위에서 언급된 실시예들 중 임의의 하나에 따라) 전술된 바와 같은 변조 단계 E210을 구현하도록 구성된 컴퓨팅 수단을 포함하는 변조기(320)를 포함한다.

이러한 도 3은 본 발명에 따른(도 2를 참조하여 전술된 실시예들 및/또는 변형예들 중 임의의 하나에 따른) 시간적으로 연속하는 변조된 처프를 포함하는 신호를 생성하는 방법의 특정 단계들을 수행하도록 장치(300)를 구현하는 여러 가능한 것들 중에서 하나의 특정 방식만을 도시한다. 구체적으로는, 이러한 단계들은 명령어 시퀀스를 포함하는 프로그램을 실행하는 재프로그래밍 가능한 컴퓨팅 기계(PC 컴퓨터, DSP 프로세서 또는 마이크로컨트롤러) 또는 전용 컴퓨팅 기계(예를 들어, FPGA 또는 ASIC와 같은 로직 게이트 세트 또는 기타 하드웨어 모듈)에서 수행될 수 있다.

장치(300)가 재프로그래밍 가능한 컴퓨팅 기계로 구현된다면, 대응하는 프로그램(즉, 명령어 시퀀스)은 삭제 가능한 저장 매체(예를 들어, 플로피 디스크, CD-ROM 또는 DVD-ROM) 또는 삭제 가능하지 않은 저장 매체에 저장될 수 있고, 이 저장 매체는 컴퓨터나 프로세서에 의해 부분적으로 또는 전체로 판독될 수 있다.

일부 실시예에서, 장치(300)는 무선 주파수 송신기(예를 들어, LoRa^® 프로토콜을 구현하는 송신기)에 내장된다.

이제 도 4를 참조하여, 도 2의 방법에 의해 생성된 신호에 의해 반송되는 정보 심볼을 추정하는 방법의 단계들에 대한 설명이 제공된다.

더욱 구체적으로, 추정 방법은 도 2의 생성 방법의 대칭 단계들을 구현한다. 예를 들어, 단계 E400에서, 수신된 시간적으로 연속하는 처프에서 주어진 처프라 하는 k번째 처프를 나타내는 신호의 일부가 복조되어 주어진 처프와 연관된 변조 심볼의 추정값

를 전달한다.

예를 들어, 일부 실시예에서, 단계 E400은 다음을 구현한다:

- 한편으로는 주어진 처프를 나타내는 N개의 샘플과, 다른 한편으로는 기준 처프(예를 들어, 주어진 처프를 생성하기 위해 전송 시 사용된 베이스 처프의 복소 켤레)를 나타내는 N개의 샘플을 항별로 곱셈하여, N개의 곱해진 샘플을 전달하는 곱셈 단계(E401); 및

- N개의 곱해진 샘플을 푸리에 변환하여 N개의 변환된 샘플을 전달하는 푸리에 변환 단계(E402).

이 실시예에서, 주어진 처프와 연관된 변조 심볼의 추정값

는 N개의 변환된 샘플 중에서 가장 높은 진폭을 갖는 샘플의 인덱스에 의존한다. 이것은 특허 문헌 EP 2 449 690 B1에 개시된 복조 원리이지만, 여기에서는 변조 심볼이 정보 심볼의 차동 인코딩으로부터의 전송 시에 획득된 경우에 적용된다.

다른 실시예에서, 주어진 처프와 연관된 변조 심볼의 추정값

가 다른 복조 방법을 구현함으로써 획득된다. 예를 들어, 변조된 처프의 순시 주파수 또는 위상의 변화 패턴은 이것이 전달하는 변조 심볼을 나타낸다. 이에 의해, 심볼 시간보다 짧은 기간에 걸쳐 수렴하는 위상 고정 루프가 주어진 처프의 순시 주파수 또는 위상을 추출하고 이에 따라 대응하는 변조 심볼을 추정하기 위해 구현될 수 있다. 대안으로서, 신호의 주기성을 추정하기 위한 영교차(zero-crossing) 카운팅 알고리즘으로 알려진 것이 동일한 목적으로 구현될 수 있다. 또한, 상관기 뱅크(correlator bank)를 사용한 복조(최대 우도(maximum likelihood)의 의미에서의 복조)가 일부 실시예에서 구현될 수 있다.

도 4로 돌아가면, 단계 E410에서, 신호에 의해 반송되는 정보 심볼(즉, 더욱 구체적으로는 전술된 바와 같은 정보를 반송하는 심볼)의 추정값

이 한편으로는 주어진 처프와 연관된 변조 심볼의 추정값

와, 다른 한편으로는 시간적으로 연속하는 처프에서 주어진 처프에 선행하는 처프를 나타내는 신호의 다른 부분에 적용되는 단계 E400를 구현함으로써 미리 획득된 변조 심볼의 추정값

사이의 차동 디코딩을 통해 획득된다.

일부 실시예에서, 차동 디코딩은 한편으로는 주어진 처프와 연관된 변조 심볼의 추정값

에 의존하는 제1 피연산자와, 다른 한편으로는 미리 획득된 변조 심볼의 추정값

에 의존하는 제2 피연산자 사이에 모듈로 M 뺄셈(modulo M difference)을 구현한다. 예를 들어, 차동 디코딩은 수학식

을 구현한다. 차동 디코딩의 제1 구현에서(즉, k=0에 대하여), 추정값

대신에 미리 정해진 콘스텔레이션 심볼이 사용된다.

변조 심볼

이 변조 심볼

(p는 1보다 큰 정수)와 M개의 심볼의 콘스텔레이션의 주어진 정보 심볼

사이의 차동 인코딩을 통해 획득되는 도 2를 참조하여 전술된 실시예에서, 추정값

와 시간적으로 연속하는 처프에서 주어진 처프에 선행하는 처프의 p번째 처프에 의해 반송되는 변조 심볼의 추정값(즉,

) 사이의 차동 디코딩이 예를 들어 모듈로 M 뺄셈을 통해 정보 심볼의 추정값

를 전달하도록 구현된다. 이 실시예에서, 시간적으로 연속하는 처프에서 주어진 처프에 선행하는 처프의 랭크 k-p(즉, 주어진 처프에 관련하여)는 도 2를 참조하여 전술된 바와 같은 차동 디코딩 및 차동 인코딩의 구현에 대하여 동일하다.

마찬가지로, 추가 차동 인코딩이 또한 구현되는 도 2를 참조하여 전술된 실시예에서, 대응하는 추가 차동 디코딩은, 또한, 한편으로는 시간적으로 연속하는 처프에서 주어진 처프에 선행하는 p번째 처프와 연관된 변조 심볼의 추정값

(p는 1보다 큰 정수)과, 다른 한편으로는 시간적으로 연속하는 처프에서 주어진 처프에 선행하는 p'번째 처프(p'는 1보다 크고 p가 아닌 정수)와 연관된 변조 심볼의 추정값

사이에 구현된다. 논의 대상인 추가 차동 디코딩은 대응하는 디코딩된 심볼을 전달한다. 더욱 정확하게는, 차동 디코딩이 적용되는 각각의 추정값 쌍의 성분에 대한 인덱스(k-p, k-p')는 시간적으로 연속하는 처프의 생성 동안 차동 인코딩이 구현된 대응하는 쌍 (

,

)의 인덱스에 대응한다. K개의 쌍 (

,

)에 대해 구현된 이러한 차동 디코딩은 K개의 대응하는 디코딩된 심볼을 전달한다. 논의 대상인 K개의 디코딩된 심볼은, 정보 심볼의 추정값

를 전달하기 위하여, p'=0인 단일 차동 디코딩에 대응하는 전술된 경위에 획득된 디코딩된 심볼과 함께 모듈로 M 덧셈된다.

일부 실시예에서, 전술된 단계 E400 및 E410(이들의 실시예에 관계 없이)은 신호에 의해 반송되는 일련의 정보 심볼을 추출하기 위하여 시간적으로 연속하는 처프에서 일련의 처프를 나타내는 신호의 연속하는 부분에 대하여 반복적으로 구현된다.

일부 실시예에서, 정보 비트는 심볼의 콘스텔레이션의 역 매핑 방식을 따름으로써 정보 심볼로부터 획득된다.

고려 중인 전술된 실시예에 관계 없이, 변조 심볼의 차동 디코딩(전송 시 정보 심볼의 차동 인코딩으로 인한 변조 심볼)은 시간 및/또는 주파수 동기화 에러가 있는 경우와 데이터 프레임 간의 충돌(시스템 내 또는 시스템 간 충돌)이 있는 경우에 데이터 추정 성능을 개선할 수 있게 한다.

이것은 예를 들어 도 4의 실시예에 따른 단계 E400 및 E410에서의 처리 동작을 (시간 및/또는 주파수) 동기화 에러가 있는 경우와 없는 경우에 수신된 신호에 적용함으로써 입증될 수 있다.

구체적으로, 수신기의 이상적인 시간 및 주파수 동기화의 경우, 샘플링 주기 Te로 샘플링된 수신 신호의 샘플 y(t)는 다음과 같이 기재될 수 있다L

여기서 w(nTe)는 백색, 가우시안 및 원형으로 가정되는 복소 노이즈를 나타낸다.

전송된 심볼은 수신된 신호의 복소 포락선의 지속 시간 Ts의 각각의 부분에 송신기에 의해 사용된 베이스 처프의 켤레 형태를 곱하여 여기에서 검출된다. 전파 채널(propagation channel)이 처프 사이에 어떠한 간섭도 도입하지 않는 것으로 인정되면(또는 처프 사이의 보호 구간(guard interval)이 송신기에서 도입된 경우), p번째 전송 심볼

의 복조는 다음과 같이 표현되는 N=Ts/Te 샘플의 처리에 대응한다:

여기에서,

이다. 따라서 이 구간 내에서 항 k=p을 제외하고 [수학식 4]의 합에 대한 모든 항은 0이다. 따라서:

또한 방정식 [수학식 7]을 [수학식 6]에 대입하면 다음이 제공된다:

여기서, 페이로드 신호는 다음과 같다:

그리고, 노이즈에 대응하는 항은 다음과 같이 표현된다:

따라서, [수학식 9]의 두 항을 곱하면, 인수는 다음과 같이 표현된다:

에 대하여

에 대하여

또한, [수학식 3]을 사용하여 샘플링 주기 Te=1/B로 신호를 샘플링하는 것은 다음을 제공한다:

이러한 샘플링 주파수의 선택은 M=N으로 이어진다는 것이 주목되어야 한다. 구체적으로,

는 한편으로는 S_p/N과 동일한 정규화된 주파수를 갖는 복소 지수의 의 합이고, 다른 한편으로는 가우시안 노이즈의 합이다. 따라서, S_p의 최적 추정값 및 이에 따른 연관된 심볼의 검출은

의 주기성 도표(periodogram)의 최대값을 검색하여 수행될 수 있다.

특허 EP 2 449 690 B1에서 제안된 복조 솔루션에 기초하여,

에 대하여

로 표시된

의 N개의 샘플 중 주파수 k/N에서의 이산 푸리에 변환은 다음과 같이 표현된다:

이산 푸리에 변환의 주기성을 사용하여,

는 다음과 같이 표현될 수 있다:

여기서,

는 노이즈 항

의 이산 푸리에 변환이다. 따라서,

는 백색, 가우시안이고

와 같은 동일한 변동을 가지는 것으로 보인다. 추정값

는 다음과 같이 주어진다:

수신기의 시간 및 주파수 동기화가 이상적이지 않은 경우, 베이스밴드에서 수신된 신호 y(t)는 다음과 같이 표현된다:

여기서

는 시간 동기화 에러이고,

는 주파수 동기화 에러이다.

전술된 복조 및 디코딩 단계가 수신된 p번째 처프에 다시 적용될 것이다. 시간 동기화 에러는 수신기에서 이산 푸리에 변환에 의해 처리된 신호가 2개의 연속적으로 전송된 심볼로부터 발생하는 신호 부분으로 구성된다는 것을 의미한다. 이 현상을 공식화하기 위해,

다음과 같이 정의된다.

인 경우, p번째 심볼에 대응하는 y(t)의 샘플, 즉

는

에 대하여 다음과 같이 기재될 수 있다:

마찬가지로,

인 경우,

는

에 대하여 다음과 같이 표현된다:

예를 들어 [수학식 18]과 연관된 경우, 즉

인 경우가 가 고려될 것 것이다. 위에서 언급한 복조 원리를 신호

에 적용함으로써,

(Te=1/B의 배수인 순간에서의

의 샘플링을 나타내고, n은

가 되도록 하는 배수 인자이다)에는

을 제공하기 위하여 전송기에서 사용되는 베이스 처프의 켤레 형태가 먼저 곱해진다. 마지막으로, 심볼 검출을 위해 이산 푸리에 변환이 적용된다. 대수적 조작 후에, 이는 다음을 제공한다:

그리고:

여기서,

및

는 심볼 추정에 영향을 주지 않는 두 개의 상수 인수를 나타낸다.

따라서,

은 3개의 항으로 구성된다.

1) 시간 구간

동안 전송된 (p-1)번째 처프에 대한 기여도:

2) 시간 구간

동안 전송된 p번째 처프에 대한 기여도:

3) [수학식 10]에 의해 주어진 것에 대응하는 노이즈 항.

따라서,

는 다음과 같이 표현될 수 있는 것으로 보인다:

[수학식 23]은, 완벽한 시간 및 주파수 동기화의 경우, 즉

일 때, [수학식 11]로 감소될 수 있다는 것이 주목될 수 있다.

[수학식 23]에 의해 입증되는 바와 같이, 수신된 신호가 완벽하게 동기화되지 않을 때, 심볼간 간섭이 발생한다. 이는 주기성 도표의 최대값의 주파수 편이를 초래하여, 바이어스된 추정 심볼을 야기한다. 더욱 정확하게는, 이산 푸리에 변환의 출력에서의 피크는 더 이상 p번째 심볼에 대응하는 주파수에 위치되지 않고, 아마도 2차 피크가 존재할 수 있다. 그러나,

및

는 다수의 연속하는 심볼에 대해 동일하게 유지된다. 그러므로, 이들은 본 출원에서 제안된 바와 같이 차동 추정을 구현할 때 제거되는 계통적 오류로 이어진다.

더욱 구체적으로, 도 2를 참조하여 전술된 바와 같이, 전송되는 신호를 형성하는 처프를 변조하는 심볼

는 예를 들어 대응하는 전술된 실시예에서 다음의 수학식에 따라 k≥1에 대하여 차동 인코딩을 통해 획득된다:

여기서

는 M개의 심볼의 콘스텔레이션에 속하는 k번째 정보 심볼이다. 마찬가지로, 정보 심볼은 변조 심볼 추정값의 차동 디코딩을 통해 수신 시 추정된다. k번째 정보 심볼의 추정값으로서

를 표시하고, k번째 변조 심볼의 추정값으로서

를 표시하면, 추정값

은 예를 들어 대응하는 전술된 실시예에서의 다음의 수학식에 따라 획득된다:

[수학식 25]에 기초하여, [수학식 14]에 따른 추정값에 바이어스가 있는 경우, 이는 제안된 차동 처리에 의해 제거된다는 것이 관찰된다. 구체적으로, [수학식 25]을 통해 제안된 처리는 [수학식 21] 및 [수학식 22]에서 항

을 제거한다.

이에 의해, 제안된 기술은 수신기의 시간 및 주파수 동기화 에러에 대해 강력하다. 더욱이, 프레임 간 충돌(시스템 내 충돌 및 시스템 간 충돌 모두)의 경우에, 다수의 신호의 혼합으로 인해 수신기는 수신된 신호와 동기화되지 않을 수 있다. 그러나, 설명된 기술을 구현하는 통신 링크의 시간 동기화 에러에 대한 강건성은 프레임 간의 충돌의 경우에 있어서의 성능도 개선된다는 것을 의미한다.

이제 도 5를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 도 4의 추정 방법의 단계들을 구현하기 위한 장치(500)의 구조의 일례에 대한 설명이 제공된다.

더욱 구체적으로, 장치(500)는 (상기 언급된 실시예 중 어느 하나에 따라) 변조 단계(E400)를 구현하도록 구성된 컴퓨팅 수단을 포함하는 복조기(510)를 포함한다.

또한, 장치(500)는 단계 E410을 구현하기 위한 차동 디코더(520)를 포함한다. 이 경우에서의 차동 디코더(520)는 모듈로 M 뺄셈기(520d) 및 심볼 주파수 1/Ts로 클록 신호(clk)가 공급되는 플립플롭(520ff)(예를 들어, D 플립플롭)을 포함한다. 플립플롭(520ff)은 복조기(510)에 의해 전달된 추정값

를 1 클록 스트로크만큼 지연시킨다.

이러한 도 4는 (도 4를 참조하여 전술된 실시예들 및/또는 변형예들 중 임의의 하나에 따른) 시간적으로 연속하는 처프를 포함하는 신호에 의해 반송되는 정보 심볼을 추정하는 방법의 특정 단계들을 수행하도록 장치(500)를 구현하는 여러 가능한 것들 중에서 하나의 특정 방식만을 도시한다. 구체적으로는, 이러한 단계들은 명령어 시퀀스를 포함하는 프로그램을 실행하는 재프로그래밍 가능한 컴퓨팅 기계(PC 컴퓨터, DSP 프로세서 또는 마이크로컨트롤러) 또는 전용 컴퓨팅 기계(예를 들어, FPGA 또는 ASIC와 같은 로직 게이트 세트 또는 기타 하드웨어 모듈)에서 수행될 수 있다. 특히, 이러한 단계들은 명령어 시퀀스를 포함하는 프로그램을 실행하는 재프로그래밍 가능한 컴퓨팅 기계(PC 컴퓨터, DSP 프로세서 또는 마이크로컨트롤러) 또는 전용 컴퓨팅 기계(예를 들어, FPGA 또는 ASIC와 같은 로직 게이트 세트 또는 기타 하드웨어 모듈)에서 수행될 수 있다.

장치(500)가 재프로그래밍 가능한 컴퓨팅 기계로 구현된다면, 대응하는 프로그램(즉, 명령어 시퀀스)은 삭제 가능한 저장 매체(예를 들어, 플로피 디스크, CD-ROM 또는 DVD-ROM) 또는 삭제 가능하지 않은 저장 매체에 저장될 수 있고, 이 저장 매체는 컴퓨터나 프로세서에 의해 부분적으로 또는 전체로 판독될 수 있다.

일부 실시예에서, 장치(500)는 무선 주파수 송신기(예를 들어, LoRa^® 프로토콜을 구현하는 송신기)에 내장된다.

이제 도 6을 참조하여, 다양한 수신기 시간 동기화 에러 값에 대하여 LoRa^® 통신 시스템 및 도 2의 방법 및 도 4의 방법을 구현하는 통신 시스템에 대해 시뮬레이션에 의해 획득된 성능에 대한 설명이 제공된다.

더욱 구체적으로는, 곡선(601dcss, 605dcss)은, 각각 Ts의 1%(곡선 601dcss) 및 T의 5%s(곡선 605dcss)와 동일한 시간 동기화 에러 값

에 대해, 도 2 및 도 4의 방법을 구현하는 트랜시버 시스템에 대한 추가 백색 노이즈가 있는 경우에 통신 링크에서 획득되는 성능에 대응한다.

마찬가지로, 곡선(601lora, 605lora)는, 각각 Ts의 1%(곡선 601lora) 및 Ts의 5%(곡선 605lora)와 동일한 시간 동기화 에러 값

에 대해, 특허 EP 2 449 690 B1의 기술을 구현하는 트랜시버 시스템에 대한 추가 백색 노이즈가 있는 경우에 통신 링크에서 획득되는 성능에 대응한다.

따라서, 본 출원에서 설명된 기술은 동기화 에러가 있는 경우에 통신 링크의 BER 측면에서 성능을 상당히 개선할 수 있게 한다.

Claims (10)

1. M개의 처프 중에서 시간적으로 연속하는 처프를 포함하는 신호를 생성하는 생성 방법에 있어서,
   상기 M개의 처프 중 s번째 처프는 M개의 심볼의 콘스텔레이션(constellation)의 랭크 s의 변조 심볼과 연관되고, s는 0부터 M-1까지의 정수이고,
   상기 s번째 처프는, 순시 주파수가 심볼 시간 Ts 동안 제1 순시 주파수와 제2 순시 주파수 사이에서 변동하는 베이스 처프의 변조로 인한 것이고,
   상기 변조는, 랭크 s의 상기 변조 심볼에 대해, M*Tc=Ts가 되도록 기본 기간 Tc의 s배의 시간 시프트를 통해 획득된 상기 심볼 시간 Ts에 걸친 상기 순시 주파수의 변화 패턴의 순환 순열에 대응하고,
   상기 시간적으로 연속하는 처프에서 주어진 처프를 생성하기 위하여:
   - 한편으로는 상기 시간적으로 연속하는 처프에서 상기 주어진 처프에 선행하는 처프와 연관된 변조 심볼과, 다른 한편으로는 상기 M개의 심볼의 콘스텔레이션의 주어진 정보 심볼을 차동 인코딩하여, 주어진 변조 심볼을 전달하는 차동 인코딩 단계(E200); 및
   - 상기 주어진 변조 심볼에 기초하여 상기 베이스 처프를 변조하여 상기 주어진 처프를 생성하는 변조 단계(E210)
   를 포함하고,
   상기 차동 인코딩 단계 및 상기 변조 단계는 연속하는 정보 심볼에 대하여 반복적으로 구현되어, 상기 시간적으로 연속하는 처프에서 일련의 처프를 전달하는 것을 특징으로 하는, 생성 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 차동 인코딩 단계는, 한편으로는 상기 주어진 처프에 선행하는 상기 처프와 연관된 상기 변조 심볼에 의존하는 제1 피연산자와, 다른 한편으로는 상기 주어진 정보 심볼에 의존하는 제2 피연산자 사이의 모듈로 M 덧셈(modulo M addition)을 구현하여, 상기 주어진 변조 심볼을 전달하는, 생성 방법.
3. M개의 처프 중에서 시간적으로 연속하는 처프를 포함하는 신호에 의해 반송되는 M개의 심볼의 콘스텔레이션(constellation)의 적어도 하나의 정보 심볼을 추정하는 추정 방법에 있어서,
   s는 0부터 M-1까지의 정수이고, 상기 M개의 처프 중 s번째 처프는 상기 M개의 심볼의 콘스텔레이션의 랭크 s의 변조 심볼과 연관되고,
   상기 s번째 처프는, 순시 주파수가 심볼 시간 Ts 동안 제1 순시 주파수와 제2 순시 주파수 사이에서 변동하는 베이스 처프의 변조로 인한 것이고,
   상기 변조는, 랭크 s의 상기 변조 심볼에 대해, M*Tc=Ts가 되도록 기본 기간 Tc의 s배의 시간 시프트를 통해 획득된 상기 심볼 시간 Ts에 걸친 상기 순시 주파수의 변화 패턴의 순환 순열에 대응하고,
   상기 시간적으로 연속하는 처프에서 주어진 처프를 나타내는 상기 신호의 부분에 대하여:
   - 상기 신호의 상기 부분을 복조하여, 상기 주어진 처프와 연관된 변조 심볼의 추정값을 전달하는 복조 단계; 및
   - 한편으로는 상기 주어진 처프와 연관된 상기 변조 심볼의 상기 추정값과, 다른 한편으로는 상기 시간적으로 연속하는 처프에서 상기 주어진 처프에 선행하는 처프를 나타내는 상기 신호의 다른 부분에 적용되는 상기 복조 단계를 구현함으로써 미리 획득된 변조 심볼의 추정값을 차동 디코딩하여, 디코딩된 심볼을 전달하는 차동 디코딩 단계
   를 포함하고,
   상기 신호에 의해 반송되는 정보 심볼의 추정값은 상기 디코딩된 심볼에 의존하고,
   상기 복조 단계 및 상기 차동 인코딩 단계는 상기 시간적으로 연속하는 처프에서 일련의 처프를 나타내는 상기 신호의 연속하는 부분에 대하여 반복적으로 구현되어 대응하는 일련의 디코딩된 심볼을 전달하고, 상기 신호에 의해 반송되는 정보 심볼의 일련의 추정값은 상기 일련의 디코딩된 심볼에 의존하는 것을 특징으로 하는, 추정 방법.
4. M개의 처프 중에서 시간적으로 연속하는 처프를 포함하는 신호에 의해 반송되는 M개의 심볼의 콘스텔레이션(constellation)의 적어도 하나의 정보 심볼을 추정하는 추정 방법에 있어서,
   s는 0부터 M-1까지의 정수이고, 상기 M개의 처프 중 s번째 처프는 상기 M개의 심볼의 콘스텔레이션의 랭크 s의 변조 심볼과 연관되고,
   상기 s번째 처프는, 순시 주파수가 심볼 시간 Ts 동안 제1 순시 주파수와 제2 순시 주파수 사이에서 변동하는 베이스 처프의 변조로 인한 것이고,
   상기 변조는, 랭크 s의 상기 변조 심볼에 대해, M*Tc=Ts가 되도록 기본 기간 Tc의 s배의 시간 시프트를 통해 획득된 상기 심볼 시간 Ts에 걸친 상기 순시 주파수의 변화 패턴의 순환 순열에 대응하고,
   상기 시간적으로 연속하는 처프에서 주어진 처프를 나타내는 상기 신호의 부분에 대하여:
   - 상기 신호의 상기 부분을 복조하여, 상기 주어진 처프와 연관된 변조 심볼의 추정값을 전달하는 복조 단계;
   - 한편으로는 상기 시간적으로 연속하는 처프에서 상기 주어진 처프를 나타내는 N개의 샘플과, 다른 한편으로는 기준 처프를 나타내는 N개의 샘플을 항별로 곱셈하여, N개의 곱해진 샘플을 전달하는 곱셈 단계; 및
   - 상기 N개의 곱해진 샘플을 푸리에 변환하여 상기 N개의 변환된 샘플을 전달하는 푸리에 변환 단계 - 상기 주어진 처프와 연관된 상기 변조 심볼의 상기 추정값은 상기 N개의 변환된 샘플 중에서 가장 높은 진폭을 갖는 샘플의 인덱스에 의존함 -; 및
   - 한편으로는 상기 주어진 처프와 연관된 상기 변조 심볼의 상기 추정값과, 다른 한편으로는 상기 시간적으로 연속하는 처프에서 상기 주어진 처프에 선행하는 처프를 나타내는 상기 신호의 다른 부분에 적용되는 상기 복조 단계를 구현함으로써 미리 획득된 변조 심볼의 추정값을 차동 디코딩하여, 디코딩된 심볼을 전달하는 차동 디코딩 단계
   를 포함하고,
   상기 신호에 의해 반송되는 정보 심볼의 추정값은 상기 디코딩된 심볼에 의존하는 것을 특징으로 하는, 추정 방법.
5. 제3항 또는 제4항에 있어서,
   상기 차동 디코딩 단계는, 한편으로는 상기 주어진 처프와 연관된 상기 변조 심볼의 추정값에 의존하는 제1 피연산자와, 다른 한편으로는 미리 획득된 상기 변조 심볼의 추정값에 의존하는 제2 피연산자 사이의 모듈로 M 뺄셈(modulo M difference)을 구현하여, 상기 신호에 의해 반송되는 상기 정보 심볼의 추정값을 전달하는, 추정 방법.
6. 제4항 또는 제5항에 있어서,
   상기 복조 단계 및 상기 차동 인코딩 단계는 상기 시간적으로 연속하는 처프에서 일련의 처프를 나타내는 상기 신호의 연속하는 부분에 대하여 반복적으로 구현되어 대응하는 일련의 디코딩된 심볼을 전달하고, 상기 신호에 의해 반송되는 정보 심볼의 일련의 추정값은 상기 일련의 디코딩된 심볼에 의존하는 것을 특징으로 하는, 추정 방법.
7. 제3항 및 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 신호를 복조하는 상기 복조 단계는:
   - 한편으로는 상기 시간적으로 연속하는 처프에서 상기 주어진 처프를 나타내는 N개의 샘플과, 다른 한편으로는 기준 처프를 나타내는 N개의 샘플을 항별로 곱셈하여, N개의 곱해진 샘플을 전달하는 곱셈 단계; 및
   - 상기 N개의 곱해진 샘플을 푸리에 변환하여 상기 N개의 변환된 샘플을 전달하는 푸리에 변환 단계 - 상기 주어진 처프와 연관된 상기 변조 심볼의 상기 추정값은 상기 N개의 변환된 샘플 중에서 가장 높은 진폭을 갖는 샘플의 인덱스에 의존함 -
   를 구현하는, 추정 방법.
8. 프로그램이 컴퓨터에 의해 실행될 때, 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 방법을 구현하기 위한 프로그램 코드 명령어를 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품.
9. M개의 처프 중에서 시간적으로 연속하는 처프를 포함하는 신호를 생성하는 장치(300)에 있어서,
   상기 M개의 처프 중 s번째 처프는 M개의 심볼의 콘스텔레이션(constellation)의 랭크 s의 변조 심볼과 연관되고, s는 0부터 M-1까지의 정수이고,
   상기 s번째 처프는, 순시 주파수가 심볼 시간 Ts 동안 제1 순시 주파수와 제2 순시 주파수 사이에서 변동하는 베이스 처프의 변조로 인한 것이고,
   상기 변조는, 랭크 s의 상기 변조 심볼에 대해, M*Tc=Ts가 되도록 기본 기간 Tc의 s배의 시간 시프트를 통해 획득된 상기 심볼 시간 Ts에 걸친 상기 순시 주파수의 변화 패턴의 순환 순열에 대응하고,
   상기 시간적으로 연속하는 처프에서 주어진 처프를 생성하기 위하여:
   - 한편으로는 상기 시간적으로 연속하는 처프에서 상기 주어진 처프에 선행하는 처프와 연관된 변조 심볼과, 다른 한편으로는 상기 M개의 심볼의 콘스텔레이션의 주어진 정보 심볼을 차동 인코딩하여, 주어진 변조 심볼을 전달하는 차동 인코딩 단계; 및
   - 상기 주어진 변조 심볼에 기초하여 상기 베이스 처프를 변조하여 상기 주어진 처프를 생성하는 변조 단계
   를 수행하도록 구성된 재프로그래밍 가능한 컴퓨팅 기계 또는 전용 컴퓨팅 기계를 포함하고,
   상기 차동 인코딩 단계 및 상기 변조 단계는 연속하는 정보 심볼에 대하여 반복적으로 구현되어, 상기 시간적으로 연속하는 처프에서 일련의 처프를 전달하는 것을 특징으로 하는, 장치.
10. M개의 처프 중에서 시간적으로 연속하는 처프를 포함하는 신호에 의해 반송되는 M개의 심볼의 콘스텔레이션(constellation)의 적어도 하나의 정보 심볼을 추정하는 장치(500)에 있어서,
    상기 M개의 처프 중 s번째 처프는 상기 M개의 심볼의 콘스텔레이션의 랭크 s의 변조 심볼과 연관되고, s는 0부터 M-1까지의 정수이고,
    상기 s번째 처프는, 순시 주파수가 심볼 시간 Ts 동안 제1 순시 주파수와 제2 순시 주파수 사이에서 변동하는 베이스 처프의 변조로 인한 것이고,
    상기 변조는, 랭크 s의 상기 변조 심볼에 대해, M*Tc=Ts가 되도록 기본 기간 Tc의 s배의 시간 시프트를 통해 획득된 상기 심볼 시간 Ts에 걸친 상기 순시 주파수의 변화 패턴의 순환 순열에 대응하고,
    상기 시간적으로 연속하는 처프에서 주어진 처프를 나타내는 상기 신호의 부분에 대하여:
    - 상기 신호의 상기 부분을 복조하여, 상기 주어진 처프와 연관된 변조 심볼의 추정값을 전달하는 복조 단계;
    - 한편으로는 상기 시간적으로 연속하는 처프에서 상기 주어진 처프를 나타내는 N개의 샘플과, 다른 한편으로는 기준 처프를 나타내는 N개의 샘플을 항별로 곱셈하여, N개의 곱해진 샘플을 전달하는 곱셈 단계; 및
    - 상기 N개의 곱해진 샘플을 푸리에 변환하여 상기 N개의 변환된 샘플을 전달하는 푸리에 변환 단계 - 상기 주어진 처프와 연관된 상기 변조 심볼의 상기 추정값은 상기 N개의 변환된 샘플 중에서 가장 높은 진폭을 갖는 샘플의 인덱스에 의존함 -; 및
    - 한편으로는 상기 주어진 처프와 연관된 상기 변조 심볼의 상기 추정값과, 다른 한편으로는 상기 시간적으로 연속하는 처프에서 상기 주어진 처프에 선행하는 처프를 나타내는 상기 신호의 다른 부분에 적용되는 상기 복조 단계를 구현함으로써 미리 획득된 변조 심볼의 추정값을 차동 디코딩하여, 디코딩된 심볼을 전달하는 차동 디코딩 단계
    를 수행하도록 구성된 재프로그래밍 가능한 컴퓨팅 기계 또는 전용 컴퓨팅 기계를 포함하고,
    상기 신호에 의해 반송되는 정보 심볼의 추정값은 상기 디코딩된 심볼에 의존하는 것을 특징으로 하는, 장치.

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