| 说明书全文 |
복합 캐리어 복조 방법 및 장치{COMPLEX CARRIER DEMODULATION METHOD AND DEVICE}
본 발명은 캐리어 복조 방법에 관한 것으로서, 특히 복합 캐리어 복조 방법 및 장치에 관한 것이다.
샤논 공식 에 따르면, C는 채널 용량이고, W는 채널 대역폭이며, S는 신호 전력이고, N은 노이즈 전력이며, 이로부터 알 수 있는 바와 같이, 채널 용량과 대역폭이 정비례되기 때문에 채널 용량을 향상시키는 가장 효과적인 방법은 바로 대역폭을 증가시키는 것이고, 또한 신호 전력을 증가시키는 것도 채널 용량을 향상시킴을 알 수 있다. 현재의 통신 시스템에 있어서, 캐리어 변조 기술을 이용하여 상이한 정보를 상이한 주파수 대역에 실어서 전송하는 데, 실제상에서는 대역폭 자원을 충분히 활용하여 채널 용량을 향상시키기 위한 것이다. 현재 가장 보편적인 캐리어 변조 매커니즘은 도1에 도시된 바와 같으며, 베이스밴드 복합 신호의 실수부와 허수부는 각각 캐리어 cos(ωt) 및 sin(ωt)와 곱하여 최종적으로 누적되어 송신되며, 이 과정은 하기 공식 로 표시할 수 있으며, SBP (t)는 캐리어 변조 신호이고, e i ωt 는 복합 캐리어 신호이며, S LP (t)는 베이스밴드 복합 신호이고, Re는 실수부를 취하는 것이다. 이 공식은 매커니즘은 바로 시간 도메인 신호의 곱셈의 값은 주파수 도메인 신호의 콘볼루션 값과 등가된다는 것으로서, 캐리어 주파수 신호와 베이스밴드 신호의 콘볼루션 과정을 통하여 베이스밴드 신호를 캐리어 주파수 대역으로 이동시킨다. 현재의 캐리어 변조 방법에 있어서, 베이스밴드 신호가 복소수이고, 캐리어 신호도 복소수이지만, 최종적으로 송신되는 캐리어 변조 신호는 단지 실수부만 취하기 때문에, 송신되는 신호는 실수 신호이며, 본 명세서에서는 실수 캐리어 변조라 칭한다. 현재 사용되는 리얼 캐리어 변조 방법은 실제상에서 주파수 스펙트럼 자원의 배가되는 낭비 및 신호 에너지의 배가되는 손실을 초래하는 데, 주요한 원인은 음의 주파수에 대한 부적절한 인식과 사용에 있다. 우선, 음의 주파수는 존재한다는 것이다. 도2에 도시된 바와 같이, 반시계 방향으로 회전하는 각도를 +θ로, 시계 방향으로 회전하는 각도를 -θ로 정의하면, 각 주파수의 정의 에 의하여 알 수 있는 바와 같이, 음의 각 주파수 는 “음의 시간”에 의하여 생성되는 것이 아니라, “음의 각도”에 의하여 생성되는 것이기 때문에, 양/음의 주파수는 실제상에서 단지 평면 상에 존재하는 두 가지 부동한 방향 상의 회전을 대표하며, 양/음의 두 가지 회전이 존재하는 것은 실제상에서는 평면에 두 개의 면이 존재하기 때문이다. 본 명세서에서는 회전 방향이 오른손 법칙에 부합되는 양의 주파수를 우측 회전 주파수로 정의하고, 우측 주파수로 약칭하며, 회전 방향이 왼손 법칙에 부합되는 음의 주파수를 좌측 회전 주파수로 정의하고, 좌측 주파수로 약칭한다. 특별한 설명이 없는 한, 본 명세서의 아래의 내용에서는 좌우 주파수, 좌우 주파수 대역 및 좌우 주파수 스펙트럼 등 용어로 종래 기술 중의 상기 양/음의 주파수, 양/음의 주파수 대역 및 양/음의 주파수 스펙트럼 등을 대체한다. 현재까지, 교재나 실제 공정에 있어서, 사람들이 정의하는 사용가능한 대역폭(작업 주파수 대역이라고도 함)은 모두 플러스 부호의 우측 주파수 스펙트럼 범위에 속하는 것이고, 좌측 주파수 스펙트럼은 수학적으로 마이나스 부호를 갖고 있기 때문에 선택적으로 포기되었으며, 도3에 도시된 바와 같이, 이는 현재 가장 선진적인 LTE 통신 프로토콜 중의 주파수 대역 분할로서, 마이나스 부호를 갖는 주파수 스펙트럼 자원을 완전히 무시하고 있다. 좌측 주파수의 존재에 대하여 이해하였다면, 어떻게 좌우 주파수를 구분할 것인가? 또는 어떻게 평면 상의 이 두 가지 회전을 기술할 것인가? 이가 바로 오일러 공식 로서, 도4에 도시된 바와 같이, e-iωt 와 e i ωt 는 각각 시계 방향과 반시계 방향으로 회전하는 두 곡선을 나타내며, 좌우 두 가지 주파수의 신호에 대응된다. “시간-복소수” 공간 중에서 쉽게 좌우 주파수 신호를 구분할 수 있지만, 좌우 주파수 신호는 “시간-실수부” 평면 상의 투영은 모두 실수 신호 cos(ωt) , 즉 이기 때문에, 하나의 실수 신호만으로 이가 좌측 주파수 신호의 투영인지 아니면 우측 주파수 신호의 투영인지 구분할 수 없으며, 확율적으로 보면 해당 신호가 좌측 주파수 신호와 우측 주파수 신호일 확율이 동일하여, 모두 1/2, 즉 이다. 그러므로, 단지 하나의 자유도만을 포함한 실수 신호는 완전한 것이 아니며, 하나의 주파수 신호에 대하여 편견이 없는 기술을 진행하려면 적어도 두 개 자유도의 복합 신호를 사용하여야 한다. 또는, 한 주파수 신호의 완전한 기술은 반드시 하나의 복소수 형식이며, 완전한 기술 하의 복소수 형식의 좌우 주파수 e -iωt 와 e i ωt 는 두 개의 구분 가능한 완전히 독립적인 주파수이기 때문에 완전히 독립적인 정보를 베어링 할 수 있다. 상기 분석한 바와 같이, 실수 캐리어 변조에서 생성되는 실수 신호는 실제상에서 좌우 주파수의 혼동을 일으키고, 좌우 주파수 대역이 모두 차지되고 또한 좌우 주파수 대역 상의 정보가 공액 대칭되고 독립적인 정보가 아닌 상황을 초래한다. 실수 캐리어 변조의 주파수 스펙트럼 이동은 도5에 도시된 바와 같으며, 횡방향 좌표는 주파수 ω이고, 종방향 좌표는 진폭 F(ω)이며, ω C 는 캐리어 주파수이다. 보충하여야 할 바로는, 실수 캐리어 변조 방식은 불완전한 1차원 실수 신호로부터 2차원 복합 신호를 관찰하는 것이기 때문에, 실수 캐리어 변조 방식에 의해 인출되는 좌측 주파수 대역에 대하여 종종 큰 의혹을 갖게 되며, 의미와 작용에 대하여 잘 모를 때 좌측 주파수 대역을 단지 하나의 미러 이미지이고 실제로 존재하지 아닌 것으로 오해할 수 있으며, 더욱 엄중한 관점으로는 좌측 주파수 대역의 신호는 해로운 것이라고 이해하기 때문에 예컨대 “영상 억제(image rejection)”등 방법이 나타나고 있다. 현재, 복조 시 수신된 신호를 실수 신호라고 여기기 때문에, 단지 실수 신호에 대하여 곱셈, 즉 주파수 대역 이동을 진행한다. 일반적으로는 우측 주파수 대역을 베이스밴드로 이동시키며, 이로써 좌측 주파수 대역은 베이스밴드로부터 2배 떨어진 위치로 이동되어, 베이스밴드를 통하여 필터링 된 후 좌측 주파수 대역의 정보는 완전히 지워진다. 좌측 주파수 대역의 미러 이미지 정보가 중복되는 정보이지만, 직접 폐기하는 것은 실제상에서 신호 에너지의 배가되는 손실을 초래한다. 실수 캐리어 변조의 주파수 스펙트럼 이동은 도6에 도시된 바와 같으며, 횡방향 좌표는 주파수 ω이고, 종방향 좌표는 진폭 F(ω)이며, ω C 는 캐리어 주파수이다. 신호가 송신되어서부터 수신될 때까지의 과정에서 에너지 손실은 도7에 도시된 바와 같으며, 완전한 복합 신호는 좌측 회전 또는 우측 회전의 평면 신호이고(a), 실수 캐리어 변조의 광학 격자 효과를 거치고(b), 다시 수신 안테나의 투영 효과를 거쳐(c), 실제로 수신되는 신호 에너지 손실은 4배 이상일 수 있다. 다행인 점은 이러한 불완전한 실수 캐리어 변조를 이용함에 있어서, 좌우 주파수 대역 상의 정보가 공액 미러 이미지이기 때문에, 복조측에서 좌우 주파수를 헛갈려 좌측 주파수 상의 정보를 수신한다 하여도 동일한 것이며, 이때 단지 I, Q 데이터를 교환하기만 하면 정보를 미러링 할 수 있으며, 이는 많은 기기 상에 수신 신호에 대하여 I, Q 교환을 진행하는 옵션이 구비되는 원인이다. 상기 변조/복조 중의 주파수 대역 이동 과정을 통하여 알 수 있는 바와 같이, 주파수는 실제상에서 하나의 상대적인 값이고 참조 주파수의 변화에 따라 변하되는 것이며, 여기에서의 참조 주파수는 변조 및 복조 주파수이고, 단지 주파수 사이의 거리, 즉 주파수 대역만이 절대적인 의미를 가지며, 이는 또한 다른 한 각도에서 “음의 주파수”의 진실한 존재를 입증하여 준다. 상술한 바와 같이, 좌측 주파수에 대한 편견으로 인하여 현재 안테나, 유선, 광케이블 및 레이다 등 모든 통신 시스템에 있어서, 대역폭 정의에서 모두 좌측 주파수의 주파수 스펙트럼 자원을 무시하여, 절반의 주파수 스펙트럼 자원의 낭비를 초래한다. 아울러, 현재 실수 캐리어 변조에 의해서도 좌우 주파수 대역이 모두 점용되고, 실수 캐리어 복조에 의해서도 좌우 주파수 대역 신호 중 하나의 에너지가 포기된다.
본 발명의 해결하려는 과제는 복합 캐리어 복조 방법 및 장치를 제공하는데 있다.
상기 문제를 해결하기 위하여, 본 발명에서는 복합 캐리어 복조 방법을 제공하는데, 복합 신호를 캐리어 신호로 채용하여 기변조된 신호에 대하여 복조를 진행하여 복합 캐리어 복조 신호를 취득하며, 상기 복합 캐리어 신호는 e -iωt 또는 e i ωt 이다. 또한, 상기 기변조된 신호는 실수부 신호와 허수부 신호를 포함한 복합신호이다. 또한, 복합 신호를 캐리어 신호로 채용하여 기변조된 신호에 대하여 복조를 진행하는 과정에 있어서, 공식 를 이용하며, 여기서, S RLP (t)는 복합 캐리어 복조 신호이고, S BP (t)는 복합 캐리어 변조 신호이며, S LP (t)는 캐리어 대기 신호이고, e i ωt 는 우측 회전 복합 캐리어 신호이고, e -iωt 는 좌측 회전 복합 캐리어 신호이다. 또한, 상기 좌측 회전 복합 캐리어 신호의 회전 방향은 왼손 법칙에 부합되고, 상기 우측 회전 복합 캐리어 신호의 회전 방향은 오른손 법칙에 부합된다. 또한, 복합 신호를 캐리어 신호로 채용하여 기변조된 신호에 대하여 복조를 진행하는 과정에 있어서, 공식 를 이용하며, SRLP (t)는 복합 캐리어 복조 신호이고, S BP (t)는 복합 캐리어 변조 신호이며, S LP (t)는 캐리어 대기 신호이고, e -iωt 는 좌측 회전 복합 캐리어 신호이고, e iωt 는 우측 회전 복합 캐리어 신호이다. 또한, 상기 좌측 회전 복합 캐리어 신호의 회전 방향은 왼손 법칙에 부합되고, 상기 우측 회전 복합 캐리어 신호의 회전 방향은 오른손 법칙에 부합된다. 상기 문제를 해결하기 위하여, 본 발명에서는 복합 캐리어 복조 장치를 제공하는데, 복합 신호를 캐리어 신호로 이용하여 기변조된 신호에 대하여 복조를 진행하여 복합 캐리어 복조 신호를 취득하며, 상기 복합 캐리어 신호는 e -iωt 또는 e i ωt 이다.
우선, 실수 캐리어 변조에 비하여, 복합 캐리어 변조는 완전히 기술된 복합 신호 e ±iωt 를 캐리어 신호로 하여 캐리어 대기 신호에 대하여 변조를 진행하기 때문에, 좌우 주파수 대역은 독립적으로 정보를 베어링 할 수 있고, 주파수 스펙트럼 자원을 충분히 활용한다. 그 다음, 복합 캐리어 변조가 전송하는 것은 회전하는 복합 신호이고 신호의 강도, 즉 복수의 절대값(modulus)은 하나의 상수값이기 때문에 신호 에너지의 손실을 면한다. 마지막으로, 실수 캐리어 복조에 비하여, 복합 캐리어 복조는 완전히 기술된 복합 신호 e ±iωt 를 캐리어 신호로 하여 기변조된 신호에 대하여 복조를 진행하기 때문에, 좌우 주파수 대역 상의 정보를 독립적으로 복조해낼 수 있다. 따라서, 본 발명의 상기 복합 캐리어 변조 및 복조 방법을 이용하면, 주파수 스펙트럼 이용율은 실수 캐리어 변조 및 복조 방법의 2배이고 또한 신호 에너지도 더욱 잘 유지된다. 상술한 바와 같이, 본 발명에서 제공하는 복합 캐리어 변조 및 복조 방법은 좌우 주파수 스펙트럼 자원을 충분히 이용하고 신호 에너지 손실이 작기 때문에, 채널의 용량을 크게 향상시킨다.
여기에서의 도면은 본 발명에 대한 이해를 돕기 위한 것으로서, 본 출원의 일부분이고, 본 발명의 예시적 실시예 및 설명은 본 발명에 대한 설명일 뿐이고 본 발명을 제한하는 것이 아니다.
도1은 종래 기술의 변조 원리,
도2는 복합 평면 상 각도의 정의,
도3은 LTE 통신 프로토콜 중 대역폭의 구분,
도4는 공간에서의 두 가지 회전 e -iωt 및 e i ωt ,
도5는 실수 캐리어 변조 주파수 스펙트럼 이동 과정,
도6은 실수 캐리어 복조 주파수 스펙트럼 이동 과정,
도7은 실수 캐리어 신호 에너지 손실 예시도,
도8은 좌측 회전 복합 캐리어 변조의 원리,
도9는 좌측 회전 복합 캐리어 변조 구조도,
도10은 좌측 회전 복합 캐리어 변조 주파수 스펙트럼 이동 과정,
도11은 우측 회전 복합 캐리어 변조의 원리,
도12는 우측 회전 복합 캐리어 변조 구조도,
도13은 우측 회전 복합 캐리어 변조 주파수 스펙트럼 이동 과정,
도14는 우측 회전 복합 캐리어 복조의 원리,
도15는 우측 회전 복합 캐리어 복조 주파수 스펙트럼 이동 과정,
도16은 좌측 회전 복합 캐리어 복조의 원리,
도17는 좌측 회전 복합 캐리어 복조 주파수 스펙트럼 이동 과정,
도18은 좌우 회전 복합 캐리어 변조의 상이한 정보,
도19는 좌우 회전 복합 캐리어 복조의 상이한 정보,
도20은 우측 회전 복합 캐리어 변조 중간 주파수 정보,
도21은 좌측 회전 복합 캐리어 복조 중간 주파수 정보,
도22는 우측 회전 복합 캐리어 변조 중간 주파수 실수 신호,
도23은 우측 회전 복합 캐리어 2차 변조,
도24는 두 가지 회전 방향의 전자기파에 대해 도시한다.
아래, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 상세한 설명을 진행하도록 한다. 유의하여야 할 바로는, 충돌되지 않는 상황 하에서 본 출원의 실시예 및 실시예의 특징은 상호 조합될 수 있다. 본 발명의 원리는 하기와 같다. 즉, 한 주파수 신호의 완전한 기술은 복소수 형식으로서, 즉 e -iωt 또는 e i ωt 형식이고, 완전한 기술 하에서, e -iωt 및 e i ωt 는 두 개의 구분가능한 주파수이기 때문에 독립적인 정보를 베어링 할 수 있다. 이 원리에 의하여, 본 발명에서는 e -iωt 또는 e i ω t 를 캐리어 신호로 채용하고, 또한 e -iωt 를 좌측 회전 복합 캐리어 신호라 하고, e i ωt 를 우측 회전 복합 캐리어 신호라 한다. 복합 캐리어의 변조 방법에 있어서, 복합 신호를 캐리어 신호로 채용하여 캐리어 대기 신호에 대하여 변조를 진행하여 복합 캐리어 변조 신호를 취득하며, 상기 복합 캐리어 신호는 e -iωt 또는 e i ωt 이다. 좌측 회전 복합 캐리어 신호를 이용하여 변조하는 공식은 S BP (t)=S LP (t)e -iωt 이며, S BP (t)는 복합 캐리어 변조 신호이고, S LP (t)는 베이스밴드 복합 신호이며, e -iωt 는 좌측 회전 복합 캐리어 신호이다. 좌측 회전 복합 캐리어 변조의 원리, 구조 및 과정은 각각 도8, 도9 및 도10에 도시된 바와 같다. 도8로부터 알 수 있는 바와 같이, 좌측 회전 복합 캐리어 변조 신호의 실수부와 허수부는 모두 전송 매질에서 전송되기 때문에, 매질에서 전송되는 것은 좌측 회전의 복합 신호이다. 도9로부터 알 수 있는 바와 같이, 좌측 회전 복합 캐리어 변조 과정은 실제상에서 실수부 신호와 허수부 신호가 각각 변조되는 것이다. 도10에서 알 수 있는 바와 같이, 좌측 회전 복합 신호는 확정된 좌측 주파수 신호이기 때문에, 좌측 회전 복합 캐리어 변조 신호는 단지 좌측 주파수 대역만 차지하며, 횡방향 좌표는 주파수 ω이고, 종방향 좌포는 진폭 F(ω)이며, ω C 는 복합 캐리어 주파수이다. 우측 회전 복합 캐리어 신호를 이용하여 변조하는 공식은 S BP (t)=S LP (t)e iωt 이며, S BP (t)는 복합 캐리어 변조 신호이고, S LP (t)는 베이스밴드 복합 신호이며, e iωt 는 우측 회전 복합 캐리어 신호이다. 우측 회전 복합 캐리어 변조의 원리, 구조 및 과정은 각각 도11, 도12 및 도13에 도시된 바와 같다. 도11로부터 알 수 있는 바와 같이, 우측 회전 복합 캐리어 변조 신호의 실수부와 허수부는 모두 전송 매질에서 전송되기 때문에, 매질에서 전송되는 것은 우측 회전의 복합 신호이다. 도12로부터 알 수 있는 바와 같이, 우측 회전 복합 캐리어 변조 과정은 실제상에서 실수부 신호와 허수부 신호가 각각 변조되는 것이다. 도13에서 알 수 있는 바와 같이, 우측 회전 복합 신호는 확정된 우측 주파수 신호이기 때문에, 우측 회전 복합 캐리어 변조 신호는 단지 우측 주파수 대역만 차지하며, 횡방향 좌표는 주파수 ω이고, 종방향 좌포는 진폭 F(ω)이며, ω C 는 복합 캐리어 주파수이다. 복합 캐리어 변조는 캐리어 대기 신호를 캐리어 주파수 대역으로 이동시키는 과정이고, 마찬가지로 복합 캐리어 복조는 캐리어된 신호를 캐리어 주파수 대역으로부터 이동시켜 옮겨오는 과정이며, 본질적으로 볼 때, 모두 주파수 스펙트럼 이동이고, 단지 이동 방향만 다른 것이기 때문에, 좌측 회전 복합 캐리어 변조 신호는 우측 회전 복합 캐리어 신호를 이용하여 복조하고, 마찬가지로 우측 회전 복합 캐리어 변조 신호는 좌측 회전 복합 캐리어 신호를 이용하여 복조한다. 좌측 회전 복합 캐리어 변조 신호는 우측 회전 복합 캐리어 신호를 이용하여 복조하는데, 공식은 이며, 여기서, SRLP (t)는 수신된 복합 신호이고, e i ωt 는 우측 회전 복합 캐리어 신호이며, S BP (t)는 복합 캐리어 변조 신호, 즉 기변조된 신호이다. 우측 회전 복합 캐리어 변조 신호의 복조 원리 및 과정은 도14 및 도15에 도시된 바와 같다. 우측 회전 복합 캐리어 변조 신호는 좌측 회전 복합 캐리어 신호를 이용하여 복조하는데, 공식은 이며, 여기서, SRLP (t)는 수신된 복합 신호이고, e -iωt 는 좌측 회전 복합 캐리어 신호이며, 는 복합 캐리어 변조 신호, 즉 기변조된 신호이다. 좌측 회전 복합 캐리어 변조 신호의 복조 원리 및 과정은 도16 및 도17에 도시된 바와 같다. 좌우 회전 복합 캐리어 신호는 독립적인 신호이기 때문에 독립적으로 상이한 정보를 베어링 할 수 있으며, 이 과정은 도18에 도시된 바와 같고, 캐리어 대기 신호 A 및 B는 각각 ω C 및 -ω C 캐리어를 이용하여 좌측 주파수 대역 및 우측 주파수 대역으로 이동한다. 마찬가지로 각각 복조될 수도 있으며, 이 과정은 도19에 도시된 바와 같다. 이렇게 종래의 기술에 비하면, 동일한 주파수 대역을 차지하나 두 가지 독립적인 캐리어 대기 신호를 전송할 수 있다. 캐리어 변조 및 복조의 본질은 주파수 스펙트럼 이동이기 때문에, 대역 캐리어 대기 신호의 주파수 스펙트럼에서의 위치를 제한하지 않는다. 캐리어 대기 신호는 베이스밴드 신호일 수 있고, 중간 주파수 신호일 수도 있으며, 게다가 기변조된 신호, 2차 변조 신호 또는 N차 변조 신호일 수 있다. 도20 및 도21에 도시된 바와 같이, 횡방향 좌표는 주파수이고, 종방향 좌표는 진폭이며, ω C 는 복합 캐리어 주파수이고, ω B 는 복합 캐리어 주파수이다. 해당 실시예에서 이용하는 것은 우측 회전 복합 캐리어이고, 복조에서 이용하는 것은 좌측 회전 복합 캐리어이며, 해당 과정은 중간 주파수 신호의 복합 캐리어 변조 과정이다. 캐리어 변조 및 복조의 본질은 주파수 스펙트럼 이동이기 때문에, 캐리어 대기 신호의 형식을 제한하지 않는다. 캐리어 대기 신호는 아날로그 신호일 수 있고, 디지털 신호일 수도 있으며, 복합 신호일 수도 있고, 실수 신호일 수도 있다. 도22에 도시된 바와 같이, 해당 실시예의 과정은 중간 주파수 실수 신호의 복합 캐리어 변조 과정으로서, 여기의 변조에서는 우측 회전 복합 캐리어가 이용되고, 여기서, 횡방향 좌표는 주파수이고, 종방향 좌표는 진폭이며, ω C 는 복합 캐리어 주파수이고, ω B 는 캐리어 주파수이며, ω -B 는 캐리어 주파수이다. 캐리어 변조 및 복조의 본질은 주파수 스펙트럼 이동이기 때문에, 변조 및 복조는 “가산성(additivity)”과 “호환성(interchangeability)”을 만족시키는데, 즉 복합 캐리어 변조 및 복조 과정은 횟수에 제한없이 진행될 수 있다. 즉 1차 변조, 2차 변조 … N차 변조를 진행할 수 있고, 이는 1차 누적과 변조와 등가되며, 동시에 변조되는 순서도 호환 가능하며, 누적 결과에 영향을 미치지 않으며, 공식은 이며, 도23에 도시된 바와 같이, 이는 하나의 2차 변조로서, 여기서, 횡방향 좌표는 주파수이고, 종방향 좌표는 진폭이며, ωB 는 캐리어 주파수이고, ω C 는 1차 복합 캐리어 주파수이며, ω C+ 는 2차 복합 캐리어 주파수이다. 본 발명에서는 복합 캐리어의 변조 장치를 제공하는 바, 복합 신호를 캐리어 신호로 채용하여 캐리어 대기 신호에 대하여 변조를 진행하여 복합 캐리어 변조 신호를 취득하며, 상기 복합 캐리어 신호는 e -iωt 또는 e i ωt 이다. 본 발명의 복합 캐리어 변조 장치에는 구체적으로 복합 캐리어 변조 신호 실수부 변조 유닛과 복합 캐리어 변조 신호 허수부 변조 유닛이 포함된다. 복합 캐리어 변조 장치의 실시예1은 도9에 도시된 바와 같이, 좌측 회전 복합 캐리어 신호 변조를 이용하여 변조를 진행하며 실수부 변조 유닛에는 제1 곱셈기, 제2 곱셈기 및 제1 누산기가 포함되고, 상기 제1 곱셈기는 캐리어 대기 신호의 실수부와 cos(ωt)를 곱하고, 상기 제2 곱셈기는 캐리어 대기 신호의 허수부와 sin(ωt)를 곱하고 또한 제1 누산기에서 누산을 진행하여 복합 캐리어 변조 신호의 실수부를 취득하며 허수부 변조 유닛에는 제3 곱셈기, 제4 곱셈기 및 제2 누산기가 포함되고, 상기 제3 곱셈기는 캐리어 대기 신호의 실수부와 sin(ωt)를 곱하고, 상기 제4 곱셈기는 캐리어 대기 신호의 허수부와 cos(ωt)를 곱하고 또한 누산기에서 누산을 진행하여 완전한 복합 캐리어 변조 신호를 취득한다. 복합 캐리어 변조 장치의 실시예2는 도12에 도시된 바와 같이, 우측 회전 복합 캐리어 신호 변조를 이용하여 변조를 진행하며 실수부 변조 유닛에는 제1 곱셈기, 제2 곱셈기 및 제1 누산기가 포함되고, 상기 제1 곱셈기는 캐리어 대기 신호의 실수부와 cos(ωt)를 곱하고, 상기 제2 곱셈기는 캐리어 대기 신호의 허수부와 -sin(ωt)를 곱하고 또한 제1 누산기에서 누산을 진행하며 허수부 변조 유닛에는 제3 곱셈기, 제4 곱셈기 및 제2 누산기가 포함되고, 상기 제3 곱셈기는 캐리어 대기 신호의 실수부와 sin(ωt)를 곱하고, 상기 제4곱셈기는 캐리어 대기 신호의 허수부와 cos(ωt)를 곱하고 또한 누산기에서 누산을 진행하여 완전한 복합 캐리어 변조 신호를 취득한다. 본 발명에서는 또한 복합 캐리어의 복조 장치를 제공하는 데, 복합 신호를 캐리어 신호로 채용하여 기변조된 신호에 대하여 복조를 진행하여 복합 캐리어 복조 신호를 취득하며, 상기 복합 캐리어 신호는 e -iωt 또는 e i ωt 이다. 구체적으로는 복합 캐리어 복조 신호 실수부 복조 유닛 및 복합 캐리어 복조 신호 허수부 복조 유닛이 포함된다. 실시예1: 변조측에서 좌측 회전 복합 캐리어 변조를 이용하면, 복조 장치는 우측 회전 복합 캐리어 복조를 이용하며, 실수부 복조 유닛에는 제1 곱셈기, 제2 곱셈기 및 제1 누산기가 포함되고, 상기 제1 곱셈기는 캐리어 대기 신호의 실수부와 cos(ωt)를 곱하고, 상기 제2 곱셈기는 캐리어 대기 신호의 허수부와 -sin(ωt)를 곱하고 또한 제1 누산기에서 누산을 진행하며 허수부 복조 유닛에는 제3 곱셈기, 제4 곱셈기 및 제2 누산기가 포함되고, 상기 제3 곱셈기는 캐리어 대기 신호의 실수부와 sin(ωt)를 곱하고, 상기 제4 곱셈기는 캐리어 대기 신호의 허수부와 cos(ωt)를 곱하고 또한 누산기에서 누산을 진행한다. 구체적인 도면은 도9와 유사하기 때문에, 여기에서는 중복하여 도면을 첨부하지 않는다. 실시예2: 변조측에서 우측 회전 복합 캐리어 변조를 이용하면, 복조 장치는 좌측 회전 복합 캐리어 복조를 이용하며, 실수부 복조 유닛에는 제1 곱셈기, 제2 곱셈기 및 제1 누산기가 포함되고, 상기 제1 곱셈기는 캐리어 대기 신호의 실수부와 cos(ωt)를 곱하고, 상기 제2 곱셈기는 캐리어 대기 신호의 허수부와 sin(ωt)를 곱하고 또한 제1 누산기에서 누산을 진행하며 허수부 복조 유닛에는 제3 곱셈기, 제4 곱셈기 및 제2 누산기가 포함되고, 상기 제3 곱셈기는 캐리어 대기 신호의 실수부와 -sin(ωt)를 곱하고, 상기 제4 곱셈기는 캐리어 대기 신호의 허수부와 cos(ωt)를 곱하고 또한 누산기에서 누산을 진행한다. 구체적인 도면은 도12와 유사하기 때문에, 여기에서는 중복하여 도면을 첨부하지 않는다. 본 발명에서는 또한 복합 캐리어 변조/복조 시스템을 제공하는 데, 본 시스템은 변조측이 복합 캐리어 변조 장치일 때, 복조측은 복합 캐리어 또는 실수 캐리어 변조 장치일 수 있으며 변조측이 실수 캐리어 변조 장치일 때, 복조측은 복합 캐리어 또는 실수 캐리어 변조 장치일 수 있다. 복합 캐리어 변조/복조 시스템 실시예1에 의하면, 복합 캐리어 변조 장치와 복합 캐리어 복조 장치가 포함되고, 여기서, 복합 캐리어 변조 장치는 복합 신호를 캐리어 신호로 채용하여 캐리어 대기 신호에 대하여 변조를 진행하여 복합 캐리어 변조 신호를 취득하며, 상기 복합 캐리어 신호는 e -iωt 또는 e i ωt 이며; 상기 복합 캐리어 복조 장치는 복합 신호를 캐리어 신호로 채용하여 기변조된 신호에 대하여 복조를 진행하여 복합 캐리어 복조 신호를 취득하며, 상기 복합 캐리어 신호는 e -iωt 또는 e i ωt 이다. 복합 캐리어 변조/복조 시스템 실시예2에 의하면, 복합 캐리어 변조 장치와 실수 캐리어 복조 장치가 포함되고, 여기서, 상기 복합 캐리어 변조 장치는 복합 신호를 캐리어 신호로 채용하여 캐리어 대기 신호에 대하여 변조를 진행하여 복합 캐리어 변조 신호를 취득하며, 상기 복합 캐리어 신호는 e -iωt 또는 e i ωt 이다. 복합 캐리어 변조/복조 시스템 실시예3에 의하면, 실수 캐리어 변조 장치와 복합 캐리어 복조 장치가 포함되고, 상기 복합 캐리어 복조 장치는 복합 신호를 캐리어 신호로 채용하여 기변조된 신호에 대하여 복조를 진행하여 복합 캐리어 변조 신호를 취득하며, 상기 복합 캐리어 신호는 e -iωt 또는 e i ωt 이다. 본 발명에서는 또한 복합 캐리어 변조 신호 송신 장치를 제공하는 데, 상기 복합 캐리어 변조 방법에 따라 변조하여 얻은 복합 캐리어 변조 신호를 송신한다. 복합 캐리어 변조 신호 송신 장치 실시예1에 의하면, 실수부 신호 송신 유닛과 허부수 신호 송신 유닛이 포함되고, 여기서, 실수부 신호 송신 유닛은 복합 캐리어 변조 신호의 실수부 신호를 송신하고 허수부 신호 송신 유닛은 복합 캐리어 변조 신호의 허수부 신호를 송신하며, 또한 실수부 신호와 허수부 신호는 공간상에서 수직된다. 바람직하게는, 상기 실수부 신호 송신 유닛과 허수부 신호 송신 유닛은 공간상에서 상호 수직되는 선형 편파 안테나이거나, 또는 실수부 신호 송신 유닛과 허수부 신호 송신 유닛은 원형 편파 안테나를 구성한다. 본 발명에서는 또한 복합 캐리어 변조 신호 수신 장치를 제공하는 데, 상기 복합 캐리어 변조 방법에 따른 변조를 통해서 취득되어 송신된 복합 캐리어 변조 신호를 수신한다. 복합 캐리어 변조 신호 순신 장치 실시예1에 의하면, 실수부 신호 수신 유닛과 허부수 신호 수신 유닛이 포함되고, 상기 실수부 신호 수신 유닛은 복합 캐리어 변조 신호의 실수부 신호를 수신하고, 상기 허수부 신호 수신 유닛은 복합 캐리어 변조 신호의 허수부 신호를 수신하며, 또한 실수부 신호와 허수부 신호는 공간상에서 수직된다. 바람직하게는, 상기 실수부 신호 수신 유닛과 허수부 신호 수신 유닛은 공간상에서 상호 수직되는 선형 편파 안테나이거나, 또는 실수부 신호 수신 유닛과 허수부 신호 수신 유닛은 원형 편파 안테나를 구성한다. 전송 매질 내에서 회전하는 복합 신호는 도4에 도시된 바와 같이, 오일러 공식 및 도4에 의하면, 의 물리적인 뜻은 공간상의 수직됨을 알 수 있기 때문에, 전송 매질 내에서 공간상에서 상호 수직되는 실수부 신호 및 허수부 신호를 송신하기만 하면, 전계 신호의 벡터 중첩 원리에 의하여 자연적으로 회전하는 복합 신호를 구성하며, 해당 회전하는 복합 신호는 바로 회전하는 전자기 신호이다. 도24에 도시된 바와 같이, 두 가지 회전하는 전자기 신호는 각각 좌우 회전 복합 캐리어 변조 신호에 대응되며, 여기서, 횡방향 좌표는 진폭이고, 종방향 좌표는 진폭이며, ω는 양의 각도 주파수이고, -ω는 음의 각도 주파수이며, 는 전자기 벡터이다. 상술한 바와 같이, 복합 캐리어 변조 및 복조 방법을 이용하면 좌우 주파수 스펙트럼을 충분히 활용할 수 있고, 현재 정의된 대역폭 상황 하에서 두 배의 주파수 스펙트럼 자원을 취득하기 때문에, 실수 캐리어 변조에 비하여 더욱 효과적으로 주파수 스펙트럼을 이용하고, 아울러 복합 캐리어 변조가 매질 내에서 전송하는 것은 회전 복합 신호이므로 에너지 손실도 실수 캐리어 변조보다 작다. 복합 캐리어 변조는 좌우 주파수 스펙트럼 자원을 충분히 이용할 수 있고 에너지 손실이 작기 때문에, 차세대 통신의 주류를 이루게 될 것이다. 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예일 뿐, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명에 대한 여러 가지 변경과 변형을 가져올 수 있다. 본 발명의 사상과 원칙 내의 임의의 변경, 균등 치환, 개진 등은 모두 본 발명의 보호범위 내에 속해야 할 것이다.
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