KR102046911B1 - Apparatus and method for generating signal in communication system - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 통신 시스템에서 필터 뱅크(filter bank)를 통해 광대역 신호로부터 복수의 협대역 신호들을 생성하는 장치 및 방법에 관한 것으로, 광대역 신호를 버퍼링하여 시간 영역의 데이터를 추출하고, 상기 시간 영역의 데이터에 윈도우 함수를 곱한 후 고속 퓨리에 변환(FFT: Fast Fourier Transform)하며, 상기 고속 퓨리에 변환된 데이터에 가중치 패턴을 곱하여 복수의 협대역 신호들을 생성한다.The present invention relates to an apparatus and method for generating a plurality of narrowband signals from a wideband signal through a filter bank in a communication system, wherein the wideband signal is buffered to extract data in a time domain, and After multiplying the data by a window function, a Fast Fourier Transform (FFT) is generated, and a plurality of narrowband signals are generated by multiplying the fast Fourier transformed data by a weighted pattern.
Description
본 발명은 통신 시스템에 관한 것으로서, 특히 통신 시스템에서 필터 뱅크(filter bank)를 통해 광대역 신호로부터 복수의 협대역 신호들을 생성하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a communication system, and more particularly to an apparatus and method for generating a plurality of narrowband signals from a wideband signal through a filter bank in a communication system.
현재 통신 시스템에서는 고속의 전송 속도를 가지는 다양한 서비스 품질(QoS: Quality of Service, 이하 'QoS'라 칭하기로 함)의 서비스들을 사용자들에게 제공하기 위한 활발한 연구가 진행되고 있다. 이러한 통신 시스템에서는 대용량의 데이터를 한정된 자원을 통해 고속 및 정상적으로 전송하기 위한 방안들에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 특히, 현재 통신 시스템에서는, 한정된 주파수 대역을 효과적으로 이용하여 대용량의 데이터를 정상적으로 송수신하기 위한 방안들이 제안되고 있다.In the current communication system, active researches are being conducted to provide users with services of various quality of service (QoS) having a high transmission speed (hereinafter referred to as 'QoS'). In such a communication system, studies are being actively conducted on methods for transmitting a large amount of data at high speed and normally through limited resources. In particular, in the current communication system, methods for normally transmitting and receiving large amounts of data using a limited frequency band have been proposed.
한편, 통신 시스템에서는, 한정된 주파수 대역을 효과적으로 이용하기 위해, 광대역으로 신호를 송수신하며, 특히 상기 통신 시스템에서의 수신기는, 전술한 바와 같이 광대역으로 송수신되는 신호에서, 상기 수신기 자신에게 해당하는 특정 주파수 대역의 신호만을 수신하여, 사용자들에게 QoS가 보장된 서비스들을 정상적으로 제공한다. 여기서, 상기 수신기는, 상기 광대역으로 송수신되는 신호, 다시 말해 광대역 신호를 필터링하여 상기 특정 주파수 대역의 신호, 다시 말해 협대역 신호를 출력한다. 이때, 상기 수신기는, 상기 사용자들이 제공받고자 하는 서비스들에 해당하는 데이터가 포함된 협대역 신호만을 상기 광대역 신호에서 필터링하여, 상기 사용자들에게 해당하는 데이터를 출력하며, 그에 따라 사용자들이 제공받고자 하는 서비스를 제공한다.On the other hand, in a communication system, in order to effectively use a limited frequency band, a signal is transmitted and received over a wide band. In particular, a receiver in the communication system, as described above, has a specific frequency corresponding to the receiver itself in a signal transmitted and received over a wide band. Receives only signals in the band, and normally provides QoS-guaranteed services to users. Here, the receiver outputs a signal of the specific frequency band, that is, a narrowband signal by filtering a signal transmitted and received over the wideband, that is, a wideband signal. In this case, the receiver filters only the narrowband signal including the data corresponding to the services to be provided by the users from the wideband signal, and outputs the data corresponding to the users. Provide service.
하지만, 현재 통신 시스템에서는, 전술한 바와 같이, 사용자들이 다양한 서비스들을 제공받고자 할 경우, 각각의 서비스들에 해당하는 데이터가 각각 포함된 복수의 협대역 신호들을 각각 수신하여야 하며, 상기 광대역 신호에서 상기 협대역 신호들을 각각 출력하기 위해서는, 상기 협대역 신호들에 각각 대응하는 복수의 필터들이 필요하다. 다시 말해, 현재 통신 시스템에서는, 사용자들이 제공받고자 하는 다양한 서비스들을 정상적으로 제공하기 위해, 상기 광대역 신호를 상기 협대역 신호들로 출력하여야 하며, 상기 광대역 신호에서 상기 협대역 신호들을 출력하기 위해는, 상기 협대역 신호들 별 필터들이 필요하다.However, in the current communication system, as described above, when the user wants to receive various services, the user must receive a plurality of narrowband signals each including data corresponding to the respective services. In order to output narrowband signals respectively, a plurality of filters respectively corresponding to the narrowband signals are required. In other words, in the current communication system, in order to normally provide various services to be provided by users, the wideband signal should be output as the narrowband signals, and in order to output the narrowband signals in the wideband signal, Narrowband signals-specific filters are needed.
이때, 상기 필터들을 통해 상기 광대역 신호를 필터링하여 상기 협대역 신호들을 출력할 경우, 필터들의 개수가 증가하여 시스템의 복잡도가 증가하고, 또한 각각의 필터들을 통해 상기 광대역 신호를 필터링함에 따라, 필터링 횟수가 증가하여 시스템의 성능이 저하되는 문제점이 있다. 특히, 상기 광대역 신호의 샘플링 주파수와 상기 협대역 신호의 샘플링 주파수 간의 차이가 클수록, 필터들의 개수 및 필터링 횟수가 증가함에 따라, 시스템의 복잡도 증가 및 성능 저하는 더욱 심각해지는 문제점이 있다.In this case, when filtering the wideband signal through the filters and outputting the narrowband signals, the number of filters increases, the complexity of the system increases, and the number of filtering is performed by filtering the wideband signal through respective filters. There is a problem that increases the performance of the system is increased. In particular, as the difference between the sampling frequency of the wideband signal and the sampling frequency of the narrowband signal increases, the complexity and performance degradation of the system become more severe as the number of filters and the number of filtering increases.
따라서, 통신 시스템, 한정된 주파수 대역을 통해 광대역으로 송수신되는 신호로부터 복수의 협대역 신호들을 생성하는 방안, 즉 상기 광대역 신호를 상기 협대역 신호들로 출력하는 신호 생성 방안이 필요하다.
Accordingly, there is a need for a communication system, a method of generating a plurality of narrowband signals from a signal transmitted and received over a wideband through a limited frequency band, that is, a signal generation method of outputting the wideband signal as the narrowband signals.
따라서, 본 발명의 목적은 통신 시스템에서 신호 생성 장치 및 방법을 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a signal generating apparatus and method in a communication system.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 통신 시스템에서 한정된 주파수 대역을 통해 광대역으로 송수신되는 신호를 복수의 협대역 신호들로 출력하는 신호 생성 장치 및 방법을 제공함에 있다.In addition, another object of the present invention is to provide a signal generating apparatus and method for outputting a signal that is transmitted and received over a wide band through a limited frequency band in a communication system as a plurality of narrowband signals.
그리고, 본 발명의 또 다른 목적은, 통신 시스템에서 필터 뱅크(filter bank)를 이용하여 광대역 신호를 복수의 협대역 신호들로 출력하는 신호 생성 장치 및 방법을 제공함에 있다.
It is still another object of the present invention to provide a signal generating apparatus and method for outputting a wideband signal into a plurality of narrowband signals using a filter bank in a communication system.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 장치는, 통신 시스템에서 신호 생성 장치에 있어서, 광대역 신호를 버퍼링하여 시간 영역의 데이터를 추출하는 버퍼; 상기 시간 영역의 데이터에 윈도우 함수를 곱한 후 고속 퓨리에 변환(FFT: Fast Fourier Transform)하는 고속 퓨리에 변환 블럭; 상기 고속 퓨리에 변환된 데이터에 공통 가중치 마스크 패턴을 곱하여 공통 가중치 마스크를 적용하는 공통 가중치 마스크부; 및 상기 공통 가중치 마스크가 적용된 데이터에 가중치 패턴을 곱하여 복수의 협대역 신호들을 생성하는 가중 합산기 뱅크;를 포함한다.In accordance with another aspect of the present invention, there is provided a signal generation device in a communication system, the apparatus comprising: a buffer for buffering a wideband signal to extract data in a time domain; A Fast Fourier Transform block for performing Fast Fourier Transform (FFT) after multiplying the data in the time domain by a window function; A common weight mask unit to apply a common weight mask by multiplying the fast Fourier transformed data by a common weight mask pattern; And a weighted adder bank for generating a plurality of narrowband signals by multiplying the data to which the common weight mask is applied by a weight pattern.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 다른 장치는, 통신 시스템에서 신호 생성 장치에 있어서, 광대역 신호를 버퍼링하여 시간 영역의 데이터를 추출하는 버퍼; 상기 시간 영역의 데이터에 윈도우 함수를 곱한 후 고속 퓨리에 변환(FFT: Fast Fourier Transform)하는 고속 퓨리에 변환 블럭; 및 상기 고속 퓨리에 변환된 데이터에 공통 가중치 마스크 패턴이 포함된 가중치 패턴을 곱하여 복수의 협대역 신호들을 생성하는 가중 합산기 뱅크;를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a signal generation device in a communication system, comprising: a buffer for buffering a wideband signal to extract data in a time domain; A Fast Fourier Transform block for performing Fast Fourier Transform (FFT) after multiplying the data in the time domain by a window function; And a weighted adder bank for generating a plurality of narrowband signals by multiplying the fast Fourier transformed data by a weighting pattern including a common weighting mask pattern.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 방법은, 통신 시스템에서 신호 생성 방법에 있어서, 광대역 신호를 버퍼링하여 시간 영역의 데이터를 추출하는 단계; 상기 시간 영역의 데이터에 윈도우 함수를 곱한 후 고속 퓨리에 변환(FFT: Fast Fourier Transform)하는 단계; 및 상기 고속 퓨리에 변환된 데이터에 가중치 패턴을 곱하여 복수의 협대역 신호들을 생성하는 단계;를 포함한다.
According to an aspect of the present invention, there is provided a method of generating a signal in a communication system, comprising: buffering a wideband signal to extract data in a time domain; Performing Fast Fourier Transform (FFT) after multiplying the data in the time domain by a window function; And generating a plurality of narrowband signals by multiplying the fast Fourier transformed data by a weight pattern.
본 발명은, 통신 시스템에서 한정된 주파수 대역을 통해 광대역으로 송수신되는 신호를, 필터 뱅크(filter bank)를 이용하여 복수의 협대역 신호들로 출력함으로서, 광대역 신호에서 상기 협대역 신호들로의 필터링을 위한 필터들의 개수 및 필터링 횟수 증가를 최소화하며, 그에 따라 시스템의 복잡도 증가 및 성능 저하를 최소화할 수 있으며, 아울러 사용자들이 제공받고자 하는 다양한 서비스들을 사용자들에게 정상적으로 제공할 수 있다.
The present invention outputs a signal that is transmitted and received in a wideband through a limited frequency band in a communication system to a plurality of narrowband signals using a filter bank, thereby filtering the wideband signal into the narrowband signals. Minimize the increase in the number of filters and the number of filtering, thereby minimizing the complexity and performance degradation of the system, and also can provide a variety of services to the user to the user normally.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 필터 뱅크의 응답 특성을 도시한 도면.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 신호 생성 장치를 개략적으로 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 신호 생성 장치의 신호 생성 과정을 개략적으로 도시한 도면.1 is a diagram illustrating a response characteristic of a filter bank in a communication system according to an exemplary embodiment of the present invention.
2 to 4 schematically illustrate a signal generating apparatus in a communication system according to an embodiment of the present invention.
5 is a view schematically illustrating a signal generation process of a signal generation device in a communication system according to an embodiment of the present invention.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기의 설명에서는 본 발명에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩뜨리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It should be noted that in the following description, only parts necessary for understanding the operation according to the present invention will be described, and descriptions of other parts will be omitted so as not to distract from the gist of the present invention.
본 발명은, 통신 시스템에서 신호를 생성하는 장치 및 방법을 제안한다. 여기서, 본 발명의 실시 예에서는, 통신 시스템에서, 주파수 대역을 통해 광대역으로 송수신하는 신호를 복수의 협대역 신호들로 출력하는 신호 생성 장치 및 방법을 제안한다.The present invention proposes an apparatus and method for generating a signal in a communication system. Here, an embodiment of the present invention proposes a signal generating apparatus and method for outputting a signal transmitted and received over a wide band through a frequency band as a plurality of narrowband signals in a communication system.
또한, 본 발명의 실시 예에서는, 통신 시스템에서, 한정된 주파수 대역을 통해 다양한 서비스 품질(QoS: Quality of Service, 이하 'QoS'라 칭하기로 함)의 서비스들을 사용자들에게 정상적으로 제공하기 위해, 필터 뱅크(filter bank)를 통해 광대역 신호로부터 복수의 협대역 신호들을 생성하는 장치 및 방법을 제안한다. 여기서, 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서는, 상기 필터 뱅크를 이용하여, 상기 광대역 신호에서, 상기 사용자들이 제공받고자 하는 서비스에 해당하는 데이터가 각각 포함된 협대역 신호들을 생성한다.In addition, in an embodiment of the present invention, in a communication system, a filter bank is normally provided to provide users of various quality of service (QoS) services through a limited frequency band. An apparatus and method are provided for generating a plurality of narrowband signals from a wideband signal through a filter bank. Here, in the communication system according to an exemplary embodiment of the present invention, narrowband signals including data corresponding to a service to be provided by the users are generated from the wideband signal by using the filter bank.
즉, 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서는, 상기 필터 뱅크를 통해 상기 광대역 신호를 필터링하여, 상기 광대역 신호로부터 상기 협대역 신호들을 생성하며, 그에 따라 사용자들이 제공받고자 하는 다양한 서비스들을 정상적으로 제공한다. 이때, 전술한 바와 같이, 상기 통신 시스템에서는, 상기 필터 뱅크를 통해 상기 광대역 신호를 상기 협대역 신호들로 필터링함에 따라, 상기 필터링을 위한 필터들의 개수 증가 및 필터링 횟수 증가를 최소화하며, 그 결과 시스템의 복잡도 증가 및 성능 저하를 최소화한다. 그러면 여기서, 도 1을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 필터 뱅크에 대해 보다 구체적으로 설명하기로 한다.That is, in the communication system according to an exemplary embodiment of the present invention, the wideband signal is filtered through the filter bank to generate the narrowband signals from the wideband signal, thereby providing various services normally provided by users. . In this case, as described above, in the communication system, as the wideband signal is filtered through the filter bank to the narrowband signals, an increase in the number of filters and an increase in the number of filtering for the filtering are minimized. Increasing complexity and minimizing performance degradation. Next, the filter bank in the communication system according to an exemplary embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to FIG. 1.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 필터 뱅크의 응답 특성을 도시한 도면이다.1 is a diagram illustrating a response characteristic of a filter bank in a communication system according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 상기 통신 시스템에서 필터 뱅크는, 전술한 바와 같이, 광대역 신호를 복수의 협대역 신호들로 필터링, 예컨대 상기 광대역 신호의 전체 주파수 대역을 M개의 주파수 대역들(102,104,106,108,110,112)로 분할하여, 상기 광대역 신호를 상기 M개의 주파수 대역들(102,104,106,108,110,112)에 각각 대응하는 M개의 협대역 신호들로 필터링하여 출력한다. 즉, 상기 통신 시스템은, 상기 필터 뱅크를 통해 상기 광대역 신호로부터 상기 M개의 협대역 신호들을 생성한다. 그러면 여기서, 도 2 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 필터 뱅크를 통해 광대역 신호로부터 협대역 신호들을 생성하는 신호 생성 장치에 대해서 보다 구체적으로 설명하기로 한다.Referring to FIG. 1, in the communication system, the filter bank filters a wideband signal into a plurality of narrowband signals, for example, dividing the entire frequency band of the wideband signal into
우선, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 신호 생성 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.First, FIG. 2 is a diagram schematically illustrating a signal generating apparatus in a communication system according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 상기 신호 생성 장치는, 전술한 바와 같이, 한정된 주파수 대역을 통해 광대역으로 송수신되는 광대역 신호를 필터링하여, 복수의 협대역 신호들, 예컨대 M개의 협대역 신호들을 생성하는 필터 뱅크(200)를 포함한다. 여기서, 상기 필터 뱅크(200)는, 상기 광대역 신호를 M개의 주파수 대역 별로 필터링, 즉 상기 광대역 신호를 상기 M개의 협대역 신호들로 각각 필터링하는 제1대역통과필터(210) 내지 제M대역통과필터(220), 및 상기 필터링된 M개의 협대역 신호들의 샘플에서 M개의 주파수 대역들에 해당하는 데이터를 추출하여 서비스에 해당하는 데이터가 포함된 협대역 신호들을 각각 출력하는 제1데시메이터(Decimator)(230) 내지 제M데시메이터(240)를 포함한다.Referring to FIG. 2, as described above, the apparatus for generating a signal filters a wideband signal transmitted and received in a wideband through a limited frequency band to generate a plurality of narrowband signals, for example, M narrowband signals. 200. Here, the
상기 필터 뱅크(200)에서, 상기 제1대역통과필터(210) 내지 제M대역통과필터(220)는, FIR(Finite Impulse Response) 필터 또는 IIR(Infinite Impulse Response) 필터가 될 수 있으며, 도 1에서 설명한 바와 같이, 상기 광대역 신호를 M개의 주파수 대역 별로 필터링한다. 그리고, 상기 제1데시메이터(230) 내지 제M데시메이터(240)는, 상기 제1대역통과필터(210) 내지 제M대역통과필터(220)를 통해 필터링된 M개의 협대역 신호들의 샘플중에서 일정한 시간 간격으로, 상기 M개의 주파수 대역들 별로 사용자가 제공받고자 하는 서비스에 해당하는 데이터를 추출하며, 이때 상기 추출한 데이터를 제외한 나머지 데이터를 폐기함으로써 데이터의 샘플링 주파수를 변환한다.In the
이렇게 도 2에 도시한 바와 같이, 상기 필터 뱅크(200)가 상기 제1대역통과필터(210) 내지 제M대역통과필터(220)를 포함할 경우, 필터들의 개수에 따라 시스템의 복잡도 증가 및 성능 저하가 발생할 수 있다. 그러면 여기서, 도 3을 참조하여 시스템의 복잡도 증가 및 성능 저하를 최소화하기 위한, 신호 생성 장치에 대해서 보다 구체적으로 설명하기로 한다.As shown in FIG. 2, when the
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 통신 시스템에서 신호 생성 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.3 is a diagram schematically illustrating an apparatus for generating a signal in a communication system according to another exemplary embodiment of the present disclosure.
도 3을 참조하면, 상기 신호 생성 장치는, 전술한 바와 같이, 한정된 주파수 대역을 통해 광대역으로 송수신되는 광대역 신호를 필터링하여, 복수의 협대역 신호들, 예컨대 M개의 협대역 신호들을 생성하는 필터 뱅크(300)를 포함한다. 여기서, 상기 필터 뱅크(300)는, 상기 광대역 신호를 버퍼링하는 버퍼(310), 상기 버퍼링된 광대역 신호를 고속 퓨리에 변환(FFT: Fast Fourier Transform, 이하 'FFT'라 칭하기로 함)하는 FFT블럭(320), 상기 FFT된 데이터에 공통으로 가중치 마스크를 적용하는 공통 가중치 마스크부(330), 상기 가중치 마스크가 적용된 데이터에 가중치 패턴을 설정하여 합산하는 가중 합산기 뱅크(340)를 포함한다.Referring to FIG. 3, as described above, the apparatus for generating a signal filters a wideband signal transmitted and received in a wideband through a limited frequency band to generate a plurality of narrowband signals, for example, M narrowband signals. 300. The
보다 구체적으로 설명하면, 상기 필터 뱅크(300)에서, 상기 버퍼(310)는, 순차적으로 입력되는 광대역 신호, 즉 광대역 시간 영역의 데이터()를 선입선출(FIFO: First In First Out, 이하 'FIFO'라 칭하기로 함) 방식으로 저장한다.In more detail, in the
그리고, 상기 FFT블럭(320)은, 일정한 샘플 간격()으로 상기 버퍼(310)에 저장된 데이터를 리드(read)한 후, 상기 리드한 데이터, 즉 입력 데이터에 윈도우 함수를 곱한 후, FFT를 수행한다. 여기서, 상기 입력 데이터()는 하기 수학식 1과 같이 나타낼 수 있으며, 상기 FFT 블럭(320)을 통해 FFT된 데이터()는 하기 수학식 2와 같이 나타낼 수 있다.In addition, the
상기 수학식 2에서, 은 주파수들 간, 다시 말해 M개의 주파수 대역들 간의 간섭을 최소화하기 위한 윈도우 함수를 의미하며, 여기서 상기 FFT 블럭(320)은 상기 윈도우 함수로, 해밍(hamming) 윈도우 함수, 해닝(hanning) 윈도우 함수, 및 블랙만(Blackman) 윈도우 함수 등의 함수를 사용한다. 이때, 상기 FFT 블럭(320)이 일 예로 길이가 N인 해닝 윈도우 함수를 사용할 경우, 상기 수학식 2에서 윈도우 함수 은 하기 수학식 3과 같이 나타낼 수 있다.In
여기서, 상기 윈도우 함수는, 전술한 바와 같이, 상기 M개의 주파수 대역들에서의 주파수 간섭을 최소화하기 위해 상기 FFT 블럭(320)이 FFT 수행 시에 상기 입력 데이터()에 적용되며, 상기 주파수 간섭의 고려가 불필요할 경우에는, 상기 윈도우 함수는 로 설정된다.Here, the window function, as described above, in order to minimize the frequency interference in the M frequency bands when the
그리고, 상기 공통 가중치 마스크부(330)는, 상기 FFT 블럭(320)에서 출력되는 FFT된 데이터()의 주파수 값들에 특정 패턴, 다시 말해 공통 가중치 마스크 패턴 을 곱한다. 여기서, 상기 공통 가중치 마스크부(330)에서 공통 가중치 마스크 패턴 이 곱해진 데이터, 즉 상기 FFT된 데이터()에 공통 가중치 마스크가 적용된 데이터()는 하기 수학식 4와 같이 나타낼 수 있다.The common
상기 수학식 4에서, 은, 전술한 바와 같이, 상기 공통 가중치 마스크 패턴으로, 상기 FFT된 데이터의 주파수 값들 공통적으로 곱해지며, 특히 상기 공통 가중치 마스크 패턴은, 상기 M개의 주파수 대역들에 해당하는 상기 FFT된 데이터의 주파수 대역들에 관계없이 공통적으로 곱해진다. 여기서, 상기 공통 가중치 마스크 패턴 은, 상기 FFT된 데이터()의 주파수가 변경됨에 따라 가중치의 크기가 일정하고 부호가 교대로 변경되며, 그에 따라 상기 공통 가중치 마스크 패턴 은 으로 설정될 수도 있다.In Equation 4, As described above, the common weight mask pattern is commonly multiplied by frequency values of the FFT data, and in particular, the common weight mask pattern is a frequency band of the FFT data corresponding to the M frequency bands. They are multiplied in common. Here, the common weight mask pattern Is the FFT data ( As the frequency of) changes, the magnitude of the weight is constant and the sign is alternately changed, and accordingly, the common weight mask pattern silver May be set.
또한, 상기 가중 합산기 뱅크(340)는, 상기 M개의 주파수 대역들에 각각 대응하는 M개의 가중 합산기들, 다시 말해 제1가중 합산기(342), 및 제2가중 합산기(344) 내지 제M가중 합산기(346)를 포함한다. 여기서, 상기 제1가중 합산기(342), 및 제2가중 합산기(344) 내지 제M가중 합산기(346)는, 공통 가중치 마스크가 적용된 데이터()에서 사용자가 제공받고자 하는 서비스에 해당하는 데이터를 추출, 즉 상기 M개의 주파수 대역들에 각각 해당하는 데이터로 M개의 협대역 신호들을 각각 생성하여 출력한다. 여기서, 상기 가중 합산기 뱅크(340)에서 출력되는 신호, 즉 상기 제1가중 합산기(342), 및 제2가중 합산기(344) 내지 제M가중 합산기(346)가 출력하는 상기 M개의 협대역 신호들은 하기 수학식 5와 같이 나타낼 수 있다.In addition, the
상기 수학식 5에서, 는 M개의 주파수 대역에서 임의의 i번째 주파수 대역의 협대역 신호의 k번째 샘플을 의미하며, 는, 공통 가중치 마스크가 적용된 데이터()에서 상기 i번째 주파수 대역의 협대역 신호를 필터링하기 위한 가중치 패턴을 의미한다. 여기서, 상기 가중치 패턴()은, 다양한 방식으로 결정될 수 있으며, 특히 다른 주파수 대역의 협대역 신호에 대한 가중치 패턴보다 상기 필터링하고자 하는 주파수 대역의 협대역 신호, 즉 상기 i번째 주파수 대역의 협대역 신호에서 큰 값을 갖도록 설정된다. 예컨대, 상기 가중치 패턴()은, 하기 수학식 6에 나타낸 바와 같이, 상기 필터링하고자 하는 주파수 대역의 협대역 신호에 대해서는 1로 설정되고, 다른 주파수 대역의 협대역 신호에 대해서는 0으로 설정된다.In Equation 5, Denotes the k th sample of the narrowband signal of any i th frequency band in M frequency bands, Is the data to which the common weight mask is applied ( ) Denotes a weighting pattern for filtering the narrowband signal of the i-th frequency band. Here, the weight pattern ( ) May be determined in various ways, and in particular, is set to have a larger value in the narrowband signal of the frequency band to be filtered, that is, the narrowband signal of the i-th frequency band, than the weighting pattern for the narrowband signal of another frequency band. do. For example, the weight pattern ( ) Is set to 1 for narrowband signals in the frequency band to be filtered and set to 0 for narrowband signals in other frequency bands as shown in Equation 6 below.
상기 수학식 6에서, 는, 상기 FFT 블럭(320)에서 상기 FFT된 데이터()의 주파수가 N개일 경우, 상기 N개의 주파수들에서 필터의 통과대역에 포함시키고자 하는 주파수 번호를 원소로 하는 집합을 의미한다. 즉, 상기 는, 상기 FFT된 데이터()의 주파수에 따라, N개의 공통 가중치 마스크가 적용된 데이터()에서, 상기 가중 합산기 뱅크(340)가 필터링하여 생성하고자 하는 M개의 협대역 신호들의 집합에 대응된다.In Equation 6, In the
그러므로, 상기 가중 합산기 뱅크(340)에서 상기 제1가중 합산기(342), 및 제2가중 합산기(344) 내지 제M가중 합산기(346)는, 상기 N개의 공통 가중치 마스크가 적용된 데이터()에서, 사용자가 제공받고자 하는 서비스에 해당하는 데이터에 상응하는 값들만을 모두 합산하여, 상기 M개의 주파수 대역들에 각각 해당하는 데이터로 M개의 협대역 신호들을 각각 생성한다. 그러면 여기서, 도 4를 참조하여 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 통신 시스템에서 신호 생성 장치에 대해서 보다 구체적으로 설명하기로 한다.Therefore, in the
도 4는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 통신 시스템에서 신호 생성 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.4 is a diagram schematically illustrating an apparatus for generating a signal in a communication system according to another exemplary embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 상기 신호 생성 장치는, 전술한 바와 같이, 한정된 주파수 대역을 통해 광대역으로 송수신되는 광대역 신호를 필터링하여, 복수의 협대역 신호들, 예컨대 M개의 협대역 신호들을 생성하는 필터 뱅크(400)를 포함한다. 여기서, 상기 필터 뱅크(400)는, 상기 광대역 신호를 버퍼링하는 버퍼(410), 상기 버퍼링된 광대역 신호를 FFT하는 FFT블럭(420), 상기 FFT된 데이터에 가중치 패턴을 설정하여 합산하는 가중 합산기 뱅크(430)를 포함한다. 여기서, 상기 버버(410) 및 상기 FFT블럭(420)에 대해서는, 앞선 도 3에서 구체적으로 설명하였으므로, 여기서는 그에 관한 구체적인 설명을 생략하기로 한다.Referring to FIG. 4, as described above, the apparatus for generating a signal filters a wideband signal transmitted and received in a wideband through a limited frequency band to generate a plurality of narrowband signals, for example, M narrowband signals. 400. The
또한, 상기 필터 뱅크(400)에서, 상기 가중 합산기 뱅크(430)는, 도 3에서 설명한 가중 합산기 뱅크(340)와 같이, 상기 M개의 주파수 대역들에 각각 대응하는 M개의 가중 합산기들, 다시 말해 제1가중 합산기(432), 및 제2가중 합산기(434) 내지 제M가중 합산기(436)를 포함한다. 여기서, 상기 제1가중 합산기(432), 및 제2가중 합산기(434) 내지 제M가중 합산기(436)는, 상기 도 3에서의 공통 가중치 마스크부(330)에서의 공통 가중치 마스크 패턴()을 가중치 패턴()에 포함시키며, 상기 FFT 블럭(420)에서 출력되는 FFT된 데이터()에, 상기 공통 가중치 마스크 패턴()가 포함된 가중치 패턴()을 곱하여 상기 M개의 협대역 신호들을 생성한다.In the
그리고, 상기 공통 가중치 마스크 패턴()가 포함된 가중치 패턴()은, 하기 수학식 7과 같이 나타낼 수 있다. 여기서, 상기 FFT된 데이터()에 공통 가중치 마스크 패턴() 및 가중치 패턴()를 곱함에 대해서는 앞선 도 3에서 보다 구체적으로 설명하였으므로 여기서는 그에 관한 구체적인 설명을 생략하기로 한다.The common weight mask pattern ( ) Weighted pattern with ) Can be expressed as in Equation 7 below. Here, the FFT data ( ) For the common weight mask pattern ( ) And weighting pattern ( Since multiplication is described in more detail in FIG. 3, a detailed description thereof will be omitted herein.
그러므로, 상기 가중 합산기 뱅크(430)에서 상기 제1가중 합산기(432), 및 제2가중 합산기(434) 내지 제M가중 합산기(436)는, 상기 N개의 FFT된 데이터()에서, 사용자가 제공받고자 하는 서비스에 해당하는 데이터에 상응하는 값들만을 모두 합산하여, 상기 M개의 주파수 대역들에 각각 해당하는 데이터로 M개의 협대역 신호들을 각각 생성한다. 그러면 여기서, 도 5를 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 필터 뱅크를 통해 광대역 신호로부터 복수의 협대역 신호들을 생성하는 동작에 대해서 보다 구체적으로 설명하기로 한다.Therefore, in the
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 신호 생성 장치의 신호 생성 과정을 개략적으로 도시한 도면이다.5 is a diagram schematically illustrating a signal generation process of a signal generation device in a communication system according to an embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 510단계에서, 상기 신호 생성 장치는, 한정된 주파수 대역을 통해 광대역으로 송수신되는 광대역 신호를 버퍼링하여 광대역 시간 영역의 데이터를 추출한다. 여기서, 상기 버퍼링을 통해 N개의 시간 영역 신호 샘플들을 추출한다.Referring to FIG. 5, in
그리고, 520단계에서, 상기 광대역 시간 영역의 데이터에 대해 FFT를 수행, 다시 말해 상기 N개의 시간 영역 신호 샘플들에 윈도우 함수를 곱한 후 FFT한다.In
그런 다음, 530단계에서, 상기 FFT된 데이터에 공통 가중치 마스크를 적용, 다시 말해 상기 FFT된 N개의 시간 영역 신호 샘플들 공통 가중치 마스크 패턴을 곱하며, 540단계에서 상기 공통 가중치 마스크가 적용된 데이터에서, 사용자가 제공받고자 하는 서비스에 해당하는 데이터에 상응하는 값들만을 모두 합산, 즉 상기 공통 가중치 마스크 패턴이 곱해진 데이터에 가중치 패턴을 곱하여, 상기 M개의 주파수 대역들에 각각 해당하는 데이터로 M개의 협대역 신호들을 각각 생성한다. 여기서, 상기 FFT된 데이터, 다시 말해 상기 FFT된 N개의 시간 영역 신호 샘플들에 상기 공통 가중치 마스크 패턴이 포함된 가중치 패턴을 곱하여, 상기 M개의 협대역 신호들을 각각 생성할 수도 있다.Then, in
이렇게 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서는, 전술한 바와 같이, 필터 뱅크를 통해 광대역 신호를 필터링하여 복수의 협대역 신호들을 생성, 즉 상기 필터 뱅크를 이용하여 상기 광대역 신호로부터 사용자들이 제공받고자 하는 서비스에 해당하는 데이터가 각각 포함된 협대역 신호들을 각각 추출하여 출력하며, 그에 따라 필터들의 개수 및 필터링 횟수에 따른 시스템의 복잡도 증가 및 성능 저하를 최소화하여, 사용자들이 제공받고자 하는 다양한 서비스들을 사용자들에게 정상적으로 제공한다.As described above, in the communication system according to an exemplary embodiment of the present invention, as described above, a plurality of narrowband signals are generated by filtering a wideband signal through a filter bank, that is, users are provided from the wideband signal using the filter bank. Narrowband signals, each containing data corresponding to the service, are extracted and output, respectively, thereby minimizing system complexity and performance degradation according to the number of filters and the number of filters, thereby minimizing performance degradation. Give it normally.
한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
Meanwhile, in the detailed description of the present invention, specific embodiments have been described, but various modifications may be made without departing from the scope of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be determined not only by the scope of the following claims, but also by the equivalents of the claims.
Claims (20)
광대역 신호를 버퍼링하여 시간 영역의 데이터를 추출하는 버퍼;
상기 시간 영역의 데이터에 윈도우 함수를 곱한 후 고속 퓨리에 변환(FFT: Fast Fourier Transform)하는 고속 퓨리에 변환 블럭;
상기 고속 퓨리에 변환된 데이터에 공통 가중치 마스크 패턴을 곱하여 공통 가중치 마스크를 적용하는 공통 가중치 마스크부; 및
상기 공통 가중치 마스크가 적용된 데이터에 가중치 패턴을 곱하여 복수의 협대역 신호들을 생성하는 가중 합산기 뱅크
를 포함하고,
상기 가중치 패턴은,
상기 공통 가중치 마스크가 적용된 데이터에서, 상기 협대역 신호들에 각각 해당하는 데이터만이 필터링되도록, 상기 해당하는 데이터의 주파수 대역에서의 값이 다른 주파수 대역에서의 값보다 큰 값을 갖는 것을 특징으로 하는 신호 생성 장치.
A signal generating apparatus in a communication system,
A buffer for buffering a wideband signal to extract data in a time domain;
A Fast Fourier Transform block for performing Fast Fourier Transform (FFT) after multiplying the data in the time domain by a window function;
A common weight mask unit to apply a common weight mask by multiplying the fast Fourier transformed data by a common weight mask pattern; And
A weighted adder bank for generating a plurality of narrowband signals by multiplying the data to which the common weight mask is applied by a weight pattern.
Including,
The weight pattern is,
In the data to which the common weight mask is applied, a value in a frequency band of the corresponding data has a value greater than a value in another frequency band so that only data corresponding to each of the narrowband signals is filtered. Signal generator.
상기 공통 가중치 마스크부는, 상기 고속 퓨리에 변환된 데이터의 주파수 값들에, 공통적으로 상기 공통 가중치 마스크 패턴을 곱하는 것을 특징으로 하는 신호 생성 장치.
The method of claim 1,
And wherein the common weight mask unit multiplies the common weight mask pattern by frequency values of the fast Fourier transformed data.
상기 공통 가중치 마스크 패턴은, 상기 고속 퓨리에 변환된 데이터의 주파수 변경에 상응하여, 크기가 일정하고 부호가 교대로 변경되는 것을 특징으로 하는 신호 생성 장치.
The method of claim 2,
The common weight mask pattern is a signal generation device, characterized in that the magnitude is constant and the sign is alternatingly corresponding to the frequency change of the fast Fourier transformed data.
상기 가중치 패턴은, 상기 해당하는 데이터의 주파수 대역에서는 1로 설정되고, 다른 주파수 대역에서는 0으로 설정되는 것을 특징으로 하는 신호 생성 장치.
The method of claim 1,
And the weighting pattern is set to 1 in a frequency band of the corresponding data and to 0 in another frequency band.
상기 가중 합산기 뱅크는, 상기 공통 가중치 마스크가 적용된 데이터에서, 상기 협대역 신호들에 각각 해당하는 데이터만을 합산하여, 상기 협대역 신호들을 각각 출력하는 복수의 가중 합산기들을 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 생성 장치.
The method of claim 1,
The weighted adder bank may include a plurality of weighted adders each of which adds only data corresponding to the narrowband signals from the data to which the common weight mask is applied, and outputs the narrowband signals, respectively. Signal generator.
상기 고속 퓨리에 변환 블럭은, 일정한 샘플 간격으로 상기 시간 영역의 데이터를 리드(read)하여 상기 윈도우 함수를 곱하는 것을 특징으로 하는 신호 생성 장치.
The method of claim 1,
The fast Fourier transform block reads data in the time domain at regular sample intervals and multiplies the window function.
광대역 신호를 버퍼링하여 시간 영역의 데이터를 추출하는 버퍼;
상기 시간 영역의 데이터에 윈도우 함수를 곱한 후 고속 퓨리에 변환(FFT: Fast Fourier Transform)하는 고속 퓨리에 변환 블럭; 및
상기 고속 퓨리에 변환된 데이터에 공통 가중치 마스크 패턴이 포함된 가중치 패턴을 곱하여 복수의 협대역 신호들을 생성하는 가중 합산기 뱅크
를 포함하고,
상기 가중치 패턴은,
상기 고속 퓨리에 변환된 데이터에서, 상기 협대역 신호들에 각각 해당하는 데이터만이 필터링 되도록, 상기 해당하는 데이터의 주파수 대역에서의 값이 다른 주파수 대역에서의 값보다 큰 값을 갖는 것을 특징으로 하는 신호 생성 장치.
A signal generating apparatus in a communication system,
A buffer for buffering a wideband signal to extract data in a time domain;
A Fast Fourier Transform block for performing Fast Fourier Transform (FFT) after multiplying the data in the time domain by a window function; And
A weighted adder bank for generating a plurality of narrowband signals by multiplying the fast Fourier transformed data by a weighting pattern including a common weighting mask pattern.
Including,
The weight pattern is,
In the fast Fourier transformed data, a value in a frequency band of the corresponding data has a value greater than a value in another frequency band such that only data corresponding to each of the narrowband signals is filtered. Generating device.
상기 가중치 패턴은, 상기 해당하는 데이터의 주파수 대역에서는 1로 설정되고, 다른 주파수 대역에서는 0으로 설정되며, 상기 고속 퓨리에 변환된 데이터의 주파수 변경에 상응하여 부호가 교대로 변경되는 것을 특징으로 하는 신호 생성 장치.
The method of claim 8,
The weight pattern is set to 1 in the frequency band of the corresponding data, 0 in the other frequency band, and the signal is characterized in that the sign is alternately changed in accordance with the frequency change of the fast Fourier transformed data Generating device.
상기 가중 합산기 뱅크는, 상기 고속 퓨리에 변환된 데이터에서, 상기 협대역 신호들에 각각 해당하는 데이터만을 합산하여, 상기 협대역 신호들을 각각 출력하는 복수의 가중 합산기들을 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 생성 장치.
The method of claim 8,
The weighted adder bank includes a plurality of weighted adders each of which outputs the narrowband signals by summing only data corresponding to the narrowband signals from the fast Fourier transformed data. Generating device.
광대역 신호를 버퍼링하여 시간 영역의 데이터를 추출하는 단계;
상기 시간 영역의 데이터에 윈도우 함수를 곱한 후 고속 퓨리에 변환(FFT: Fast Fourier Transform)하는 단계; 및
상기 고속 퓨리에 변환된 데이터에 가중치 패턴을 곱하여 복수의 협대역 신호들을 생성하는 단계
를 포함하고,
상기 협대역 신호들을 생성하는 단계는,
상기 고속 퓨리에 변환된 데이터에서, 상기 협대역 신호들에 각각 해당하는 데이터만이 필터링 되도록, 상기 해당하는 데이터의 주파수 대역에서의 값이 다른 주파수 대역에서의 값보다 큰 값을 갖는 것을 특징으로 하는 신호 생성 방법.
In the signal generation method in a communication system,
Buffering the wideband signal to extract data in the time domain;
Performing Fast Fourier Transform (FFT) after multiplying the data in the time domain by a window function; And
Generating a plurality of narrowband signals by multiplying the fast Fourier transformed data by a weight pattern
Including,
Generating the narrowband signals,
In the fast Fourier transformed data, a value in a frequency band of the corresponding data has a value greater than a value in another frequency band such that only data corresponding to each of the narrowband signals is filtered. How to produce.
상기 가중치 패턴은, 상기 해당하는 데이터의 주파수 대역에서는 1로 설정되고, 다른 주파수 대역에서는 0으로 설정되며, 상기 고속 퓨리에 변환된 데이터의 주파수 변경에 상응하여 부호가 교대로 변경되는 것을 특징으로 하는 신호 생성 방법.
The method of claim 12,
The weight pattern is set to 1 in the frequency band of the corresponding data, 0 in the other frequency band, and the signal is characterized in that the sign is alternately changed in accordance with the frequency change of the fast Fourier transformed data Produce method.
상기 협대역 신호들을 생성하는 단계는, 상기 고속 퓨리에 변환된 데이터에서, 상기 협대역 신호들에 각각 해당하는 데이터만을 합산하여, 상기 협대역 신호들을 각각 생성하는 것을 특징으로 하는 신호 생성 방법.
The method of claim 12,
The generating of the narrowband signals may include generating the narrowband signals by summing only data corresponding to the narrowband signals from the fast Fourier transformed data.
상기 고속 퓨리에 변환된 데이터의 주파수 값들에, 공통적으로 공통 가중치 마스크 패턴을 곱하여 공통 가중치 마스크를 적용하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 생성 방법.
The method of claim 12,
And multiplying common frequency mask patterns by frequency values of the fast Fourier-transformed data to apply a common weight mask.
상기 공통 가중치 마스크 패턴은, 상기 고속 퓨리에 변환된 데이터의 주파수 변경에 상응하여, 크기가 일정하고 부호가 교대로 변경되는 것을 특징으로 하는 신호 생성 방법.
The method of claim 16,
The common weight mask pattern is a signal generation method, characterized in that the magnitude is constant and the sign is alternatingly corresponding to the frequency change of the fast Fourier transformed data.
상기 가중치 패턴은,
상기 공통 가중치 마스크가 적용된 데이터에서, 상기 협대역 신호들에 각각 해당하는 데이터만이 필터링 되도록, 상기 해당하는 데이터의 주파수 대역에서의 값이 다른 주파수 대역에서의 값보다 큰 값을 갖는 것을 특징으로 하는 신호 생성 방법.
The method of claim 16,
The weight pattern is,
In the data to which the common weight mask is applied, a value in a frequency band of the corresponding data has a value greater than a value in another frequency band so that only data corresponding to each of the narrowband signals is filtered. Signal generation method.
상기 가중치 패턴은, 상기 해당하는 데이터의 주파수 대역에서는 1로 설정되고, 다른 주파수 대역에서는 0으로 설정되는 것을 특징으로 하는 신호 생성 방법.
The method of claim 18,
The weighting pattern is set to 1 in the frequency band of the corresponding data, and is set to 0 in the other frequency band.
상기 협대역 신호들을 생성하는 단계는, 상기 공통 가중치 마스크가 적용된 데이터에서, 상기 협대역 신호들에 각각 해당하는 데이터만을 합산하여, 상기 협대역 신호들을 각각 생성하는 것을 특징으로 하는 신호 생성 방법.
The method of claim 18,
The generating of the narrowband signals may include generating the narrowband signals by summing only data corresponding to the narrowband signals from the data to which the common weight mask is applied.
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