KR100482177B1

KR100482177B1 - 스펙트럼의 저장/ 복원 장치 및 그 방법

Info

Publication number: KR100482177B1
Application number: KR10-2003-0019397A
Authority: KR
Inventors: 임재하
Original assignee: 임재하
Priority date: 2003-03-28
Filing date: 2003-03-28
Publication date: 2005-04-14
Also published as: KR20040084371A

Abstract

본 발명에 의한 스펙트럼의 저장/ 복원 장치는, 소정의 RF 대역을 통해 전송되는 신호(소정의 RF 대역 신호)의 스펙트럼을 수신하여 이를 상기 소정의 RF 대역보다 낮은 특정 대역으로 천이하고, 상기 천이된 특정 대역 신호의 스펙트럼을 디지털 데이터로 변환시키는 RF 입력부와; 상기 변환된 디지털 데이터를 저장하는 다수의 메모리부와; 상기 저장된 디지털 데이터를 입력 받아 최초 수신된 상기 소정의 RF 대역 신호를 복원하는 RF 출력부와; 상기 RF 입력부로부터 입력 받는 상기 디지털 데이터를 이용하여 상기 소정의 RF 대역보다 낮은 특정 대역으로 천이된 신호의 스펙트럼 내의 정보를 데이터 프레임화하여 상기 메모리부에 저장하고, 상기 RF 출력부를 통해 상기 최초 수신된 소정의 RF 대역 신호를 원래대로 복원하도록 제어하는 제어회로가 포함되는 것을 특징으로 한다.

Description

스펙트럼의 저장/ 복원 장치 및 그 방법{apparatus of storing and regeneration of spectrum and method of thereof}

본 발명은 일정한 대역을 통해 송신되는 특정 신호의 스펙트럼 자체를 저장/ 복원하는 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 유무선 통신시스템의 동작 중 소정의 기간에 해당하는 특정 유무선주파수 대역 스펙트럼(spectrum) 자체를 저장하고, 그 이후 상기 저장된 유무선 대역 스펙트럼 자체를 복원 및 재현해내는 스펙트럼의 저장/ 복원 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적인 통신장비의 경우 송신측에서는 음성, 화상 정보 등의 소스 정보(Source Information)를 유/무선 송신장치에 의해 원하는 대역의 신호로 전환 즉, up-convert 시킨 뒤 이를 전송하게 되며, 상기 유무선 대역으로 전환되어 전송된 상기 소스 정보는 동축케이블이나 전선, 공기 등과 같은 전달매체를 통해 수신측에게 전달된다.

이 때 수신측은 적절한 유무선 대역 수신회로를 이용하여 상기 전송된 송신신호를 수신하고, 이를 기저대역 신호로 전환 즉, down-convert 함으로써 상기 송신측에서 전송한 원래의 소스 정보(Source information)를 복원하게 되는 것이다.

단, 상기 송신측으로부터 수신측에 보내고자 하는 상기 소스 정보는 유무선 대역 신호로 변환된 후 전선, 공기와 같은 전달매체를 통해 전달되며, 이 때 상기 전달매체의 특성은 늘 일정하지 않고 시간과 장소에 따라 상당히 변하게 되므로 상기 수신측에서 최종 수신되는 신호는 상기 소스 정보와, 전달매체에서 도입된 잡음(Noise) 및 간섭신호로 이루어지게 된다.

이에 따라 종래의 기술로 전송된 소정의 신호를 수신 및 복원하게 되면, 상기 소스정보가 손실, 변형된 상태로 복원될 수 있다.

이를 극복하기 위해 종래의 경우 상기 전송되는 소스 정보의 전송에 있어, 송신측에서 에러 인코딩(error encoding), 확산(spreading) 등과 같은 다양한 기저대역 처리과정(Baseband processing)을 실시하였으나, 이와 같은 처리는 상기 전달매체의 특성에 의한 소스 정보의 손실 및 변형의 제거를 위한 근본적인 대책은 되지 못하며, 단지 이를 최소화하기 위한 대책으로 결국 수신측에서 복원하는 소스 정보에는 에러가 발생하게 되는 것을 완전히 제거할 수는 없는 것이다.

또한, 현재까지의 일반적인 기술의 흐름은 상기 전달매체의 특성에 의해 수신측에서 복원하는 소스 정보에 에러가 발생하므로, 이러한 전달매체 특성에 의한 에러를 줄이기 위해 송신측에서 다양한 기저 대역처리과정을 하여 전송할 뿐 아니라, 이 신호에 대해 수신측에서는 보이스 디코딩(Voice decoding), 에러 디코딩(Error decoding), 복조(demodulation), 역확산(Despreading) 등과 같은 다양한 송신측과 반대의 기저대역 역신호 처리기법 등을 사용하여 발생된 에러를 탐지 및 수정, 또는 에러를 최소화 시켜서 원래의 보내고자 했던 정보를 최대한 복원하도록 하고 있다.

그러나, 상기와 같은 기저대역처리 기술들은 앞서 설명한 전달매체에 의한 소스 정보의 손실 및 변형의 원인을 파악하는 것이 아니고, 발생된 변형을 최대한 원형으로 복원하기 위한 기법들에 불과하다.

즉, 전송 및 수신된 정보를 상기의 기법으로 가공하여 상기 손실 및 변형에 의해 발생된 에러를 탐지하고 제거하여 소스정보의 전송매체에 의한 변형 및 손실을 최소화하는 것이 주목적인 것으로, 이는 상기 전달매체의 특성에 의한 소스 정보의 손실 및 왜곡의 근본 원인 파악을 위한 대책이 될 수 없는 것이다.

일례로 휴대폰으로 특정지역에서 통화할 때 인근에서 불규칙하게 강력한 전파방해를 받고 있다면 상기 휴대폰의 통화품질은 저하되며, 이에 대한 근본적인 대책은 어디에서 전파방해가 이루어 지는지 찾아서 이러한 전파 방해원을 제거하는 것으로 이를 통해서 우수한 통화품질을 지속적으로 유지할 수 있다.

그러나, 앞서 설명한 종래의 기술들은 전파 방해를 받는 불량한 상태에서도 원래 음성신호의 복원에 최대한의 노력을 하는 방식에 불과한 것으로, 전파 방해 순간 전, 후의 휴대폰 수신대역을 모두 저장하여 전파 방해가 어떤 식으로 어떻게 발생했는지 그 근본원인을 분석하거나 이를 제거할 수는 없다.

결국 전송된 소스정보가 손실 및 변형되어 원래 복원하고자 했던 기저대역정보의 복원에 실패하거나, 일부분만 복원된 경우에는 그 원인을 파악하는 것이 선행되어야 한다.

이때에 근본원인 분석을 위해 필요한 정보는 원래 보내고자 했던 정보(최초의 소스 정보)와, 중간 즉, 전달매체에 실린 손실 및 왜곡된 정보의 내용, 최종 전달 및 복원된 정보 등 송신측, 전달측, 수신측의 3단계 정보내용 모두가 필요하며 이와 같이 상기 3단계의 정보 내용 모두를 비교함으로써, 어느 단계에서 어떻게 에러가 발생 하였는지 정확히 판단할 수 있게 된다.

이 3단계 정보 중 원래 보내고자 했던 정보 즉, 최초의 소스 정보는 보통 기록으로 저장 가능하므로 쉽게 확보가 가능하고, 최종 복원된 정보도 쉽게 확보할 수 있으나, 그러나 중간 단계인 전달매체에 실려있던 손실 및 왜곡된 정보의 상태는 적절한 유무선 스펙트럼(Spectrum) 저장장치가 현재까지 구현된 적이 없기에 확보할 수가 없었다. 즉, 특정사건 발생 당시의 유무선 스펙트럼 상황을 추적 및 재현할 수 없었다.

현재까지 종래의 주된 에러 추적 및 상기 에러를 최소화하기 위한 대책의 수립은 최종 수신 복원된 수신측 정보상태와 원래 보내고자 하였던 송신 정보상태를 분석하여 특정사건 발생 당시의 유무선 스펙트럼 상황을 역 추정하고, 통신장비 보완 설계 시에 이를 반영함으로써 신뢰성 있는 통신장비를 설계하는 것이다.

여기서, 만일 수신 당시의 RF 상황 즉, 중간 단계인 전달매체에 실려있던 정보의 상태를 저장하여 반복적으로 재구현이 가능하다면, 좀 더 정확한 전달매체에 의한 에러추적 및 대책 마련, 회로 및 소프트웨어의 설계 변경 등이 좀 더 합리적으로 빠르게 이루어 질 수 있을 것이다.

현재 개발되고 있는 통신 장비들은 수행하는 기능이 점점 복잡해지고 다기능화 되면서 내장된 소프트웨어구현도 복잡해지고 있으며, 이에 따라 상기 통신 장비의 개발 중에 상당히 복잡한 양상을 지닌 에러가 발생되는 경우가 대부분이다. 이런 경우에 에러원인 분석을 하려면 종래의 기술처럼 수신정보와 송신정보의 2단계 정보만 가지고는 근본원인 분석이 어렵다.

즉, 송신 정보내용과 최종 복원된 수신 정보내용만 파악하여서는 대부분의 경우에 발생된 에러가 상기 전송매체 특성에 의한 일시적 에러인지 또는 내장된 SW가 특수한 경우를 처리 못해 발생한 에러인지, 또는 HW와 SW가 동시에 에러를 일으킨 것인지 구별이 쉽지 않게 되어서 원인불명으로 처리될 수 있다는 문제점이 있다.

본 발명은 전달매체 특성에 의해 보내고자 하는 소스 정보에 손실, 변형 등의 사건(Event)이 발생했을 때, 상기 사건이 발생한 순간으로부터 소정 시간 만큼 전, 후의 유무선 대역 신호 스펙트럼을 데이터로 저장하여 그 상황을 몇 번이고 반복해서 재 구현함으로써, 그 유무선 대역에서의 상기 사건 발생 당시 전후의 스펙트럼 상태를 분석 가능하게 하여, 전달매체의 특성에 따른 에러의 원인 분석이나 이를 극복하기 위한 장비 재설계 자료로 활용 가능한 데이터를 제공하는 스펙트럼의 저장/ 복원 장치 및 그 방법을 제공함을 그 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 사건(event) 발생 전, 후의 유무선 대역 신호 상황 즉, 유무선 대역 스펙트럼을 데이터로 저장하기 위해, 그 대역에 맞는 유무선 수신회로를 이용하여 소정의 대역으로 상기 유무선 RF 대역 신호를 천이(Down-convert) 시킨 후, 상기 down-conversion된 소정 대역 신호를 데이터로 변환하여 저장함으로써, 앞서 설명한 중간 단계 매체 즉, 전달매체에 의한 에러를 빠르고 정확하게 원인 분석할 수 있게 하는 스펙트럼의 저장/ 복원 장치 및 방법을 제공함을 그 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 스펙트럼의 저장/ 복원 장치는, 소정의 RF 대역을 통해 전송되는 신호(소정의 RF 대역 신호)의 스펙트럼을 수신하여 이를 상기 소정의 RF 대역보다 낮은 특정 대역으로 천이하고, 상기 천이된 특정 대역 신호의 스펙트럼을 디지털 데이터로 변환시키는 RF 입력부와; 상기 변환된 디지털 데이터를 저장하는 다수의 메모리부와; 상기 저장된 디지털 데이터를 입력 받아 상기 최초 수신된 소정의 RF 대역 신호를 복원하는 RF 출력부와; 상기 RF 입력부로부터 입력 받는 상기 디지털 데이터를 이용하여 상기 소정의 RF 대역보다 낮은 특정 대역으로 천이된 신호의 스펙트럼 내의 정보를 데이터 프레임화하여 상기 메모리부에 저장하고, 상기 RF 출력부를 통해 상기 최초 수신된 소정의 RF 대역 신호를 원래대로 복원하도록 제어하는 제어회로가 포함되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 다수의 메모리부는 상기 RF 입력부에서 받은 디지털 데이터가 임시로 저장되는 고속 중용량 메모리부와; 상기 고속 중용량 메모리부에 저장된 디지털 데이터 중 소정 요건을 충족하는 일정 부분의 데이터가 상기 제어회로에 의해 데이터 프레임화되어 저장되는 대용량 메모리부와; 상기 대용량 메모리부에 저장된 데이터가 영구적으로 보존되도록 상기 데이터를 별도로 저장하는 대용량 저장매체로 구성됨을 특징으로 한다. 또한, 상기 특정 대역 신호의 스펙트럼이 디지털 데이터로 변환, 저장되는 시간 및 위치를 측정하는 시간/위치 측정부와; 상기 수신되는 소정의 RF 대역 신호의 스펙트럼 중 어느 스펙트럼을 상기 메모리부의 대용량 메모리부에 저장하는지 여부를 결정하는 조건을 상기 제어회로에 입력하는 외부 입출력부와; 상기 소정의 RF 대역 신호의 스펙트럼을 동시에 별도로 수신하고 있는 외부장치와 상기 제어회로를 연결시키는 외부 인터페이스 회로가 더 포함된다.

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여기서, 상기 외부장치는 상기 수신되는 소정의 RF 대역 신호와 동일한 신호를 수신하는 장치이며, 상기 소정 요건을 충족하는 일정 부분의 데이터는, 수신되는 소정의 RF 대역 신호가 사용자의 판단에 의한 저장이 필요한 신호(예 : 정상 또는 이상 신호)라고 인식되는 경우, 상기 저장할 신호 수신 시점 전, 후를 포함한 일정한 기간에 대해 상기 천이된 특정 대역의 스펙트럼 자체가 변환되어 저장된 디지털 데이터를 의미하는 것이다.또한, 상기 대용량 메모리부에 저장되는 데이터 프레임에는, 상기 소정 요건을 충족하는 일정 부분의 데이터 외에, 프레임 번호, 상기 데이터가 변환되어 저장된 시간 및 위치에 대한 정보, 상기 제어회로와 연결된 외부장치 내의 상태정보, 상기 소정의 RF 대역 신호를 수신하는 회로의 파라미터값 및 주파수 정보가 포함되는 것이다.

또한, 상기 제어회로는 상기 외부장치와 연결되어 그 외부장치 내부의 주요 상태 및 제어정보를 입력 받아 이를 저장시키고, 상기 RF 출력부를 통해 상기 최초 수신된 소정의 RF 대역 신호를 복원하여 이를 상기 외부장치로 전송할 때, 상기 외부장치 내부의 상태 및 제어정보를 상기 외부장치로 재 전송하며, 또한, 상기 시간/위치 측정부와 연결되어 상기 데이터가 변환되어 저장된 시간 및 위치에 대한 정보를 입력 받아 이를 저장시키고, 상기 RF 출력부를 통해 상기 최초 수신된 소정의 RF 대역 신호를 복원하여 이를 상기 외부장치로 전송할 때, 상기 시간 및 위치에 대한 정보를 상기 외부장치로 전송하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 스펙트럼 저장/ 복원 방법은, 소정의 RF 대역을 통해 전송되는 신호(소정의 RF 대역 신호)의 스펙트럼을 수신하여 이를 상기 소정의 RF 대역보다 낮은 특정 대역으로 천이하고, 상기 천이된 특정 대역 신호의 스펙트럼을 디지털 데이터로 변환시키는 단계와; 상기 변환된 디지털 데이터를 임시로 저장하는 단계와; 상기 임시로 저장된 디지털 데이터 중 소정 요건을 충족하는 일정 부분의 데이터를 데이터 프레임에 포함시켜 이를 저장하는 단계와; 상기 데이터 프레임으로 저장된 정보를 소정의 저장매체에 별도로 저장하는 단계와; 상기 데이터 프레임으로 저장된 정보를 입력 받아 상기 최초 수신된 소정의 RF 대역 신호를 복원하는 단계와; 상기 복원된 최초 수신된 소정의 RF 대역 신호를 상기 수신되는 소정의 RF 대역 신호와 동일한 신호를 수신했던 외부장치로 재 전송하는 단계가 포함되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 소정 요건을 충족하는 일정 부분의 데이터는, 수신되는 소정의 RF 대역 신호가 사용자의 판단에 의해 저장할 신호(예 : 정상 또는 이상 신호)라고 인식되는 경우에 상기 저장할 신호 수신 시점 전, 후를 포함한 일정한 기간에 대해 상기 천이된 특정 대역의 스펙트럼 자체가 변환되어 저장된 디지털 데이터이다.또한, 상기 수신되는 소정의 RF 대역 신호의 스펙트럼 중 어느 스펙트럼을 상기 데이터 프레임에 포함시켜 저장하는지 여부를 판단하는 단계와; 상기 특정 대역 신호의 스펙트럼이 디지털 데이터로 변환, 저장되는 시간 및 위치를 측정하는 단계가 더 포함되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 데이터 프레임에는, 상기 소정 요건을 충족하는 일정 부분의 데이터 외에, 프레임 번호, 상기 데이터가 변환되어 저장된 시간 및 위치에 대한 정보, 상기 외부장치 내의 상태 및 제어정보, 상기 소정의 RF 대역 신호를 수신하는 회로의 파라미터값 및 주파수 정보가 포함되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 외부장치 내부의 상태정보를 입력 받아 이를 저장하고, 상기 최초 수신된 소정의 RF 대역 신호를 복원하여 이를 상기 외부장치로 전송할 때, 상기 외부장치 내부의 상태 및 제어정보를 상기 외부장치로 재 전송하는 단계가 더 포함되고, 상기 소정 요건을 충족하는 일정 부분의 데이터가 저장된 시간 및 위치에 대한 정보를 입력 받아 이를 저장하고, 상기 최초 수신된 소정의 RF 대역 신호를 복원하여 이를 상기 외부장치로 전송할 때, 상기 저장된 시간 및 위치에 대한 정보를 외부장치로 재 전송하는 단계가 더 포함되는 것을 특징으로 한다.

즉, 본 발명은 특정한 RF 대역 스펙트럼(Spectrum) 자체를 그대로 저장하고 복원하는 장치 및 방법을 제공하는 것으로, 상기 RF 대역은 무선 RF 대역뿐 아니라, 유선 RF 대역을 포함하는 것이다.

유선통신시스템의 경우 일반적으로 기저대역(Baseband)을 전송영역으로 사용하므로 상기 기저대역의 스펙트럼에 대한 저장 및 복원이 비교적 쉽지만, 무선통신시스템의 경우는 높은 주파수 대역 즉, 무선 RF(Radio Frequency) 대역 성분을 사용하므로 전송에 사용된 상기 RF 스펙트럼을 그대로 저장하려면 저장에 필요한 샘플링 주파수가 높아야 하고 메모리가 많이 필요하게 된다.

이에 따라 본 발명에서는 샘플링 주파수와 저장에 필요한 메모리의 크기를 줄이기 위해 저장하고자 하는 RF 대역을 그 보다 낮은 특정 대역 즉, 소정의 선-기저대역(이하 'Post-Baseband')까지 낮춘 후에 샘플링(sampling)하여 데이터로 저장한다.

상기 Post-Baseband 신호라 함은 수신측에서 볼 때 송신측에서 전송한 소스정보가 RF 대역에서 기저대역(Baseband)으로 천이(Down-convert) 되어 ADC(Analog to Digital Convert) 샘플링 되기 전의 아날로그 신호를 의미하는 것으로, 전송매체에 의해 손실, 왜곡된 RF 대역 신호가 수신측의 RF 수신회로에 의해 완전히 기저대역(Baseband)으로 천이 되어 디지털 데이터로 변환되기 전 상태의 선-기저대역 아날로그 신호를 말하는 것이다.

즉, 이는 송신측이 전송하는 소스정보에 전송매체의 특성에 의한 왜곡(distortion)과 잡음(noise)이 더해진 상태의 RF 신호가 기저대역 신호로 완전히 천이되기 전의 선-기저대역에 해당하는 아날로그 신호를 의미한다.

이 때 상기 Post-Baseband 신호의 스펙트럼에 담겨 있는 정보는 원래의 RF 대역 스펙트럼에 담겨있는 정보와 완전히 동일하다.

또한, 본 발명은 상기 Post-Baseband 신호를 샘플링하여 데이터로 저장한 후, 원래의 RF 신호를 재현할 때는 원하는 대역에 맞는 RF 송신회로를 통해 이 data로 변환되어 저장되어 있던 Post-Baseband 신호를 다시 Up convert시킴으로써 원래의 RF 대역 스펙트럼을 복원할 수 있게 한다.

즉, 본 발명은 원하는 특정한 RF 대역 스펙트럼에 포함되어 있는 정보를 그 대역에 적합한 RF 수신회로를 이용하여 Post-Baseband로 천이(Down-convert) 시킨 뒤 이를 고속 샘플링하여 디지털 데이터로 변환하여 저장하고, 상기 Post-Baseband 신호의 복원이 필요할 때는 저장된 상기 Post-Baseband 디지털 데이터를 이용하여 다시 원래의 특정 대역의 RF 신호 대역으로 천이 (up-convert) 시켜 주는 장치 및 방법을 제공하는 것이다.

이를 위해 본 발명에 의한 스펙트럼의 저장/ 복원 장치는, 원하는 RF 대역 신호를 Post-Baseband 신호로 천이(Down-convert) 시키는 수단과, 상기 천이된 Post-Baseband 신호를 Data로 변환하여 저장하는 수단 및 저장된 Data을 다시 Post-Baseband 아날로그 신호로 변환 후 원하는 RF 대역신호로 천이(Up-convert) 시켜 주는 수단, 저장된 Post-Baseband Data및 관련 data들을 CD, DAT 등 대용량 저장매체로 저장시켜주는 수단, 정확한 위치정보와 시간을 제공하는 GPS같은 외부장치 수단, 외부 단말기나 외부 시스템과 본 발명장치와의 연결을 위한 외부 인터페이스 수단, 본 발명의 상기 수단들을 제어하기 위한 제어장치 수단 등으로 구성된다.

본 발명은 어느 특정한 통신시스템에만 적용 가능한 것이 아니고 모든 유무선 통신시스템에 적용 가능하다. 즉, 디지털 TV, 휴대폰, CATV 등 모든 통신시스템에 적용 가능할 뿐만 아니라, 통신시스템의 단말기 및 무선 기지국 등에도 적용될 수 있다.

즉, 통신 단말기가 송신하는 RF 신호를 본 발명 방식 같이 송신회로의 Post-Baseband 신호를 데이터로 변환하여 저장하였다가 단말기 시스템 성능개선 및 에러 수정에 사용할 수 있고, 단말기 수신회로의 Post-Baseband 신호를 데이터로 변환하여 저장하였다가 단말기 성능 개선 및 단말기 에러수정에 사용할 수도 있다.

또는, 통신시스템(예 : 기지국 등)이 송신하는 RF 신호를 단말기의 수신회로에서 수신하여 본 발명 방식으로 Post-Baseband 신호를 모두 데이터로 변환, 저장하면 통신 시스템의 개발이나 성능개선, 에러 원인파악 및 수정에 사용할 수 도 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시 예를 상세히 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 스펙트럼의 저장/ 복원 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.

도 1을 참조하여 본 발명의 실시예에 의한 스펙트럼 저장/ 복원 장치의 구성 및 동작을 설명하면 다음과 같다.

먼저 본 발명의 실시예에 의한 스펙트럼 저장/ 복원 장치에는, 소정의 RF 대역을 통해 전송되는 신호의 스펙트럼을 수신하여 이를 상기 RF 대역보다 낮은 특정 대역 즉, Post-Baseband로 천이(down-convert)시키고, 상기 천이된 특정 대역 신호의 스펙트럼을 디지털 데이터로 변환시키는 RF 입력부(100)와; 상기 변환된 디지털 데이터를 저장하는 다수의 메모리부(110, 120, 130)와; 상기 저장된 디지털 데이터를 입력 받아 상기 최초 수신된 RF 대역의 신호를 복원하는 RF 출력부(140)와; 상기 RF 입력부(100)로부터 입력 받는 상기 디지털 데이터를 이용하여 상기 소정의 RF 대역에 해당하는 특정 신호의 스펙트럼 내의 모든 정보를 데이터 프레임화하여 상기 메모리부(110, 120, 130)에 저장하고, 상기 RF 출력부(140)를 통해 상기 최초 수신된 RF 대역의 신호를 원래대로 복원하도록 제어하는 제어회로(150)가 포함된다.

여기서, 상기 RF 입력부(100)는, 소정의 RF 대역(예 : 900Mhz ~ 905Mhz의 유무선대역)을 통해 전송되는 아날로그 신호의 스펙트럼을 수신하여 이를 상기 RF 대역보다 낮은 특정 대역 즉, Post-Baseband(예를 들면 0 ~ 5Mhz)로 천이 시키는 RF 수신회로(102)와, 상기 천이된 특정 대역 아날로그 신호의 스펙트럼을 샘플링(sampling)을 통해 디지털 데이터로 변환시키는 ADC(Analog to Digital Converter)(104)로 구성되어 있다.

또한, 상기 다수의 메모리부는, 상기 ADC에서 받은 디지털 데이터가 임시로 저장되는 사이클릭 버퍼형 메모리 뱅크(Cyclic buffer type memory bank)로 구성된 고속 중용량 메모리부(110)(예 : SRAM, DRAM, Flash memory 등)와, 상기 고속 중용량 메모리부(110)에 저장된 디지털 데이터 중 소정 요건을 충족하는 일정 부분의 데이터가 상기 제어회로(150)에 의해 데이터 프레임(data frame)화 되어 DMA(Direct memory access)(122) 장치 등을 통해 고속으로 옮겨져 저장되는 대용량 메모리부(120)(예 : Hard Disk Drive 등)와, 상기 데이터 프레임 포맷으로 변환되어 상기 대용량 메모리부(120)에 저장된 데이터가 영구적으로 보존되도록 상기 데이터를 별도로 저장하는 대용량 저장매체(130)(예 : CD-ROM, DVD 등)로 구성된다.

여기서, 상기 소정 요건을 충족하는 일정 부분의 데이터는, 수신되는 RF 대역 신호가 사용자가 판단하는 저장해야 할 신호라고 판단되는 경우 상기 저장해야 할 신호의 수신 시점 전, 후 일정한 기간에 대한 상기 특정 대역의 스펙트럼 자체가 변환되어 저장된 디지털 데이터이다. 이 때 상기 수신되는 RF 신호의 정상, 이상 여부는 사용자의 판단에 의해 결정될 수 있다.

그 일례로써 수신되는 RF 대역 신호에 사용자가 판단한 불량신호가 개재되는 경우 상기 불량신호 개재 시점 전후 일정한 기간에 대한 상기 특정 대역의 스펙트럼 자체가 변환되어 저장된 디지털 데이터를 의미할 수 있는 것이다.

또한, 상기 RF 출력부(140)는, 상기 데이터 프레임으로 저장된 정보를 입력 받아 이를 Post-Baseband의 아날로그 신호로 변환시키는 DAC(Digital to Analog Converter)(144)와, 상기 변환된 Post-Baseband의 아날로그 신호를 최초 수신된 RF 대역의 신호로 천이(up-convert)시켜 최초의 RF 대역 신호의 스펙트럼을 복원하고 이를 외부장치로 전송시키는 RF 송신회로(142)로 구성된다.

또한, 본 발명의 실시예에 의한 스펙트럼 저장/ 복원 장치에는 상기 특정 대역 신호 즉, Post-Baseband 신호의 스펙트럼이 디지털 데이터로 변환, 저장되는 시간 및 위치를 측정하는 시간/위치 측정부(160)와, 상기 수신되는 RF 대역 신호의 스펙트럼 중 어느 스펙트럼을 상기 메모리부의 대용량 메모리부에 저장하는지 여부를 결정하는 조건을 상기 제어회로(150)에 입력하는 외부 입출력부(170)(예 : 디스플레이부, 문자입력부, 마이크와 스피커 등)와, 상기 소정의 RF 대역을 통해 전송되는 신호의 스펙트럼을 수신하는 외부장치(180)를 상기 제어회로(150)에 연결시키는 외부 인터페이스 회로(182)가 더 포함된다.

여기서, 상기 외부장치(180)는 단말기, 기지국 등으로써, 상기 수신되는 RF 대역 신호와 동일한 신호를 수신하는 장치를 말한다.

이하 본 발명의 동작을 설명하면 다음과 같다.

단, 본 발명의 동작을 설명하는 하나의 실시예로써 이하에서는 사용자가 원하는 사건(event)이 발생된 경우 즉, 사용자의 판단에 의해 수신되는 RF 대역의 신호가 이상 신호라고 판단되는 경우 예를 들면, 수신되는 RF 대역 신호에 특정 레벨 이상의 불량신호가 개재된 경우, 상기 불량신호 개재 시점으로부터 -5분에서 +5분 뒤까지 총 10분간의 900Mhz부터 905Mhz까지의 무선대역신호를 저장하고자 한다고 가정한다.

본 발명의 실시예에 의한 스펙트럼의 저장/ 복원 장치에 전원이 가해지면 상기 제어회로(150)는 상기 외부 입출력부(170)를 통해 사용자가 원하는 사건(event) 발생의 판단 조건 즉, 상기 수신되는 RF 대역 신호에 개재되는 부가적인 신호에 대해 상기 부가신호가 불량신호인지 여부를 판단하는 조건을 먼저 입력 받는다.

좀더 상세히 설명하면, 상기 외부 입출력부(170)는 문자입력부(키패드, 마우스 등) 또는 디스플레이부(LCD display 등)의 터치 스크린(touch screen) 등을 통해 사용자가 저장하기를 원하는 무선대역에 관한 자세한 정보(예:900-905Mhz)를 입력 받고, 또한 사용자가 입력한 RF 대역 신호의 스펙트럼을 저장하기 시작해야 하는 순간에 대한 설정 조건 정보를 입력 받는다.

예를 들면, 사용자가 상기 문자입력장치나 표시장치를 통해 '저장시작' 명령을 선택하면, 이 순간부터 전, 후 -5분부터 +5분까지의 RF 스펙트럼의 정보가 저장될 수 있는 것이며, 또는 상기와 같은 '저장시작' 명령의 선택 없이 사용자가 원하는 일정한 상태가 되면 자동적으로 상기 RF 스펙트럼의 정보가 저장될 수 있는 것이다.

또한, 사용자가 마이크를 통해 사용자가 입력하기를 원하는 음성정보(예 : 시험자가 자신의 음성으로 말하는 시험목적, 시험개요, 날씨 상태, 시험자 이름 등의 오디오 정보 등)를 말하면 상기 제어장치는 상기 음성정보를 마이크로부터 입력 받아 저장하기 좋은 형태로 변환시키기 위해 오디오압축 프로그램을 실행시키고 오디오 압축파일로 만든 후 사용자가 지정한 이름으로 상기 대용량 메모리부(120)에 저장된다.

상기 저장된 음성파일은 상기 대용량 메모리부에 저장된 데이터를 복원할 때나 대용량 저장매체에 이동, 저장할 때, 상기 데이터 프레임과 연동되어 함께 부속된 파일로써 이동, 저장 및 복원된다.

사용자가 디지털 데이터로 변환되어 저장된 소정의 RF 스펙트럼을 복원하라는 명령을 입출력장치를 통해 내리면(예 : '복원시작' 스위치를 누른다.) 상기 제어회로(150)는 RF 스펙트럼 데이터 프레임을 다시 해석하여 RF 스펙트럼을 복원하고 이때 연동되어 저장되어 있는 상기 음성파일을 찾아서 음성파일은 스피커를 통해 출력시켜 사용자가 들을 수 있도록 하고, 상기 RF스펙트럼은 RF 송신회로(142)를 통해 복원하여 안테나 또는 동축케이블 등을 통해 외부장치로 공급한다.

사용자로부터 입력된 모든 사건(event)과 관련된 정보는 제어회로(150)에서 외부 입출력부(170)를 통해 읽어 들인 후 특정 메모리에 저장하고, 이는 상기 제어회로(150)에서 분석한다.

상기 제어회로(150)는 사용자가 선택한 무선대역정보를 분석하여 RF 송신회로(142)와 RF 수신회로(102)의 주파수 합성부(Synthesizer)에서 적절한 주파수를 발생시키도록 RF 수신 및 송신 회로(102, 142)에 주파수합성부 관련 데이터를 공급하고, RF 수신회로(102)와 송신회로(142)가 900-905Mhz 신호를 수신 및 송신할 수 있도록 회로 내의 증폭기 이득(Gain) 등을 제어 및 기록한다.

이후 상기 제어회로(150)는 사용자가 일례로 저장시작 명령을 내릴 때까지 또는 사용자가 이미 입력한 일정한 상태가 될 때까지 RF 수신회로(102)를 통해 사용자가 입력한 사건 발생 여부에 관계없이 계속 소정의 RF 스펙트럼(900-905Mhz)을 Post-Baseband 신호로 변환 후에 이를 샘플링하여 데이터로 변환시키고, 고속 중용량 메모리부(110)에 계속 순환, 저장하도록 한다. 이 과정을 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.

상기 제어회로(150)는 현재 수신되고 있는 900-905Mhz 대역의 RF 신호를 RF 수신회로(102)를 통해 0-5Mhz의 Post-Baseband 신호로 천이 및 변환(Down convert)시키고, 상기 천이된 0-5Mhz Post-Baseband 신호는 ADC(Analog to Digital Converter)(104)를 통해 샘플링되어 디지털 데이터로 변환되며, 이 변환된 데이터는 Cyclic buffer형 Memory Bank로 구성되어 운영되는 고속 중용량 메모리부(110)(예: SRAM, DRAM, Flash memory)에 1차적으로 순차적으로 저장되도록 한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 의한 고속 중용량 메모리부의 구성을 나타내는 도면이다.

단, 본 발명에 의한 고속 중용량 메모리부의 Cyclic buffer형 Memory Bank(200)의 동작을 설명하기 위해 고속메모리가 총 3 giga word로 구성되고, 상기 메모리가 1 giga word씩 3개의 Memory(즉, Memory bank구조)가 원형(cyclic buffer형태)으로 연결되어 있는 형태임을 가정한다.

도 2를 참조하면, 각 3개의 1 giga memory word를 각각 A, B, C memory(210, 220, 230)라고 할 때, A memory(210)가 RF 수신회로(102)에서 출력된 Post-Baseband 신호를 ADC한 데이터로 모두 채워지면 그 다음에 입력되는 ADC 된 데이터는 B memory(220)의 첫번째 번지에 저장되기 시작한다.

이렇게 해서 다시 B memory(220)가 다 채워지면 다시 C memory(230)의 첫번째 번지가 채워지고 C memory(230)까지 모든 번지가 다 RF 수신회로(102)로부터의 ADC된 데이터로 채워지면 다음에 입력되는 데이터는 다시 A memory(210)의 첫 번지에 다시 overwrite되어 기록 및 저장된다. 이와 같이 3개의 메모리를 원형으로 연결시켜 운영하는 것을 Cyclic Buffer형태의 Memory Bank 라고 한다.

상기와 같이 소정의 RF 대역 즉, 사용자가 원하는 RF 대역(일례로 900 ~ 905Mhz)을 통해 전송되는 신호의 스펙트럼을 수신하여 이를 Post-Baseband로 천이하고 ADC를 통해 디지털 데이터로 변환하여 상기 고속 중용량 메모리부(110)에 저장하다가 특정 순간에 사건(event)이 발생하게 되면, 즉 그 일례로써 수신되는 RF 대역 신호에 특정 레벨 이상의 불량신호가 개재된 경우에는, 상기 특정 순간 발생의 전, 후 일정 기간 동안(일례로 -5분 ~ +5분) 상기 고속 중용량 메모리부(110)에 저장된 모든 데이터들은 DMA(Direct memory access)(122) 장치 등을 통해 대용량 메모리부(120)(Hard disk drive 등)에 고속으로 옮겨진다.

단, 상기 사건(event) 인지의 여부는 사용자의 판단에 의해 결정되는 것이므로, 정상 신호가 수신되는 경우에도 이를 상기 대용량 메모리부(120)에 저장할 수도 있다.

또한, 상기 대용량 메모리부(120)에 저장된 데이터는 정해진 적절한 크기로 나누어 지고, 미리 정해진 데이터 프레임 포멧(Data Frame Format)으로 변환된 후에 대용량 저장매체(130)(CD-Rom, DVD등)로 옮겨서 기록 및 보관, 유지가 편한 형태로 데이터가 보관 및 보존될 수 있게 된다.

이를 좀 더 상세히 설명하면 다음과 같다.

RF 수신회로(102)를 통해 계속해서 입력되는 특정 대역의 아날로그 신호의 ADC(analog digital conversion)된 디지털 데이터가 고속 중용량 메모리부 A, B, C (210, 220, 230)등에 차례로 저장 중이고, 또한 1분 저장에 250 Megaword가 필요하다고 가정할 경우, 본 발명장치가 동작하기 시작한지 7분이 경과했을 때, 즉 예를 들어 B 메모리(220)의 750 Megaword 번지에 ADC된 데이터를 기록하는 순간에 사용자가 원하는 사건(event)이 발생되면, 제어장치는 상기 상황을 인식하여 해석 후에 B 메모리(220)의 750 Mega번지를 사건 시작 번지인 0 time의 번지로 인식하여 상기 번지를 저장하고, 이로부터 5분 전의 시간에 기록된 데이터가 저장된 번지(일례로 A메모리의 500 Megaword 번지) 및 5분 후(일례로 C memory의 1 gigaword 번지)의 ADC 데이터 저장번지를 계산 알고리즘으로 찾아서, 이 번지를 -5분 전 및 +5분 후의 샘플링된 데이터의 저장번지로 인식하여 저장하게 된다.

상기 0 time 이후에 RF 수신회로로부터 계속 입력되는 모든 ADC 데이터를 상기 고속 중용량 메모리부(110)에 저장하다가 상기 고속 중용량 메모리부(110)의 계산된 +5분 저장번지까지 데이터가 모두 채워져 저장되면, 상기 고속 중용량 메모리부(110)로 입력되는 ADC 데이터를 더 이상 저장하지 않고, -5분부터 +5분까지에 해당되는 모든 번지의 ADC 데이터를 대용량 메모리부(120)로 이동, 저장하기 시작한다.

즉, -5분 저장번지(A memory 500 megaword 번지)부터 +5분까지의 저장번지(C memory의 1 gigaword 번지)까지의 모든 ADC 데이터를 대용량 메모리부(120)에, 제어장치(150)의 제어 하에 상기 DMA(122)를 이용하여 이동 저장하기 시작하는 것이다.

또한, 상기 대용량 메모리부(120)로 옮겨진 ADC된 데이터들은 다른 데이터들과 조합되어 미리 정해진 데이터 프레임으로 구성되게 된다.

즉, ADC된 데이터들은 위치 및 시간 데이터와 RF 수신회로의 각종 파라미터 값, 외부장치 상태 및 제어정보 등과 함께 하나의 데이터 프레임으로 구성되게 된다.

도 3은 본 발명에 의한 대용량 메모리부에 저장되는 데이터 프레임의 구조를 나타내는 도면이다.

단, 상기 대용량 메모리부에 저장되는 데이터 프레임의 구조는 사용되는 통신시스템에 따라 달라질 수 있으나, 일반적으로 도 3에 도시된 기본구조를 응용한 형태가 된다.

또한, 상기 데이터 프레임은 제어회로가 대용량 메모리부 내에서 완성시켜서 파일로 변환 후에, 사용자가 입력한 사건(event)과 관련된 사용자의 음성파일과 함께 대용량 저장매체(DVD)에 이동, 저장한다.

도 3을 참조하면, 데이터 프레임(300) 내에는 프레임번호(310), 샘플링(sampling)된 Post-Baseband 신호의 ADC(analog digital conversion)된 디지털 데이터들(320)과, 상기 ADC된 데이터들이 저장된 시점의 시간 및 위치정보(330)와, 본 발명에 의한 스펙트럼 저장/ 복원 장치와 연결된 외부장치(즉, 단말기, 기지국 등) 내의 제어 및 상태정보(340)와, RF 수신회로의 파라미터 값(350)(예 : IF방식의 수신회로의 경우 샘플링 클럭과 동기되어 있는 IF AGC Amp gain값, 또는 Direct conversion방식의 수신회로의 경우 샘플링 클럭과 동기되어 있는 Baseband Amp의 gain값, 주파수 합성부 정보가 포함), 에러확인 데이터(360)(예 : CRC data) 등이 포함되어 구성된다.

상기와 같은 값들 중 특정 사건 발생에 의해 일정기간 동안 샘플링(sampling)되어 저장되는 Post-Baseband 신호의 ADC(analog digital conversion)된 디지털 데이터들(320)은 고속으로 많은 양의 데이터가 발생되지만, 그 밖의 위치정보와 시간정보(330), RF 수신회로 파라미터들(350)과, 외부장치 내의 제어 및 상태 정보(340) 등은 고속으로 발생시켜 저장해야 하는 정보가 아니므로 이러한 별개 특성을 가진 정보를 한 프레임으로 보관, 저장하기 위해서는 제어회로(150)가 대용량 메모리부(120)에서 고속 중용량 메모리부(110)에 저장되어 있는 정보와 제어장치가 읽어 들인 각종 기타정보(위치, 시간, 외부 장치 내의 상태정보 등)를 합쳐서 데이터 프레임화 하고 상기 데이터 프레임화 된 데이터를 대용량 저장매체(130)에 영구보존이나 데이터 베이스(data base) 구축의 일환으로 저장하게 된다.

즉, 데이터의 성격에 따라서 위치 및 시간 데이터(330), RF회로 및 외부장치의 상태정보(340, 350) 등은 1초당 수 백만번씩 샘플링하여 ADC된 후 저장되는 상기 Post-Baseband 데이터(320)처럼 저장할 필요가 없으므로 본 발명의 응용분야에 따라 1초당 수 천번 정도의 기록으로도 충분할 수 있다.

따라서, 응용분야에 따라 (즉, 휴대폰, 디지털TV 등에 따라) 대략 수 천개의 ADC된 Post-Baseband 데이터(320)가 하나의 위치 및 시간 데이터(330), RF 수신회로의 파라미터 값(350), 외부장치 상태 정보(340) 등과 함께 하나의 데이터 프레임으로 구성될 수 있다.

이렇게 제어장치(150)의 제어에 의해 프레임화 된 데이터들은 사용자가 원하면 대용량 저장매체(130)(DVD, CD-Rom 등)에 옮겨져서 기록 및 저장되어 질 수 있고 보관 및 유지가 편한 형태로 변환될 수 있다.

또한, 제어회로(150)는 외부 입출력부(170)의 디스플레이부를 통해 본 발명의 동작수행 성공과 실패여부를 표시하고 저장할 파일제목을 사용자가 입력토록 요청하며, 제목을 입력하면 제목을 첨부하여 대용량 메모리부(120) 내에 저장할 수 있다.

또한, 사용자가 특정파일을 상기 대용량 저장매체(130)로 이동 저장할 것을 지시하면 대용량 메모리부(120)에 저장된 파일내용을 상기 대용량 저장매체(130)로 이동시켜 파일제목과 함께 다시 저장할 수 있다.

상기와 같이 저장된 데이터 프레임 내부에 저장된 RF스펙트럼 즉, 특정 사건 발생에 의해 일정기간 동안 샘플링(sampling)되어 저장되는 Post-Baseband 신호의 ADC(analog digital conversion)된 디지털 데이터(320)의 복원 명령에 의해 제어장치(150)는 상기 명령을 읽어 들여 해석한 후 복원할 RF스펙트럼이 보관되어 있는 대용량 저장매체를 Access한다.

그리고, 상기 대용량 저장매체(130)에 저장되어 있던 모든 데이터 프레임들을 원래의 RF 대역 스펙트럼을 복원하기 위해 대용량 메모리부(120)에 옮겨서 저장하고, 이 대용량 메모리부(120)에서 프레임내의 데이터를 다시 재분석 및 분류하여 해당회로 즉, RF 송신 회로(142) 및 DAC(144), 외부장치(180) 등으로 관련된 데이터들을 재분배하여 보낸다.

이하 상기 RF 송신회로(142), 외부장치(180)에 연관된 데이터 프레임 내의 데이터의 재분류 및 분배에 대해 설명하도록 한다.

RF 송신회로(142)에 보내야 할 Post-Baseband 관련 데이터 즉, 특정 사건 발생에 의해 일정기간 동안 샘플링(sampling)되어 저장되는 Post-Baseband 신호의 ADC(analog digital conversion)된 디지털 데이터들(320)은 제어회로(150)에 의해 대용량 메모리부(120) 내에서 데이터 프레임으로부터 추출되어 고속 중용량 메모리부(110)로 순차적으로 보내지고, 상기 고속 중용량 메모리부(110)로 보내진 데이터는 일정시간 지연 후에 RF 출력부(140)의 DAC(144)로 보내져 RF 송신회로(142)를 거쳐 원래의 RF 스펙트럼으로 복원된다.

또한, RF 수신회로의 파라미터값(350) 등는 제어회로(150)에 의해 대용량 메모리부(120) 내에서 데이터 프레임으로부터 추출되어 RF 송신회로(142)로 보내지기 전에 제어회로(150)가 분석 및 처리된다.

즉, RF 수신회로(102)의 AGC 관련된 RF 파라미터 값들은 역수 값을 계산하여 RF 송신회로(142)의 가변이득 송신Amp로 보내지고, 또한 주파수 관련정보는 RF 송신회로(142)의 주파수 합성부로 보내어져 원하는 RF 스펙트럼을 복원할 수 있게 한다.

또한, 외부장치(180)(예 : 단말기, 기지국 등)에서 입력 받아 저장되어 있던 주요제어 및 상태 정보들(340)은 다시 외부 인터페이스 회로(182)를 통해 외부장치(180)로 전송되고, 상기 외부장치(180)는 이러한 정보를 이용하여 Post-Baseband 신호에 의해 복원되는 RF 스펙트럼과 동기가 된 내부 상태를 상기 외부장치(180) 내에서 재현할 수 있게 된다.

또한, 위치 및 시간정보(330) 등은 내장된 해당지역 Map등과 연계되어 외부 입출력부(170)의 디스플레이부(예 : LCD) 등을 통해 해당지역 지도 위에 시간 및 위치정보 등을 별도 궤적이나 점으로 표시하여 사용자에게 쉽게 인식할 수 있도록 제어장치(150)가 제어한다.

또한, 제어회로(150)는 대용량 메모리부(130)로 이동 저장되어 있는 데이터 프레임으로부터 Post-Baseband 신호 데이터 즉, 특정 사건 발생에 의해 일정기간 동안 샘플링(sampling)되어 저장되는 Post-Baseband 신호의 ADC(analog digital conversion)된 디지털 데이터들(320)만을 그 이외의 데이터들과 분리하여 순차적으로 모두 고속 중용량 메모리부(110)에 다시 이동 저장시키고 고속 중용량 메모리부는 다음 예의 설명과 같이 동작한다.

앞서 설명한 바와 같이 상기 고속 중용량 메모리부(110)가 Cyclic 메모리 뱅크 형태라면 DMA(122)를 통해 A 메모리(210)에 먼저 데이터를 이동 및 저장하고, A 메모리(210)에 데이터가 모두 이동 및 저장이 완료되면, DMA(122)는 B 메모리(220)에 남은 데이터를 이동 저장 완료한다.

그리고, B 메모리(220)에 데이터가 모두 저장완료 되면 C 메모리(230)에 대해 같은 작업이 반복 진행된다. C 메모리(230)에 데이터가 이동저장 될 때 동시에 이미 저장된 A 메모리(230)의 데이터는 DAC(144)를 통해 RF 송신회로(142)로 입력되어 원하는 RF 대역신호를 복원하게 된다.

일반적인 경우 고속 중용량 메모리부(110)의 동작속도가 대용량 메모리부 (120)의 동작속도보다 더 빠르므로 A메모리(210)와 B메모리(220), C메모리(230)에 먼저 데이터를 이동 완료시키는 등의 동작을 한 후에 스펙트럼을 복원해야 한다.

이렇게 해야 버퍼에서 발생할 수 있는 Over-run이나 under-run등을 예방할 수 있다. A 메모리(210)의 데이터가 모두 DAC되어 아날로그 신호로 복원되어도 B메모리(220)과 C 메모리(230)에는 이미 데이터의 이동, 저장이 완료되어 있으므로 Over-run이나 Under-run등이 발생 안하며 제어회로는 A 메모리(210)에 데이터가 모두 DAC 되고 나면 다음의 데이터를 이동, 및 Overwrite 하여 저장하게 된다. 즉, 순환저장이 가능해진다.

이와 같이 고속 중용량 메모리부(110)를 순환하여 사용하므로 원래의 RF 대역신호를 끊어짐이 없이 연속적으로 원래의 RF 스펙트럼으로 복원할 수 있게 된다.

상기 고속 중용량 메모리부(110)에 옮겨진 데이터는 제어장치(150)의 제어에 의해 DAC(digital to analog converter)(144)를 통해 아날로그 Post-Baseband 신호를 재생하게 되며, 또한 상기 신호는 RF 송신회로(142)의 입력이 되어 원하는 RF 대역까지 천이(up-convert)된다.

이 때 상기 RF 송신회로(142)가 Direct conversion방식이면 제어장치(150)가 주파수 합성부에 보내준 주파수 정보에 관한 Data에 의해 주파수 합성부는 Local 주파수를 발생시켜서 Post-Baseband 신호를 바로 원하는 RF 대역으로 직접 천이 (up-convert) 시킨다.

또는 상기 RF 송신회로(142)가 IF 방식으로 동작되는 경우에는, 제어장치(150)는 주파수합성부에 IF local 주파수 합성에 관한 정보와 Rf local 주파수 합성에 관한 정보를 보내주며, 이 때 상기 주파수 합성부는 필요한 주파수를 발생시켜 Post-Baseband 신호가 IF신호 대역으로 일단 천이 되고, IF신호는 다시 원하는 RF 대역으로 천이 되게 된다.

본 발명의 구성요소에 해당하는 RF 송신 및 수신회로는 2가지 방식 즉, IF주파수를 사용하는 Super-heterodyne방식과 IF주파수를 사용하지 않는 Direct Conversion방식으로 모두 구현이 가능하다.

이하에서는 도 4 및 도 5를 통해 본 발명의 구성요소인 RF 송신 및 수신회로의 구성 및 그 동작을 설명하도록 한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 채용되는 RF 수신회로의 구성을 나타내는 블록도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 채용되는 RF 송신회로의 구성을 나타내는 블록도이다.

단, 도 4 및 도 5를 통해 설명하는 RF 수신 및 송신회로는 Super-heterodyne방식으로 동작하는 하나의 실시예에 불과한 것으로 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

도 4를 참조하면, RF 수신회로(102)는 제어회로(150)의 제어에 따라 안테나로부터 입력된 RF 대역을 통해 전송되는 신호의 스펙트럼 중 선택된 소정의 RF 대역을 Post-Baseband까지 천이 시키는 기능을 갖는다.

안테나로부터 수신된 소정의 RF 대역 신호는 Duplexer(402)에 의해 송수신 신호가 분리되고, 상기 분리된 수신신호는 고 이득의 LNA(404)(Low noise Amp)를 거쳐 1차 증폭된다.

상기 증폭된 RF수신 신호는 선택된 대역 외의 필요 없는 신호를 최소화하기 위하여 RF filter(406)에 의해 filtering되고 RF Mixer(410)의 한 입력으로 공급하기에 충분한 크기로 증폭시키기 위하여 RF Amp(408)에 의해 증폭되며, 이러한 증폭된 신호는 RF 믹서(410)의 한 입력으로써 입력된다.

또한, 수신부 주파수 합성장치(Receiver Freq. Synthesizer)(416)는 제어회로(150)로부터 주파수 합성에 필요한 정보를 입력 받아 Local RX f1과 Local RX f2를 발생시킨다.

또한, RF Mixer(410)는 증폭된 RF 수신신호와 수신부 주파수 합성장치(412)에 의해 발생된 local RX f1신호를 곱하여 중간주파수(IF)신호를 발생시킨다.

상기 중간주파수(IF)신호는 IF filter(414)에 의해 필요 없는 IF 대역외 신호를 최소화 시킨 후에 중간주파수 가변증폭도-증폭기(IF gain variable Amp)(416)에 입력된다.

제어회로(150)에 의해 증폭도(Gain) 조정이 가능한 이 중간주파수 가변증폭도-증폭기(416)는 상기 제어회로(150)가 이 증폭기에 명령한 Data 만큼 IF신호를 증폭한다.

적절한 진폭으로 증폭된 IF신호는 기저대역으로 천이(Down convert) 되기 위해 다시 IF믹서(418)에 한 입력으로써 공급되며, IF Mixer(418)는 수신부 주파수합성기(412)에 의해 발생된 Local RX f2 주파수와 증폭된 IF신호를 mix하여 Post-Baseband 신호와 2배 IF주파수 대역의 신호를 발생시킨다.

이 중에서 Post-Baseband 신호만 Baseband filter(420)로써 필터링하여 Post-Baseband 대역외의 신호를 최소화 한 후에 이를 ADC(104)에 공급하여 Post-Baseband신호를 Data로 변환시킨다.

또한, 상기 제어회로(150)는 일정주기 간격 내의 모든 Post-Baseband 신호들의 ADC된 data값을 가지고, 이 Post-Baseband 신호들의 평균 에너지 값을 계산한다.

이와 같이 일정주기 간격으로 계산되는 Post-Baseband 신호들의 평균에너지가 사전에 결정된 값보다 적으면 IF gain variable amp(416)의 증폭도가 커지도록 제어회로는 IF gain variable amp(416)에 control data를 보내며, 상기 IF gain variable amp(416)는 이러한 제어명령에 따라 증폭도를 높여서 IF신호를 증폭한다.

반대로 일정주기로 계산된 Post-Baseband 신호들의 평균에너지가 사전에 결정된 값보다 크면 IF gain variable amp(416)의 증폭도가 작아지도록 제어회로는 IF gain variable amp(416)에 control data를 보낸다. 이 경우 IF gain variable amp(416)는 이 제어명령에 따라 증폭도를 낮추어서 IF신호를 증폭한다.

즉, 일정주기 간격으로 Post-Baseband 신호들의 에너지 값을 계산하여 현재 IF 수신신호의 진폭 값이 ADC(analog to digital converter)(104)의 적절한 입력범위 내의 값을 갖는지 검사하고 일정주기 간격으로 IF증폭기의 증폭도를 조정하여 가변 증폭하는 과정을 1초당 수 천회를 반복한다.

이 때 제어회로(150)는 수신부 주파수 합성장치(Receiver freq. Synthesizer)(412)에 제공했던 주파수 합성정보와 함께 IF gain variable amp(416)에 제공한 증폭도 관련 제어 data를 평균 에너지값 계산에 사용했던 Post-Baseband 신호 data들과 동기시켜 도 3에 도시된 데이터 프레임에 함께 저장한다.

다음으로 도 5를 참조하여 RF 송신회로의 신호처리 과정을 설명하면 다음과 같다.

상기 RF 송신회로(142)는 상기 제어회로(150)의 제어에 따라 DAC(144)를 거쳐 생성된 Post-Baseband 신호를 선택된 RF 신호 대역으로 천이 시키는(up -convert) 기능을 갖는다.

상기 DAC(digital to analog converter)(144)를 거쳐 생성된 Post-Baseband 신호는 Base band filter(502)를 거쳐서 필요 없는 대역외 신호를 최소화 시킨 후 IF Mixer(504)에 한 입력으로써 공급된다.

송신 주파수 합성부(Transmit freq. synthesizer)(506)는 제어회로(150)로 부터 입력 받은 주파수 합성관련 Data를 가지고 Local TX f1과 Local TX f2의 2개 주파수를 발생시키며, IF Mixer(508)는 Local TX f1과 Base band filter(502)의 출력을 Mix하여 Post-Baseband 신호를 IF대역으로 천이 시킨다(up-convert).

발생된 IF 신호는 IF filter(508)를 거쳐서 IF 대역 외의 신호를 최소화시킨 후 IF gain variable attenuator(510)(약자 : IFGVA)에 입력되며, 상기 IFGVA(510)는 제어회로(150)로부터 일정주기로 감쇄도에 관련된 제어data를 입력받아 감쇄도를 결정한 후 입력된 신호를 감쇄시킨다.

이와 같이 감쇄된 신호는 Local TX f2신호와 함께 RF Mixer(512)로 입력되고 RF Mixer(512)는 IF신호를 선택된 RF 대역으로 천이 시킨다(up-convert).

또한, 상기 천이된 신호는 선택된 RF 대역외의 신호를 최소화 시키기 위해서 RF filter(512)에 의해 filtering되고 다시 제어회로(150)에 의해 감쇄도가 결정되는 RF gain variable attenuator(516)로 입력되며, 상기 RFGVA(516)의 출력은 Duplexer(518)를 거쳐서 안테나 또는 동축케이블, 또는 RF coupler를 통해 본 발명장치와 접속되어 있는 외부장치(도 1의 180)로 공급된다.

상기 RF 송신회로(142)의 IFGVA(510)나 RFGVA(516)의 감쇄도는 제어회로에 의해 다음과 같이 결정되어 IFGVA(510)와 RFGVA(516)로 공급된다.

또한, RF 수신회로(102)에서 사용된 수신 IF 가변증폭도-증폭기의 증폭도의 역수값을 계산하여 RF 송신회로(142)의 송신 IF 가변 Attenuator(IFVGA)(510)나 RFVGA(516)에 제어회로(150)가 사전에 결정된 주기마다 공급하여 RF출력 Power를 조절한다.

만일 IFVGA(510)의 dynamic range가 부족하면 최종의 RFVGA(516)에 추가의 감쇄도 정보를 제공하여 수신했던 RF 대역 수신신호와 동일한 power level을 갖는 RF 송신출력 발생시킬 수 있다.

상기 복원된 RF신호를 동축케이블이나 유도결합회로(RF coupler 등) 등을 통해 외부장치(도 1의 180)(단말기 또는 기지국 등)로 다시 공급할 수 있다. 이 때 이 재생된 RF 송신 신호공급과 동시에 현재 재생되고 있는 Post-Baseband 신호와 동기되어 같은 Data Frame내에 저장되어 있던 외부 장치(180) 관련 중요한 내부 상태 및 제어 관련정보를 본 발명의 외부 인터페이스 회로(도 1의 182)를 통해 외부 단말기 또는 시스템의 내부 즉 상기 외부장치(180)로 다시 보내줌으로써 외부장치의 동작이 복원된 RF신호와 완전히 동기되어 동작하도록 외부장치를 제어할 수 있다.

이렇게 됨으로써 상기 외부장치는 사건(event) 발생 당시 상기 외부장치 내부 동작상태와 상기 사건 발생 당시의 외부장치가 수신하였던 RF 스펙트럼 상태를 연결시켜 몇 번이고 재현시킬 수 있으며, 이와 같이 몇 번씩 반복하여 사건 발생 당시의 상황을 재현하는 동안 사건 발생의 원인분석과 대책수립이 가능해지는 것이다.

이상에서와 같은 본 발명에 의한 스펙트럼의 저장/ 복원 장치 및 방법에 의하면, 통신시스템이 동작 중 문제를 일으킨 경우 즉, 사건(event) 발생의 경우 상기 사건 발생 당시의 RF 환경과 정상 동작 상태일 때의 RF환경 예를 들면 정상동작 상태일 때와 이상 상태일 때의 채널 스펙트럼 특성 등을 구분하여 각각 정확히 재 복원해냄으로써, 정상 스펙트럼과 이상 스펙트럼을 반복해서 비교 및 검토할 수 있도록 응용할 수 있다.

또한, 이런 응용 기능을 이용하여 사건 발생 당시의 시스템 문제점 유무 및 예상되는 원인을 재조사하는데 사용할 수도 있고, 복잡한 소프트웨어가 동작중인 시스템인 경우 특수한 RF 환경에서만 특정 소프트웨어가 계속 에러를 일으키면 몇 번이고 그 환경을 반복시켜 그 당시 RF 환경을 재현함으로써, 소프트웨어 운용 중에 발견된 단말기나 통신시스템 소프트웨어 등의 결함을 신속히 파악, 수정할 수 있게 하는 장점이 있다.

또한, 다른 시간대와 다른 지점별로 모아진 기록된 정상적이거나 비정상적인 RF 환경 데이터들을 모두 저장하여 데이터 베이스화 하면 후에 유사하거나 성능이 개선된 신형 후속 단말기 또는 시스템 등을 개발 할 때에 그 지리적인 지점을 다시 방문하지 않아도 실험실에서 다시 그 당시 특정장소의 RF 환경을 재현함으로써, Field test 시간 및 에러의 원인을 파악하는 데 소요되는 시간을 대폭 줄일 수 있다는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 스펙트럼의 저장/ 복원 장치의 구성을 나타내는 블록도.

도 2는 본 발명의 실시예에 의한 고속 중용량 메모리부의 구성을 나타내는 도면.

도 3은 본 발명에 의한 대용량 메모리부에 저장되는 데이터 프레임의 구조를 나타내는 도면.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 채용되는 RF 수신회로의 구성을 나타내는 블록도.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 채용되는 RF 송신회로의 구성을 나타내는 블록도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : RF 입력부 102 : RF 수신회로

104 : ADC 110 : 고속 중용량 메모리부

120 : 대용량 메모리부 130 : 대용량 저장매체

140 RF 출력부 142 : RF 송신회로

144 : DAC 150 : 제어회로

160 : 시간/위치 측정부 170 : 외부 입출력부

180 : 외부장치 182 : 외부 인터페이스 회로

Claims

소정의 RF 대역을 통해 전송되는 신호(소정의 RF 대역 신호)의 스펙트럼을 수신하여 이를 상기 소정의 RF 대역보다 낮은 특정 대역으로 천이하고, 상기 천이된 특정 대역 신호의 스펙트럼을 디지털 데이터로 변환시키는 RF 입력부와,

상기 변환된 디지털 데이터를 저장하는 다수의 메모리부와,

상기 저장된 디지털 데이터를 입력 받아 최초 수신된 상기 소정의 RF 대역 신호를 복원하는 RF 출력부와,

상기 RF 입력부로부터 입력 받는 상기 디지털 데이터를 이용하여 상기 소정의 RF 대역보다 낮은 특정 대역으로 천이된 신호의 스펙트럼 내의 정보를 데이터 프레임화하여 상기 메모리부에 저장하고, 상기 RF 출력부를 통해 상기 최초 수신된 소정의 RF 대역 신호를 원래대로 복원하도록 제어하는 제어회로가 포함되는 것을 특징으로 하는 스펙트럼의 저장/ 복원 장치.
제 1항에 있어서,

상기 다수의 메모리부는 상기 RF 입력부에서 받은 디지털 데이터가 임시로 저장되는 고속 중용량 메모리부와,

상기 고속 중용량 메모리부에 저장된 디지털 데이터 중 소정 요건을 충족하는 일정 부분의 데이터가 상기 제어회로에 의해 데이터 프레임화되어 저장되는 대용량 메모리부와,

상기 대용량 메모리부에 저장된 데이터가 영구적으로 보존되도록 상기 데이터를 별도로 저장하는 대용량 저장매체로 구성됨을 특징으로 하는 스펙트럼의 저장/ 복원 장치.
제 1항에 있어서,

상기 천이된 특정 대역 신호의 스펙트럼이 디지털 데이터로 변환, 저장되는 시간 및 위치를 측정하는 시간/위치 측정부와,

상기 수신되는 소정의 RF 대역 신호의 스펙트럼 중 어느 스펙트럼을 상기 메모리부의 대용량 메모리부에 저장하는지 여부를 결정하는 조건을 상기 제어회로에 입력하는 외부 입출력부와,

상기 소정의 RF 대역 신호의 스펙트럼을 동시에 별도로 수신하는 외부장치를 상기 제어회로에 연결시키는 외부 인터페이스 회로가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 스펙트럼의 저장/ 복원 장치.
제 3항에 있어서,

상기 외부장치는 상기 수신되는 소정의 RF 대역 신호와 동일한 신호를 수신하는 장치임을 특징으로 하는 스펙트럼의 저장/ 복원 장치.
제 2항에 있어서,

상기 소정 요건을 충족하는 일정 부분의 데이터는, 상기 수신되는 소정의 RF 대역 신호가 이상 신호라고 판단되는 경우 상기 이상신호 수신 시점 전, 후를 포함한 일정한 기간에 대해 상기 천이된 특정 대역의 스펙트럼 자체가 변환되어 저장된 디지털 데이터임을 특징으로 하는 스펙트럼의 저장/ 복원 장치.
제 2항에 있어서,

상기 대용량 메모리부에 저장되는 데이터 프레임에는, 상기 소정 요건을 충족하는 일정 부분의 데이터 외에, 프레임 번호, 상기 데이터가 변환되어 저장된 시간 및 위치에 대한 정보, 상기 제어회로와 연결된 외부장치 내의 상태정보, 상기 소정의 RF 대역 신호를 수신하는 회로의 파라미터값 및 주파수 정보가 포함되는 것을 특징으로 하는 스펙트럼의 저장/ 복원 장치.
제 3항에 있어서,

상기 제어회로는 상기 외부장치와 연결되어 그 내부의 상태정보를 입력 받아 이를 저장시키고, 상기 RF 출력부를 통해 상기 최초 수신된 소정의 RF 대역 신호를 복원하여 이를 상기 외부장치로 전송할 때, 이와 관련된 상기 외부장치 내부의 상태정보를 상기 외부장치로 재 전송함을 특징으로 하는 스펙트럼의 저장/ 복원 장치.
제 3항에 있어서,

상기 제어회로는 상기 시간/위치 측정부와 연결되어 상기 데이터가 변환되어 저장된 시간 및 위치에 대한 정보를 입력 받아 이를 저장시키고, 상기 RF 출력부를 통해 상기 최초 수신된 소정의 RF 대역 신호를 복원하여 이를 상기 외부장치로 전송할 때, 상기 시간 및 위치에 대한 정보를 상기 외부장치로 전송함을 특징으로 하는 스펙트럼의 저장/ 복원 장치.
소정의 RF 대역을 통해 전송되는 신호(소정의 RF 대역 신호)의 스펙트럼을 수신하여 이를 상기 소정의 RF 대역보다 낮은 특정 대역으로 천이하고, 상기 천이된 특정 대역 신호의 스펙트럼을 디지털 데이터로 변환시키는 단계와,

상기 변환된 디지털 데이터를 임시로 저장하는 단계와,

상기 임시로 저장된 디지털 데이터 중 소정 요건을 충족하는 일정 부분의 데이터를 데이터 프레임에 포함시켜 이를 저장하는 단계와,

상기 데이터 프레임에 저장된 상기 데이터 정보를 소정의 저장매체에 별도로 저장하는 단계와,

상기 데이터 프레임으로 저장된 정보를 입력 받아 상기 최초 수신된 소정의 RF 대역 신호를 복원하는 단계와,

상기 복원된 최초 수신된 소정의 RF 대역 신호를 상기 소정의 RF 대역 신호와 동일한 신호를 수신하는 외부장치로 전송하는 단계가 포함되는 것을 특징으로 하는 스펙트럼의 저장/ 복원 방법.
제 9항에 있어서,

상기 소정 요건을 충족하는 일정 부분의 데이터는, 수신되는 상기 소정의 RF 대역 신호가 이상 신호라고 판단되는 경우 상기 이상 신호 수신 시점 전, 후를 포함하는 일정 기간에 대해 상기 천이된 특정 대역의 스펙트럼 자체가 변환되어 저장된 디지털 데이터임을 특징으로 하는 스펙트럼의 저장/ 복원 방법.
제 9항에 있어서,

상기 수신되는 소정의 RF 대역 신호의 스펙트럼 중 어느 스펙트럼을 상기 데이터 프레임에 포함시켜 저장하는지 여부를 판단하는 단계와,

상기 천이된 특정 대역 신호의 스펙트럼이 디지털 데이터로 변환, 저장되는 시간 및 위치를 측정하는 단계가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 스펙트럼의 저장/ 복원 방법.
제 9항에 있어서,

상기 데이터 프레임에는, 상기 소정 요건을 충족하는 일정 부분의 데이터 외에, 프레임 번호, 상기 데이터가 변환되어 저장된 시간 및 위치에 대한 정보, 상기 외부장치 내의 상태정보, 상기 소정의 RF 대역 신호를 수신하는 회로의 파라미터값 및 주파수 정보가 포함되는 것을 특징으로 하는 스펙트럼의 저장/ 복원 방법.
제 9항에 있어서,

상기 외부장치 내부의 상태정보를 입력 받아 이를 저장하고, 상기 최초 수신된 소정의 RF 대역 신호를 복원하여 이를 상기 외부장치로 전송할 때, 상기 외부장치 내부의 상태정보를 상기 외부장치로 재 전송하는 단계가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 스펙트럼의 저장/ 복원 방법.
제 9항에 있어서,

상기 소정 요건을 충족하는 일정 부분의 데이터가 저장된 시간 및 위치에 대한 정보를 입력 받아 이를 저장하고, 상기 최초 수신된 소정의 RF 대역 신호를 복원하여 이를 상기 외부장치로 전송할 때, 상기 저장된 시간 및 위치에 대한 정보를 외부장치로 재 전송하는 단계가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 스펙트럼의 저장/ 복원 방법.