KR101421987B1 - Spectrum analyzer and method for processing a measured signal - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 주파수 분석 시스템(Spectrum Analyzer)에 관한 것으로, 특히 측정 신호 결합시의 불연속성을 제거하는 측정신호 처리방법과 그 방법을 채용한 주파수 분석기에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a spectrum analyzer, and more particularly, to a measurement signal processing method for eliminating discontinuity when combining measurement signals and a frequency analyzer employing the method.
일반적인 무선 통신 시스템에서 신호의 송수신 방법은 저주파 기저대역의 신호를 생성한 후 고주파 반송파를 이용하여 송수신한다. 이러한 신호를 측정하여 검증 및 분석하는 것이 주파수 분석기(Spectrum analyzer)이다.In a general wireless communication system, a signal transmission / reception method generates and transmits a low frequency baseband signal using a high frequency carrier wave. A spectrum analyzer measures and verifies and analyzes these signals.
주파수 분석기의 구조 및 구성 칩, RF 모듈에 따라 DC 오프셋(offset)이 발생한다. 만약 DC 오프셋이 발생하게 되면 저주파 기저대역 신호의 올바른 분석에 문제가 발생한다. 따라서 발생한 DC 오프셋을 올바르게 제거하거나 사전에 그 발생을 억제해야 한다.DC offset is generated according to the structure and configuration chip of the frequency analyzer and the RF module. If a DC offset occurs, there is a problem in correct analysis of the low frequency baseband signal. Therefore, the generated DC offset must be removed properly or suppressed beforehand.
DC 오프셋을 제거 및 방지하는 방법으로는 임계치(threshold)를 정하여 DC 오프셋을 낮추거나 제거하는 방법이 있으며, 중심 주파수를 옮겨서 다단으로 측정하는 방법(측정하는 중심주파수에서 좌 또는 우측의 스펙트럼만 이용)이 있다.A method of eliminating and preventing DC offset is to set a threshold and lower or eliminate the DC offset. There is a method of shifting the center frequency to measure in multiple stages (only the left or right spectrum at the measured center frequency) .
임계치를 정하여 DC 오프셋(이하 DC라 함)을 낮추거나 제거하는 방법은 신호의 왜곡을 야기할 수 있다. DC 성분으로 올바르게 판단을 하더라도 제거하는 크기를 잘못 설정하거나, DC와 원래 신호의 구분을 잘못하여 원래 신호를 제거 또는 DC를 제거하지 않는 것이 그러한 왜곡의 일 예이다.A method of lowering or removing a DC offset (hereinafter referred to as DC) by setting a threshold value may cause signal distortion. One example of such a distortion is to set the size to be erased incorrectly even if the DC component is correctly judged, or to erroneously distinguish the DC from the original signal and not to remove the original signal or remove the DC.
예시한 또 다른 방법인 중심 주파수를 옮겨서 다단으로 측정하는 방법은 주파수 분석기의 측정 가능 최대 폭(Span)내에서 중심 주파수를 3번 옮겨 측정해야 한다. 이 방법은 DC가 존재하는 주파수를 회피할 수 있므로 DC의 영향을 받지 않지만, 중심 주파수를 3번 옮겨서 측정해야 하기 때문에 측정 시간의 지연과 번거로움이 수반되며, 더 나아가 여러 번 측정된 신호를 결합하는 경우에 도 1의 (d)에 도시한 바와 같이 결합 신호간 불연속성(20)이 존재하게 된다.Another example of how to shift the center frequency and measure it in multiple steps is to move the center frequency three times within the measurable maximum span of the frequency analyzer. Since this method avoids the frequency at which the DC exists, it is not influenced by DC. However, since the center frequency is shifted three times, the measurement time is delayed and troublesome, and furthermore, The
참고적으로 도 1은 중심 주파수를 옮겨 가면서 신호를 측정하여 얻어진 측정 신호들을 결합하는 경우에 나타나는 불연속성을 보이기 위한 것으로, (a)는 주파수 분석기의 일 구성요소인 LPF를 통과하여 그 필터의 대역폭 내에 존재하는 측정신호를 예시한 것으로, 중심 주파수에 DC(10)가 존재하는 것을 도시한 것이다. (b)는 최초 중심 주파수에서 a만큼 높은 주파수를 중심 주파수로 조정하여 측정된 신호를 도시한 것이며, (c)는 최초 중심 주파수에서 a만큼 낮은 주파수를 중심 주파수로 조정하여 측정된 신호를 도시한 것이다. 이와 같이 중심 주파수를 옮겨 가면서 신호를 측정하게 되면 DC(10)를 회피할 수 있다. 한편, 도 1의 (b)와 (c)에 각각 도시한 측정 신호 구간에서 얻고자 하는 신호 구간 2와 4, 그리고 1과 3을 발췌하여 이들을 결합하게 되면 (d)와 같이 DC가 발생하지는 않으나 결합신호(1,2,3,4) 간에 불연속성(20)이 발생하게 되어 신호 왜곡 현상이 일어나게 된다. For reference, FIG. 1 shows a discontinuity in the case of combining measurement signals obtained by measuring a signal while shifting the center frequency. In FIG. 1, (a) shows a case in which the LPF, which is one component of the frequency analyzer, The present example illustrates the presence of the
이에 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, DC를 회피하기 위해 중심 주파수를 옮겨 가면서 신호를 측정하되, 각 측정단계에서 측정된 신호들의 결합시에 발생할 수 있는 불연속성을 제거할 수 있는 측정신호 처리방법을 제공함을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made keeping in mind the above problems occurring in the prior art, and it is an object of the present invention to provide a method and apparatus for measuring a signal while moving a center frequency in order to avoid DC, And to provide a measurement signal processing method.
더 나아가 본 발명의 또 다른 목적은 주파수 분석기의 측정 가능 최대 폭(Span) 내에서 중심 주파수를 옮겨 가면서 신호를 측정하되, 신호 측정 시간을 줄이면서 DC를 피함과 동시에 측정된 신호들의 결합시에 발생할 수 있는 불연속성을 제거함으로써 신호의 왜곡을 줄일 수 있는 측정신호 처리방법 및 그 처리방법을 채용한 주파수 분석기를 제공함에 있다.Still another object of the present invention is to measure the signal while shifting the center frequency within the measurable maximum span of the frequency analyzer, while avoiding DC while decreasing the signal measurement time, And a frequency analyzer that employs the method of processing the measured signal.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 측정신호 처리방법은 필터를 통해 측정하고자 하는 신호에 대하여 원하는 주파수 대역폭(BW)의 신호를 얻어 처리하는 장치에서 실행 가능한 방법으로,According to an aspect of the present invention, there is provided a method of processing a signal to be measured through a filter, the method comprising: receiving a signal of a desired frequency bandwidth (BW)
측정하고자 하는 신호의 주파수 대역의 중심 주파수()를 반복 이동하여 신호 측정하는 a) 단계와;The center frequency of the frequency band of the signal to be measured ) Repeatedly to measure a signal;
상기 중심 주파수()를 반복 이동하여 측정되는 각각의 신호에서 그 이동된 중심 주파수 좌, 우측에 위치하는 신호에서 DC를 포함하지 않는 구간의 신호를 각각 획득하는 b) 단계와;The center frequency ( B) obtaining a signal of a section not including DC in a signal located on the left and right sides of the shifted center frequency, respectively;
불연속점 제거를 위해 상기 획득된 각 신호 구간의 신호에 펄스 정형함수를 승산하는 c) 단계와;C) multiplying the signal of each acquired signal interval by a pulse shaping function for discontinuous point removal;
측정하고자 하는 원 신호를 얻기 위해 상기 승산 단계에서 펄스 정형함수가 승산된 각각의 획득신호를 결합하여 원 신호 복원하는 d) 단계;를 포함함을 특징으로 한다.And d) combining the acquired signals multiplied by the pulse shaping function in the multiplication step to obtain the original signal to be measured and restoring the original signal.
더 나아가 상기 측정신호 처리방법에서 상기 중심 주파수()의 이동범위는 상기 필터의 대역폭(BW)에 따라 결정되되, DC의 영향을 회피하기 위해 이동 가능한 중심 주파수()의 범위는 최대 BW/4 이고, 상기 중심 주파수의 반복 이동 횟수는 2회임을 특징으로 한다.Further, in the measurement signal processing method, ) Is determined according to the bandwidth (BW) of the filter, and the moving range of the movable center frequency ( ) Is the maximum BW / 4, and the number of repeated movements of the center frequency is two.
더 나아가 상기 측정신호 처리방법에서 상기 중심 주파수()가 와 로 이동한 경우, 그 각각의 중심 주파수(, )의 좌측과 우측에 각각 위치하는 신호구간 중 대역폭이 BW/4인 신호를 획득하는 방식으로 총 4구간의 신호를 획득하여 펄스 정형함수를 승산함을 특징으로 하며,Further, in the measurement signal processing method, )end Wow , The respective center frequencies ( , And a signal having a bandwidth of BW / 4 is acquired from the signal sections located on the left and right sides of the input signal, respectively. In this way, signals of four sections are obtained and multiplied by the pulse shaping function.
상기 획득된 신호를 균등하게 결합하기 위해 상기 는 BW/8의 값을 가짐을 특징으로 한다.In order to equally combine the obtained signals, Is characterized by having a value of BW / 8.
아울러 상기 펄스 정형함수는 올림 코사인(raised cosine) 함수로서, 결합되는 부분에 따라 승산 되어지는 함수는 와 값을 가짐을 특징으로 한다.In addition, the pulse shaping function is a raised cosine function, and the function multiplied according to the coupled part is Wow Value. ≪ / RTI >
한편 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 주파수 분석기는,According to another aspect of the present invention, there is provided a frequency analyzer comprising:
측정하고자 하는 수신 신호에 대하여 원하는 주파수 대역폭(BW)의 신호를 얻기 위한 로우 패스 필터와;A low pass filter for obtaining a signal of a desired frequency bandwidth (BW) with respect to a received signal to be measured;
상기 필터를 통해 출력되는 측정 신호를 샘플링 레이트에 따라 샘플링 출력하기 위한 샘플러와;A sampler for sampling and outputting a measurement signal output through the filter according to a sampling rate;
상기 샘플러 출력을 디지털 변환하기 위한 ADC와;An ADC for digitally converting the sampler output;
디지털 변환된 측정 신호를 푸리에 변환하기 위한 FFT와;An FFT for Fourier transforming the digitally converted measurement signal;
푸리에 변환된 측정 신호의 중심 주파수()를 상기 주파수 대역폭 내에서 반복 이동하되, 그 반복 이동된 각각의 중심 주파수 좌, 우측에 위치하는 신호에서 DC를 포함하지 않는 좌, 우측 구간의 신호를 각각 획득하고, 이동된 중심 주파수 각각에 대해 획득된 좌, 우측 구간의 신호에 펄스 정형함수를 승산한 후 결합하여 원 신호 복원하는 신호처리부;를 포함함을 특징으로 한다.The center frequency of the Fourier transformed measurement signal ( ) Are repeatedly shifted within the frequency bandwidth, signals of left and right sections that do not include DC are obtained from the signals located on the left and right sides of the repeatedly shifted center frequencies, respectively, And a signal processing unit for multiplying the obtained signals of the left and right sections by a pulse shaping function, and combining and restoring the original signal.
상술한 바와 같은 본 발명의 과제 해결 수단에 따르면, DC를 회피하기 위해 중심 주파수를 옮겨 가면서 신호를 측정하되, 2번의 측정단계에서 측정된 신호들의 결합시에 발생할 수 있는 불연속성을 펄스 정형함수를 이용하여 유용하게 제거할 수 있는 효과가 있다.According to an embodiment of the present invention, a signal is measured while shifting the center frequency to avoid DC, and a discontinuity that may occur when the signals measured in the two measurement steps are combined is measured using a pulse shaping function So that it can be effectively removed.
또한 본 발명은 주파수 분석기의 측정 가능 최대 폭(Span) 내에서 중심 주파수를 이동해 가면서 신호를 측정하되, 종전과 같이 중심 주파수를 3회 이동하는 것이 아니라 2회 이동만으로도 DC를 피함과 동시에 원 신호 복원이 가능하기 때문에, 신호 측정 시간을 줄이는 효과가 있으며, 더 나아가 측정 신호들의 결합시에 발생할 수 있는 불연속성을 제거함으로써 신호의 왜곡을 줄일 수 있는 이점이 있다.In addition, the present invention measures a signal while moving a center frequency within a measurable maximum width (Span) of a frequency analyzer, and does not move the center frequency three times as before, It is possible to reduce the signal measurement time, and furthermore, there is an advantage that the distortion of the signal can be reduced by eliminating the discontinuity that may occur when combining the measurement signals.
도 1은 중심 주파수를 옮겨 가면서 신호를 측정하여 얻어진 신호들을 결합하는 경우에 나타나는 불연속성을 보이기 위한 스펙트럼 예시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수 분석기의 블럭 구성 예시도.
도 3은 도 2에 도시한 주파수 분석기에서 실행 가능한 측정신호 처리방법을 설명하기 위한 도면.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 측정신호 처리방법에 의해 처리되는 신호들과 이들을 결합하는 경우에 신호의 불연속성이 제거되는 것을 보여 주기 위한 스펙트럼 예시도.FIG. 1 is an example of a spectrum for showing a discontinuity in the case of combining signals obtained by measuring a signal while shifting the center frequency. FIG.
2 is a block diagram of a frequency analyzer according to an embodiment of the present invention;
3 is a diagram for explaining a measurement signal processing method executable in the frequency analyzer shown in Fig. 2; Fig.
FIG. 4 and FIG. 5 are exemplary spectrums for illustrating the signal processed by the method of measuring signal processing according to an embodiment of the present invention and the discontinuity of the signal removed when combining them. FIG.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 혹은 구성이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다. 하기에서는 필터를 통해 측정하고자 하는 신호에 대하여 원하는 주파수 대역폭의 신호를 얻어 처리하는 장치의 일예로서 FFT(Fast Fourier Transform)방식의 주파수 분석기(spectrum analyzer)를 예시하여 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear. In the following, a spectrum analyzer of Fast Fourier Transform (FFT) method will be described as an example of an apparatus for acquiring and processing a signal of a desired frequency bandwidth with respect to a signal to be measured through a filter.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수 분석기의 블럭 구성도를 예시한 것이다.FIG. 2 illustrates a block diagram of a frequency analyzer according to an exemplary embodiment of the present invention. Referring to FIG.
도 2를 참조하면, 우선 본 발명의 실시예에 따른 주파수 분석기는 원하는 신호를 수신하기 위한 RF 단 후단에 측정하고자 하는 신호에 대하여 원하는 주파수 대역폭(BandWidth:BW)을 얻기 위한 필터로서 LPF(Low Pass Filter)(50)를 포함한다. 참고적으로 하기에서 설명될 중심 주파수()의 이동범위는 LPF(50)의 대역폭에 따라 정해지며, 측정 가능한 신호의 대역폭은 하기 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다. 이에 DC의 영향을 피하기 위해 이동 가능한 중심 주파수()의 범위는 최대 BW/4가 된다. 그리고 중심 주파수 는 측정하고자 하는 주파수 대역의 중심 주파수인 것으로 가정한다.Referring to FIG. 2, a frequency analyzer according to an embodiment of the present invention includes a low pass filter (LPF) for obtaining a desired band width (BW)
한편 샘플러(60)는 상기 LPF(50)를 통해 출력되는 측정 신호를 샘플링 레이트()에 따라 샘플링 출력한다. 참고적으로 FFT 방식의 주파수 분석기에서는 FFT후 각 포인트들의 간격은 샘플링 레이트()와 FFT의 수에 따라 정해지며 하기 수학식 2와 같은 의 값을 갖는다.Meanwhile, the
는 샘플러(60)의 샘플링 레이트, 는 FFT 포인트 수 The sampling rate of the
ADC(Analog-to-Digital Converter)(70)는 샘플러(60) 출력을 디지털 변환하여 출력하며, FFT(80)는 상기 ADC(70)에서 디지털 변환되어 출력되는 측정 신호를 푸리에 변환하여 준다.An ADC (Analog-to-Digital Converter) 70 converts the
신호처리부(90)는 푸리에 변환된 측정 신호의 중심 주파수()를 LPF(50)의 주파수 대역폭 내에서 반복 이동(본 발명의 실시예에서는 2회 이동)하되, 그 반복 이동된 각각의 중심 주파수 좌, 우측에 위치하는 신호에서 DC를 포함하지 않는 좌, 우측 구간의 신호를 각각 획득하고, 이동된 중심 주파수 각각에 대해 획득된 좌, 우측 구간의 신호에 펄스 정형함수, 예를 들면 올림 코사인(raised cosine) 함수를 승산한 후 이들을 결합하여 원 신호 복원하여 후단의 표시부(100)로 출력한다. 이러한 신호처리부(90)의 상세 동작 설명은 도 3에서 설명될 측정신호 처리방법에서 보다 구체적으로 설명하기로 한다.The
도 3은 도 2에 도시한 FFT 방식의 주파수 분석기에서 실행 가능한 측정신호 처리방법을 설명하기 위한 도면을 도시한 것이며, 도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 측정신호 처리방법에 의해 처리되는 신호들과 이들을 결합하는 경우에 신호의 불연속성이 제거되는 것을 보여 주기 위한 스펙트럼을 예시한 것이다.FIG. 3 is a view for explaining a measurement signal processing method that can be executed in the FFT type frequency analyzer shown in FIG. 2, and FIGS. 4 and 5 are diagrams for explaining a method of processing a measurement signal according to an embodiment of the present invention And the spectra to show that the signal to be processed and the discontinuity of the signal are removed when combining them.
이하 도 3 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 측정신호 처리방법과 상기 신호처리부(90)의 동작을 설명하면,Hereinafter, the operation of the
우선 FFT 방식의 주파수 분석기에서는 앞서 설명한 바와 같이 FFT후 각 포인트들의 간격은 샘플링 레이트와 FFT의 수에 따라 정해지며 상기 수학식 2와 같이 정의되는 △f 의 값을 갖는다.First, in the frequency analyzer of the FFT method, as described above, the interval of each point after the FFT is determined according to the sampling rate and the number of FFTs and has a value of DELTA f defined as Equation (2).
만약 측정하고자 하는 주파수 대역의 중심 주파수를 라 가정하면 본 발명의 실시예에서는 중심 주파수를 2번 이동하여 측정하기 때문에, 이동하는 중심 주파수는 와 가 된다. 이 두 신호에서 원 신호를 복원하기 위해 특정 부분(각 신호에서 DC를 포함하지 않는 부분)을 가지고 결합하되, 불연속점을 제거하기 위해 펄스 정형함수의 하나인 올림 코산인(raised cosine) 함수를 승산하여 결합(overlap add)하면, 불연속성이 제거된 원 신호를 복원할 수 있다.If the center frequency of the frequency band to be measured is In the embodiment of the present invention, since the center frequency is measured by moving twice, the moving center frequency is Wow . In order to recover the original signal from these two signals, we combine the specific part (the part not including DC in each signal) to recover the original signal, and multiply the raised cosine function, which is one of the pulse shaping functions, If the signal is overlapped, the original signal from which the discontinuity is removed can be restored.
한편 중심 주파수()를 이동하는 범위는 언급한 바와 같이 LPF(50)에 따라 정해지며 측정 가능한 신호의 대역폭은 상기 수학식 1과 같다. DC의 영향을 피하기 위해 이동 가능한 중심 주파수의 범위는 최대 BW/4 가 된다. 즉, 가 된다. 이에 중심 주파수 보다 a*△f 만큼 높고 낮은 신호의 중심 주파수는 각각 와 가 되며, 이 두 신호의 시작과 끝 주파수 즉, LPF(50)를 통과한 두 신호의 영역은 하기와 같다.On the other hand, ) Is determined according to the
를 중심 주파수로 갖는 신호의 측정 가능 최대 주파수는 보다 커야 하고, 를 중심 주파수로 갖는 신호의 측정 가능 최소 주파수 는 보다 작아야 한다. 이는 다음과 같이 나타낼 수 있다. Of the signal having the center frequency as the maximum measurable frequency The ≪ / RTI > The minimum measurable frequency of the signal having the center frequency The . This can be expressed as follows.
즉, DC의 영향을 피하기 위해 이동 가능한 중심 주파수의 범위는 최대 BW/4 가 된다.That is, in order to avoid the influence of DC, the range of the movable center frequency becomes maximum BW / 4.
한편 올림 코사인 함수를 곱한 오버랩 애드(overlap add)를 사용할 때 두 번 측정된 두 신호의 DC의 영향을 받지 않으려면 주파수의 이동은 BW/4 보다 더 작아야 한다. 그리고 오버랩 애드를 균등하게 적용하기 위해서는 BW/8 만큼 주파수를 이동하여 측정하면 되므로, 는 BW/8 가 된다.On the other hand, when using the overlap add multiplied by the carry cosine function, the frequency shift should be smaller than BW / 4 in order to avoid the influence of the DC of the two signals measured twice. In order to uniformly apply the overlap add, the frequency can be measured by moving the frequency by BW / 8, Becomes BW / 8.
참고적으로 도 1의 (d)는 (a)에 도시한 중심 주파수()를 우측으로 a*△f 만큼 이동하여 측정한 신호(b)와 좌측으로 -a*△f 만큼 이동하여 측정한 신호 (c)를 결합한 것을 도시한 것이다. 중심 주파수를 두 번 이동하여 각각 측정된 신호에서 각 중심 주파수의 좌측과 우측에 위치하는 2개의 음영처리구간(2와 4, 1과 3)을 획득하여 결합하면 도 1의 (d)와 같은 신호가 얻어진다. 이는 LPF(50)의 대역인 BW를 4등분한 것이므로, 4개의 각 구간의 대역폭은 BW/4 가 된다.For reference, FIG. 1 (d) shows the center frequency ( ) To the right by a * [Delta] f and the signal (c) measured by shifting to the left by- a * [Delta] f . When the center frequency is moved twice and the two shading sections (2 and 4, 1 and 3) positioned on the left and right sides of each center frequency are acquired and combined in the measured signals, the signal as shown in FIG. 1 (d) Is obtained. Since the bandwidth BW of the
도 1에 도시된 음영처리구간(2와 4, 1과 3)을 획득하는 기준은 우선 도 1의 (b)에서 (c)의 1번 구간에 해당하는 구간은 LPF(50)의 컷오프 주파수 구간이므로 사용할 수 없고, (b)에서 (c)의 3번 구간에 해당하는 구간에서는 주파수에서 DC(10)가 포함되어 있으므로 사용할 수 없다. 이와 같은 기준으로 도 1의 (c)에서도 (b)의 4번 구간과 2번 구간은 사용할 수 없으므로 나머지 구간인 1과 3 구간의 신호만을 획득하여 결합시 이용한다. 이때 각 구간의 대역폭은 앞서 설명한 바와 같이 BW/4 가 된다. 그리고 각 측정 신호에서 컷오프 주파수와 DC가 존재하는 구간을 제외한 구간을 주파수와 FFT 포인트로 나타내면 하기와 같다.The reference for obtaining the
- 1번 구간- Section 1
- 2번 구간-
- 3번 구간-
- 4번 구간-
한편 도 1의 (b)와 (c)에서 측정된 신호에서 획득한 신호를 결합하면 결합 부분에서 (d)와 같은 불연속성(20)이 나타날 수 있다. 이러한 불연속성(20)은 올림 코사인 함수를 곱하여 오버랩 애드를 이용하면 도 5의 (a)와 같은 불연속점이 (b)에 도시한 바와 같이 제거될 수 있다.On the other hand, when the signals obtained from the signals measured in FIGS. 1 (b) and (c) are combined, a
다만 오버랩 애드를 사용하려면 도 1의 (b)와 (c)에서 획득되는 신호들(1 내지 4 구간)의 대역폭(BW/4)은 더 넓어져야 한다. 이에 획득되는 각 구간은 BW/2 의 대역폭을 가져야 하며, 획득된 각 구간의 신호는 올림 코사인 함수를 곱한 후 결합되어야 한다. 결합되는 부분에 따라 곱해지는 올림 코사인 함수는 와 의 값을 가진다.However, in order to use the overlap add, the bandwidth (BW / 4) of the signals (1 to 4 intervals) obtained in (b) and (c) of FIG. Each of the obtained intervals should have a bandwidth of BW / 2, and the signals of the obtained intervals should be multiplied by an up cosine function and then combined. The raised cosine function, which is multiplied by the combined part, Wow Lt; / RTI >
이므로 결과적으로 중심 주파수를 달리하여 획득된 신호에 올림 코산인 함수를 곱하여 오버랩 애드를 하면 신호의 변화가 없게 된다. 즉, 원 신호 복원이 가능하게 되는 것이다. As a result, if the signal obtained by varying the center frequency is multiplied by the adder cosine function and overlapped add is performed, there is no signal change. That is, the original signal can be restored.
이상에서 설명한 바와 같은 내용에 기초하여 도 2에 도시한 신호처리부(90)에서 실행 가능한 측정신호 처리방법을 이하 도 3과 도 4를 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다. 하기 설명에서 도 4에 도시된 BW는 LPF(50)의 주파수 대역폭을 나타낸 것이며, 10은 DC가 존재하는 중심 주파수()를 나타낸 것으로 가정한다. 그리고 도 4에 도시된 참조번호 1,2,3,4는 중심 주파수를 이동하여 측정한 신호에서 획득해야 하는 구간의 신호를 나타낸 것이다.A method of processing a measurement signal that can be executed by the
우선 도 3의 신호처리부(90)는 S10단계에서 측정하고자 하는 신호의 주파수 대역(도 4의 (a))내에서 중심주파수 를 도 4의 (b)에 도시한 바와 같이 기설정된 제1중심 주파수 로 이동하고, 그 이동된 중심 주파수에서 신호를 측정(S12단계)한다.First, in step S10, the
신호 측정 단계에서 신호처리부(90)는 도 4의 (b)와 같이 측정되는 신호에서 그 이동된 중심 주파수 의 좌, 우측에 위치하는 신호에서 DC를 포함하지 않는 구간, 즉 2와 4구간의 신호를 획득(S14단계)한다. 도 4의 (b)에서 2 구간과 4구간의 주파수와 FFT 포인트는 앞서 설명한 바와 같다. 획득된 구간의 신호는 내부 메모리에 일시 저장한다.In the signal measuring step, the
중심 주파수를 1회 이동하여 신호 측정하여 원하는 구간의 신호를 획득한 신호처리부(90)는 다시 중심 주파수를 기설정된 제2중심 주파수 로 이동(S16단계)하고, 그 이동된 중심 주파수에서 신호를 재 측정(S18단계)한다.The
신호 측정 단계에서 신호처리부(90)는 도 4의 (c)와 같이 측정되는 신호에서 그 이동된 중심 주파수 의 좌, 우측에 위치하는 신호에서 DC를 포함하지 않는 구간, 즉 1번과 3번 구간의 신호를 획득(S20단계)한다. 이와 같이 2번의 중심 주파수 이동으로 소망하는 구간의 신호들을 획득한 신호처리부(90)는 불연속점 제거를 위해 획득된 각 신호 구간의 신호에 올림 코사인 함수를 하기 수학식 3과 같이 승산(S22단계)하고, 원 신호 복원을 위해 올림 코사인 함수가 곱해진 획득 신호들을 결합(가산)(S24단계)한다.In the signal measurement step, the
참고적으로 도 4에서 2번 구간과 3번 구간의 결합을 보면, 2번 구간의 최대 주파수 영역(우측 부분)과 3번의 최소 주파수 영역(좌측 부분)의 BW/4 영역은 서로 겹쳐진다. 는 약 BW/8의 값을 가짐으로 BW/4를 나타내기 위해서는 2a 개수 만큼의 포인트가 필요하게 된다. 따라서 2번 구간의 신호와 3번 구간의 신호 결합은 상기 수학식 3과 같이 나타낼 수 있는 것이다.Referring to FIG. 4, in the combination of the second and third sections, the maximum frequency region (right portion) of the second section and the BW / 4 region of the third minimum frequency region (left portion) overlap each other. Has a value of about BW / 8, so that it requires 2a points to indicate BW / 4. Therefore, the signal combination of the signal of the second interval and the interval of the third interval can be expressed as Equation (3).
상기 수학식 3에서 좌측 항은 2번 구간의 신호이며, 우측 항은 3번 구간의 신호이다. 나머지 1번 구간의 신호영역과 2번 구간의 신호 영역의 결합(오버랩 애드), 3번 구간의 신호 영역과 4번 구간의 신호 영역의 결합 역시 상기 수학식 3과 같은 방식으로 결합 가능하다.In Equation (3), the left term is the signal of the second interval, and the right term is the third interval signal. The combination of the signal region of the first interval and the signal region of the second interval (overlap add), and the combination of the signal region of the third interval and the signal interval of the fourth interval may be combined in the same manner as in Equation (3).
상기 수학식 3의 방식으로 도 4의 (b)와 (c)에 도시된 측정 신호에서 획득된 신호들의 결합이 이루어지면 도 4의 (d)와 같은 원 신호가 복원됨으로써, 신호처리부(90)는 이러한 복원 신호를 이후 표시부(100)로 출력하여 표시(S26단계)되도록 한다. 도 4의 (d)를 도 1의 (d)와 비교해 보면 결합되는 구간에 존재하였던 불연속점이 제거되었다는 것을 알 수 있다.When the signals obtained from the measurement signals shown in FIGS. 4B and 4C are combined by the method of
따라서 본 발명은 DC를 회피하기 위해 중심 주파수를 옮겨 가면서 신호를 측정하되, 각 측정단계에서 측정된 신호들의 결합시에 발생할 수 있는 불연속성을 펄스 정형함수를 이용하여 유용하게 제거할 수 있다.Therefore, the present invention can effectively remove the discontinuity that may occur when combining the signals measured in each measurement step by using the pulse shaping function while measuring the signal while shifting the center frequency to avoid DC.
또한 본 발명은 주파수 분석기의 측정 가능 최대 폭(Span) 내에서 중심 주파수를 이동해 가면서 신호를 측정하되, 종전과 같이 중심 주파수를 3회 이동하는 것이 아니라 2회 이동만으로도 DC를 피함과 동시에 원 신호 복원이 가능하기 때문에, 신호 측정 시간을 줄이는 효과가 있으며, 더 나아가 측정 신호들의 결합시에 발생할 수 있는 불연속성을 제거함으로써 신호의 왜곡을 줄일 수 있는 유용한 발명인 것이다.In addition, the present invention measures a signal while moving a center frequency within a measurable maximum width (Span) of a frequency analyzer, and does not move the center frequency three times as before, It is possible to reduce the signal measurement time, and furthermore, it is a useful invention that can reduce the distortion of the signal by eliminating the discontinuity that may occur when combining the measurement signals.
이상 본 발명은 도면에 도시된 실시예들을 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 예를 들면, 본 발명의 실시예인 도 3에서는 중심 주파수를 이동하여 신호 측정 및 신호 획득 단계가 반복해서 이루어지는 것으로 설명하였으나, 한 번의 중심 주파수 이동 후에 신호 측정 및 신호 획득이 이루어지도록 한 후 올림 코사인 함수를 곱하여 저장하고, 이후 재차 중심 주파수를 이동하여 신호 측정 및 신호 획득한 후 올림 코사인 함수를 곱한 후에, 이전 단계에서 저장된 올림 코사인 함수 곱해진 획득신호와 직전에 얻어진 올림 코사인 함수 곱해진 획득신호들을 결합하는 방식으로 측정신호를 처리할 수도 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the invention. For example, in FIG. 3 illustrating the embodiment of the present invention, the signal measurement and signal acquisition steps are repeated by shifting the center frequency. However, after the signal measurement and signal acquisition are performed after the center frequency shift, And then the center frequency is shifted again to perform signal measurement and signal acquisition. Then, the signal is multiplied by an up cosine function, and then the up-sampled signal obtained by multiplying the up-sampled cosine function stored in the previous step is multiplied by the up- The measurement signal may be processed in such a manner that the measurement signal is processed. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined only by the appended claims.
Claims (12)
측정하고자 하는 신호의 주파수 대역 내에서 중심 주파수()를 반복 이동하여 신호 측정하는 a) 단계와;
상기 중심 주파수()를 반복 이동하여 측정되는 각각의 신호에서 그 이동된 중심 주파수 좌, 우측에 위치하는 신호에서 DC를 포함하지 않는 구간의 신호를 각각 획득하는 b) 단계와;
불연속점 제거를 위해 상기 획득된 각 신호 구간의 신호에 펄스 정형함수를 승산하는 c) 단계와;
측정하고자 하는 원 신호를 얻기 위해 상기 승산 단계에서 펄스 정형함수가 승산된 각각의 획득신호를 결합하여 원 신호 복원하는 d) 단계;를 포함하되,
상기 중심 주파수()의 이동범위는 상기 필터의 대역폭(BW)에 따라 결정되되, DC의 영향을 회피하기 위해 이동 가능한 중심 주파수()의 범위는 최대 BW/4 이고, 상기 중심 주파수의 반복 이동 횟수는 2회 이상임을 특징으로 하는 측정신호 처리방법.A method of processing a measurement signal that is executable in an apparatus for acquiring and processing a signal of a desired frequency bandwidth with respect to a signal to be measured through a filter,
In the frequency band of the signal to be measured, ) Repeatedly to measure a signal;
The center frequency ( B) obtaining a signal of a section not including DC in a signal located on the left and right sides of the shifted center frequency, respectively;
C) multiplying the signal of each acquired signal interval by a pulse shaping function for discontinuous point removal;
And d) combining the acquired signals multiplied by the pulse shaping function in the multiplication step to obtain the original signal to be measured, thereby restoring the original signal,
The center frequency ( ) Is determined according to the bandwidth (BW) of the filter, and the moving range of the movable center frequency ( ) Is a maximum BW / 4, and the number of repeated movements of the center frequency is two or more times.
, 는 샘플러의 샘플링 레이트, 는 FFT후 각 포인트의 간격 주파수The method of claim 2, further comprising: ) Wow Wherein the measurement signal processing method comprises the steps of:
, The sampling rate of the sampler, Is the interval frequency of each point after the FFT
상기 필터를 통해 출력되는 측정 신호를 샘플링 레이트에 따라 샘플링 출력하기 위한 샘플러와;
상기 샘플러 출력을 디지털 변환하기 위한 ADC와;
디지털 변환된 측정 신호를 푸리에 변환하기 위한 FFT와;
푸리에 변환된 측정 신호의 중심 주파수()를 상기 주파수 대역폭 내에서 반복 이동하되, 그 반복 이동된 각각의 중심 주파수 좌, 우측에 위치하는 신호에서 DC를 포함하지 않는 좌, 우측 구간의 신호를 각각 획득하고, 이동된 중심 주파수 각각에 대해 획득된 좌, 우측 구간의 신호에 펄스 정형함수를 승산한 후 결합하여 원 신호 복원하는 신호처리부;를 포함하되,
상기 중심 주파수()의 이동범위는 상기 필터의 대역폭(BW)에 따라 결정되되, DC의 영향을 회피하기 위해 이동 가능한 중심 주파수()의 범위는 최대 BW/4 이고, 상기 중심 주파수의 반복 이동 횟수는 2회 이상임을 특징으로 하는 주파수 분석기.A low pass filter for obtaining a signal of a desired frequency bandwidth (BW) with respect to a received signal to be measured;
A sampler for sampling and outputting a measurement signal output through the filter according to a sampling rate;
An ADC for digitally converting the sampler output;
An FFT for Fourier transforming the digitally converted measurement signal;
The center frequency of the Fourier transformed measurement signal ( ) Are repeatedly shifted within the frequency bandwidth, signals of left and right sections that do not include DC are obtained from the signals located on the left and right sides of the repeatedly shifted center frequencies, respectively, And a signal processing unit for multiplying the obtained signals of the left and right sections by a pulse shaping function, and combining and restoring the original signal,
The center frequency ( ) Is determined according to the bandwidth (BW) of the filter, and the moving range of the movable center frequency ( ) Is a maximum BW / 4, and the number of repeated movements of the center frequency is two or more times.
, 는 샘플러의 샘플링 레이트, 는 FFT후 각 포인트의 간격 주파수9. The method of claim 8, further comprising: ) Wow .
, The sampling rate of the sampler, Is the interval frequency of each point after the FFT
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KR20040057114A (en) * | 2002-12-24 | 2004-07-02 | 엘지전자 주식회사 | Frequency measurement apparatus and method for mobile communication basestation system |
KR100824492B1 (en) | 1999-04-12 | 2008-04-22 | 콸콤 인코포레이티드 | Method and system for detecting in-band jammers in a spread spectrum wireless base station |
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Title |
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