KR101815942B1 - 엔벨로프를 검출하는 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

엔벨로프를 검출하는 방법 및 장치를 제안한다.
특히, 시간 간격이 동일한 복수의 샘플링 신호들에 대하여 엔벨로프(envelope)를 검출함으로써 낮은 계산 복잡도 및 간단한 회로 구성만으로 변조 신호의 엔벨로프를 검출할 수 있는 엔벨로프를 검출하는 방법 및 장치를 제공할 수 있다.

Description

엔벨로프를 검출하는 방법 및 장치{A METHOD AND AN APPARATUS FOR ENVELOPE DETECTION}
아래의 실시예들은 엔벨로프를 검출하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
엔벨로프 검출(Envelope detection)은 변조 신호를 수신하여 복조하는 과정이 이루어지는 음성 처리 분야, 영상 처리 분야, 데이터 통신 분야 등에서 신호 처리(Signal Processing) 방식으로서 이용되고 왔다. 또한, 최근 엔벨로프 검출은 에너지/데이터 전송과 같은 분야에서도 이용되고 있다.
일반적으로 이용되고 있는 엔벨로프 검출 방식은 주로 주파수 대역에서의 밴드 패스 필터(band pass filter) 또는 로우 패스 필터(low pass filter)를 통한 방식, 힐버트 변환(Hilbert transform)으로 구한 분석적 신호(analytic signal)에서 피크 홀드(peak hold)를 통한 방식 등과 같은 신호 처리(signal processing)를 활용한다. 그러나 신호 처리를 활용하는 방식들은 구현상 회로의 복잡도가 상당하다. 또한, 다이오드(diode)와 캐패시터(capacitor) 등의 아날로그 회로를 이용한 방식은 회로 복잡도는 낮으나 정교한 엔벨로프 검출에 어려움이 있다.
일 실시예에 따른 엔벨로프를 검출하는 방법은 변조 신호에 대응되는 복수의 샘플링 신호들을 생성하는 단계; 상기 복수의 샘플링 신호들 중 적어도 3개 이상의 샘플링 신호들을 추출하는 단계- 상기 추출된 샘플링 신호들 사이의 시간 간격은 동일함-; 상기 추출된 샘플링 신호들로부터 하나의 대상 샘플링 신호와 나머지 샘플링 신호들을 식별하는 단계; 상기 대상 샘플링 신호와 관련된 성분과 상기 나머지 샘플링 신호들과 관련된 성분 사이의 차를 기초로 상기 대상 샘플링 신호에 대응하는 엔벨로프(envelope) 성분값을 계산하는 단계; 및 상기 엔벨로프 성분값을 기초로 상기 변조 신호의 엔벨로프를 검출하는 단계를 포함한다.
상기 엔벨로프 성분값을 계산하는 단계는 상기 대상 샘플링 신호와 관련된 성분을 계산하기 위하여 상기 대상 샘플링 신호에 대해 제곱 연산을 수행하는 단계; 및 상기 나머지 샘플링 신호들과 관련된 성분을 계산하기 위하여 상기 나머지 샘플링 신호들 사이에서 곱셈 연산을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 나머지 샘플링 신호들 사이의 곱들에 대하여 덧셈 연산을 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 추출된 샘플링 신호들의 개수는 (2N+1)(여기서, N은 1 이상인 자연수임)개일 수 있다.
상기 적어도 3개 이상의 샘플링 신호들은 적어도 제1 샘플링 신호, 제2 샘플링 신호 및 제3 샘플링 신호를 포함하고, 상기 제1 샘플링 신호 및 상기 제2 샘플링 신호 사이의 제1 시간 간격과 상기 제2 샘플링 신호 및 상기 제3 샘플링 신호 사이의 제2 시간 간격은 서로 동일할 수 있다.
상기 적어도 3개 이상의 샘플링 신호들은 적어도 제1 샘플링 신호, 제2 샘플링 신호 및 제3 샘플링 신호를 포함하고, 상기 제1 샘플링 신호 및 상기 제2 샘플링 신호 사이의 제1 시간 간격과 상기 제2 샘플링 신호 및 상기 제3 샘플링 신호 사이의 제2 시간 간격을 조절하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 엔벨로프를 검출하는 장치는 변조 신호에 대응되는 복수의 샘플링 신호들을 생성하는 생성부; 상기 복수의 샘플링 신호들 중 적어도 3개 이상의 샘플링 신호들을 추출하는 추출부- 상기 추출된 샘플링 신호들 사이의 시간 간격은 동일함-; 상기 추출된 샘플링 신호들로부터 하나의 대상 샘플링 신호와 나머지 샘플링 신호들을 식별하는 식별부; 상기 대상 샘플링 신호와 관련된 성분과 상기 나머지 샘플링 신호들과 관련된 성분 사이의 차를 기초로 상기 대상 샘플링 신호에 대응하는 엔벨로프(envelope) 성분값을 계산하는 계산부; 및 상기 엔벨로프 성분값을 기초로 상기 변조 신호의 엔벨로프를 검출하는 검출부를 포함한다.
상기 계산부는 상기 대상 샘플링 신호와 관련된 성분을 계산하기 위하여 상기 대상 샘플링 신호에 대해 제곱 연산을 수행하는 제곱 연산기; 및 상기 나머지 샘플링 신호들과 관련된 성분을 계산하기 위하여 상기 나머지 샘플링 신호들 사이에서 곱셈 연산을 수행하는 곱셈 연산기를 포함할 수 있다.
상기 나머지 샘플링 신호들 사이의 곱들에 대하여 덧셈 연산을 수행하는 덧셈 연산기를 더 포함할 수 있다.
상기 추출된 샘플링 신호들의 개수는 (2N+1)(여기서, N은 1 이상인 자연수임)개일 수 있다.
상기 적어도 3개 이상의 샘플링 신호들은 적어도 제1 샘플링 신호, 제2 샘플링 신호 및 제3 샘플링 신호를 포함하고, 상기 제1 샘플링 신호 및 상기 제2 샘플링 신호 사이의 제1 시간 간격과 상기 제2 샘플링 신호 및 상기 제3 샘플링 신호 사이의 제2 시간 간격은 서로 동일할 수 있다.
상기 적어도 3개 이상의 샘플링 신호들은 적어도 제1 샘플링 신호, 제2 샘플링 신호 및 제3 샘플링 신호를 포함하고, 상기 제1 샘플링 신호 및 상기 제2 샘플링 신호 사이의 제1 시간 간격과 상기 제2 샘플링 신호 및 상기 제3 샘플링 신호 사이의 제2 시간 간격을 조절하는 조절부를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 시간 간격이 동일한 복수의 샘플링 신호들에 대하여 엔벨로프(envelope)를 검출함으로써 낮은 계산 복잡도 및 간단한 회로 구성만으로 변조 신호의 엔벨로프를 검출할 수 있다.
또한, 일 실시예에 따르면, 복수의 샘플링 신호들 중 제1 샘플링 신호 및 제2 샘플링 신호 사이의 제1 시간 간격과 제2 샘플링 신호 및 제3 샘플링 신호 사이의 제2 시간 간격을 조절함으로써 변조 신호에 대한 임의의 샘플링 레이트(sampling rate)로도 정확하게 엔벨로프를 검출할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따라 정현파로부터 검출된 엔벨로프(envelope)를 나타낸 그래프이다.
도 2는 일 실시예에 따른 엔벨로프를 검출하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 일 실시예에 따른 엔벨로프를 검출하는 방법을 나타낸 플로우차트이다.
도 4는 일 실시예에 따른 엔벨로프(envelope) 성분값을 계산하는 방법을 나타낸 플로우차트이다.
도 5는 일 실시예에 따른 엔벨로프를 검출하는 방법을 이용하여 SED 갭(gap)이 Δt 이고, SED 레이트(rate)가 1/6 Δt인 샘플링 신호들에 대한 엔벨로프를 검출하는 방식을 나타낸 도면이다.
도 6은 일 실시예에 따른 엔벨로프를 검출하는 방법을 이용하여 SED 갭(gap)이 Δt 이고, SED 레이트(rate)가 1/12 Δt인 샘플링 신호들을 구하는 것을 나타낸 도면이다.
도 7은 일 실시예에 따른 엔벨로프를 검출하는 방법을 이용하여 SED 갭(gap)이 2Δt 이고, SED 레이트(rate)가 1/12 Δt인 샘플링 신호들을 구하는 것을 나타낸 도면이다.
도 8은 일 실시예에 따른 엔벨로프를 검출하는 장치의 블록도이다.
도 9는 일 실시예에 따른 복수의 샘플링 신호들 중 SED 갭(gap)이 Δt인 연속된 3개 샘플링 신호들을 이용하여 엔벨로프를 검출할 때의 k 값의 변화를 반송파 주파수(carrier frequency)에 대한 샘플링 레이트(sampling rate)(f s 　 /f c )의 함수로 나타낸 도면이다.
도 10은 일 실시예에 따른 복수의 샘플링 신호들 중 연속된 3개 샘플링 신호들 간의 SED 갭(gap)이 Δt인 경우와 2Δt인 경우를 비교하여 최대 k 값의 변화를 반송파 주파수에 대한 샘플링 레이트(sampling rate)(f s　 /f c )의 함수로 나타낸 도면이다.
도 11은 일 실시예에 따른 복수의 샘플링 신호들 중 연속된 3개 샘플링 신호들 간의 SED 갭(gap)이 Δt인 경우, 2Δt인 경우 및 3Δt인 경우를 비교하여 최대 k 값의 변화를 반송파 주파수에 대한 샘플링 레이트(sampling rate)(f s 　 /f c )의 함수로 나타낸 도면이다.
이하, 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명이 일 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 또한, 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 일 실시예에 따라 정현파로부터 검출된 엔벨로프(envelope)를 나타낸 그래프이고, 도 2는 일 실시예에 따른 엔벨로프 검출 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 1에 나타난 싸인(sine)파는 정현파(110)의 신호 파형이고, 130은 정현파(110)으로부터 검출된 엔벨로프(envelope)를 나타낸다.
여기서, 엔벨로프(envelope)는 변조된 반송파 신호 파형의 정점(peak) 값들을 연결하여 얻어지는 곡선으로 '포락선'이라고도 한다. 정현파(110)의 엔벨로프(130)는 도 1에서 알 수 있듯이 해당 파형의 정점(peak) 값들을 연결하여 얻을 수 있다.
임의의 연속적인 (continuous) 정현파(x(t))는 아래의 [수학식 1]과 같이 표현할 수 있다.
Figure 112011096073034-pat00001
여기서, A는 정현파의 진폭으로 임의의 상수값이며, f c 는 반송파 주파수(carrier frequency), θ는 0 에서 2π 사이를 갖는 위상(phase) 값이다.
[수학식 1]에서 x(t)는 A/D 변환(Analog-to-Digital Convertor; ADC)를 통해 얻은 변조 신호에 대응되는 샘플링 신호들(ADC samples)을 의미하며, [x(t1), x(t2), x(t3), ... , x(tm)]로 　표현할 수 있다.
여기서, 두 샘플링 신호 간의 간격을 Δt 로 정의하자.
그러면, 샘플링 신호들의 샘플링 간격(f s )이 1/Δt로 일정하다는 가정 하에 등간격의 연속된 임의의 3 개의 샘플링 신호들을 [x(T-τ), x(T), x(T+τ)]라고 나타낼 수 있다. 이때, τ값은 Δt의 상수배가 된다.
또한, 연속된 임의의 3 개의 샘플링 신호들은 아래의 [수학식 2]와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112011096073034-pat00002
이 때, α = 2πf c T+θ, ε= 2πf c τ, τ=cΔt　(c는 정수)이다.
도 1에서 연속된 임의의 3 개의 샘플링 신호들은 도 2와 같이 일 실시예에 따른 순차적 엔벨로프 검출(Sequential Envelope Detection; SED)에 입력되어 아래의 [수학식 3]과 같은 연산을 거치게 된다.
Figure 112011096073034-pat00003
[수학식 3]에서 ε = 2πf c τ이므로, sin2ε = sin2(2πf c 　 cΔt)가 되어 이미 알고 있는 상수가 된다. 이때, k = sin ε로 하여 엔벨로프 성분의 제곱을 제곱근 연산 처리하면 아래의 [수학식 4]와 같이 최종적으로 엔벨로프 성분인 A 값을 추출할 수 있다.
Figure 112011096073034-pat00004
[수학식 4]에서 ε≠nπ 인 때에는 정확한 A값의 추출이 가능하다. 더욱이, k = sin ε의 정확한 값을 모르는 경우에도 sin ε이 1에 가까운 경우에는 스케일링 팩터(scaling factor)(k)에 강인(robust)하게 엔벨로프를 복원할 수 있다.
여기서, sin ε이 1에 가까운 경우는
Figure 112011096073034-pat00005
인 경우를 의미한다.
도 2는 일 실시예에 따른 엔벨로프를 검출하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 2에서 SED(210)는 일 실시예에 따른 (순차적으로) 엔벨로프를 검출하는 장치(Sequential Envelope Detection; 이하, SED)을 의미한다.
일 실시예에 따른 엔벨로프를 검출하는 장치에 의하면, 간격이 일정한 연속된 (2N+1)(여기서, N은 1 이상인 자연수임)개의 변조 신호에 대응되는 복수의 샘플링 신호들을 통해 1개의 엔벨로프 성분값을 계산할 수 있다.
도 1을 통해 살펴본 바와 같이 정현파 (x(t))는 엔벨로프를 검출하고자 하는 변조 신호로서, 각각 엔벨로프 성분(R(n))과 캐리어 성분(sin(2πf c T+θ))로 표현될 수 있다.
도 2를 참조하면, 샘플링 신호들은 [x(0), x(1), x(2), ... , x(n-1), x(n), x(n+1),..]로 표현되었다. 엔벨로프를 검출하는 장치는 변조 신호로부터 2N+1개의 샘플링 신호들을 샘플링할 수 있다. 여기서, N은 1이상인 자연수이다.
일 실시예에 따른 엔벨로프를 검출하는 장치는 예를 들어, 3개의 샘플링 신호들에 대하여 x(n)에 대하여 제곱 연산(201)을, 샘플링 신호 x(n-1)과 x(n+1)에 대하여 곱셈 연산(203)을 수행하고, 두 값에 대하여 덧셈 연산(205)을 수행할 수 있다.
상술한 과정을 통해, 엔벨로프를 검출하는 장치는 1개의 엔벨로프 성분값을 산출할 수 있다. 이러한 과정은 변조 신호의 전체 엔벨로프를 구할 때까지 반복될 수 있다.
일 실시예에 따른 엔벨로프를 검출하는 장치는 변조 신호로부터 2N+1개의 샘플링 신호들을 샘플링할 수 있으며, 상술한 [수학식 3]은 다음의 [수학식 5]와 같이 일반화될 수 있다.
Figure 112011096073034-pat00006
위 식에서, 상수 k N 값은
Figure 112011096073034-pat00007
,
ε j 값은
Figure 112011096073034-pat00008
,
τ j 값은
Figure 112011096073034-pat00009
(i≠j 이면 c i ≠c j ) 이다.
여기서 τ j 값들 사이의 간격은 일정할 필요가 없다.
도 3은 일 실시예에 따른 엔벨로프를 검출하는 방법을 나타낸 플로우차트이다.
도 3을 참조하면, 일 실시예에 따른 엔벨로프를 검출하는 장치(이하, '검출 장치')는 변조 신호에 대응되는 복수의 샘플링 신호들을 생성한다(310). 이때, 복수의 샘플링 신호들은 반드시 연속될 필요는 없으며, 샘플링 신호들 간의 간격이 일정하기만 하면, 하나 건너 하나 또는 둘 건너 하나의 변조 신호에 대하여 샘플링 신호들을 생성할 수 있다.
검출 장치는 복수의 샘플링 신호들 중 적어도 3개 이상의 샘플링 신호들을 추출한다(320). 이때, 추출된 샘플링 신호들 사이의 시간 간격은 동일하며, 추출된 샘플링 신호들의 개수는 (2N+1)(여기서, N은 1 이상인 자연수임)개일 수 있다. 즉, 추출된 샘플링 신호들의 개수는 3개, 5개, 7개, .. 등과 같이 3보다 같거나 큰 홀수 일 수 있다.
적어도 3개 이상의 샘플링 신호들은 적어도 제1 샘플링 신호, 제2 샘플링 신호 및 제3 샘플링 신호를 포함할 수 있다. 이때, 제1 샘플링 신호 및 제2 샘플링 신호 사이의 제1 시간 간격과 제2 샘플링 신호 및 제3 샘플링 신호 사이의 제2 시간 간격은 서로 동일할 수 있다. 즉, 제1 시간 간격이 Δt 이면, 제2 시간 간격도 Δt 이고, 제1 시간 간격이 2Δt 이면, 제2 시간 간격 또한 2Δt 일 수 있다.
검출 장치는 추출된 샘플링 신호들로부터 하나의 대상 샘플링 신호(예를 들어, x(n))와 나머지 샘플링 신호들(예를 들어, x(n-1) 및 x(n+1) 또는 x(n-2), x(n-1), x(n+1)및 x(n+2) 등)을 식별한다(330).
검출 장치는 [수학식 3] 또는 [수학식 5]와 같이 대상 샘플링 신호와 관련된 성분과 나머지 샘플링 신호들과 관련된 성분 사이의 차를 기초로 대상 샘플링 신호에 대응하는 엔벨로프(envelope) 성분값을 계산한다(340).
검출 장치가 엔벨로프 성분값을 계산하는 방법은 도 4를 참조하여 설명한다.
검출 장치는 엔벨로프 성분값을 기초로 변조 신호의 엔벨로프를 검출한다(350).
도 4는 일 실시예에 따른 엔벨로프(envelope) 성분값을 계산하는 방법을 나타낸 플로우차트이다.
도 4를 참조하면, 검출 장치는 대상 샘플링 신호(x(T))와 관련된 성분(x(T)2)을 계산하기 위하여 대상 샘플링 신호에 대해 제곱 연산을 수행할 수 있다. 또한, 검출 장치는 나머지 샘플링 신호들(예를 들어, x(T-τ) 및 x(T+τ))과 관련된 성분(예를 들어, (x(T-τ) * x(T+τ)))을 계산하기 위하여 나머지 샘플링 신호들 사이에서 곱셈 연산을 수행할 수 있다.
예를 들어, 5 개의 샘플링 신호들을 샘플링한 때에는 검출 장치는 나머지 샘플링 신호들(.. , x(T-2τ), x(T-τ), x(T+τ), x(T+2τ), .. ) 사이의 곱들(x(T-τ) * x(T+τ) , x(T-2τ) * x(T+2τ), .. )에 대하여 덧셈 연산을 수행할 수 있다.
도 5는 일 실시예에 따른 엔벨로프를 검출하는 방법을 이용하여 SED 갭(gap)이 Δt 이고, SED 레이트(rate)가 1/6 Δt인 샘플링 신호들에 대한 엔벨로프를 검출하는 방식을 나타낸 도면이다.
일 실시예에 따른 엔벨로프를 검출하는 방법에서는 2 개의 파라미터(parameter)를 정의할 수 있다. 그 중 하나인 SED 갭(gap)은 1개의 엔벨로프 성분 값(R(n))을 추출하기 위해 필요한, 연속되는 샘플링 신호(x(t))들 사이의 시간 간격을 의미한다. 또한, 나머지 하나인 SED 레이트(rate)은 엔벨로프 샘플링 신호들의 샘플링 주기의 역(inverse)을 나타낸다.
도 6은 일 실시예에 따른 엔벨로프를 검출하는 방법을 이용하여 SED 갭(gap)이 Δt 이고, SED 레이트(rate)가 1/12 Δt인 샘플링 신호들을 구하는 것을 나타낸 도면이고, 도 7은 일 실시예에 따른 엔벨로프를 검출하는 방법을 이용하여 SED 갭(gap)이 2Δt 이고, SED 레이트(rate)가 1/12 Δt인 샘플링 신호들을 구하는 것을 나타낸 도면이다.
도 8은 일 실시예에 따른 엔벨로프를 검출하는 장치의 블록도이다.
도 8을 참조하면, 엔벨로프를 검출하는 장치(800)는 생성부(810), 추출부(820), 식별부(830), 계산부(840) 및 검출부(850)를 포함한다. 또한, 일 실시예에 따른 엔벨로프를 검출하는 장치(800)는 조절부(860)를 더 포함할 수 있다.
생성부(810)는 변조 신호에 대응되는 복수의 샘플링 신호들을 생성한다.
추출부(820)는 복수의 샘플링 신호들 중 적어도 3개 이상의 샘플링 신호들을 추출한다. 이때, 추출된 샘플링 신호들 사이의 시간 간격은 동일하며, 추출된 샘플링 신호들의 개수는 (2N+1)(여기서, N은 1 이상인 자연수임)개일 수 있다. 즉, 추출된 샘플링 신호들의 개수는 3개, 5개, 7개, .. 등과 같이 3보다 같거나 큰 홀수 일 수 있다.
따라서, 적어도 3개 이상의 샘플링 신호들은 적어도 제1 샘플링 신호, 제2 샘플링 신호 및 제3 샘플링 신호를 포함할 수 있다. 이때, 제1 샘플링 신호 및 제2 샘플링 신호 사이의 제1 시간 간격과 제2 샘플링 신호 및 제3 샘플링 신호 사이의 제2 시간 간격은 서로 동일할 수 있다. 즉, 제1 시간 간격이 Δt 이면, 제2 시간 간격도 Δt 이고, 제1 시간 간격이 2Δt 이면, 제2 시간 간격 또한 2Δt 일 수 있다.
적어도 3개 이상의 샘플링 신호들은 적어도 제1 샘플링 신호, 제2 샘플링 신호, 제3 샘플링 신호, 제4 샘플링 신호 및 제5 샘플링 신호를 포함한다고 하자.
그러면, 제1 샘플링 신호 및 제2 샘플링 신호 사이의 제1 시간 간격과 제2 샘플링 신호 및 제3 샘플링 신호 사이의 제2 시간 간격 및 제4 샘플링 신호와 제5 샘플링 신호 사이의 제3 시간 간격은 서로 동일할 수 있다.
이때, 각 샘플링 신호들은 반드시 연속될 필요는 없으며, 샘플링 신호들 간의 간격이 일정하기만 하면, 하나 건너 하나 또는 둘 건너 하나의 변조 신호에 대하여 샘플링 신호들을 생성할 수 있다.
식별부(830)는 추출된 샘플링 신호들로부터 하나의 대상 샘플링 신호와 나머지 샘플링 신호들을 식별한다.
계산부(840)는 대상 샘플링 신호와 관련된 성분과 나머지 샘플링 신호들과 관련된 성분 사이의 차를 기초로 대상 샘플링 신호에 대응하는 엔벨로프(envelope) 성분값을 계산한다.
계산부(840)는 제곱 연산기(841), 곱셈 연산기(843) 및 덧셈 연산기(845)를 포함할 수 있다.
제곱 연산기(841)는 대상 샘플링 신호와 관련된 성분을 계산하기 위하여 대상 샘플링 신호에 대해 제곱 연산을 수행하고, 곱셈 연산기(843)는 나머지 샘플링 신호들과 관련된 성분을 계산하기 위하여 나머지 샘플링 신호들 사이에서 곱셈 연산을 수행할 수 있다.
또한, 덧셈 연산기(845)는 나머지 샘플링 신호들 사이의 곱들에 대하여 시그마(Σ) 연산을 위한 덧셈 연산을 수행할 수 있다.
계산부(840) 각각의 구성 요소들은 상술한 [수학식 3] 또는 [수학식 5]의 연산을 수행하기 위한 구성 요소들이다.
검출부(850)는 엔벨로프 성분값을 기초로 변조 신호의 엔벨로프를 검출한다.
조절부(860)는 제1 샘플링 신호 및 제2 샘플링 신호 사이의 시간 간격을 제1 시간 간격이라고 하고, 제2 샘플링 신호 및 제3 샘플링 신호 사이의 시간 간격을 제2 시간 간격이라고 할 때, 제1 시간 간격의 값과 제2 시간 간격의 값을 조절할 수 있다.
도 9는 일 실시예에 따른 복수의 샘플링 신호들 중 SED 갭(gap)이 Δt인 연속된 3개 샘플링 신호들을 이용하여 엔벨로프를 검출할 때의 k 값의 변화를 반송파 주파수(carrier frequency)에 대한 샘플링 레이트(sampling rate)(f s 　 /f c )의 함수로 나타낸 도면이다.
도 9에서 각 점들은 k=1 인 경우로서 SED 갭(gap)이 Δt　일 때에는 Square Sum Root 방식에서 샘플링 신호들 간의 간격이
Figure 112011096073034-pat00010
인 점들과 같다. 도 9에서 알 수 있듯이 일 실시예에 따른 엔벨로프를 검출하는 방법은 인접한 샘플링 신호들 간의 간격이　
Figure 112011096073034-pat00011
가 아닌 경우에도, (단, (f s 　 /f c )=1/n (n={0.5 or 정수}) 경우 제외), 엔벨로프를 검출할 수 있다.
도 10은 일 실시예에 따른 복수의 샘플링 신호들 중 연속된 3개 샘플링 신호들 간의 SED 갭(gap)이 Δt인 경우와 2Δt인 경우를 비교하여 최대 k 값의 변화를 반송파 주파수에 대한 샘플링 레이트(sampling rate)(f s　 /f c )의 함수로 나타낸 도면이다.
이 때에도 샘플링 레이트(f s　 /f c )가 1/n (n={0.5,1,2, ...}) 경우를 제외한 어떤 (f s 　 /f c )값에 대해서도 엔벨로프를 검출할 수 있다. 주목할 점은 k=1를 만족하는 샘플링 레이트 (f s 　 /f c ) 값이 증가할수록, 그만큼 정교한 엔벨로프 검출이 가능하다는 것이다.
도 11은 일 실시예에 따른 복수의 샘플링 신호들 중 연속된 3개 샘플링 신호들 간의 SED 갭(gap)이 Δt인 경우, 2Δt인 경우 및 3Δt인 경우를 비교하여 최대 k 값의 변화를 반송파 주파수에 대한 샘플링 레이트(sampling rate)(f s 　 /f c )의 함수로 나타낸 도면이다.
도 11은 도 10과 유사하며, 가능한 SED 갭(gap)이 Δt에서 3Δt까지 증가한 만큼, k=1를 만족하는 (f s 　 /f c ) 값이 증가하며, 그만큼 정교한 엔벨로프 검출이 가능한 범위 늘어남을 알 수 있다.
상술한 엔벨로프를 검출하는 방법은 SED 갭(gap)과 SED 레이트(rate)에 따라 다양한 방식으로 구현될 수 있다. 샘플링 신호(ADC sample)들의 주기가 Δt인 이상, SED 갭(gap)은 최소 Δt　값을 갖고, SED 레이트(rate)는 최대 1/Δt　값을 갖는다.
또한, 엔벨로프를 검출하는 방법은 SED 갭(gap)과 SED 레이트(rate)가 고정될 필요가 없이 엔벨로프(envelope) 성분값(R)을 구하는데 이용되는 (2N+1)(여기서, N은 1 이상인 자연수임)개의 샘플링 신호(x(t))들 간의 간격이 일정하다는 조건만 만족하면 된다.
따라서, 필요에 따라 SED 레이트(rate)을 증감할 수 있고, 1개의 엔벨로프(envelope) 성분값(R)에 대해서도 SED 갭(gap)을 다르게 해서 검출되는 엔벨로프의 정확도를 높일 수 있다.
상술한 엔벨로프를 검출하는 장치는 핸드폰 또는 무선 TV 등 무선 전력 전송을 사용하는 시스템에서, 송수신단 간의 제어 정보 및 기타 정보 교환에 이용될 수 있다. 또한, 바이오 헬스 케어(bio health care) 분야에 응용이 가능하여, 인체에 삽입된 디바이스에 원격으로 전력을 전송하거나, 심박수 측정을 위한 붕대 타입의 디바이스 등에 무선으로 전력을 전송하는데 응용될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
800: 엔벨로프를 검출하는 장치
810: 생성부
820: 추출부
830: 식별부
840: 계산부
850: 검출부

Claims (13)

  1. 변조 신호에 대응되는 복수의 샘플링 신호들- 상기 복수의 샘플링 신호들은 제1 샘플링 신호, 제2 샘플링 신호 및 제3 샘플링 신호를 포함함- 을 생성하는 단계;
    상기 제1 샘플링 신호 및 상기 제2 샘플링 신호 사이의 제1 시간 간격을 조절하고, 상기 제2 샘플링 신호 및 상기 제3 샘플링 신호 사이의 제2 시간 간격을 조절하는 단계;
    상기 복수의 샘플링 신호들 중 적어도 3개 이상의 샘플링 신호들을 추출하는 단계- 상기 추출된 샘플링 신호들 사이의 시간 간격은 동일함-;
    상기 추출된 샘플링 신호들로부터 하나의 대상 샘플링 신호와 나머지 샘플링 신호들을 식별하는 단계;
    상기 대상 샘플링 신호와 관련된 성분과 상기 나머지 샘플링 신호들과 관련된 성분 사이의 차를 기초로 상기 대상 샘플링 신호에 대응하는 엔벨로프(envelope) 성분값을 계산하는 단계; 및
    상기 엔벨로프 성분값을 기초로 상기 변조 신호의 엔벨로프를 검출하는 단계
    를 포함하는 엔벨로프를 검출하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 엔벨로프 성분값을 계산하는 단계는
    상기 대상 샘플링 신호와 관련된 성분 및 상기 나머지 샘플링 신호들과 관련된 성분 각각을 계산하기 위하여 상기 대상 샘플링 신호 및 상기 나머지 샘플링 신호들 사이에 대해 곱셈 연산을 수행하는 단계; 및
    상기 나머지 샘플링 신호들 사이의 곱들에 대하여 덧셈 연산을 수행하는 단계
    를 포함하는 엔벨로프를 검출하는 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 대상 샘플링 신호에 대응하는 엔벨로프 성분값의 평균값을 계산하는 단계
    를 더 포함하는 엔벨로프를 검출하는 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 추출된 샘플링 신호들의 개수는
    (2N+1)(여기서, N은 1 이상인 자연수임)개인 엔벨로프를 검출하는 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 3개 이상의 샘플링 신호들은
    적어도 제1 샘플링 신호, 제2 샘플링 신호 및 제3 샘플링 신호를 포함하고,
    상기 제1 샘플링 신호 및 상기 제2 샘플링 신호 사이의 제1 시간 간격과 상기 제2 샘플링 신호 및 상기 제3 샘플링 신호 사이의 제2 시간 간격은 서로 동일한 엔벨로프를 검출하는 방법.
  6. 삭제
  7. 제1항 내지 제5항 중에서 어느 한 항의 방법을 실행시키기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체.
  8. 변조 신호에 대응되는 복수의 샘플링 신호들- 상기 복수의 샘플링 신호들은 제1 샘플링 신호, 제2 샘플링 신호 및 제3 샘플링 신호를 포함함-을 생성하는 생성부;
    상기 제1 샘플링 신호 및 상기 제2 샘플링 신호 사이의 제1 시간 간격과 상기 제2 샘플링 신호 및 상기 제3 샘플링 신호 사이의 제2 시간 간격을 조절하는 조절부;
    상기 복수의 샘플링 신호들 중 적어도 3개 이상의 샘플링 신호들을 추출하는 추출부- 상기 추출된 샘플링 신호들 사이의 시간 간격은 동일함-;
    상기 추출된 샘플링 신호들로부터 하나의 대상 샘플링 신호와 나머지 샘플링 신호들을 식별하는 식별부;
    상기 대상 샘플링 신호와 관련된 성분과 상기 나머지 샘플링 신호들과 관련된 성분 사이의 차를 기초로 상기 대상 샘플링 신호에 대응하는 엔벨로프(envelope) 성분값을 계산하는 계산부; 및
    상기 엔벨로프 성분값을 기초로 상기 변조 신호의 엔벨로프를 검출하는 검출부
    를 포함하는 엔벨로프를 검출하는 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 계산부는
    상기 대상 샘플링 신호와 관련된 성분 및 상기 나머지 샘플링 신호들과 관련된 성분 각각을 계산하기 위하여 상기 대상 샘플링 신호 및 상기 나머지 샘플링 신호들 사이에 대해 곱셈 연산을 수행하는 곱셈 연산기; 및
    상기 나머지 샘플링 신호들 사이의 곱들에 대하여 덧셈 연산을 수행하는 덧셈 연산기
    를 포함하는 엔벨로프를 검출하는 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 대상 샘플링 신호에 대응하는 엔벨로프 성분값의 평균값을 계산하는 평균 연산기를 더 포함하는 엔벨로프를 검출하는 장치.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 추출된 샘플링 신호들의 개수는
    (2N+1)(여기서, N은 1 이상인 자연수임)개인 엔벨로프를 검출하는 장치.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 제1 샘플링 신호 및 상기 제2 샘플링 신호 사이의 제1 시간 간격과 상기 제2 샘플링 신호 및 상기 제3 샘플링 신호 사이의 제2 시간 간격은 서로 동일한 엔벨로프를 검출하는 장치.
  13. 삭제
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