KR101862580B1 - 무선 rf 신호 저장 및 재생장치 및 무선 rf 신호 저장 및 재생방법 - Google Patents

Abstract

실시예에 따른 무선 RF 신호 저장 및 재생장치는, 사용자로부터 중심 주파수 및 베이스밴드 신호의 대역폭을 포함하는 광대역 무선 RF 신호 정보를 입력받는 입력부; 상기 광대역 무선 RF 신호를 수신하는 무선 RF 신호 수신부; 상기 광대역 무선 RF 신호에서 반송파를 제거하여 베이스밴드 신호를 추출하는 다운 컨버터; 상기 베이스밴드 신호를 디지털 신호로 고속 변환하여 베이스밴드 디지털 신호를 생성하는 디지털 컨버터; 데이터 큐에 상기 베이스밴드 디지털 신호를 임시 저장하는 메모리; 병렬로 연결된 복수의 저장 디스크를 포함하여, 상기 데이터 큐에 임시 저장된 상기 베이스밴드 디지털 신호를 분할 저장하는 저장부; 및 상기 사용자로부터 입력 받은 대역폭에 따라서 상기 데이터 큐 크기와 상기 복수의 저장 디스크 개수를 설정하여, 상기 베이스밴드 디지털 신호를 상기 저장부에 저장하도록 제어하는 프로세서를 포함한다.

Description

무선 RF 신호 저장 및 재생장치 및 무선 RF 신호 저장 및 재생방법 {APPARATUS FOR STORE　AND　PLAYBACK　OF RADIO FREQUENCY SIGNAL AND METHOD FOR STORE　AND　PLAYBACK　OF RADIO FREQUENCY SIGNAL}

본 발명은 무선 RF 신호 저장 및 재생장치와 무선 RF 신호 저장 및 재생방법에 관한 것이다.

무선 RF 신호 저장 및 재생장치는, 특정 환경에서 무선 RF 신호를 저장하고, 이후에 무선 RF 신호를 다시 재생하여 무선 RF 신호가 수신되던 환경을 그대로 시뮬레이션 해주는 장치이다.

일반적으로, 무선 RF신호의 저장 및 재생을 하기 위해서는, 아날로그-디지털 변환기를 이용해서 무선 RF 신호를 베이스밴드 디지털 데이터로 변환한 후 베이스밴드 신호를 복조하여 정보 신호를 저장하고, 디지털-아날로그 변환기를 이용해서 정보 신호 데이터를 무선 RF 신호로 변환하여 재생한다.

그러나 이와 같이 복조 과정에서 베이스밴드 신호에 포함되어 있던 노이즈 등이 제거되어, 무선 RF 신호가 수신될 때의 환경을 그대로 재현하지 못하는 한계가 있다.

무선 RF 신호가 수신/저장될 때의 환경을 그대로 재현하기 위해서는 베이스밴드 신호를 저장할 필요성이 있다.

하지만, 광대역 무선 RF 신호는 반송파의 중심 주파수가 보통 수 GHz 대역이고, 반송파에 실려 있는 베이스밴드 신호도 데이터 전송 대역폭에 따라 다르지만 수 MHz에서 수백 MHz가 되기 때문에 반송파 자체를 저장하기 어려운 문제가 있다.

그리고 광대역의 무선 RF 신호를 그대로 저장한다면, 고속의 아날로그-디지털 변환기와 고속의 디지털-아날로그 변환기를 사용해야 한다.

그런데 이러한 고속의 아날로그-디지털 변환기에서 실시간으로 변환되어 전송되는 대용량의 데이터를 에러 없이 모두 저장하고 다시 재생하기 어려운 문제가 있다.

실시예에 따른 무선 RF 신호 저장 및 재생장치는 이러한 과제를 해결하기 위한 것으로, 광대역의 베이스밴드 신호를 에러 없이 모두 저장하고 그대로 재생할 수 있는 무선 RF 신호 저장 및 재생장치와 무선 RF 신호 저장 및 재생방법을 제안하고자 한다.

실시예에 따른 무선 RF 신호 저장 및 재생장치는, 사용자로부터 중심 주파수 및 대역폭을 포함하는 광대역 무선 RF 신호 정보를 입력받는 입력부; 상기 광대역 무선 RF 신호를 수신하는 무선 RF 신호 수신부; 상기 광대역 무선 RF 신호에서 반송파를 제거하여 베이스밴드 신호를 추출하는 다운 컨버터; 상기 베이스밴드 신호를 디지털 신호로 고속 변환하여 베이스밴드 디지털 신호를 생성하는 디지털 컨버터; 데이터 큐에 상기 베이스밴드 디지털 신호를 임시 저장하는 메모리; 병렬로 연결된 복수의 저장 디스크를 포함하여, 상기 데이터 큐에 임시 저장된 상기 베이스밴드 디지털 신호를 상기 복수의 저장 디스크에 순차적으로 분할 저장하는 저장부; 및 상기 사용자로부터 입력 받은 대역폭에 따라서 상기 데이터 큐 크기와 상기 복수의 저장 디스크 개수를 설정하여, 상기 베이스밴드 디지털 신호를 상기 저장부에 저장하도록 제어하는 프로세서를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 실시예에 따른 무선 RF 신호 저장 및 재생방법은, 사용자로부터 중심 주파수 및 베이스밴드 신호의 대역폭을 포함하는 광대역 무선 RF 신호 정보를 입력받는 단계; 상기 사용자로부터 입력 받은 중심 주파수 및 대역폭에 따라서 데이터 큐 크기와 가상 디스크가 포함하는 저장 디스크 개수를 설정는 단계; 상기 광대역 무선 RF 신호를 수신하는 단계; 상기 광대역 무선 RF 신호에서 반송파를 제거하여 베이스밴드 신호를 추출하는 단계; 상기 베이스밴드 신호를 디지털 신호로 고속 변환하여 베이스밴드 디지털 신호를 생성하는 단계; 데이터 큐에 상기 베이스밴드 디지털 신호를 임시 저장하는 단계; 및 병렬로 연결된 상기 복수의 저장 디스크에, 상기 데이터 큐에 임시 저장된 상기 베이스밴드 디지털 신호를 분할 저장하는 단계;를 포함한다.

실시예에 따른 무선 RF 신호 저장 및 재생장치는, 무선 RF 신호의 베이스밴드 신호를 모두 저장하고 재생하여, 무선 RF 신호 수신시에 환경을 그대로 재현할 수 있는 장점이 있다.

자세히, 보통의 무선 RF 신호 저장 및 재생장치를 사용할 경우, 무선 RF 신호들이 생성될 때 환경은 시시각각 변하고, 송수신이 제대로 이루어 지지 않았을 때 송신기의 문제인지 수신기의 문제인지를 파악할 수 없으나, 실시예에 따른 무선 RF 신호 저장 및 재생장치를 사용하면 송신기의 문제인지 수신기의 문제인지를 파악할 수 있고, 수신기의 문제일 경우 재생을 통해 데이터를 획득할 수 있습니다.

실시예에 따른 무선 RF 신호 저장 및 재생장치는, 광대역의 무선 RF 신호의 베이스밴드 신호를 장시간 동안 에러없이 모두 저장할 수 있는 장점이 있다.

즉, 무선 RF 신호 저장 및 재생장치는, 특정 넓은 대역폭의 무선 신호를 실시간으로 모두 저장하고, 이후 출력할 수 있고, 특정 실험 상황과 같은 환경을 시뮬레이션 할 수 있다.

또한, 실시예에 따른 무선 RF 신호 저장 및 재생장치는, 반송주파수나 진폭을 변경시켜 재생 할 수도 있다.

예를 들어, 무선 RF 신호 저장 및 재생장치는, 방위산업에서 비행기와 지상수신소와 무선 RF신호를 이용한 데이터 전송 시 비행기를 다시 비행하지 않아도 데이터를 다시 확보 할 수 있다.

또한, 실시예에 따른 무선 RF 신호 저장 및 재생장치는, 저장 시 I/Q 데이터를 이용하여 주파수 스펙트럼을 디스플레이 하여 신호가 정상적으로 저장되고 있는지를 확인할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 무선 RF 신호 송수신 시스템을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 무선 RF 신호 저장장치의 내부 블록도를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 무선 RF 신호 저장장치가 광대역 무선 RF 신호를 저장하는 과정을 나타내는 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 무선 RF 신호의 정보를 사용자 입력하기 위한 인터페이스 화면을 나타낸다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 무선 RF 신호의 정보에 따른 장비 설정과정을 나타내는 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 복수의 무선 RF 신호의 정보에 따른 전체 대역폭을 설정하는 모습을 나타낸다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 베이스밴드 디지털 신호를 저장하는 과정을 나타낸다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 베이스밴드 디지털 신호를 저장하는 과정을 나타낸다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 무선 RF 신호 재생장치의 내부 블록도를 나타낸다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

이하, 도면을 참조하여 실시예에 따른 무선 RF 신호 저장 및 재생장치에 대해 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 무선 RF 신호 송수신 시스템을 나타낸다.

도 1을 참조하면, 무선 RF 신호 송수신 시스템은, 정보 신호를 광대역 무선 RF 신호로 변환하여 송신하는 RF 신호 송신단(20)과, 광대역 무선 RF 신호를 수신하여 그대로 저장하고 저장된 광대역 무선 RF 신호를 수신시와 동일하게 재생하는 무선 RF 신호 저장 및 재생장치(10)와, 무선 RF 신호 저장 및 재생장치(10)에서 재생되는 광대역 무선 RF 신호를 증폭하여 출력하는 RF 신호 출력단(30)을 포함할 수 있다.

실시예에 따른 무선 RF 신호 저장 및 재생장치(10)는, 시간을 동기화하여 광대역의 무선 RF 신호를 고속으로 기록하고 재생하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 자세히, 광대역(수 MHz 부터 수십 GHz까지) 무선 RF 신호에서 반송 파를 제거하기 위해 다운컨버터를 이용하고 반송 파가 제거된 베이스밴드 신호를 획득하고, 베이스밴드 신호를 아날로그-디지털 변환기를 이용하여 고속으로 디지털화 하며, 실시간으로 생성되는 고용량의 디지털 신호를 안전하게 모두 저장부에 저장할 수 있다.

여기서, 광대역 무선 RF 신호란, 베이스밴드 신호의 대역폭이 적어도 1 MHz 이상인 무선 RF 신호로 정의하며, 실시예의 무선 RF 신호 저장 및 재생장치(10)는 수백MHz의 대역폭을 갖는 무선 RF 신호까지 저장할 수 있다.

그리고 무선 RF 신호 저장 및 재생장치(10)는, 저장장치에 저장된 베이스밴드 신호 데이터는 필요 시 고속 디지털-아날로그 변환기를 이용하여 베이스밴드 신호를 생성하고 업컨버터를 이용하여 반송 파에 실어 저장 시와 동일한 조건의 RF신호를 재생한다. 재생 시 업컨버터 설정을 변경하여 저장 시와 다른 반송 파 주파수와 진폭으로 재생 할 수도 있다.

이하, 이러한 무선 RF 신호 저장 및 재생장치(10)의 각 구성 및 각 구성의 동작방법에 대해 상세히 설명한다.

설명의 편의를 위하여, 무선 RF 신호 저장 및 재생장치(10)에 포함되는 무선 RF 신호 저장장치(100)와 무선 RF 신호 재생장치(200)를 구분하여 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 무선 RF 신호 저장장치의 내부 블록도를 나타낸다.

도 2를 참조하면, 무선 RF 신호 저장장치(100)는, 무선 RF 신호 수신부(110), 다운 컨버터(120), 디지털 변환기(130), 메모리(140), 저장부(150), 디스플레이(160), 프로세서(170) 및 입력부(180)를 포함할 수 있다. 다만, 도 2에 도시된 무선 RF 신호 저장장치(100)의 유닛들은 무선 RF 신호 저장장치(100)를 구현하는데 있어서 필수적인 것은 아니어서, 본 명세서 상에서 설명되는 무선 RF 신호 저장장치(100)는 위에서 열거된 구성요소들 보다 많거나, 또는 적은 구성요소들을 가질 수 있다.

다시 구성에 대한 설명으로 돌아와, 무선 RF 신호 저장장치(100)는, 무선 RF 신호를 수신하는 무선 RF 신호 수신부(110)를 포함할 수 있다.

여기서, 무선 RF 신호 수신부(110)는, 무선 RF 신호를 수신하는 안테나이거나, 안테나에서 수신된 정보를 받아들이는 인터페이스부일 수 있다.

안테나인 경우, 무선 RF 신호 수신부(110)는 무선 데이터 통신 방식을 이용하여 무선 RF 신호를 수신할 수 있다. 무선 데이터 통신 방식으로는 이동통신을 위한 기술표준들 또는 통신방식(예를 들어, GSM(Global System for Mobile communication), CDMA(Code Division Multi Access), CDMA2000(Code Division Multi Access 2000), EV-DO(Enhanced Voice-Data Optimized or Enhanced Voice-Data Only), WCDMA(Wideband CDMA), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access), HSUPA(High Speed Uplink Packet Access), LTE(Long Term Evolution), LTE-A(Long Term Evolution-Advanced) 등)을 이용할 수 있다.

또한, 무선 RF 신호 수신부(110)는, 무선 인터넷 기술을 이용할 수 있으며, 예를 들어, 무선 인터넷 기술로 WLAN(Wireless LAN), Wi-Fi(Wireless-Fidelity), Wi-Fi(Wireless Fidelity) Direct, DLNA(Digital Living Network Alliance), WiBro(Wireless Broadband), WiMAX(World Interoperability for Microwave Access), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access), HSUPA(High Speed Uplink Packet Access), LTE(Long Term Evolution), LTE-A(Long Term Evolution-Advanced), IoT Standar, Telemetry 등을 이용할 수 있다.

다음으로, 무선 RF 신호 저장장치(100)는, 수신된 무선 RF 신호에서 베이스밴드 신호를 추출하는 다운 컨버터(120)를 포함할 수 있다.

만약, 반송파를 포함하는 무선 RF 신호를 그대로 저장하려 할 경우, 아날로그-디지털 변환이 어려우므로, 실시예에 따른 무선 RF 신호 저장장치(100)는, 환경 재현에 불필요한 반송파는 제거하고 베이스밴드 신호만 저장하려는 것이다.

자세히, 실시예에 따른 다운 컨버터(120)는 주파수 변환기로서, 반송파와 같은 중심 주파수에 0도, 90도 위상을 갖는 두가지 신호를 이용하여 반송파를 제거하고 0도 위상의 I신호와 90도 위상의 Q신호인 베이스밴드 신호만을 추출할 수 있다.

한편, 실시예에서, 무선 RF 신호 저장장치(100)는, 서로 다른 주파수 대역의 반송파를 다운 컨버팅 할 수 있는 복수의 다운 컨버터(120)를 포함할 수 있다. 따라서, 프로세서(170)는, 사용자에 의해 입력된 무선 RF 신호의 중심 주파수를 다운 컨버팅 할 수 있는 다운 컨버터(120)를 선택하고, 선택된 다운 컨버터(120)를 제어하여 반송파에서 베이스 밴드 신호를 추출할 수 있다.

다음으로, 무선 RF 신호 저장장치(100)는, 상기 베이스밴드 신호를 고속으로 디지털화하여 베이스밴드 디지털 신호를 생성하는 디지털 변환기(130)를 포함할 수 있다.

자세히, 실시예에 따른 디지털 변환기(130)는 2채널 디지털 변환기(130)로서, 다운 컨버터(120)에서 0도 위상의 I 베이스밴드 신호와 90도 위상의 Q 베이스밴드 신호가 생성되면, 제 1 채널 디지털 변환기(130)는 I 베이스밴드 신호를 디지털 데이터화하고, 제 2 채널 디지털 변환기(130)는 Q 베이스밴드 신호를 디지털 데이터화 할 수 잇다.

프로세서(170)는, 사용자에 의해 입력된 무선 RF 신호의 대역폭에 기초하여 디지털 변환기(130)의 최소 변환속도를 산출할 수 있다.

자세히, 프로세서(170)는, 각 채널의 디지털 변환기(130)의 초당 변환 속도를 주파수 대역폭의 1/2 값의 최소 2배에서 최대 3배사이로 설정할 수 있다. 만약, 디지털 변환기(130)의 초당 변환속도가 대역폭 1/2 값의 2배 미만일 경우, 알리어스 현상에 의해 변환된 데이터를 다시 베이스신호로 아날로그 변환시 왜곡이 발생하게 되는 문제가 있다. 만약, 디지털 변환기(130)의 초당 변환속도가 대역폭 1/2 값의 3배 이상일 경우, 불필요하게 과다한 디지털 데이터를 생성하여 추후 데이터 저장에 무리가 갈 수 있다. 자세히, 프로세서(170)는, 디지털 변환기(130) 초당 변환속도에 기초하여 메모리(140)의 데이터 큐 크기나, 저장부(150)의 디스크 사용개수 등을 설정하는데, 불필요하게 높은 초당 변환속도의 디지털 변환기(130) 사용시, 메모리(140)나 저장부(150)의 많은 소스가 사용되어, 복수의 무선 RF 신호를 저장하는데 무리가 갈 수 있다.

실시예에서, 프로세서(170)는, 바람직하게 대역폭 1/2 값의 2.5배로 초당 변환속도를 설정할 수 있다. 예를 들어, 반송파 주파수가 1GHz에 대역폭이 80MHz라면, 프로세서(170)는, 다운 컨버터(120)를 1GHz에 0도 위상과 90도 위상으로 동작하도록 제어하고, 아날로그-디지털 변환기(130)를 최소한 80MHz의 반 40MHz의 2배인 80MSamples/sec 이상의 속도로 동작하여야 제어하며, 마진을 감안하여 40MHz의 2. 5배인 100MSamples/sec 정도로 동작하도록 제어할 수 있다.

즉, 디지털 변환기(130)가 고속으로 디지털화 한다는 의미는, 적어도 1MHz 이상의 광대역의 베이스밴드 신호를 모두 디지털화 한다는 것이므로, 고속 디지털화의 구체적인 범위는 2 MSamples/sec 이상을 의미하는 것으로 정의할 수 있다.

한편, 프로세서(170)는, 초당 변환속도가 결정되면, 초당 변환속도를 기초로 초당 저장데이터 크기를 산출하고, 이에 근거하여 메모리(140)와 저장부(150)를 재설정할 수 있다.

디지털 변환기(130)가 I 베이스밴드 신호와 Q 베이스밴드 신호 각각을 100MSamples/sec로 디지털 변환하고, 각 데이터는 8bit, 12bit, 16bit 중 하나의 해상도를 가진다. 프로세서(170)는, 데이터의 해상도가 16bit라고 하면 2채널(I와 Q) X 100Msaples/sec X 2Byte(16bit) 이기 때문에 초당 400Mbyte의 데이터가 메모리(140)로 전송됨을 산출할 수 있다.

이러한 초당 고용량의 데이터를 메모리(140)에 전송하기 위해서 무선 RF 신호 저장장치(100)는, PCI express bus를 이용하여 DMA(Direct Memory Access) 방식으로 전송할 수 있다.

다음으로, 무선 RF 신호 저장장치(100)는, 데이터 큐에 상기 베이스밴드 디지털 신호를 임시 저장하는 메모리(140)를 포함할 수 있다.

자세히, 프로세서(170)는, 초당 저장데이터에 기초하여 메모리(140)에 수백 Mbyte 이상의 데이터 큐를 생성한다. 데이터 큐는 입력되는 베이스밴드 디지털 데이터를 일시 보관하는 장소로서 지속적으로 입력되는 데이터가 저장장치의 속도 변화에 따라 저장에 실패되는 경우를 대비하여 버퍼형태로 사용된다. 데이터 큐의 동작방식은 하나의 입력과 하나의 출력 노드를 가지며, 입력된 데이터 순서대로 데이터가 출력되며, 대용량을 가지는 메모리(140)의 공간이다. 과부하나 저장장치의 저장 속도가 순간적으로 느려질 경우에도 데이터 큐가 가득 차지 않는 한 저장에 실패하지 않는다.

메모리(140)로는, 램(random access memory; RAM), SRAM(static random access memory) 등이 사용될 수 있다.

다음으로, 무선 RF 신호 저장장치(100)는, 메모리(140)에 저장된 배이스밴드 디지털 신호를 저장하는 저장부(150)를 포함할 수 있다.

실시예에서, 저장부(150)는, 병렬로 연결된 복수의 저장 디스크를 포함하여, 상기 데이터 큐에 임시 저장된 상기 베이스밴드 디지털 신호를 분할 저장할 수 있다.

자세히, 프로세서(170)는, 초당 저장데이터 속도에 기초하여 복수의 저장 디스크 개수 등을 설정하거나, 복수의 저장 디스크를 하나의 가상 디스크로 볼 때, 가상 디스크의 개수 등을 설정하여, 상기 베이스밴드 디지털 신호를 상기 저장부(150)에 저장하도록 제어할 수 있다.

자세히, 저장부(150)는 초당 저장데이터 양에 따라 선택적으로 적용하며 다수의 SSD를 가상 디스크로 하나의 디스크처럼 사용하는 PC기술인 RAID 기술을 사용하며 최대속도 구현이 가능한 RAID 0 기술을 사용할 수 있다. RAID 기술은 고속, 대용량의 데이터를 저장할 때 적합하며 RAID 컨트롤러가 연속된 데이터는 각각의 디스크에 나누어 저장하도록 동작하여 고속, 대용량의 데이터를 저장 할 수 있게 해준다. 도 7을 보면, 4개의 디스크(151, 152, 153, 154)를 RAID 0로 묶어 하나의 가상디스크(150)로 설정하였을 때이다. 만약 저장해야 할 데이터가 1, 2, 3, 4, 5, 6,…. 의 순서로 입력되면 RAID 컨트롤러가 디스크 1(151)에는 1, 디스크 2(152)에는 2, 디스크 3(153)에는 3, 디스크 4(154)에는 4의 순서로 저장하게 되면 이론적으로는 데이터 저장 속도는 4배, 용량도 4배 크게 사용이 가능할 수 있다.

실시예에서, 하나의 디스크는, SSD 타입(Solid State Disk type)으로, 적어도 초당 10Mbyte 이상의 쓰기속도를 가질 수 있다. 바람직하게는, 디스크는, 초당 100Mbyte 이상의 쓰기속도를 갖는 SSD 타입 디스크일 수 있다.

한편, 무선 RF 신호 저장장치(100)는, 저장부(150)에 저장되는 베이스밴드 디지털 데이터의 일부를 표시하는 디스플레이(160)를 포함할 수 있다.

자세히, 프로세서(170)는, 저장부(150)에 저장되기 전 베이스밴드 디지털 데이터의 일부를 가공하여 디스플레이(160)에 표시함으로써, 사용자가 저장부(150)에 현재 무선 RF 신호가 잘 저장되는지 확인하도록 제공할 수 있다.

자세히, 프로세서(170)는, 베이스밴드 신호를 실시간으로 주파수 변환하고, 주파수 대역으로 변환된 베이스밴드 신호를 디스플레이(160)가 표시하도록 제어할 수 있다.

이러한 디스플레이(160)는, 액정 디스플레이 (liquid crystal display, LCD), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(thin film transistor-liquid crystal display, TFT LCD), 유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode, OLED), 플렉서블 디스플레이 (flexible display), 3차원 디스플레이 (3D display), 전자잉크 디스플레이 (e-ink display) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.

또한, 무선 RF 신호 저장장치(100)는, 사용자로부터 중심 주파수 및 대역폭을 포함하는 광대역 무선 RF 신호 정보를 입력받는 입력부(180)를 포함할 수 있다.

이러한 입력부(180)는 터치를 감지하는 터치 입력부(180)(예를 들어, 터치 센서(touch sensor), 터치키(touch key), 키보드(keyboard), 푸시키(mechanical key) 등) 중 적어도 하나 이상을 포함하여, 사용자 입력을 감지할 수 있다.

또한, 무선 RF 신호 저장장치(100)는, 무선 RF 신호 정보에 따라 전술한 각 유닛을 설정 및 제어하여 베이스밴드 디지털 신호를 상기 저장부(150)에 저장하도록 제어하는 프로세서(170)를 포함할 수 있다.

이러한 프로세서(170)는, 하드웨어 측면에서, ASICs (application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서(170)(170)(processors), 제어기(controllers), 마이크로 컨트롤러(micro-controllers), 마이크로 프로세서(170)(microprocessors), 기타 기능 수행을 위한 전기적 유닛 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있다.

이하, 도 3 내지 도 9를 참조하여, 전술한 무선 RF 신호 저장장치(100)가 무선 RF 신호를 저장하는 방법에 대해 좀더 상세히 설명한다.

먼저, 무선 RF 신호 저장장치(100)는, 사용자로부터 저장하려는 광대역 무선 RF 신호에 대한 정보를 입력 받을 수 있다. (S101)

자세히, 도 4를 참조하면, 입력부(180)는 디스플레이(160)와 결합하여, 제 1 입력 화면(111)을 포함하며, 제 1 입력 화면(111)에서는 적어도 하나 이상의 무선 RF 신호의 중심 주파수 및 베이스밴드 신호의 대역폭를 입력 받을 수 있다.

그리고 입력부(180)는, 제 2 입력 화면(112)을 포함하며, 제 2 입력 화면(112)에서는, 적어도 하나 이상의 무선 RF 신호 정보를 개략적인 그래프로 도시할 수 있다.

또한, 입력부(180)는, 제 3, 4 입력 화면(113, 114))을 포함하며, 제 3, 4 입력 화면에는 무선 RF 신호 정보에 대한 보조 정보가 더 입력되고 표시될 수 있다.

또한, 입력부(180)는, 제 5 입력 화면(115)을 포함하며, 제 5 입력 화면(115)을 통해 무선 RF 신호를 저장하려는 시간을 입력받을 수 있다.

무선 RF 신호 저장장치(100)는, 사용자로부터 무선 RF 신호 정보를 입력받으면, 무선 RF 신호 정보에 따라 장비를 세팅할 수 있다. (S102)

자세히, 도 5를 참조하면, 프로세서(170)는, 먼저, 사용자로부터 입력받은 무선 RF 신호 정보에 따라서 중심 주파수 및 대역폭을 설정할 수 있다. (S201)

만약, 도 6과 같이, 프로세서(170)는, 복수의 무선 RF 신호 정보를 입력 받으면, 각 무선 RF 신호에 따른 중심 주파수(C1, C2, C3)와, 전체 무선 RF 신호의 베이스밴드 대역폭을 합산한 전체 대역폭(Bt)을 산출할 수 있다.

그리고 프로세서(170)는, 설정된 중심 주파수 및 대역폭에 따라 다운 컨버터(120) 및 디지털 변환기(130)를 설정할 수 있다. (S202)

무선 RF 신호 저장장치(100)는, 각기 서로 다른 주파수 대역의 반송파를 다운 컨버팅 할 수 있는 복수의 다운 컨버터(120)를 포함할 수 있다. 따라서, 프로세서(170)는, 설정된 무선 RF 신호의 중심 주파수에 매칭되는 다운 컨버터(120)를 선택하고, 선택된 다운 컨버터(120)를 제어하여 반송파에서 베이스 밴드 신호를 추출할 수 있다.

또한, 프로세서(170)는, 베이스밴드 신호의 대역폭에 기초하여 디지털 변환기(130)의 최소 변환속도를 산출하고, 최소 변환속도를 만족하도록 디지털 변환기(130)를 세팅할 수 있다.

자세히, 프로세서(170)는, 각 채널의 디지털 변환기(130)의 초당 변환속도를 주파수 대역폭의 1/2 값의 최소 2배에서 최대 3배사이로 설정할 수 있다. 만약, 디지털 변환기(130)의 초당 변환속도가 대역폭 1/2 값의 2배 미만일 경우, 알리어스 현상에 의해 변환된 데이터를 다시 베이스신호로 아날로그 변환시 왜곡이 발생하게 되는 문제가 있다. 만약, 디지털 변환기(130)의 초당 변환속도가 대역폭 1/2 값의 3배 이상일 경우, 불필요하게 과다한 디지털 데이터를 생성하여 추후 데이터 저장에 무리가 갈 수 있다. 자세히, 프로세서(170)는, 디지털 변환기(130) 초당 변환속도에 기초하여 메모리(140)의 데이터 큐 크기나, 저장부(150)의 디스크 사용개수 등을 설정하는데, 불필요하게 높은 초당 변환속도의 디지털 변환기(130) 사용시, 메모리(140)나 저장부(150)의 많은 소스가 사용되어, 복수의 무선 RF 신호를 저장하는데 무리가 갈 수 있다.

다음으로, 프로세서(170)는, 초당 저장데이터 크기에 기초하여 메모리(140)에 데이터 큐를 생성할 수 있다. (S203)

자세히, 프로세서(170)는, 초당 저장데이터 크기에 기초하여 메모리(140)에 수백 Mbyte 이상의 데이터 큐를 생성한다. 데이터 큐는 입력되는 베이스밴드 디지털 데이터를 일시 보관하는 장소로서 지속적으로 입력되는 데이터가 저장장치의 속도 변화에 따라 저장에 실패되는 경우를 대비하여 버퍼형태로 사용된다.

마지막으로, 프로세서(170)는, 초당 저장데이터 속도와 저장시간에 기초하여 복수의 저장 디스크 개수 등을 설정하거나, 복수의 저장 디스크를 하나의 가상 디스크로 볼 때, 가상 디스크의 개수 등을 설정할 수 있다. (S204)

먼저, 프로세서(170)는, 초당 저장데이터에 기초하여, 복수의 저장 디스크 개수를 결정할 수 있다. 도 7을 보면, 4개의 디스크를 RAID 0로 묶어 하나의 가상디스크로 설정하였을 때이다. 만약 저장해야 할 데이터가 1, 2, 3, 4, 5, 6, …. 의 순서로 입력되면 RAID 컨트롤러가 디스크 1에는 1, 디스크 2에는 2, 디스크 3에는 3, 디스크 4에는 4의 순서로 저장하게 되면 이론적으로는 데이터 저장 속도는 4배, 용량도 4배 크게 사용이 가능할 수 있다.

프로세서(170)는, 하나의 저장 디스크의 저장속도에 저장 디스크 개수를 곱한 값이 초당 저장데이터 보다 크도록 하는 저장 디스크 개수를 산출하여 설정할 수 있다. 즉, 초당 저장데이터 X Mbyte이고, 하나의 디스크 저장속도가 Y Mbyte 라면, 프로세서(170)는, X<Y*a를 만족하는 최소한의 자연수 a값을 산출하고, 디스크 개수를 a로 설정할 수 있다.

그리고 프로세서(170)는, 초당 저장데이터 속도와 저장시간에 기초하여 가상 디스크 개수를 설정할 수 있다.

자세히, 프로세서(170)는, 가상 디스크 하나의 용량이 초당 저장데이터 크기와 저장시간 곱 보다 작으면, 가상 디스크를 적어도 둘 이상 설정할 수 있다. 예를 들어, 도 8을 참조하면, 프로세서(170)는, 제 1 가상 디스크(150a)에 베이스밴드 디지털 신호를 저장하다 일정 용량 이상이 저장되면, 제 2 가상 디스크(150b)에 베이스밴드 디지털 신호를 저장할 수 있다. 이때, 프로세서(170)는, 제 2 가상 디스크(150b)에 베이스밴드 디지털신호가 저장되는 동안, 제 1 가상 디스크(150a)에 저장된 데이터를 하드 디스크(예컨대, HDD 타입 대용량 디스크)에 옮겨 용량을 확보하고, 제 2 가상 디스크(150b)에 일정 용량이 저장되면, 다시 제 1 가상 디스크(150a)에 베이스밴드 디지털 신호를 저장할 수 있다. 이러한 제어를 통해, 무선 RF 신호 저장장치(100)는, 광대역 무선 RF 신호를 장시간 동안 저장할 수 있는 장점이 있다.

정리하면, 초당 저장데이터는, 초당 변환속도에 기초하고, 초당 변환속도는 베이스밴드 신호의 대역폭에 기초하므로, 프로세서(170)는, 베이스밴드 신호의 대역폭이 입력되면, 디지털 변환기(130), 메모리(140) 및 저장부(150)에 대한 세팅을 미리 수행할 수 있다.

한편, 프로세서(170)에 의해 장비 설정이 완료되면, 무선 RF 신호 저장장치(100)는, 무선 RF 신호를 수신할 수 있다. (S103)

자세히, 무선 RF 신호를 케이블이나 안테나를 이용하여 반송파와 반송파에 90도 위상을 가지는 다운 컨버터(120)에 입력할 수 있다.

다음으로, 무선 RF 신호 저장장치(100)는 무선 RF 신호를 다운 컨버터(120)를 거치게 하여 설정된 반송파에서 베이스 밴드 신호(I/Q)를 추출할 수 있다. (S104) 자세히, 실시예에 따른 다운 컨버터(120)는 주파수 변환기로서, 반송파와 같은 중심 주파수에 0도, 90도 위상을 갖는 두가지 신호를 이용하여 반송파를 제거하고 0도 위상의 I신호와 90도 위상의 Q신호인 베이스밴드 신호만을 추출할 수 있다.

다음으로, 무선 RF 신호 저장장치(100)는, 추출된 베이스밴드 신호를 고속으로 디지털화하여 베이스밴드 디지털 신호를 생성할 수 있다. (S104)

자세히, 실시예에 따른 디지털 변환기(130)는 2채널 디지털 변환기(130)로서, 다운 컨버터(120)에서 0도 위상의 I 베이스밴드 신호와 90도 위상의 Q 베이스밴드 신호가 생성되면, 제 1 채널 디지털 변환기는 I 베이스밴드 신호를 디지털 데이터화하고, 제 2 채널 디지털 변환기는 Q 베이스밴드 신호를 디지털 데이터화 할 수 잇다.

이때, 무선 RF 신호 저장장치(100)는, 저장부(150)에 저장되는 베이스밴드 디지털 데이터의 일부를 표시할 수 있다. (S105)

자세히, 프로세서(170)는, 저장부(150)에 저장되기 전 베이스밴드 디지털 데이터의 일부를 가공하여 디스플레이(160)에 표시함으로써, 사용자가 저장부(150)에 현재 무선 RF 신호가 잘저장되는지 확인하도록 제공할 수 있다.

자세히, 프로세서(170)는, 베이스밴드 신호를 실시간으로 주파수 변환하고, 주파수 대역으로 변환된 베이스밴드 신호를 디스플레이(160)가 표시하도록 제어할 수 있다.

다음으로, 무선 RF 신호 저장장치(100)는, 데이터 큐에 상기 베이스밴드 디지털 신호를 임시 저장하고, 데이터 큐의 베이스밴드 디지털 신호를 저장부(150)에 저장할 수 있다. (S106)

자세히, 프로세서(170)는, 초당 저장데이터에 기초하여 메모리(140)에 수백 Mbyte 이상의 데이터 큐를 생성하고, 디지털 변환기(130)에서 전송되는 베이스밴드 디지털 데이터를 데이터 큐에 저장할 수 있다.

그리고 프로세서(170)는, 상기 데이터 큐에 임시 저장된 상기 베이스밴드 디지털 신호를 복수의 디스크를 포함하는 저장부(150)에 저장할 수 있다.

만약, 프로세서(170)는, 가상 디스크 하나의 용량이 초당 저장데이터 크기와 저장시간 곱 보다 작으면, 가상 디스크를 적어도 둘 이상 설정할 수 있다.

그리고 프로세서(170)는, 제 1 가상 디스크에 베이스밴드 디지털 신호를 저장하다 일정 용량 이상이 저장되면, 제 2 가상 디스크에 베이스밴드 디지털 신호를 저장할 수 있다. (S107, 108)

마지막으로, 프로세서(170)는, 처음 세팅된 저장시간이 경과되면, 저장을 완료할 수 있다.

이하, 도 10을 참조하여, 저장된 베이스밴드 디지털 신호를 다시 재생하는 무선 RF 신호 재생장치(200)에 대해 상세히 설명한다.

도 10을 참조하면, 먼저, 프로세서(170)는, 저장부(150)에서 베이스밴드 디지털 데이터를 읽을 수 있다. 이 때, 프로세서(170)는, 한번에 대용량의 데이터를 읽을 수 없으므로 순차적으로 일정 용량씩을 읽을 수 있다.

그리고 프로세서(170)는, 읽어온 데이터를 메모리(140)에 대용량의 데이터 큐를 생성하여 저장할 수 있다.

자세히, 재생의 경우 저장장치에 저장되어 있는 데이터를 읽어 시작하게 되는데 한번에 대용량 데이터를 읽어오는 것이 아니라, 프로세서(170)는, 일정 량의 데이터씩을 순차적으로 읽어 들여 PC 메모리(140)에 수백 Mbyte 이상의 데이터 큐를 생성하고 입력한다. 재생의 데이터 큐는 저장의 데이터 큐와 구조와 기능은 동일하지만, 데이터 큐가 항상 채워져 있어야 하는 점에서 차이가 있다.

연속된 RF 신호를 발생시키기 위해서 특정 시점에 발생시킬 데이터가 없을 경우 RF 신호의 연속성이 깨지게 되므로 항상 발생시킬 데이터가 있어야 하기 때문에, 프로세서(170)는, 재생의 데이터 큐는 데이터로 가득 채워 넣고 순차적으로 디지털-아날로그 변환기(230)로 전송할 수 있다. 저장장치의 읽기 속도나 과부하로 인해 데이터 큐에서 디지털-아날로그 변환기(230)로 전송될 데이터가 없을 경우 연속적인 신호 발생이 멈추게 된다. 따라서, 프로세서(170)는, 데이터 큐의 크기를 일시적인 과부하나 일기 속도 저하에 대비하도록 크게 설정하고, 데이터를 항상 큐가 가득 차도록 입력해야 한다.

프로세서(170)는, 데이터 큐에 입력된 베이스밴드 데이터를 I/Q로 분리하여 디지털-아날로그 변환기(230)에 전송하여 I/Q신호를 생성할 수 있다.

이때, 디지털-아날로그 변환기(230)의 속도는 저장할 때와 같은 속도로 동작되어야 같은 신호가 발생된다. 같은 속도로 동작하지만, 불연속 값을 아날로그 신호로 생성하기 때문에 계단파형 같은 형태로 신호가 생성되게 되고 그렇게 되면 같은 신호가 재생 되지 않기 때문에 프로세서(170)는, 내부에서 수 배(예를 들어 8배) 빠르게 신호를 생성하도록 제어하고, 데이터는 보간 값으로 이용하여 재생한다.

그리고 프로세서(170)는, I/Q신호를 반송파와 반송파에 90도 위상을 가지는 업컨버터(220)에 각각 입력하여 RF신호를 생성할 수 있다.

자세히, 각각 생성된 I, Q 신호는 업컨버터(220)를 이용하여 반송 파에 실어 무선 RF 신호를 발생한다. 다운 컨버터(120)와 마찬가지로 0도와 90도 위상을 갖는 반송 파를 생성하고 이 반송파에 I, Q 신호를 실어 각각의 신호를 생성하고 합성하여 하나의 무선 RF 신호로 발생한다.

이때, 프로세서(170)는, 저장된 파일을 이용하여 신호를 발생시키지 않고 신호 자체의 주파수 스펙트럼만을 디스플레이(160) 할 수도 있다. 이를 통해, 저장이나 재생 시 데이터의 일부분을 이용하여 주파수 스펙트럼을 확인하여 저장 시 의미있는 무선 RF 신호가 있는지 재생 시 정상적으로 재생 되고 있는지 등을 확인할 수 있다.

마지막으로, 프로세서(170)는, 생성된 무선 RF 신호를 케이블이나 안테나를 이용하여 수신기측에 전달함으로써, 무선 RF 신호가 수신/저장될 때의 환경을 그대로 재현할 수 있다.

상술한 실시예에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의하여 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

또한, 이상에서 실시예들을 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예들에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부한 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (12)

1. 사용자로부터 중심 주파수 및 베이스밴드 신호의 대역폭을 포함하는 광대역 무선 RF 신호 정보를 입력받는 입력부;
   광대역 무선 RF 신호를 수신하는 무선 RF 신호 수신부;
   상기 광대역 무선 RF 신호에서 반송파를 제거하여 베이스밴드 신호를 추출하는 다운 컨버터;
   상기 베이스밴드 신호를 디지털 신호로 고속 변환하여 베이스밴드 디지털 신호를 생성하는 디지털 컨버터;
   데이터 큐에 상기 베이스밴드 디지털 신호를 임시 저장하는 메모리;
   병렬로 연결된 복수의 저장 디스크를 포함하여, 상기 데이터 큐에 임시 저장된 상기 베이스밴드 디지털 신호를 상기 복수의 저장 디스크에 분할 저장하는 저장부;
   상기 광대역 무선 RF 신호 정보에 포함된 상기 대역폭에 따라서 상기 데이터 큐 크기와 상기 복수의 저장 디스크 개수를 설정하여, 상기 베이스밴드 디지털 신호를 상기 저장부에 저장하도록 제어하는 프로세서; 및
   그래프를 표시하는 디스플레이부를 포함하고,
   상기 프로세서는,
   상기 베이스밴드 디지털 신호를 상기 저장부에 저장하기 이전, 상기 광대역 무선 RF 신호가 저장 중인지 확인되게, 상기 베이스밴드 디지털 신호의 일부를 상기 디스플레이부에 표시하는
   무선 RF 신호 저장 및 재생장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 프로세서는,
   상기 대역폭에 기초하여 초당 저장데이터 크기를 산출하고, 상기 초당 저장데이터 크기가 X Mbyte이고, 하나의 저장 디스크 저장속도가 Y Mbyte 라면, 프로세서는, X<Y*a를 만족하는 최소한의 자연수 a값을 산출하고, 상기 복수의 저장 디스크 개수를 a로 설정하는
   무선 RF 신호 저장 및 재생장치.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 복수의 저장 디스크는 하나의 가상 디스크이고,
   상기 프로세서는,
   상기 초당 저장데이터 크기와 저장시간에 기초하여, 상기 가상 디스크 개수를 설정하는
   무선 RF 신호 저장 및 재생장치.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 가상 디스크는, 제 1 가상 디스크와 제 2 가상 디스크를 포함하고,
   상기 프로세서는,
   상기 제 1 가상 디스크에 상기 베이스밴드 디지털 신호를 저장하다 일정 용량 이상이 저장되면, 상기 제 2 가상 디스크에 베이스밴드 디지털 신호를 저장하는
   무선 RF 신호 저장 및 재생장치.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 프로세서는,
   상기 제 2 가상 디스크에 상기 베이스밴드 디지털신호가 저장되는 동안, 상기 제 1 가상 디스크에 저장된 데이터를 하드 디스크에 옮겨 용량을 확보하고, 상기 제 2 가상 디스크에 일정 용량이 저장되면, 다시 제 1 가상 디스크에 베이스밴드 디지털 신호를 저장하는
   무선 RF 신호 저장 및 재생장치.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 다운 컨버터는, 각기 다른 컨버팅 성능을 갖는 복수의 다운 컨버터 포함하고,
   상기 프로세서는,
   상기 중심 주파수에 따른 상기 복수의 다운 컨버터 중 하나를 선택하는
   무선 RF 신호 저장 및 재생장치.
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 프로세서는,
   상기 베이스밴드 신호 대역폭에 기초하여 상기 디지털 컨버터의 최소 변환속도를 산출하고, 상기 최소 변환속도를 만족하도록 상기 디지털 컨버터를 세팅하는
   무선 RF 신호 저장 및 재생장치.
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 프로세서는,
   상기 베이스밴드 디지털 신호를 주파수 변환하고, 실시간으로 주파수 대역으로 변환된 베이스밴드 디지털 신호를 상기 디스플레이부에 표시되게 제어하는
   무선 RF 신호 저장 및 재생장치.
9. 제 1 항에 있어서,
   상기 프로세서는,
   상기 저장부에 저장된 베이스밴드 디지털 신호에 대한 일정 량의 데이터씩을 순차적으로 읽어 들여 상기 메모리에 데이터 큐를 생성하고 상기 데이터 큐에 저장하는
   무선 RF 신호 저장 및 재생장치.
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 데이터 큐에 상기 베이스밴드 디지털 신호의 데이터로 적어도 80% 이상을 채운 후 순차적으로 디지털-아날로그 변환기로 전송하는
    무선 RF 신호 저장 및 재생장치.
11. 제 10 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    저장된 데이터를 이용하여 무선 RF 신호를 발생시키지 않고, 상기 베이스밴드 디지털 신호 자체의 주파수 스펙트럼만을 표시하도록 상기 디스플레이부를 제어하는
    무선 RF 신호 저장 및 재생장치.
12. 삭제

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