KR102170744B1 - 수신기 주파수동조 변화를 이용한 불요신호 제거방법 및 시스템 - Google Patents

수신기 주파수동조 변화를 이용한 불요신호 제거방법 및 시스템 Download PDF

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김정훈
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국방과학연구소
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Abstract

본 발명은 무선신호의 불요신호 제거방법으로서, 안테나를 통해 광대역 무선신호가 수신되면, 스펙트럼 감시를 위한 신호대역에 수신기를 동조하는 단계; 수신기로부터 수신된 신호를 디지털변환하고 스펙트럼을 측정하는 단계; 스펙트럼 감시를 위한 신호대역의 중심주파수를 미세 이동하는 단계; 수신기로부터 수신되는 신호를 디지털변환하고 스펙트럼을 재확인하는 단계; 두 스펙트럼의 차이를 이용하여 불요신호를 제거하는 단계를 포함한다.

Description

수신기 주파수동조 변화를 이용한 불요신호 제거방법 및 시스템{METHOD FOR REMOVING A UNWANTED SIGNAL USING FREQUENCY TUNING CHANGE OF A RECEIVER AND A SYSTEM THEROF}
본 발명은 수신기 주파수동조 변화를 이용한 불요신호 제거방법 및 그 시스템에 관한 것이다.
무선신호로부터 정보를 추출하는 전자전분야에서는 무선신호의 탐지가 가장 먼저 수행된다.
일반적으로, 무선신호의 탐지를 위해서는 일반적으로 스펙트럼을 이용한 무선신호의 활동여부를 감시하고, 스펙트럼 상에서 신호의 주파수가 탐지되면 해당 신호로 복조용 수신기를 동조하고, 그 다음 신호를 복조하여 정보를 추출한다.
한편, 광대역의 신호 스펙트럼을 확인하기 위해서는, 원하는 대역의 중심주파수로 수신기 동조가 필요하다. 이때, 수신기를 구성하는 내부 소자의 특성에 따라 다양한 불요신호가 발생한다. 이와 같이 발생한 불요신호는 실제 신호가 아님에도 사용자에게 전시되어, 사용자로 하여금 실제 신호로 오인하여 정보를 추출토록 혼란을 유발한다.
그러나, 이러한 불요신호는 입력되는 신호의 고조파성분과 입력신호간의 혼변조(intermodulation)에 의해 발생하기 때문에, 그 주파수 값을 사전에 파악하기가가 어렵다는 문제가 있다.
이에, 본 발명의 일 목적은, 본 발명은 스펙트럼을 이용한 신호탐지에서 불요신호를 제거할 수 있는 수신기 주파수동조 변화를 이용한 불요신호 제거방법 및 그 시스템을 제공하는데 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 스펙트럼상에 나타난 불요신호를 실시간으로 제거할 수 있고, 제거가 불가능한 불요신호도 사용자에게 제시함으로써, 사용자가 불요신호 여부를 즉각 확인할 수 있는 수신기 주파수동조 변화를 이용한 불요신호 제거방법 및 그 시스템을 제공하는데 있다.
이에, 본 발명의 일 실시 예에 따른 수신기 주파수동조 변화를 이용한 불요신호 제거방법은, 무선신호의 불요신호 제거방법으로서, 안테나를 통해 광대역 무선신호가 수신되면, 스펙트럼 감시를 위한 신호대역에 수신기를 동조하는 단계; 상기 수신기로부터 수신된 신호를 디지털변환하고 스펙트럼을 측정하는 단계; 스펙트럼 감시를 위한 신호대역의 중심주파수를 미세 이동하는 단계; 상기 수신기로부터 수신되는 신호를 디지털변환하고 스펙트럼을 재확인하는 단계; 및 상기 측정된 스펙트럼과 상기 재확인된 스펙트럼의 차이를 이용하여 불요신호를 제거하는 단계를 포함하여 이루어진다.
또한, 일 실시 예에서, 상기 불요신호를 제거하는 단계는, 상기 수신기의 동조주파수 변화시, 동조주파수 만큼의 주파수 오프셋(offset)을 보이는 신호 외에 모두 제거하는 단계에 대응된다.
또한, 일 실시 예에서, 상기 불요신호를 제거하는 단계 이후, 제거불가능한 불요신호를 전시하기 위해, 수신된 신호의 크기와 주파수를 이용하여 제거되지 않은 혼변조 불요신호의 주파수를 산출하는 단계; 불요신호가 제거된 스펙트럼과 불요신호 가능 주파수를 전시하는 단계를 더 포함한다.
또한, 일 실시 예에서, 상기 불요신호 제거방법은, 제거불가능한 불요신호를 전시하기 위해, 입력신호의 크기에 근거하여 불요신호 발생가능한 신호주파수 값을 산출하는 단계를 더 포함한다.
또한, 일 실시 예에서, 상기 불요신호 제거방법은, 제거불가능한 불요신호를 전시하기 위해, 불요신호가 제거된 스펙트럼에서 기 설정된 임계치를 초과하는 크기의 신호주파수의 제1리스트를 생성하는 단계; 상기 제1리스트의 주파수에 음(-)의부호를 적용한 제2리스트를 생성하는 단계; 제거되지 않았을 불요신호 차수 홀수 값 K에 대해 (K+1)/2개의 주파수 값을 상기 제1리스트에서 선택하고, (K-1)/2개의 주파수 값을 상기 제2리스트에서 선택하는 단계; 선택된 K 개의 주파수 합을 산출하고, 산출된 값에 근거하여 발생가능한 불요신호 주파수 값을 산출하는 단계; 및 상기 단계들을 K 값에 대한 모든 입력신호 조합에 대하여 반복하는 단계를 포함하여 이루어진다.
또한, 일 실시 예에서, 상기 불요신호 제거방법은, 전체 주파수대역의 신호탐색을 종료할 때까지 상기 신호대역에 수신기를 동조하는 단계부터 상기 불요신호가 제거된 스펙트럼과 불요신호 가능 주파수를 전시하는 단계를 반복적으로 수행하는 단계를 더 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 시스템은, 무선신호로부터 불요신호를 제거하기 위한 시스템으로서, 외부로부터 방사된 무선신호를 수신하는 신호수신안테나; 스펙트럼 감시를 위한 신호대역에 수신기를 동조시키는 주파수동조수신부; 상기 주파수동조수신부를 거친 신호를 디지털 신호로 변환하고, 스펙트럼을 측정하는 디지털변환부; 스펙트럼 감시를 위한 신호대역의 중심주파수를 이동시키는 스펙트럼변환부; 및 중심주파수의 이동 전후에 측정된 스펙트럼의 차이를 이용하여 불요신호를 제거하고, 제거되지 않은 불요신호의 주파수를 산출하고, 제거된 불요신호와 제거불가능한 불요신호를 전시하는 신호탐지 및 불요신호 제거/전시부를 포함하여 이루어질 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 수신기 주파수동조 변화를 이용한 불요신호 제거방법 및 그 시스템에 의하면, 무선신호를 탐색함에 있어, 수신기의 동조주파수에 변화를 주고 그 결과를 확인함으로써, 수신기에서 발생하는 고조파성분과 혼변조 불요신호 성분을 제거할 수 있다.
또한, 일부 제거가 불가능한 홀수 차 혼변조 불요성분의 경우는, 입력신호 주파수를 이용하여 불요성분의 발생 주파수 값을 산출하고, 이를 스펙트럼과 함께 전시함으로써, 불요신호를 신호로 오인하여 탐지, 수집, 및 분석하는 오류를 사전에 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명예 따른 시스템 구성의 예시 블록도이다.
도 2는 본 발명에 따른 수신기 동조주파수 변화를 통한 불요신호 제거방법의 대표 흐름도이다.
도 3는 본 발명의 실시 예에 따라, 입력 신호세기와 주파수를 이용한 불요신호 가능주파수 산출방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따라, 불요신호를 제거한 결과와, 스펙트럼 및 불요신호 전시 화면의 예시를 보인 개념도들이다.
이하, 본 발명을 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 대한 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.
또한, 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
여기서 설명되는 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 즉, 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항복들 중의 어느 항목을 포함한다.
또한, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
또한, 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명에 바람직한 실시 예들을 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어 도면 부호에 상관없이 동일하거나 대응하는 구성요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이하, 본 발명에서는, 스펙트럼을 이용한 신호탐지에서 불요신호를 제거하거나 또는 제거가능한 불요신호 주파수를 사용자에게 제시하는 방법을 구현하였다.
본 발명은, 크게, 1) 수신대역주파수 동조 후, 스펙트럼의 비교 결과에 근거하여 불요신호를 제거하는 것과, 2) 입력신호의 크기 및 주요신호 주파수에 근거하여, 제거되지 않은 일부 불요신호 주파수를 전시하는 것에 관하여 제시하였다.
보다 구체적으로 설명하면, 신호 활동을 감시하고자하는 주파수대역의 스펙트럼을 확인하기 위하여, 수신기를 동조시키고 증폭하여 수신하는 경우, 수신기에 포함된 주파수혼합기(mixer), 증폭기와 같은 능동 소자의 특성으로 인해 불요신호가 발생한다.
이 중, 주파수혼합기는, 주파수동조를 위해 소자의 비선형특성을 이용한 불요신호를 활용하는 대표적인 소자이지만, 원하는 불요신호 외에 다른 불요신호도 발생가능하다. 특히, 광대역 주파수범위에서 동작하는 주파수혼합기는 원하는 불요신호 외에 원치 않는 불요신호의 유입이 불가피하게 된다.
일반적으로, 주파수혼합기 앞단에 적용되는 소자는 증폭기를 제외하고는 대부분 수동소자이다. 수동소자는 신호가 포화되는 경우를 제외하고는 불요신호를 발생시키기 않는다. 주파수혼합기 앞단의 아날로그 증폭기도 대부분 작은 크기의 입력신호를 처리하고 동적범위가 넓어서 불요신호를 억압하도록 설계된다.
그러나, 주파수합성기를 포함한 이후의 증폭기는 최종적으로 ADC(아날로그 디지털 변환기)의 입력범위에 맞추어 신호를 크게 증폭시키고, 특히 ADC의 경우 동적범위가 좁고 샘플링주파수에 따라 불요신호의 주파수가 이미지화 되어 변경되는 등 다양한 불요신호를 발생시킨다.
이에, 본 발명에서는, 수신경로 중 수신주파수동조를 위한 주파수합성기와 그 이후의 증폭기, ADC등에서 발생하는 다양한 불요신호를 제거하고, 제거불가능한 불요신호에 대해서는 ADC의 샘플링 주파수를 고려하여 불요신호의 주파수를 산출 및 처리하는 방법를 구현하였다.
이에 의하면, 수신기에서 발생하는 고조파성분과 혼변조 불요신호의 성분을 제거할 수 있고, 제거가 불가능한 일부 홀수 차 혼변조 불요성분은, 입력신호 주파수를 이용하여 불요성분의 발생 주파수 값을 산출하고, 이를 스펙트럼과 함께 전시함으로써, 불요신호를 신호로 오인하여 탐지, 수집, 및 분석하는 오류를 사전에 방지할 수 있다.
이하, 도 1을 참조하여, 본 발명예 따른 수신기 주파수동조 변화를 이용한 불요신호 제거를 위한 시스템의 세부 구성을 설명하기로 한다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 시스템은, 신호수신안테나(110), 주파수동조수신부(120), 디지털변환부(130), 스펙트럼변환부(140), 신호탐지 및 불요신호 제거/전시부(150)로 구성될 수 있다.
신호수신안테나(110)는, 외부 송신기로부터 방사된 각종 무선신호를 수신한다. 상기 신호수신안테나(110)는, 광대역 신호를 수신할 수 있도록 구현되며, 그 종류는 특별히 한정되지 않는다, 예컨대, 반사판 안테나, 배열 안테나 등과 같이, 다양한 종류를 포함할 수 있다.
주파수동조수신부(120)는, 스펙트럼 감시를 위한 신호대역에 수신기를 동조시킨다. 예를 들어, 상기 주파수동조수신부(120)는 상기 신호수신안테나(110)로부터 수신된 광대역 신호를 중간 주파수로 하향변환시킬 수 있다.
디지털변환부(130)는 상기 주파수동조수신부(120)를 거친 중간 주파수의 신호를 디지털 신호로 변환하고, 스펙트럼을 측정한다(이하, 스펙트럼 A).
스펙트럼변환부(140)는 스펙트럼 감시를 위한 신호대역의 중심주파수를 이동시킨다. 이후, 스펙트럼변환부(140)는 상기 주파수동조수신부(120)로부터 수신된 신호를 디지털변환부(130)로 하여금 디지털 신호로 변환한 후 스펙트럼을 재확인 하게끔한다(이하, 스펙트럼 B).
신호탐지 및 불요신호 제거/전시부(150)는 크게 1)불요신호 제거와, 2)제거된 불요신호 및 제거불가능한 불요신호의 전시를 수행하도록 이루어질 수 있다.
먼저, 1)불요신호 제거의 기능으로서, 상기 신호탐지 및 불요신호 제거/전시부(150)는 상기 측정된 두 스펙트럼(스펙트럼 A, 스펙트럼 B)의 차이를 이용하여 불요신호를 제거할 수 있다.
다음, 2)제거불가능한 불요신호의 전시 기능으로서, 상기 신호탐지 및 불요신호 제거/전시부(150)는, 주파수동조수신부(120)를 통해 수신된 신호의 크기와 주파수를 이용하여 제거되지 않은 불요신호의 주파수를 산출하고, 제거된 불요신호와 제거불가능한 불요신호를 사용자에게 전시할 수 있다.
한편, 상기 시스템은, 전체 주파수대역의 신호탐색을 종료할 때까지, 이와 같이 불요신호를 제거하거나 제거불가능한 불요신호를 전시하는 과정을 반복 수행하기 위하여, 각 구성들의 동작을 제어할 수 있다.
이하, 도 2는 본 발명에 따른 수신기 동조주파수 변화를 통한 불요신호 제거방법의 대표 흐름도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 불요신호 제거 방법에 의하면, 먼저 안테나를 통해 수신된 광대역 신호에 대하여, 스펙트럼 감시를 위한 신호대역에 수신기를 동조하는 단계(210)가 수행된다.
주파수혼합기, 증폭기, ADC와 같은 소자들에서는 입력되는 신호의 기본성분(1차 성분) 외에 2차 이상의 고조파 성분이 발생하는데, 이는 아래와 같은 수식1로 표현된다.
[수식1]
Figure 112019075116060-pat00001
여기에서
Figure 112019075116060-pat00002
은 출력신호이고,
Figure 112019075116060-pat00003
은 입력신호이고, a는 입력신호대비 출력신호의 이득 값이고, b, c등은 출력신호에 포함되는 신호의 불요성분 크기 비율을 나타낸다.
위 수식에서, b, c, 등의 불요신호 성분이 없을 경우 혼변조가 발생하지 않고 입력신호만이 출력으로 전달되지만, 소자의 선형특성이 완벽하지 않으므로 불요신호 성분을 완전히 제거할 수 없다.
이 때, 수신기의 입력신호로 주파수 값이 다른 두 가지 신호
Figure 112019075116060-pat00004
가 입력될 경우 출력신호의 특성은 아래의 수식2와 같다.
[수식2]
Figure 112019075116060-pat00005
여기에서,
Figure 112019075116060-pat00006
와
Figure 112019075116060-pat00007
가 주파수 동조된 수신기에서 IF로 출력되는 주파수를 각각
Figure 112019075116060-pat00008
라고 하면,
Figure 112019075116060-pat00009
성분의 주파수는
Figure 112019075116060-pat00010
가 된다. 위와 같이, 기본 성분 외에 입력신호의 2차 하모닉, 3차 하모닉, 입력성분간의 혼변조 성분들이 발생함을 알 수 있다.
다음, 수신기로부터 수신되는 신호를 디지털변환하고 스펙트럼을 측정하는 단계(220)를 수행한다. 이때, 측정된 스펙트럼은 전술한 스펙트럼 A에 대응된다.
수신신호는 복소수 형태의 신호가 아니므로 양의 주파수 성분과 음의 주파수 성분을 모두 포함하므로 수신기 출력으로는 아래의 수식3과 같은 주파수 성분들이 발생될 수 있다.
[수식3]
Figure 112019075116060-pat00011
여기에서, 실제 존재하는 신호의 주파수는
Figure 112019075116060-pat00012
와
Figure 112019075116060-pat00013
이며, 나머지 주파수 성분은 모두 불요신호에 해당한다.
다음, 스펙트럼 감시를 위한 신호대역의 중심주파수를 미세 이동하는 단계(230)를 수행한다. 그런 다음, 수신기로부터 수신되는 신호를 디지털변환하고 스펙트럼을 재확인하는 단계(240)를 수행한다. 이때에 재확인된 스펙트럼은 전술한 스펙트럼 B에 대응된다.
불요신호를 판별하고 제거하기 위해, 수신기 동조주파수를
Figure 112019075116060-pat00014
만큼 이동하는 경우(230), IF에 수신되는 두 신호의 주파수는
Figure 112019075116060-pat00015
와
Figure 112019075116060-pat00016
가 되고, 수신기에서 수신되는 신호의 주파수성분들은 아래의 수식4와 같다.
[수식4]
Figure 112019075116060-pat00017
다음, 측정된 두 스펙트럼, 즉 스펙트럼 A, B의 차이를 이용하여 불요신호를 제거하는 단계(250)를 수행한다.
위의 수식3에 따른 주파수 성분에서, 실제 신호의 주파수는 정확하게
Figure 112019075116060-pat00018
만큼의 주파수 이동을 보이게 되고, 2차 이상의 하모닉 성분들은 2배수 이상의
Figure 112019075116060-pat00019
만큼 주파수가 이동하게 됨을 알 수 있다.
따라서, 수신기의 동조주파수 변화 시, 동조주파수 만큼의 주파수 offset을 보이는 신호 외에는 모두 불요신호로 간주하고 제거할 수 있다(250).
한편, 제거불가능한 불요신호를 전시하기 위해, 수신된 신호의 크기와 주파수를 이용하여 제거되지 않은 불요신호 주파수(
Figure 112019075116060-pat00020
)를 산출하는 단계(260)를 수행한다.
구체적으로, 일부 불요신호의 주파수는 실제 신호와 동일하게 만큼의 주파수 편차를 보이게 된다. 이러한 주파수 성분들은 정리하면 아래의 수식5와 같다.
[수식5]
Figure 112019075116060-pat00021
위에서 보는 바와 같이, 입력신호 주파수에 입력 신호 간 주파수차(
Figure 112019075116060-pat00022
또는
Figure 112019075116060-pat00023
) 또는 그 하모닉 성분들이 더해진 주파수가 불요신호로 발생한다.
그 중에서도, 수신기 주파수동조 변화전 대비 변화 후의 측정 주파수 차이가
Figure 112019075116060-pat00024
만큼 발생하는 경우를 살펴보면, 그 주파수값은 입력신호 주파수값의 홀수(K) 개의 조합으로 구성되며, 입력신호 주파수에 양/음의 부호가 적용 구성임을 알 수 있다. 즉, 홀수값 K에 의한 K차 혼변조의 불요신호이다.
K개의 입력신호 주파수값 중에서도, 양의 부호가 적용된 주파수 값의 개수가 음의 부호가 적용된 주파수 값의 개수보다 하나 더 많은 경우에 해당한다.
또, 불요신호 성분은 입력신호의 신호크기가 큰 신호들의 조합에서 발생하므로, 불요신호를 발생시킬 가능성이 있는 입력신호의 크기에 대한 임계치를 설정한 다음, 이를 초과하는 크기의 입력신호 간의 관계를 이용하여 불요신호 주파수를 산출할 수 있다. 이 때, 상기 임계치의 크기는 수신기의 불요신호 특성에 따라, 조정하여 적용할 수 있다.
다음, 불요신호가 제거된 스펙트럼과 불요신호 가능 주파수(
Figure 112019075116060-pat00025
)를 사용자에게 전시하는 단계(270)가 수행된다.
이와 같이 본 발명에서는, 불요신호 제거를 위해 수신기 주파수동조를 변화시켜 주요 불요성분 중 홀수 차수에 의해 발생하는 혼변조 중 일부를 제외한 대부분을 제거한다. 이후 스펙트럼에서 확인되는 주요신호(크기가 큰 신호)의 주파수 값을 확인하여, 비선형특성의 홀수 차에 의해 발생하여 제거되지 않을 수 있는 일부 불요신호의 주파수 값을 사용자에게 전시하거나, 자동 탐색에서 제거되게끔 할 수 있다.
마지막으로, 전체 주파수대역의 신호탐색을 종료할 때까지, 위 과정들(210 내지 270)을 반복하는 단계(280)를 수행한다.
이하, 도 3는 본 발명의 실시 예에 따라, 입력 신호세기와 주파수를 이용한 불요신호 가능주파수 산출방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3을 참조하여, 홀수 차 불요신호 중 일부 제거되지 않았을 가능성이 있는 주파수목록 산출방법을 설명하면 다음과 같다. 먼저, 스펙트럼 비교를 통해 불요신호가 제거된 스펙트럼 정보를 수신하는 단계(310)를 수행한다.
다음, 불요신호가 제거된 스펙트럼에서 기 설정된 임계치를 초과하는 크기의 신호주파수의 제1리스트(
Figure 112019075116060-pat00026
)를 생성하는 단계(320)를 수행한다.
그리고,
Figure 112019075116060-pat00027
의 주파수에 ‘-’ 부호, 즉 음의부호를 적용한 제2리스트(
Figure 112019075116060-pat00028
)를 생성하는 단계(330)를 수행한다.
그런 다음, 제거되지 않았을 불요신호 차수 홀수 값 K에 대해 (K+1)/2개의 주파수 값을 제1리스트에서 선택하는 단계(340)를 수행한다. 이때에, 중복 선택이 가능하다. 그리고, (K-1)/2개의 주파수 값을 제2리스트,
Figure 112019075116060-pat00029
에서 선택하는 단계(350)를 수행한다. 이때에도 중복 선택이 가능하다.
다음, 선택된 K개의 주파수 합(
Figure 112019075116060-pat00030
)산출하는 과정(360)을 수행하고, 산출된
Figure 112019075116060-pat00031
값을
Figure 112019075116060-pat00032
(디지털 샘플링속도)값으로 나눈 나머지(
Figure 112019075116060-pat00033
)값을 Fs/2와 비교하는 단계(370)를 수행한다.
단계(370)에서의 비교 결과, 비교 값이 작을 경우, 아래와 같은 수식6을 통해 발생 가능한 불요신호 주파수 값(
Figure 112019075116060-pat00034
)을 산출하는 단계(380)를 수행한다.
[수식6]
Figure 112019075116060-pat00035
단계(370)에서의 비교 결과, 비교 값이 크거나 같을 경우, 아래와 같은 수식7을 통해, 발생가능한 불요신호 주파수 값(fspur)을 산출하는 과정(390)을 수행한다.
[수식7]
Figure 112019075116060-pat00036
한편,
Figure 112019075116060-pat00037
가 제1리스트, 즉
Figure 112019075116060-pat00038
내에 존재하지 않는다면,
Figure 112019075116060-pat00039
값을
Figure 112019075116060-pat00040
에 등록하는 과정(400, 410)을 수행한다.
그리고, 전술한 과정들을, K값에 대한 모든 입력신호 조합에 대하여 반복(420)한다. 또, 상기의 과정을 고려해야할 불요신호를 홀수 차수 값, K에 대하여 반복(430;440)한다.
이때, 적용할 K값의 범위는 수신기 특성을 고려하여 조절될 수 있다.
이와 같이 상기의 과정을 통해 산출된 최종
Figure 112019075116060-pat00041
의 주파수 값과 신호크기를 스펙트럼과 함께 전시함으로써, 불요신호를 외부신호로 오인하여 탐색, 분석하지 않도록 사전에 방지할 수 있다.
이하, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따라, 불요신호를 제거한 결과와, 스펙트럼 및 불요신호 전시 화면의 예시를 보인 것이다.
불요신호 제거흐름에 따른 결과물, 도 4의 예시를 통해 확인 가능하다.
도시된 예에서, 외부 입력신호는 주파수 값 16.2Mhz, 10.78Mhz, 4.11Mhz를 가진 3개의 신호이고, 수신동조 주파수 변화(-)는 -100khz를 적용한 경우이다. 또, 수신기의 불요신호 특성은 5차까지 고려하고, 각 차수의 계수는 각각 1, 0.01, 0.01, 0.005, 0.005을 적용하였다.
먼저, 입력되는 신호와 불요신호가 포함된 스펙트럼 값을 확인한다(510). 그리고, 수신기 동조주파수를 변경하여 다시 불요신호가 포함된 신호의 스펙트럼을 확인한다(520).
이후, 스펙트럼 간의 비교(530)를 통해 공통성분만을 추출하여, 불요신호를 제거한 신호성분을 전시한다. 이와 동시에, 제거되지 않았을 가능성이 있는 주파수성분에 해당하는 값을 전시한다(540).
도 4에서, 붉은 점으로 표시한 불요성분 주파수 예측 값은 발생한 불요신호 값을 모두 포함하고 있으며, 외부 입력신호를 정확하게 파악할 수 있음을 알 수 있다.
또, 도 4의 예에서, 낮은 크기로 발생한 불요성분까지 그래프에 전시되는 것을 방지하기 위하여, 불요성분의 신호 크기를 먼저 확인하고, 신호 크기가 특정 임계값을 넘어서는 경우에만 전시하도록 구현할 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 수신기 주파수동조 변화를 이용한 불요신호 제거방법 및 그 시스템에 의하면, 무선신호를 탐색함에 있어, 수신기의 동조주파수에 변화를 주고 그 결과를 확인함으로써, 수신기에서 발생하는 고조파성분과 혼변조 불요신호 성분을 제거할 수 있다. 또한, 일부 제거가 불가능한 홀수 차 혼변조 불요성분의 경우는, 입력신호 주파수를 이용하여 불요성분의 발생 주파수 값을 산출하고, 이를 스펙트럼과 함께 전시함으로써, 불요신호를 신호로 오인하여 탐지, 수집, 및 분석하는 오류를 사전에 방지할 수 있다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와같은 특정 실시 예에만 한정되는 것은 아니므로, 본 발명은 본 발명의 사상 및 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 다양한 형태로 수정, 변경, 또는 개선될 수 있다. 또한, 여기에서 기술된 본 발명에 따른 방법은 소프트웨어, 하드웨어, 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 방법은 저장매체(예, 단말내부 메모리, 플래쉬 메모리, 하드디스크, 등)에 저장될 수 있고, 프로세서(예, 단말 내부 마이크로 프로세서)에 의해 실행될 수 있는 소프트웨어 프로그램 내에 포함되는 코드들 또는 명령어들로 구현될 수 있다.

Claims (7)

  1. 무선신호의 불요신호 제거방법으로서,
    안테나를 통해 광대역 무선신호가 수신되면, 스펙트럼 감시를 위한 신호대역에 수신기를 동조하는 단계;
    상기 수신기로부터 수신된 신호를 디지털변환하고 스펙트럼을 측정하는 단계;
    스펙트럼 감시를 위한 신호대역의 중심주파수를 미세 이동하는 단계;
    상기 수신기로부터 수신되는 신호를 디지털변환하고 스펙트럼을 재확인하는 단계; 및
    상기 측정된 스펙트럼과 상기 재확인된 스펙트럼의 차이를 이용하여 불요신호를 제거하는 단계
    를 포함하고,
    상기 불요신호는, 상기 수신기를 동조시키고 증폭하여 외부신호를 수신하는 경우, 상기 수신기 내에 포함된 능동 소자의 특성으로 인해 발생되는 수신기불요신호인, 수신기 주파수동조 변화를 이용한 불요신호 제거방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 불요신호를 제거하는 단계는,
    상기 수신기의 동조주파수 변화시, 동조주파수 만큼의 주파수 오프셋(offset)을 보이는 신호 외에 모두 제거하는 단계인 수신기 주파수동조 변화를 이용한 불요신호 제거방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 불요신호를 제거하는 단계 이후,
    제거불가능한 불요신호를 전시하기 위해, 수신된 신호의 크기와 주파수를 이용하여 제거되지 않은 혼변조 불요신호의 주파수를 산출하는 단계;
    불요신호가 제거된 스펙트럼과 불요신호 가능 주파수를 전시하는 단계를 더 포함하는 수신기 주파수동조 변화를 이용한 불요신호 제거방법.
  4. 제3항에 있어서,
    제거불가능한 불요신호를 전시하기 위해, 입력신호의 크기에 근거하여 불요신호 발생가능한 신호주파수 값을 산출하는 단계를 더 포함하는 수신기 주파수동조 변화를 이용한 불요신호 제거방법.
  5. 제4항에 있어서,
    제거불가능한 불요신호를 전시하기 위해,
    불요신호가 제거된 스펙트럼에서 기 설정된 임계치를 초과하는 크기의 신호주파수의 제1리스트를 생성하는 단계;
    상기 제1리스트의 주파수에 음(-)의부호를 적용한 제2리스트를 생성하는 단계;
    제거되지 않았을 불요신호 차수 홀수 값 K에 대해 (K+1)/2개의 주파수 값을 상기 제1리스트에서 선택하고, (K-1)/2개의 주파수 값을 상기 제2리스트에서 선택하는 단계;
    선택된 K 개의 주파수 합을 산출하고, 산출된 값에 근거하여 발생가능한 불요신호 주파수 값을 산출하는 단계; 및
    상기 단계들을 K 값에 대한 모든 입력신호 조합에 대하여 반복하는 단계를 포함하는 수신기 주파수동조 변화를 이용한 불요신호 제거방법.
  6. 제4항에 있어서,
    전체 주파수대역의 신호탐색을 종료할 때까지 상기 신호대역에 수신기를 동조하는 단계부터 상기 불요신호가 제거된 스펙트럼과 불요신호 가능 주파수를 전시하는 단계를 반복적으로 수행하는 단계를 더 포함하는 수신기 주파수동조 변화를 이용한 불요신호 제거방법.
  7. 무선신호로부터 불요신호를 제거하기 위한 시스템으로서,
    외부로부터 방사된 무선신호를 수신하는 신호수신안테나;
    스펙트럼 감시를 위한 신호대역에 수신기를 동조시키는 주파수동조수신부;
    상기 주파수동조수신부를 거친 신호를 디지털 신호로 변환하고, 스펙트럼을 측정하는 디지털변환부;
    스펙트럼 감시를 위한 신호대역의 중심주파수를 이동시키는 스펙트럼변환부; 및
    중심주파수의 이동 전후에 측정된 스펙트럼의 차이를 이용하여 불요신호를 제거하고, 제거되지 않은 불요신호의 주파수를 산출하고, 제거된 불요신호와 제거불가능한 불요신호를 전시하는 신호탐지 및 불요신호 제거/전시부
    를 포함하고,
    상기 불요신호는, 상기 수신기를 동조시키고 증폭하여 외부신호를 수신하는 경우, 상기 수신기 내에 포함된 능동 소자의 특성으로 인해 발생되는 수신기불요신호인, 무선신호로부터 불요신호를 제거하기 위한 시스템.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20100117304A (ko) * 2009-04-24 2010-11-03 주식회사 케이티 불요파 추적 장치 및 방법
KR20180023124A (ko) * 2016-08-24 2018-03-07 (주)에프알텍 이동통신 서비스 감시 장치 및 시스템

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