KR102354895B1 - 주파수 도약 수신기, 이를 구비하는 통신장치, 및 통신방법 - Google Patents

주파수 도약 수신기, 이를 구비하는 통신장치, 및 통신방법 Download PDF

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KR102354895B1 KR1020210041227A KR20210041227A KR102354895B1 KR 102354895 B1 KR102354895 B1 KR 102354895B1 KR 1020210041227 A KR1020210041227 A KR 1020210041227A KR 20210041227 A KR20210041227 A KR 20210041227A KR 102354895 B1 KR102354895 B1 KR 102354895B1
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Abstract

본 발명은 주파수 도약 방식의 통신장치에 구비되는 수신기로서, 상기 통신장치로 수신되는 신호들을 분석하여 재밍신호가 존재하는 주파수 대역을 검출할 수 있는 신호분석부; 및 상기 통신장치로 수신되는 신호들 중 재밍신호가 존재하는 주파수 대역의 신호를 배제하고 나머지 신호들을 합성하여 데이터를 복조할 수 있는 신호복조부;를 포함하고, 수신되는 신호들에서 재밍신호를 구분하여 배제할 수 있다.

Description

주파수 도약 수신기, 이를 구비하는 통신장치, 및 통신방법{FREQUENCY HOPPING RECEIVER, COMMUNICATION APPARATUS HAVING THE SAME, AND COMMUNICATION METHOD}
본 발명은 주파수 도약 수신기, 이를 구비하는 통신장치, 및 통신방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수신되는 신호들에서 재밍신호를 구분하여 배제할 수 있는 주파수 도약 수신기, 이를 구비하는 통신장치, 및 통신방법에 관한 것이다.
일반적으로 군에서는 전파방해 및 감청을 최소하기 위해 주파수 도약기술을 적용하여 통신을 한다. 주파수 도약기술은 송신기와 수신기에서 주파수 위치를 변화시켜 통신하는 방식이다.
예를 들어, 송신기는 반송파 주파수에 도약 주파수를 인가하므로 서로 다른 주파수 대역에 신호를 확산시켜 전송한다. 수신기는 수신되는 신호들을 합쳐서 데이터를 복조한다.
그러나 전송되는 신호들 중 일부에 재밍신호가 섞여 들어갈 수 있다. 재밍신호는 데이터를 복조할 때 에러를 발생시킬 수 있다. 따라서, 수신기에 수신되는 신호들에서 재밍신호를 배제할 수 있는 기술이 필요한 실정이다.
KR 10-1007385 B
본 발명은 수신되는 신호들에서 재밍신호를 구분하여 배제할 수 있는 주파수 도약 수신기, 이를 구비하는 통신장치, 및 통신방법을 제공한다.
본 발명은 수신되는 신호들을 이용하여 안정적으로 데이터를 복조할 수 있는 주파수 도약 수신기, 이를 구비하는 통신장치, 및 통신방법을 제공한다.
본 발명은 주파수 도약 방식의 통신장치에 구비되는 수신기로서, 상기 통신장치로 수신되는 신호들을 분석하여 재밍신호가 존재하는 주파수 대역을 검출할 수 있는 신호분석부; 및 상기 통신장치로 수신되는 신호들 중 재밍신호가 존재하는 주파수 대역의 신호를 배제하고 나머지 신호들을 합성하여 데이터를 복조할 수 있는 신호복조부;를 포함한다.
상기 신호분석부는, 전체 주파수 도약 대역의 신호들을 수신하고, 수신한 신호들을 아날로그 방식에서 디지털 방식으로 변환할 수 있는 신호수신부; 전체 주파수 도약 대역의 신호들을 주파수 빈 단위의 신호성분들로 분리할 수 있는 신호분리부; 및 상기 신호성분들 중 재밍신호가 존재하는 신호성분의 주파수를 검출할 수 있는 재밍신호 검출부;를 포함한다.
상기 신호분리부는, 디지털 방식으로 변환된 신호들을 2N개의 샘플단위로 묶어서 창 함수 가중값을 곱해줄 수 있는 전처리부; 및 상기 전처리부에서 처리된 신호들을 푸리에 변환하고, 서로 다른 주파수의 신호성분들로 분리할 수 있는 푸리에 변환부;를 포함한다.
상기 재밍신호 검출부는, 상기 신호복조부로 수신되는 신호가 도약하는 주파수를 변경하는 패턴에 맞추어 시간을 동기화하므로, 도약하는 주파수를 변경하는 시점 전후로 미리 설정된 시간 동안 신호가 송신되지 않도록 설정된 뮤트구간을 찾을 수 있는 뮤트구간 판정부; 및 상기 뮤트구간에 존재하는 서로 다른 주파수 대역의 신호들 각각의 신호성분들의 에너지 세기를 측정하여 재밍신호를 찾을 수 있는 재밍신호 판정부;를 포함한다.
상기 재밍신호 판정부는, 상기 뮤트구간의 신호성분들이 가지는 에너지 세기를 미리 설정된 설정세기값과 비교하고, 상기 뮤트구간에서 상기 설정세기값 이상의 에너지 세기를 가지는 신호성분의 주파수에 재밍신호가 존재한다고 판단할 수 있다.
상기 재밍신호 검출부는, 서로 다른 시간에 수신된 신호들의 신호성분들의 에너지 세기를 누산시켜 상기 뮤트구간 판정부에 전달할 수 있는 누산부를 더 포함한다.
상기 신호복조부는, 수신되는 신호들 중 상기 재밍신호 판정부에서 재밍신호로 판정된 신호성분의 주파수로 수신된 신호를 배제하고, 나머지 신호들을 합성할 수 있는 선택신호 합성부;를 포함한다.
상기 신호복조부는, 배제된 신호의 개수에 따라 감소하는 데이터의 출력세기를 보정할 수 있는 정규화부;를 더 포함한다.
본 발명은 주파수 도약 방식의 통신장치로서, 주파수를 도약시켜 동일한 데이터의 신호들을 반복적으로 전송할 수 있는 주파수 도약 송신기; 및 수신되는 신호들에서 재밍신호가 섞인 신호를 배제할 수 있는 주파수 도약 수신기;를 포함한다.
상기 주파수 도약 송신기는, 신호를 도약시키는 주파수를 변경하는 시점 전후로 미리 설정된 시간 동안 신호를 송신하지 않는다.
본 발명은 주파수 도약 방식의 통신방법으로서, 반복적으로 전송되는 신호들을 수신받는 과정; 수신되는 신호들을 분석하여 재밍신호가 존재하는 주파수 대역을 찾는 과정; 및 수신되는 신호들 중 재밍신호가 존재하는 주파수 대역의 신호를 배제하고 나머지 신호들을 합성하여 데이터를 복조하는 과정;을 포함한다.
상기 재밍신호가 존재하는 주파수 대역을 찾는 과정은, 서로 다른 주파수 대역의 신호들을 각각 수신하고, 수신한 신호들을 아날로그 방식에서 디지털 방식으로 변환하는 과정; 서로 다른 주파수 대역의 신호들을 각각 주파수 빈 단위의 신호성분들로 분리하는 과정; 및 상기 신호성분들 중 재밍신호가 존재하는 신호성분의 주파수를 검출하는 과정;을 포함한다.
상기 재밍신호가 존재하는 신호성분의 주파수를 검출하는 과정은, 수신되는 신호가 도약하는 주파수를 변경하는 패턴에 맞추어 시간을 동기화하므로, 도약하는 주파수를 변경하는 시점 전후로 미리 설정된 시간 동안 신호가 송신되지 않도록 설정된 뮤트구간을 찾는 과정; 및 상기 뮤트구간에 존재하는 서로 다른 주파수 대역의 신호들 각각의 신호성분들의 에너지 세기를 측정하여 재밍신호를 찾는 과정;을 포함한다.
상기 재밍신호를 찾는 과정은, 상기 뮤트구간의 신호성분들이 가지는 에너지 세기를 미리 설정된 설정세기값과 비교하는 과정; 및 상기 뮤트구간에서 상기 설정세기값 이상의 에너지 세기를 가지는 신호성분의 주파수에 재밍신호가 존재한다고 판단하는 과정;을 포함한다.
상기 재밍신호가 존재하는 주파수 대역의 신호를 배제하는 과정은, 수신되는 신호들 중 재밍신호가 존재한다고 판단된 신호의 주파수 대역으로 수신된 신호를 배제하는 과정을 포함한다.
상기 나머지 신호들을 합성하여 데이터를 복조한 후, 배제된 신호의 개수에 따라 감소하는 데이터의 출력세기를 보정하는 과정을 더 포함한다.
본 발명의 실시 예들에 따르면, 주파수 도약 수신기에 수신되는 신호들에서 재밍신호를 구분하여 배제할 수 있다. 이에, 수신되는 신호들을 합쳐서 데이터를 복조할 때, 재밍신호에 의해 에러가 발생하는 것을 억제하거나 방지할 수 있다. 따라서, 수신되는 신호들을 이용하여 안정적으로 데이터를 복조할 수 있다. 또한, 동일한 재밍신호가 존재하는 환경에서 종래보다 주파수 도약 송신기가 신호를 전송할 때 반복횟수를 줄여도 주파수 도약 수신기의 수신 성능은 안정적으로 유지할 수 있기 때문에 주파수를 효율적으로 활용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 통신장치의 구조를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 주파수 도약 송신기가 전송하는 신호의 주파수를 도약하는 방식을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 주파수 도약 수신기의 구조를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 통신방법을 나타내는 플로우 차트이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 발명을 상세하게 설명하기 위해 도면은 과장될 수 있고, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 통신장치의 구조를 나타내는 도면이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 주파수 도약 송신기가 전송하는 신호의 주파수를 도약하는 방식을 나타내는 도면이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 주파수 도약 수신기의 구조를 나타내는 도면이다. 하기에서는 본 발명의 실시 예에 따른 통신장치에 대해 설명하기로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 통신장치(1000)는 주파수 도약 방식의 통신장치이다. 도 1을 참조하면 통신장치(1000)는 주파수 도약 송신기(1200), 및 주파수 도약 수신기(1100)를 포함한다.
이때, 주파수 도약 방식은 일정한 시간 간격으로 주파수 도약 대역을 변경하면서 신호를 도약시켜 통신하는 무선통신 방식이다. 따라서, 주파수 도약 송신기(1200)와 주파수 도약 수신기(1100)는 미리 설정된 순서에 따라 정해진 시간에 송신 또는 수신하는 주파수 대역을 동일하게 변경한다.
주파수 도약 송신기(1200)는 음성, 영상, 텍스트 등의 데이터를 생성하고, 다른 통신장치에 구비되는 주파수 도약 수신기에 생성된 데이터를 신호로 전송할 수 있다. 예를 들어, 주파수 도약 송신기(1200)는 데이터를 미리 설정된 크기만큼 잘라서 프레임 단위로 만들고, 각 데이터 프레임을 서로 다른 주파수 대역의 신호로 전송할 수 있다.
이때, 주파수 도약 송신기(1200)는 신호를 도약시키는 주파수를 변경하는 시점 전후로 미리 설정된 시간 동안 신호를 송신하지 않을 수 있다. 즉, 주파수 도약 송신기(1200)가 송신하는 신호의 주파수를 계속 다르게 변경하기 때문에, 각 데이터 프레임의 앞뒤에 특정 시간동안 전송을 멈추는 뮤트(Mute)구간이 존재한다. 통신장비(1200)들은 같은 주기로 주파수 도약을 수행하기 때문에, 통신장비(1000)들의 뮤트구간은 서로 거의 일치한다.
또한, 주파수 도약 송신기(1200)는 동일한 데이터의 신호들을 반복적으로 전송할 수 있다. 즉, 재밍신호가 있는 환경에서 재밍신호로부터 받는 영향을 감소시키기 위해, 주파수 도약 송신기(1200)는 다양한 주파수 대역으로 동일한 데이터를 반복해서 전송할 수 있다. 그러나 주파수 도약 송신기(1200)가 전송하는 신호들 중 일부에 재밍신호가 섞일 수 있다.
예를 들어, 주파수 도약 송신기(1200)는 도 2의 (a) 같이 서로 다른 시간대에 동일한 데이터(또는, 도 2에서 동일한 숫자의 데이터)의 신호들을 서로 다른 주파수에서 반복 전송하거나, 도 2의 (b)와 같이 동일한 시간대에 동일한 데이터의 신호들을 서로 다른 주파수에서 전송할 수 있다. 이때, 주파수 도약 송신기(1200)가 신호들을 전송하기 위한 주파수들 중 재밍신호가 존재하는 주파수 대역이 있기 때문에, 재밍신호가 존재하는 주파수로 전송된 신호들에 재밍신호가 섞일 수 있다.
도 1 및 도 3을 참조하면 주파수 도약 수신기(1100)는 다른 통신장치에 구비되는 주파수 도약 송신기(1200)가 전송한 신호들을 수신하여 데이터를 복조할 수 있다. 주파수 도약 수신기(1100)는 수신되는 신호들에서 재밍신호가 섞인 신호를 배제할 수 있다. 이에, 데이터를 복조할 때 에러가 발생하는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. 주파수 도약 수신기(1100)는 신호분석부(1110), 및 신호복조부(1120)를 포함한다.
신호분석부(1110)는 통신장치(1000)로 수신되는 신호들을 분석하여 재밍신호가 존재하는 주파수 대역을 검출할 수 있다. 신호분석부(1110)는 재밍신호를 검출한 결과를 신호복조부(1120)에 전달할 수 있다. 신호분석부(1110)는 신호수신부(1111), 신호분리부(1112), 및 재밍신호 검출부(1113)를 포함할 수 있다.
신호수신부(1111)는 전체 주파수 도약 대역의 신호들을 수신하고, 수신한 신호들을 아날로그 방식에서 디지털 방식으로 변환할 수 있다. 신호수신부(1111)는 수신필터(1111a), 및 제1 아날로그 디지털 변환부(1111b)를 포함할 수 있다.
수신필터(1111a)는 수신되는 신호들 중 주파수 도약 대역을 가지는 신호들을 제외한 나머지 대역의 주파수를 가지는 신호들을 제거할 수 있다. 따라서, 주파수 도약 대역의 신호들만 수신할 수 있다.
제1 아날로그 디지털 변환부(1111b)는 수신필터(1111a)로부터 신호를 전달받을 수 있게 연결된다. 이에, 제1 아날로그 디지털 변환부(1111b)는 수신필터(1111a)에서 전달되는 신호를 아날로그 방식에서 디지털 방식으로 변환할 수 있다.
신호분리부(1112)는 신호수신부(1111)와 신호를 주고받을 수 있게 연결된다. 신호분리부(1112)은 서로 다른 주파수 대역의 신호들을 각각 주파수 빈 단위의 신호성분들로 분리할 수 있다. 신호분리부(1112)는 전처리부(1112a), 및 푸리에 변환부(1112b)를 포함할 수 있다.
전처리부(1112a)는 제1 아날로그 디지털 변환부(1111b)로부터 디지털 방식의 신호를 전달받을 수 있다. 이에, 전처리부(1112a)는 디지털 방식으로 변환된 신호들을 2N개의 디지털 신호단위(FFT point 수와 동일)로 묶어서 창 함수(Window function) 가중값을 곱해줄 수 있다. 따라서, 푸리에 변환부(1112b)에서 신호왜곡 현상이 발생하는 것을 억제하거나 방지할 수 있다.
예를 들어, 전처리부(1112a)는 2N개 단위로 묶어 신호들을 반복적으로 처리할 수 있다. 따라서, 푸리에 변환부(1112b)가 고속 푸리에 변환을 수행하는 샘플단위에 맞추어 신호들을 처리화할 수 있다.
푸리에 변환부(1112b)는 전처리부(1112a)에서 출력되는 신호들을 전달받을 수 있다. 푸리에 변환부(1112b)는 전달받을 신호들을 고속 푸리에 변환(FFT: Fast Fourier Transform, 이하 FFT라고 함)하고, 신호성분들(또는, 작은 주파수 대역인 빈 단위의 주파수 성분들)로 분리할 수 있다. 이에, FFT 범위 내의 각 주파수 빈 별 신호성분의 에너지 세기를 측정할 수 있다.
재밍신호 검출부(1113)는 신호분리부(1112)와 신호를 주고받을 수 있게 연결된다. 재밍신호 검출부(1113)는 신호분리부(1112)에서 전달되는 신호성분들 중 재밍신호가 존재하는 신호성분의 주파수를 검출할 수 있다. 재밍신호 검출부(1113)는 뮤트구간 판정부(1113b), 및 재밍신호 판정부(1113c)를 포함한다.
뮤트구간 판정부(1113b)는 신호복조부(1120)에 구비되는 선택대역 수신부(1121)로 수신되는 신호가 도약하는 주파수를 변경하는 패턴에 맞추어 시간을 동기화할 수 있다. 예를 들어, 뮤트구간 판정부(1113b)는 후술될 제2 아날로그 디지털 변환부(1121c)로부터 신호를 전달받고, 전달받은 신호를 분석하여 신호가 도약하는 주파수를 변경하는 시점들 사이에 위치하는지 확인할 수 있다. 신호가 도약하는 주파수를 변경하는 시점들 사이에 위치하지 않으면, 도약하는 주파수를 변경하는 타이밍을 조절하여 동기를 유지할 수 있다. 따라서, 동기를 유지하는 타이밍을 기준으로 도약하는 주파수를 변경하는 시점 전후로 미리 설정된 시간 동안 신호가 송신되지 않도록 설정된 뮤트구간을 계산할 수 있다. 뮤트구간 판정부(1113b)는 뮤트구간에 대한 정보를 재밍신호 판정부(1113c)로 전달할 수 있다.
재밍신호 판정부(1113c)는 신호성분들 중 뮤트구간에서 상당한 크기를 갖는(또는, 크기가 감소하지 않는) 신호성분을 재밍신호로 판정할 수 있다. 즉, 뮤트구간에서는 다른 통신장치가 신호가 전송하지 않기 때문에, 신호성분의 크기가 다른 부분보다 감소하여야 한다. 그러나 재밍신호는 멈춤 없이 전송되거나, 주파수 도약 송신기와 다른 주기로 전송되기 때문에, 뮤트구간에서도 주파수 도약 수신기(1100)에 수신될 수 있다. 이에, 뮤트구간에서 신호성분의 에너지 세기(또는, 빈(bin)의 에너지)가 감소하지 않으면 재밍신호의 영향이라고 판단할 수 있다. 따라서, 재밍신호 판정부(1113c)는 뮤트구간에 존재하는 서로 다른 주파수 대역의 신호들 각각의 신호성분들의 에너지 세기를 측정하여 재밍신호를 찾을 수 있다. 재밍신호 판정부(1113c)는 재밍신호가 존재한다고 판단되는 주파수에 대한 정보를 출력할 수 있다.
예를 들어, 재밍신호 판정부(1113c)는, 뮤트구간의 신호성분들이 가지는 에너지 세기를 미리 설정된 설정세기값과 비교할 수 있다. 뮤트구간에서 설정세기값 이상의 에너지 세기를 가지는 신호성분이 확인되면, 확인된 신호성분의 주파수에 재밍신호가 존재한다고 판단할 수 있다.
이때, 재밍신호 판정부(1113c)는 서로 다른 시간대의 뮤트구간들을 비교하여 확인할 수도 있다. 따라서, 복수개의 뮤트구간에서 반복적으로 설정세기값 이상의 에너지 세기를 가지는 신호성분이 확인되면, 확인된 신호성분의 주파수에 재밍신호가 존재한다고 판단할 수 있다. 복수개의 뮤트구간들을 확인하기 때문에, 하나의 뮤트구간을 확인할 때보다 재밍신호를 더 정확하게 판정할 수 있다.
신호복조부(1120)는 통신장치(1000)로 수신되는 신호들 중 재밍신호가 존재하는 주파수 대역의 신호를 배제하고 나머지 신호들을 합성하여 데이터를 복조할 수 있다. 신호복조부(1120)는 선택대역 수신부(1121), 및 선택신호 합성부(1122)를 포함한다.
선택대역 수신부(1121)는 전체 대역폭의 신호 중 미리 설정된 주파수 대역의 신호만 필터링하여 출력할 수 있다. 이에, 다른 통신장치가 신호로 데이터를 전송하는 주파수 대역의 신호만 수신받을 수 있다. 선택대역 수신부(1121)는 믹서(1121a), 내로우 필터(Narrow Filter)(1121b), 및 제2 아날로그 디지털 변환부(1121c)를 포함할 수 있다.
믹서(1121a)는 수신되는 신호와 기준주파수신호를 믹싱할 수 있다. 믹서(1121a)에서는 수신한 신호의 주파수를 하향 변환할 수 있다.
내로우 필터(1121b)는 믹서(1121a)로부터 신호를 전달받아 미리 설정된 주파수 대역의 한 채널 신호만 통과시킬 수 있다. 이에, 원하는 주파수 대역의 신호만 수신받을 수 있다. 따라서, 다른 통신장치의 도약 송신기가 전송하는 신호가 존재하는 주파수 대역만 통과시킬 수 있다.
제2 아날로그 디지털 변환부(1121c)는 내로우 필터(1121b)로부터 신호를 전달받을 수 있게 연결된다. 이에, 제2 아날로그 디지털 변환부(1121c)는 내로우 필터(1121b)에서 전달되는 신호를 아날로그 방식에서 디지털 방식으로 변환할 수 있다.
선택신호 합성부(1122)는 선택대역 수신부(1121)로부터 디지털 방식의 신호를 전달받을 수 있고, 신호분석부(1110)가 검출한 재밍신호가 존재하는 주파수에 대한 정보를 전달받을 수 있다. 이에, 다수의 주파수에 동시에 다채널로 수신되거나 단일채널로 시간적으로 분산되어 반복 수신되는 신호들의 주파수(또는, 주파수 대역)를, 신호분석부(1110)가 제공한 재밍신호가 존재하는 주파수(또는, 주파수 대역) 정보와 비교할 수 있다. 따라서, 선택신호 합성부(1122)는 재밍신호가 존재하는 주파수의 신호는 제외하고, 나머지 신호들을 더하여 데이터를 복조할 수 있다.
이처럼 주파수 도약 수신기(1100)에 수신되는 신호들에서 재밍신호를 구분하여 배제할 수 있다. 따라서, 수신되는 신호들을 합쳐서 데이터를 복조할 때, 재밍신호에 의해 에러가 발생하는 것을 억제하거나 방지할 수 있다. 이에, 수신되는 신호들을 이용하여 안정적으로 데이터를 복조할 수 있다.
한편, 신호복조부(1120)는 정규화부(1123)를 더 포함할 수도 있다. 신호복조부(1120)는 선택신호 합성부(1122)로부터 복조된 데이터를 전달받을 수 있다. 복조된 데이터는 배제된 신호의 개수에 따라 출력세기가 달라질 수 있다. 즉, 배제된 신호의 개수에 상대적으로 많으면 데이터의 출력세기가 상대적으로 많이 감소하고, 배제된 신호의 개수에 상대적으로 적으면 데이터의 출력세기가 상대적으로 작게 감소한다. 이에, 정규화부(1123)는 배제된 신호의 개수에 따라 데이터의 출력세기를 보정하여, 일정한 크기로 데이터를 출력할 수 있다. 따라서, 출력되는 데이터의 크기가 일정해질 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 통신방법을 나타내는 플로우 차트이다. 하기에서는 본 발명의 실시 예에 따른 통신방법에 대해 설명하기로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 통신방법은 주파수 도약 방식의 통신방법이다. 도 4를 참조하면 통신방법은, 반복적으로 전송되는 신호들을 수신받는 과정(S110), 수신되는 신호들을 분석하여 재밍신호가 존재하는 주파수 대역을 찾는 과정(S120), 및 수신되는 신호들 중 재밍신호가 존재하는 주파수 대역의 신호를 배제하고 나머지 신호들을 합성하여 데이터를 복조하는 과정(S130)을 포함한다. 이때, 본 발명의 실시 예에 따른 통신방법은, 도 1 및 도 3과 같은 구조를 가지는 본 발명의 실시 예에 따른 통신장치들로 수행될 수 있다.
우선, 반복적으로 전송되는 신호들을 수신받는다(S110). 즉, 서로 다른 주파수 대역으로 반복해서 전송되는 동일한 데이터의 신호들을 통신장치(1000)에 구비되는 주파수 도약 수신기(1100)로 수신받을 수 있다. 따라서, 다른 통신장치의 주파수 도약 송신기가 주파수 도약 방식으로 전신하는 신호들을 용이하게 수신할 수 있다.
그 다음, 수신되는 신호들을 분석하여 재밍신호가 존재하는 주파수 대역을 찾는다(S120). 재밍신호가 존재하는 주파수 대역을 찾기 위해, 전체 주파수 도약 대역의 신호들을 수신하고, 수신한 신호들을 아날로그 방식에서 디지털 방식으로 변환할 수 있다. 디지털 방식으로 변환된 신호들을 2N개의 샘플단위로 묶어서 창 함수 가중값을 곱해주고 고속 푸리에 변환할 수 있다. 이에, 수신된 신호들 각각을 주파수 빈 단위의 신호성분들로 분리할 수 있다. 따라서, 신호성분들을 이용하여 재밍신호가 존재하는 신호성분의 주파수를 검출할 수 있다.
재밍신호가 존재하는 신호성분의 주파수를 검출하기 위해, 전체 주파수 도약 대역의 신호들의 신호성분들을 분석하여, 신호가 송신되지 않도록 설정된 뮤트구간을 찾을 수 있다. 즉, 통신장치들은 주파수를 일정 시간마다 변경하기 때문에 데이터 프레임의 앞뒤에 특정 시간동안 전송을 멈추는 뮤트구간이 존재한다. 통신장치들은 모두 같은 주기로 도약하기 때문에 통신장치들의 뮤트구간도 거의 일치하며, 뮤트구간에서는 주파수 도약 송신기가 신호를 송신하지 않기 때문에, 주파수 도약 수신기가 주파수 도약 송신기에서 송신되는 신호를 수신하지 않는다. 이에, 뮤트구간의 신호성분의 에너지 세기는, 신호가 송신되거나 수신되는 구간의 신호성분의 에너지 세기에 비해 작다. 따라서, 신호성분들은 시간순으로 배열하고, 시간에 따른 신호성분들의 에너지 세기변화를 측정하여 신호성분들의 에너지 세기가 감소하기 시작하는 시점부터 에너지 세기 증가가 종료되는 시점 사이의 구간을 뮤트구간으로 판단할 수 있다.
이때, 뮤트구간을 찾기 위해, 수신되는 신호가 도약하는 주파수를 변경하는 패턴에 맞추어 시간을 동기화할 수 있다. 예를 들어, 수신된 신호를 분석하여 신호가 도약하는 주파수를 변경하는 시점들 사이에 위치하는지 확인할 수 있다. 신호가 도약하는 주파수를 변경하는 시점들 사이에 위치하지 않으면, 도약하는 주파수를 변경하는 타이밍을 조절하여 동기를 유지할 수 있다. 따라서, 동기를 유지하는 타이밍을 기준으로 도약하는 주파수를 변경하는 시점 전후로 미리 설정된 시간 동안 신호가 송신되지 않도록 설정된 뮤트구간을 계산할 수 있다.
그리고 신호성분들 중 뮤트구간에서 에너지 세기가 감소하지 않는 신호성분을 재밍신호로 판정할 수 있다. 예를 들어, 뮤트구간의 신호성분들이 가지는 에너지 세기를 미리 설정된 설정세기값과 비교할 수 있다. 뮤트구간에서 설정세기값 이상의 에너지 세기를 가지는 신호성분이 없으면, 재밍신호가 존재하지 않는다고 판단할 수 있다. 뮤트구간에서 설정세기값 이상의 에너지 세기를 가지는 신호성분이 확인되면, 확인된 신호성분의 주파수에 재밍신호가 존재한다고 판단할 수 있다.
그 다음, 수신되는 신호들 중 재밍신호가 존재하는 주파수 대역의 신호를 배제하고 나머지 신호들을 합성하여 데이터를 복조한다(S130). 즉, 다수의 주파수에 동시에 다채널로 수신되거나 단일채널로 시간적으로 분산되어 반복 수신되는 신호들의 주파수(또는, 주파수 대역)를, 재밍신호가 존재하는 주파수(또는, 주파수 대역) 정보와 비교할 수 있다. 따라서, 수신되는 신호들 중 재밍신호로 판정된 신호성분의 주파수로 수신된 신호를 배제할 수 있고, 나머지 신호들을 더하여 데이터를 복조할 수 있다.
이때, 복조된 데이터는 배제된 신호의 개수에 따라 출력세기가 달라질 수 있다. 즉, 배제된 신호의 개수에 상대적으로 많으면 데이터의 출력세기가 상대적으로 많이 감소하고, 배제된 신호의 개수에 상대적으로 적으면 데이터의 출력세기가 상대적으로 작게 감소한다. 이에, 배제된 신호의 개수에 따라 데이터의 출력세기를 보정하여, 일정한 크기로 데이터를 출력할 수 있다. 따라서, 출력되는 데이터의 크기가 일정해질 수 있다.
이처럼 주파수 도약 수신기(1100)에 수신되는 신호들에서 재밍신호를 구분하여 배제할 수 있다. 따라서, 수신되는 신호들을 합쳐서 데이터를 복조할 때, 재밍신호에 의해 에러가 발생하는 것을 억제하거나 방지할 수 있다. 이에, 수신되는 신호들을 이용하여 안정적으로 데이터를 복조할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능하며, 실시 예들 간에 다양한 조합도 가능하다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며, 아래에 기재될 특허청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
1000: 통신장치 1100: 주파수 도약 수신기
1110: 신호분석부 1112: 신호분리부
1113: 재밍신호 검출부 1113b: 뮤트구간 판정부
1113c: 재밍신호 판정부 1120: 신호복조부
1121: 선택신호 합성부 1122: 정규화부

Claims (16)

  1. 주파수 도약 방식의 통신장치에 구비되는 수신기로서,
    상기 통신장치로 수신되는 신호들을 분석하여 재밍신호가 존재하는 주파수 대역을 검출할 수 있는 신호분석부; 및
    상기 통신장치로 수신되는 신호들 중 재밍신호가 존재하는 주파수 대역의 신호를 배제하고 나머지 신호들을 합성하여 데이터를 복조할 수 있는 신호복조부;를 포함하고,
    상기 신호분석부는,
    전체 주파수 도약 대역의 신호들을 수신하고, 수신한 신호들을 아날로그 방식에서 디지털 방식으로 변환할 수 있는 신호수신부,
    전체 주파수 도약 대역의 신호들을 주파수 빈 단위의 신호성분들로 분리할 수 있는 신호분리부, 및
    상기 신호성분들 중 재밍신호가 존재하는 신호성분의 주파수를 검출할 수 있는 재밍신호 검출부를 포함하고,
    상기 신호분리부는,
    디지털 방식으로 변환된 신호들을 2N개의 샘플단위로 묶어서 창 함수 가중값을 곱해줄 수 있는 전처리부, 및
    상기 전처리부에서 처리된 신호들을 푸리에 변환하고, 서로 다른 주파수의 신호성분들로 분리할 수 있는 푸리에 변환부를 포함하는 주파수 도약 수신기.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 재밍신호 검출부는,
    상기 신호복조부로 수신되는 신호가 도약하는 주파수를 변경하는 패턴에 맞추어 시간을 동기화하므로, 도약하는 주파수를 변경하는 시점 전후로 미리 설정된 시간 동안 신호가 송신되지 않도록 설정된 뮤트구간을 찾을 수 있는 뮤트구간 판정부; 및
    상기 뮤트구간에 존재하는 서로 다른 주파수 대역의 신호들 각각의 신호성분들의 에너지 세기를 측정하여 재밍신호를 찾을 수 있는 재밍신호 판정부;를 포함하는 주파수 도약 수신기.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 재밍신호 판정부는,
    상기 뮤트구간의 신호성분들이 가지는 에너지 세기를 미리 설정된 설정세기값과 비교하고, 상기 뮤트구간에서 상기 설정세기값 이상의 에너지 세기를 가지는 신호성분의 주파수에 재밍신호가 존재한다고 판단할 수 있는 주파수 도약 수신기.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 재밍신호 검출부는,
    서로 다른 시간에 수신된 신호들의 신호성분들의 에너지 세기를 누산시켜 상기 뮤트구간 판정부에 전달할 수 있는 누산부를 더 포함하는 주파수 도약 수신기.
  7. 청구항 4에 있어서,
    상기 신호복조부는,
    수신되는 신호들 중 상기 재밍신호 판정부에서 재밍신호로 판정된 신호성분의 주파수로 수신된 신호를 배제하고, 나머지 신호들을 합성할 수 있는 선택신호 합성부;를 포함하는 주파수 도약 수신기.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 신호복조부는,
    배제된 신호의 개수에 따라 감소하는 데이터의 출력세기를 보정할 수 있는 정규화부;를 더 포함하는 주파수 도약 수신기.
  9. 주파수 도약 방식의 통신장치로서,
    주파수를 도약시켜 동일한 데이터의 신호들을 반복적으로 전송할 수 있는 주파수 도약 송신기; 및
    수신되는 신호들에서 재밍신호가 섞인 신호를 배제할 수 있는 청구항 1 및 청구항 4 내지 청구항 8 중 어느 한 항의 주파수 도약 수신기;를 포함하는 통신장치.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 주파수 도약 송신기는, 신호를 도약시키는 주파수를 변경하는 시점 전후로 미리 설정된 시간 동안 신호를 송신하지 않는 통신장치.
  11. 주파수 도약 방식의 통신방법으로서,
    반복적으로 전송되는 신호들을 수신받는 과정;
    수신되는 신호들을 분석하여 재밍신호가 존재하는 주파수 대역을 찾는 과정; 및
    수신되는 신호들 중 재밍신호가 존재하는 주파수 대역의 신호를 배제하고 나머지 신호들을 합성하여 데이터를 복조하는 과정;을 포함하고,
    상기 재밍신호가 존재하는 주파수 대역을 찾는 과정은,
    서로 다른 주파수 대역의 신호들을 각각 수신하고, 수신한 신호들을 아날로그 방식에서 디지털 방식으로 변환하는 과정,
    서로 다른 주파수 대역의 신호들을 각각 주파수 빈 단위의 신호성분들로 분리하는 과정, 및
    상기 신호성분들 중 재밍신호가 존재하는 신호성분의 주파수를 검출하는 과정을 포함하고,
    상기 재밍신호가 존재하는 신호성분의 주파수를 검출하는 과정은,
    수신되는 신호가 도약하는 주파수를 변경하는 패턴에 맞추어 시간을 동기화하므로, 도약하는 주파수를 변경하는 시점 전후로 미리 설정된 시간 동안 신호가 송신되지 않도록 설정된 뮤트구간을 찾는 과정, 및
    상기 뮤트구간에 존재하는 서로 다른 주파수 대역의 신호들 각각의 신호성분들의 에너지 세기를 측정하여 재밍신호를 찾는 과정을 포함하는 통신방법.
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 청구항 11에 있어서,
    상기 재밍신호를 찾는 과정은,
    상기 뮤트구간의 신호성분들이 가지는 에너지 세기를 미리 설정된 설정세기값과 비교하는 과정; 및
    상기 뮤트구간에서 상기 설정세기값 이상의 에너지 세기를 가지는 신호성분의 주파수에 재밍신호가 존재한다고 판단하는 과정;을 포함하는 통신방법.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 재밍신호가 존재하는 주파수 대역의 신호를 배제하는 과정은,
    수신되는 신호들 중 재밍신호가 존재한다고 판단된 신호의 주파수 대역으로 수신된 신호를 배제하는 과정을 포함하는 통신방법.
  16. 청구항 11, 청구항 14, 및 청구항 15 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 나머지 신호들을 합성하여 데이터를 복조한 후,
    배제된 신호의 개수에 따라 감소하는 데이터의 출력세기를 보정하는 과정을 더 포함하는 통신방법.
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