KR102444949B1 - 신호 처리를 위한 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 신호 처리를 위한 방법 및 장치를 제공하여 천이 대액폭이 전체 대역폭의 작은 비율을 차지하는 시스템에서 종래의 FIR필터가 사용될 때 스펙트럼 이용률이 낮아지고, 많은 양의 자원이 필요하며, 설계가 복잡하는 종래 기술의 문제점을 해결한다. 본 발명의 실시예에 따른 필터 설계에서, 원래 입력 신호를 직교 하고 직교 분해 계층 수 및직교 분해 후의 원래 입력 신호의 에지 고주파 대역폭에 따라 FIR 필터를 생성하고, FIR필터를 사용하여 상기 원래 입력 신호의 에지 고주파 신호를 필터링하고, 필터링을 통해 획득된 신호 및 저주파 신호를 직교 필터에 입력한 후 신호를 결합한다. 본 발명에서 신호가 계층별로 분해되고, 분해를 통해 획득된 고주파 신호의 대역폭은 원래 입력 신호의 대역폭보다 좁고, 천이 대역의 대역폭은 원래대로 유지되고 생성된 FIR필터의 차수가 저감되며 계산량이 줄어들고 적은 양의 리소스를 필요로 하며 설계 프로세스가 더 단순하게 된다.

Description

신호 처리를 위한 방법 및 장치
관련출원의 교차인용
본 출원은, 2017년 09월 26일에 중국 특허청에 출원된 출원 번호 제201710884795.0호, "신호 처리를 위한 방법 및 장치”를 발명 명칭으로 하는 중국 특허 출원의 우선권을 주장하며, 상기 중국 특허 출원의 전체 내용은 참조로서 출원에 통합되어 본 출원의 일 부분으로 한다.
본 발명은 통신 기술 분야에 속한 것으로서, 보다 상세하게는 신호 처리를 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
현재 사용되고 있는 LTE (Long Term Evolution) 신호 시스템의 스펙트럼 이용률은 90%이고 물리 자원 블록에 의해 점유되지 않은 신호 대역폭은 유한 임펄스 응답(Finite Impulse Response， 이하 "FIR")을 위한 필터의 천이 대역으로서 필터 필터링에 사용된다. 필터 필터링은 LTE 시스템에서 물리 계층에 의해 출력된 기저 대역 신호, 대역 외 방출 및 높은 인접 채널 누설 전력비 (Adjacent Channel Leakage Power Ratio，이하 "ACLR")에 의해 야기되는 높은 잡음 플로어의 문제를 해결할 수 있다. 그러나, 5 세대 (이하 "5G") 시스템에서, 스펙트럼 이용률이 여전히 90%이면 천이 대역폭은 10MHz-100MHz가 될 것이으로 자원이 낭비된다.
따라서, 5G 시스템에서의 스펙트럼 이용은 98% -99%로 증가 될 것이며, 즉 천이 폭은 전체 대역폭의 1% -2%만을 차지할 것이다. 그러나 기존의 기저 대역 신호 생성 방법을 채택하고 표준 FIR 필터를 사용하여 노이즈를 억제하고 FIR 필터의 차수 는 수백 또는 수천이며 나이키스트(Nyquist) 샘플링 이론에 따르면 FIR의 샘플링 속도는 100MHz의 채널 대역폭의 경우 100MSPS 이상, 1GHz의 채널 대역폭의 경우 1GSPS 이상이다.
요약하면, 천이 대액폭이 전체 대역폭의 작은 비율을 차지하는 시스템에서 기존의 FIR 필터를 사용하면 스펙트럼 이용률이 낮아지고, 많은 양의 자원이 필요하며, FIR 필터의 설계가 더 많이 복잡하 질 것이다.
본 발명은 천이 대액폭이 전체 대역폭의 작은 비율을 차지하는 시스템에서 기존의 FIR 필터를 사용하면 스펙트럼 이용률이 낮아지고, 많은 양의 자원이 필요하며, FIR 필터의 설계가 더 많이 복잡하게 만드는 종래의 기술 문제를 해결하기 위해 신호 처리를 위한 방법 및 장치를 제공한다.
본 발명의 실시예에 의해 제공된 신호 처리를 위한 방법은,
원래 입력 신호를 계층별로 직교하여 분해하는 단계；
직교 분해 계층 수 및 직교 분해 후의 상기 원래 입력 신호의 에지 고주파 대역폭에 따라 FIR 필터를 생성하는 단계；
상기 FIR필터를 사용하여 상기 원래 입력 신호의 에지 고주파 신호를 필터링하는 단계； 및
필터링을 통해 획득된 신호 및 계층별로 직교하여 분해한 후 계층별로 획득된 저주파 신호를 직교 필터로 입력한 후, 신호를 결합하는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시예에 의해 제공된 신호 처리를 위한 장치는 적어도 하나의 처리 유닛 및 적어도 하나의 저장 유닛을 포함한다. 상기 저장 유닛은 명령을 저장한다. 상기 명령이 상기 처리 유닛에 의해 수행될 때 상기 처리 유닛으로 하여금 다음 포로세스를 수행하도록 한다 ：
원래 입력 신호를 계층별로 직교하여 분해하고；
직교 분해 계층 수 및 직교 분해 후의 상기 원래 입력 신호의 에지 고주파 대역폭에 따라 FIR 필터를 생성하고；
상기 FIR필터를 사용하여 상기 원래 입력 신호의 에지 고주파 신호를 필터링하고；
필터링을 통해 획득된 신호 및 계층별로 직교하여 분해한 후 계층별로 획득된 저주파 신호를 직교 필터로 입력한 후, 신호를 결합한다.
본 발명의 실시예에 의해 제공된 신호 처리를 위한 장치는,
원래 입력 신호를 계층별로 직교하여 분해하도록 구성된 분해 모듈；
직교 분해 계층 수 및 직교 분해 후의 상기 원래 입력 신호의 에지 고주파 대역폭에 따라 FIR 필터를 생성하고, 상기 FIR필터를 사용하여 상기 원래 입력 신호의 에지 고주파 신호를 필터링하도록 구성된 수행 모듈； 및
필터링을 통해 획득된 신호 및 계층별로 직교하여 분해한 후 계층별로 획득된 저주파 신호를 직교 필터로 입력한 후, 신호를 결합하도록 구성된 결합 모듈을 포함한다.
본 발명의 실시예에 의해 제공된 기계 판독 가능한 비 휘발성 저장 매체를 제공한다. 비 휘발성 저장 매체는 컴퓨터 프로그램을 저장하고, 상기 컴퓨터 프로그램이 프로세서에 의해 수행될 때, 프로세서는 전술한 신호 처리를 위한 방법의 동작을 수행한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 원래 입력 신호를 직교하여 분해하고, 직교 분해 계층 수 및 직교 분해 후의 상기 원래 입력 신호의 에지 고주파 대역폭에 따라 FIR 필터를 생성하고, 상기 FIR필터를 사용하여 상기 원래 입력 신호의 에지 고주파 신호를 필터링하고, 필터링을 통해 획득된 신호 및 계층별로 직교하여 분해한 후 계층별로 획득된 저주파 신호를 직교 필터로 입력한 후, 신호를 결합한다. 본 발명에서 신호가 계층별로 분해되고, 분해를 통해 획득된 고주파 신호의 대역폭은 원래 입력 신호의 대역폭보다 좁고, 천이 대역의 대역폭은 변하지 않기 때문에 고주파 신호의 대역폭에 대한 천이 대역의 대역폭의 점유 비율은 커진다. FIR필터의 성능 지수에 따르면, 고주파 신호의 대역폭에 대한 천이 대역의 점유 비율이 작을수록가 높아진다. 본발명에서 직교 분해 후 고주파 신호의 대역폭에 대한 천이 대역의 대역폭의 점유 비율은 커지므로 직교 분해 계층 수 및 직교 분해 후의 상기 원래 입력 신호의 에지 고주파 대역폭에 따라 생성된 FIR필터에서, 계산 복잡도는 크게 감소된다. 또한 치수가 감소됨에 따라 적은 양의 리소스를 필요로 하며 설계 프로세스가 더 단순하게 된다.
본 발명에 따른 실시예의 기술안을 보다 명확하게 설명하기 위해 이하 실시예의 서술에 필요된 도면을 간략하게 설명한다. 이하 서술한 도면은 단지 본 발명의 일부 실시예에 불과함은 자명하며 해당 분야의 통상의 기술을 가진 자라면 창조력을 발휘하지 않는 한 이들의 도면에 따라 다른 도면을 얻을 수도 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의해 제공된 신호 처리를 위한 방법의 흐름도이다.
도 2A는 본 발명의 실시예에 따른 원래 입력 신호의 직교 분해의 개략도이다.
도 2B는 본 발명의 실시예에 따른 원래 입력 신호의 주파수의 직교 분해의 개략도이다.
도 2C는 본 발명의 실시예에 따라 고주파수 신호를 제로 주파수 신호로 시프팅하는 개략도이다.
도 2D는 본 발명의 실시예에 따른 계층 별 원래 입력 신호의 직교 분해의 개략도이다.
도 3A는 본 발명의 실시예에 따라 직교 필터를 사용함으로써 신호 조합의 개략도이다.
도 3B는 본 발명의 실시예에 따른 신호의 시프트 스펙트럼의 개략도이다.
도 3C는 본 발명의 실시예에 따라 M 번째 계층에서 신호들을 결합하는 개략도이다.
도 3D는 본 발명의 실시예에 따라 M 번째 계층에서 신호들을 결합하는 개략도이다.
도 3E는 본 발명의 실시예에 따라 신호를 계층별로 결합하는 제 1 방법의 개략도이다.
도 3F는 본 발명의 실시예에 따라 신호를 계층별로 결합하는 제 2 방법의 개략도이다.
도 3G는 본 발명의 실시예에 따른 신호를 결합하기 위한 예시적인 5G 100MHz 필터의 구조의 개략도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 원래 입력 신호를 직교 방식으로 계층별 분해하는 방법의 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 신호를 계층별로 결합하는 제 1 방법의 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따라 신호를 계층별로 결합하는 제 2 방법의 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 의해 제공된 신호 처리를 위한 장치치의 구조의 개략도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 의해 제공된 신호 처리를 위한 장치치의 구조의 개략도이다.
본 출원의 실시예의 목적, 기술 방안 및 장점을 더욱더 명확히 나타내기 위하여, 아래 본 출원의 실시예 관련 도면을 결합하여, 본 출원의 실시예의 기술 방안에 대해 명백히, 또한 완벽히 서술할 것이며, 분명한 것은, 여기서 서술한 실시예는 본 출원의 실시예의 일부를 구성하며, 전부의 실시예가 아니다. 본 출원의 실시예를 기반으로, 본 분야의 일반 기술 인원들이 창조성 노동을 거치지 않는 조건 하에서 얻은 기타 모든 실시예는, 전부 본 출원의 보호 범위에 속한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의해 제공된 신호 처리를 위한 방법의 흐름을 도시한다.
단계 11 : 원래 입력 신호를 계층별로 직교하여 분해한다.
단계 12 : 직교 분해 계층 수 및 직교 분해 후의 상기 원래 입력 신호의 에지 고주파 대역폭에 따라 FIR 필터를 생성한다.
단계 13 : 상기 FIR필터를 사용하여 상기 원래 입력 신호의 에지 고주파 신호를 필터링한다.
단계 14 : 필터링을 통해 획득된 신호 및 계층별로 직교하여 분해한 후 계층별로 획득된 저주파 신호를 직교 필터로 입력한 후, 신호를 결합한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 원래 입력 신호를 직교하여 분해하고, 직교 분해 계층 수 및 직교 분해 후의 상기 원래 입력 신호의 에지 고주파 대역폭에 따라 FIR 필터를 생성하고, 상기 FIR필터를 사용하여 상기 원래 입력 신호의 에지 고주파 신호를 필터링하고, 필터링을 통해 획득된 신호 및 계층별로 직교하여 분해한 후 계층별로 획득된 저주파 신호를 직교 필터로 입력한 후, 신호를 결합한다. 본 발명에서 신호가 계층별로 분해되고, 분해를 통해 획득된 고주파 신호의 대역폭은 원래 입력 신호의 대역폭보다 좁고, 천이 대역의 대역폭은 변하지 않기 때문에 고주파 신호의 대역폭에 대한 천이 대역의 대역폭의 점유 비율은 커진다. FIR필터의 성능 지수에 따르면, 고주파 신호의 대역폭에 대한 천이 대역의 점유 비율이 작을수록가 높아진다. 본발명에서 직교 분해 후 고주파 신호의 대역폭에 대한 천이 대역의 대역폭의 점유 비율은 커지므로 직교 분해 계층 수 및 직교 분해 후의 상기 원래 입력 신호의 에지 고주파 대역폭에 따라 생성된 FIR필터에서, 계산 복잡도는 크게 감소된다. 또한 치수가 감소됨에 따라 적은 양의 리소스를 필요로 하며 설계 프로세스가 더 단순하게 된다.
본 발명의 실시예에 따르면, 원래 입력 신호를 직교 적으로 분해하는 단계는 :
상기 원래 입력 신호를 직교 분해하여 본 계층의 고주파 신호와 본 계층의 저주파 신호를 획득하는 단계;
상기 본 계층의 고주파 신호를 제로 주파수 신호로 병경한여 N 계수로 추출하고, 본 계층의 처리된 고주파 신호를 획득하는 단계;
상기 본 계층의 처리된 고주파 신호에 대응하는 필터의 차수가 소정 요구에 부합하는지를 판단하고, 부합하면 직교 분해가 완성된 것으로 결정하는 단계;
소정 요구에 부합하지 않으면 고주파 신호를 직교 분해하여 다른 계층의 고주파 신호와 다른 계층의 저주파 신호를 획득하고, 상기 다른 계층의 고주파 신호를 제로 주파수 신호로 병경한여 N 계수로 추출하는 단계로 되돌아간다
여기서, 상기 원래 입력 신호를 직교 분해하여 본 계층의 고주파 신호와 본 계층의 저주파 신호를 획득하는 것은 구체적으로 도 2A에 도시된 바와 같이, 상기 원래 입력 신호를 저주파 직교 필터 및 고주파 직교 필터에 입력한다. 원래 입력 신호의 입력 후 고주파수 직교 필터에 의해 출력된 신호은 제 1 계층에서의 고주파 신호이고, 원래 입력 신호의 입력 후 저주파 직교 필터에 의해 출력된 신호는 제 1 계층에서의 저주파 신호이다.
삭제
본 발명의 실시예에 따르면, 저주파 직교 필터는 반대역 필터일 수 있으며, 고주파 필터는 전대역 필터에서 반대역 필터를 뺀 것일 수 있다.
도 2A에서, HB는 저주파 직교 필터를 나타내고, (1-HB)는 고주파 직교 필터를 나타낸다. 원래 입력 신호가 저주파 및 고주파 직교 필터에 각각 입력된 후, 제 1 계층에서의 저주파 신호가 HB로부터 획득되고, 제 1 계층에서의 고주파 신호가 (1-HB) 로부터 획득된다. 신호의 주파수 효과는 도 2B에 도시되어있다.
도 2C는 제 1 계층에서의 고주파 신호 및 제 1 계층에서의 저주파 신호가 획득된 후 제 1 계층에서의 고주파 신호가 제로 주파수 신호로 변환하는 것을 도시한다.
도 2B에서, 상기 제 1 계층에서의 고주파 신호가 제로 주파수 신호로 시프트된 후, 천이 대역의 점유 비율은 상기 제 1 계층에서의 고주파 신호 경우의 두 배이므로 샘플링 주파수는 절반으로 줄어들다.
시프팅된 제로 주파수 신호를 N 계수로 추출하여 제 1 계층에서 처리된 고주파 신호를 획득한다.
선택적으로, 고주파 신호의 억제 정도를 추가로 개선하기 위해, 상기 고주파 신호를 제로 주파수 신호로 시프팅된 후, 소정의 임계값보다 낮은 차수를 갖는 필터를 통해 상기 제로 주파수 신호를 필터링하고, 필터링된 다음 N 계수로 추출한다.
예를 들어, 샘플링 주파수가 fs이고 천이 대역이 [fpass,fstop]인 신호이고, 전술한 단계가 수행된 후, 샘플링 주파수는 fs/2가되고, 등가 대역폭은 [0, fs/4]， 천이 대역은 [fpass/2- fs/4, fstop/2- fs/4]가 되고, 상대 대역폭은 [2*fpass/2-1,2*fstop/2-1]이다.
제 1 계층에서 저주파 신호 및 제 1 계층에서 처리된 고주파 신호를 획득한 후, 제 1 계층에서 처리된 고주파 신호에 대응하는 필터의 차수가 소정 요구에 부합하는지를 결정해야한다.
제 1 계층에서 처리된 고주파 신호에 대응하는 필터는 최고주파수에 대응하는 FIR 필터를 지칭한다. 소정 요구는 상기 필터의 천이 대역의 점유 비율이 요구 사항을 충족하고, 필터의 차수가 낮고, 상대적으로 적은 양의 리소스를 요구한다는 것이다.
요구 사항을 만족하면, 직교 분해가 완성된 것으로 결정한다.
또는, 필터의 차수가 소정 요구 사항을 만족하지 않으면, 제 1 계층에서 처리된 고주파 신호는 상기 언급된 방법을 사용하여 직교하여 분해되어, 저주파 신호를 얻을 수 있다. 제 2 계층에서의 저주파 신호 및 제 2 계층에서의 처리된 고주파 신호에 대응하는 필터의 차수가 소정 요구 사항을 충족시키는 지 여부가 결정된다.
상대적으로 적은 양의 리소스를 요구한다는 것직교 분해가 완성된 것으로 결정한다.
M 번째 계층에서 처리된 고주파 신호에 대응하는 필터의 차수가 소정 요구를 충족할 때까지 제 2 계층에서의 처리된 고주파 신호는 처리된 고주파 신호에 대응하는 필터의 차수가 상기 방법을 이용하여 직교 분해될 필요가 있다.
선택적으로, 원래 입력 신호가 층별로 직교하여 분해된 후에, 직교 분해 후의 직교 분해의 계층 (들)의 수 (즉, 상기 언급된 M) 및 직교 분해 후의 상기 원래 입력 신호의 에지 고주파 대역폭 (즉, M 번째 계층에서 처리된 고주파 신호에 대응하는 대역폭)이 알려져있다.
직교 분해 계층 수 및 직교 분해 후의 상기 원래 입력 신호의 에지 고주파 대역폭에 따라 FIR필터가 생성될 수 있다.
상기 필터의 천이 대역의 대역폭은 신호 대역폭 전체에 용구된 천이 대역의 대역폭이고, 통과 대역은 에지 서브밴드에서 유효 신호의 부분이며, 천이 대역의 대역폭은 상대적으로 크고 （상기 원래 입력 신호이 계층별로 직교하여 분해된 후 작은 대역폭을 갖는 복수의 서브밴드 신호가 얻어 질 것이고, 천이 대역의 대역폭은 변하지 않고 유지되므로, 고주파 신호의 대역폭에 대한 천이 대역의 대역폭의 점유 비율은 커진다）, 신호의 유효 대역폭이 적절하고, 따라서 필터의 차수가 낮고, 소량의 리소스가 필요하다.
FIR 필터가 생성된 후, 상기 FIR필터를 사용하여 상기 원래 입력 신호의 에지 고주파 신호 （즉, M 번째 계층에서의 고주파 신호）를 필터링한다.
예를 들어, 샘플링 주파수가 fs이고 천이 대역이 [fpass,fstop]인 신호이고, 신호가 계층별로 분해된 후, 상기 FIR필터를 사용하여 상기 원래 입력 신호의 에지 고주파 신호 （즉, M 번째 계층에서의 고주파 신호）를 필터링한다. 즉, 원래 입력 신호의 주파수 대역 [fs/2-fs/2M+1,fs/2]이 처리된다.
필터링을 통해 획득된 신호 및 계층별로 직교하여 분해한 후 계층별로 획득된 저주파 신호를 직교 필터로 입력한 후, 신호를 결합한다.
본 발명의 실시예에 따라 신호를 직교 결합하는 2 가지 기술안이 아래에 설명된다.
제 1 기술안
필터링을 통해 획득된 신호를 처리될 고주파 신호로 한다.
처리될 고주파 신호에 대해 IFFT （Inverse Fast Fourier Transform，역 고속 푸리에 변환）를 수행한다.
여기서 하기 공식에 따라 처리될 고주파 신호에 대해 IFFT가 수행된다.
Figure 112020041203815-pct00001
여기서 N은 입력 수를 나타내며 F[K]는 시간 영역 시퀀스를 나타내고 F[n]는 주파수 영역 시퀀스를 나타낸다.
IFFT를 거친 고주파 신호는 X의 계수로 보간된 후 스펙트럼를 시프팅하고, 직교 필터에 입력되어 결합될 고주파 신호를 얻는다.
타겟 저주파 신호의 기저 대역 샘플링을 수행한 다음 제로 패딩 방식으로 IFFT를 수행하고, 상기 신호에 CP（Cyclic prefix，주기적 전치 부호）를 사입한다.
상기 타겟 저주파 신호는 계층별로 직교하여 분해한 후에 획득된, 결합되지 않은 저주파 신호들 중 분해 계층이 가장 높은 저주파 신호이다.
CP가 사입된 신호를 직교 필터에 입력하여 결합될 저주파 신호를 얻는다
상기 결합될 고주파 신호와 상기 결합될 저주파 신호를 결합하여 결합된 신호를 획득한다.
결합되지 않은 저주파 신호가 있는지를 판단하여 있으면 상기 결합된 신호를 처리될 고주파 신호로 하고 상기 처리될 고주파 신호를 X의 계수로 보간한 다음 보간된 신호의 스펙트럼를 시프팅하는 단계로 되돌아가고, 없으면 신호 결합을 종료한다.
여기서, 상기 처리될 고주파 신호를 다른 직교 필터에 입력하고, 결합될 고주파 신호를 획득하는 것은, 상기 처리될 고주파 신호를 고주파 직교 필터에 입력하는 것이다. 타겟 저주파 신호의 기저 대역 샘플링을 수행하여 샘플링된 신호를 저주파 직교 필터에 입력하여 결합될 저주파 신호를 획득하는 경우, 상기 타겟 저주파 신호를 저주파 직교 필터에 입력하는 것이고 도 3A에 도시된 바와 같다.
본 발명의 실시예에 따르면 저주파 직교 필터는 반대역 필터일 수 있으며, 고주파 직교 필터는 전대역 필터에서 반대역 필터를 뺀 것일 수 있다.
여기서, 반대역 필터의 저지 대역 및 통과 대역의 대역폭의 폭은 동일하다. 저지 대역과 통과 대역의 리플도 동일하다. 또한, 반대역 필터의 다상 필터링은 필터링과 추출을 능숙하게 결합한다. 이와 같이, 반대역 필터가 저주파 직교 필터로 사용될 때, 일반적인 FIR 필터와 비교하면, 곱셈 연산의 수는 대략 절반으로 감소될 수 있으며, 이는 매우 효율적이다.
도 3A에서, HB는 저주파 직교 필터를 나타내고 (1-HB)는 고주파 직교 필터를 나타낸다.
도 3B에 도시된 바와 같이, 상기 처리될 고주파 신호를 X의 계수로 보간한 다음 보간된 신호의 스펙트럼를 시프팅하고직교 필터에 입력하고 결합될 고주파 신호를 획득한다.
도 3B에 도시된 바와 같이, 처리될 고주파 신호는 저주파 신호의 대역에 위치한다. 스펙트럼이 시프팅된 후, 처리될 고주파 중심신호의 주파수 중심은 고주파 대역에 위치한다.
예를 들어, 원래 입력 신호는 Signal로 정의되고, 샘플링 주파수는 fs이며 천이 대역은 [fpass,fstop]이다. 스펙트럼를 시프팅한 후 중심신호의 주파수 중심은 fs/2M-1로 이동된다. 즉, 신호 Signal의 [fs/2-fs/2M+1,fs/2]를 신호SM,H2Mix의 [fs/2M+1, fs/2M] 의 주파수 대역에 매핑되며, 이때 신호의 전체 대역폭은[0,fs/2M]이고, 샘플링 주파수는 fs/2M-1이다.
타겟 저주파 신호 （즉, M 번째 계층에서의 저주파 신호）의 기저 대역 샘플링이 수행된 다음, 제로 패딩 방식으로 IFFT를 수행하고, 그런 다음 CP는 상기 신호에 사입된다.
상기 CP는 신호 전송에서의 주기적 전치 부호이며 전송될 신호를 주기적으로 보이게한다.
예를 들어, 4096 포인트를 갖는 신호가 IFFT를 겪은 후, 신호는 x(0)~x(4095) 가 되고, 288 포인트가 CP에 선택된다. CP는 x(4096-288)~x(4095)이다.
전체 신호의 전송 순서는 x(4096-288)~x(4095)，x(0)~x(4095)이다.
여기서, 타겟 저주파 신호는 직교 분해된 후 최고 분해 층에서의 저주파 신호를 말하며, 다음 두 가지 방식으로 얻을 수 있다.
방식 1 ：원래 입력 신호가 계층별로 직교하여 분해될 때 각 층에서 저주파 신호를 기록한 다음, 신호를 결합할 때 기록된 저주파 신호를 가장 높은 분해 층에서 사용한다.
방식 2 ：원래 입력 신호의 직교 분해의 각 층에서 저주파 신호(들)를 계산한다. 예를 들어, 위 예에서 Signal의 주파수 대역 [fs/2-2*fs/2M, fs/2-fs/2M+1]은 최고 계층에서의 저주파 신호를 나타낸다. 다음 계층에서의 결합이 수행될 때, 다음 계층에서의 저주파수 신호는 재 계산될 필요가 있다.
예를 들어, 원래 입력 신호의 주파수 분포가 Freq(0)~Freq(4095) 의 범위인 경우, 원래 입력 신호의 직교 분해를 통해 획득된 신호는 다음과 같다.
제 1 계층에서, 원래 입력 신호는
dispose_L(0)=Freq(0)~Freq(2047)
dispose_H(0)=Freq(2048)~Freq(4095) 로 직교하여 분해된다.
제 2 계층에서, dispose_H(0)은
dispose_L(1)=Freq(2048)~Freq(3071)
dispose_H(1)=Freq(3072)~Freq(4095) 로 직교하여 분해된다.
제 3 계층에서, dispose_H(1)은
dispose_L(2)=Freq(3072)~Freq(3583)
dispose_H(2)=Freq(3584)~Freq(4095) 로 직교하여 분해된다.
제 4 계층에서, dispose_H(2)은
dispose_L(3)=Freq(3584)~Freq(3839)
dispose_H(3)=Freq(3840)~Freq(4095) 로 직교하여 분해된다.
상기 분해 프로세스로부터 계층별 분해에 의해 얻어진 신호의 주파수 분포가 각 층, 즉 2048>1024>512>256에서 좁아지는 것을 상기 분해 프로세스로부터 알 수 있다.
타겟 저주파 신호의 기저 대역 샘플링은 특정 샘플링 주파수에 따라 수행되며, 여기서 특정 샘플링 주파수는 X 계수에 의해 처리될 고주파 신호를 보간함으로써 얻어진 신호의 샘플링 주파수이다.
CP가 삽입된 신호는 직교 필터에 입력되어 결합될 저주파수를 얻는다.
도 3C에 도시된 바와 같이, 상기 결합될 고주파 신호와 상기 결합될 저주파 신호를 결합하여 결합된 신호를 획득하고, 결합 신호의 효과는 도 3D에 도시되어있다.
도 3D에서, 신호 1은 M 번째 계층에서의 고주파 신호를 나타내고, 신호 2는 M 번째 계층에서의 저주파 신호를 나타낸다.
예를 들어, 샘플링 주파수가 fs이고 천이 대역이 [fpass,fstop]인 신호이고, M 번째 계층에서 저주파 및 고주파 신호를 결합함으로써 얻어진 결합 신호는 원래 입력 신호의 주파수 대역 [fs/2-fs/2M, fs/2]에 매핑한다. 결합 신호의 샘플링 주파수는 fs/2M-1이며 결합 신호의 천이 대역은 원래 입력 신호의 천이 대역과 동일하다.
선택적으로, 결합될 저주파수 신호의 헤드 프레임과 결합될 고주파수 신호의 헤드 프레임을 정렬시키기 위해, 위 2 개의 신호가 결합되기 전에 2 개의 신호의 정렬이 지연될 수 있다.
여기서, 2 개의 신호를 정렬하기 위해 2 개의 신호 중 하나를 지연시킬 필요가 있는지의 여부는 구현에 의존한다. 요점은 처리 지연을 고려하는 것이다. 신호 처리 중에 처리 지연이 발생하지 않으면 두 신호가 우선 정렬된다.
도 3E에 도시된 바와 같이, M 번째 계층에서의 저주파 신호 및 고주파 신호가 결합된 후, 결합 신호는 위에서 언급한 방법으로 (M-1) 번째 계층에서의 고주파 신호로서 사용된다. 또한 제 1 계층의 고주파 및 저주파 신호가 결합될 때까지 상기 처리될 고주파 신호(또는 새로운 고주파 신호)를 X의 계수로 보간한 다음 보간된 신호의 스펙트럼를 시프팅하는 단계로 되돌아가서(M-1) 번째 계층에서의 처리될 저주파 신호와 결합한다.
도 3E에서, PFIR： 직교 분해 계층 수 및 직교 분해 후의 상기 원래 입력 신호의 에지 고주파 대역폭에 따라 생성될 수 있는 FIR 필터. 2배 업샘플링2의 계수에 의한 보간을 의미한다. 도면에서 M 번째 계층에서의 결합 신호가 획득된 후, 결합 신호는 (M-1) 번째 계층에서의 고주파 신호 및 저주파로 사용된다. (M-1) 번째 계층의 신호는 상술한 바와 같이 얻어 지므로 여기서는 더 이상 반복하지 않는다. 프로세스는 제 1 계층에서의 고주파 신호 및 저주파 신호가 결합될 때까지 반복된다. 여기서 저주파 신호에서 빈 부분은 모두 0으로 충전한다.
신호의 결합 동안, 각 계층에서 고주파 서브 밴드의 실제 신호의 위치뿐만 아니라 저주파 서브밴드의 고주파 및 저주파수 부분의 IFFT 캐리어 및 실제 신호의 위치를 채울 필요가 있다. 구체적으로 원래 입력 신호의 직교 분해에서의 고주파 및 저주파에 대응하는 위치를 참조할 수 있다.
예를 들어, 3 계층 직교 분해를 통해 획득된 신호를 결합할 때, 제 3 계층 충전에서 저주파 서브 밴드의 고주파 부분이 위치하는 IFFT 캐리어의 어드레스는 M/8~（M/4-1）이고, 저주파 부분은 0~（M/8-1）이다. 제 3 계층에서 저주파 서브대역의 고주파 부분은 실제 신호의 위치를 채우지 않는 반면, 저주파 부분은 [M-2*M/8，M-M/8-1] 에서 실제 신호의 위치를 채우고, 고주파 서브밴드는 [M-M/8，M-1] 에서 실제 신호의 위치를 채운다. 다른 계층에서 고주파 서브 밴드의 실제 신호의 위치와 IFFT 캐리어의 어드레스 및 저주파수 서브 밴드의 고주파 및 저주파수 부분의 실제 신호의 위치를 계산하기 위해 프로세스가 반복된다.
IFFT 동안, 제 2 계층에서의 IFFT의 포인트 수는 N/4이고, 제 2 계층에서의 IFFT의 포인트 수는 N/2이며, 제 1 계층에서의 IFFT의 포인트 수는 N이다. 프로세스 다른 계층에서 IFFT의 포인트 수를 계산하기 위해 이 프로세스를 반복하다. M 번째 계층에서의 신호들의 결합 동안, 모든 매핑되지 않은 고주파 서브밴드는 IFFT를 수행하기 위해 매핑될 필요가 있으며, 포인트의 수는 (M-1) 번째 계층 IFF 포인트 수의 절반이다. M-1) 번째 계층. 따라서 본 계층의 IFFT는 이전 계층의 자원을 재사용할 수 있으므로 자원이 절략된다.
기술안 2
상기 원래 입력 신호의 FFT（Fast Fourier Transform，고속 푸리에 변환 ）가 수행되며, 상기 원래 입력 신호의 FFT는 아래 공식에 따라 수행된다.
Figure 112020041203815-pct00002
여기서 N은 입력 수를 나타내며 F[K]는 시간 영역 시퀀스를 나타내고 F[n]는 주파수 영역 시퀀스를 나타낸다.
원래 입력 신호를 계층별로 직교하여 분해하고,
직교 분해 계층 수 및 직교 분해 후의 상기 원래 입력 신호의 에지 고주파 대역폭에 따라 FIR 필터를 생성하고,
상기 FIR필터를 사용하여 상기 원래 입력 신호의 에지 고주파 신호를 필터링하고,
필터링을 통해 획득된 신호를 처리될 고주파 신호로 한다.
상기 처리될 고주파 신호를 X의 계수로 보간한 후에 보간된 신호의 스펙트럼를 시프팅하고, 직교 필터에 입력하여 결합될 고주파 신호를 얻는다.
타겟 저주파 신호의 기저 대역 샘플링을 수행한 다음 직교 필터에 입력하여 결합될 저주파 신호를 얻는다. 상기 타겟 저주파 신호는 계층별로 직교하여 분해한 후에 획득된, 결합되지 않은 저주파 신호들 중 분해 계층이 가장 높은 저주파 신호이다.
상기 결합될 고주파 신호와 상기 결합될 저주파 신호를 결합하여 결합된 신호를 획득한다.
그런 다음 결합되지 않은 저주파수 신호가 있는지 확인하다. 있으면 상기 결합된 신호를 처리될 새로운 고주파 신호로 하고 상기 처리될 새로운 고주파 신호를 X의 계수로 보간한 다음 보간된 신호의 스펙트럼를 시프팅하는 단계로 복귀한다. 없으면 신호 결합을 종료한다.
합 후 획득된 결합 신호의 IFFT를 수행한다.
구체적으로, 상기 원래 입력 신호의 FFT를 수행한다.
구체적으로, 원래 입력 신호를 계층별로 직교하여 분해하는 것은 상술한 바와 동일하므로, 여기서는 더 상세하게 반복되지 않는다.
선택적으로, 원래 입력 신호를 계층별로 직교하여 분해한 후에 직교 분해 계층 수 （즉, 상기 언급된 M)， 및 직교 분해 후의 상기 원래 입력 신호의 에지 고주파 대역폭 （즉, M 번째 계층에서 처리된 고주파 신호의 대역폭）이 알려져있다.
FIR 필터는 직교 분해 계층 수 및 직교 분해 후의 상기 원래 입력 신호의 에지 고주파 대역폭에 따라에 따라 생성될 수 있다.
상기 필터의 천이 대역의 대역폭은 신호 대역폭 전체에 용구된 천이 대역의 대역폭이고, 통과 대역은 에지 서브밴드에서 유효 신호의 부분이며, 천이 대역의 대역폭은 상대적으로 크고 （상기 원래 입력 신호이 계층별로 직교하여 분해된 후 작은 대역폭을 갖는 복수의 서브밴드 신호가 얻어 질 것이고, 천이 대역의 대역폭은 변하지 않고 유지되므로, 천이 대역의 상대 대역폭이 커짐)， 신호의 유효 대역폭이 적절하고, 따라서 필터의 차수가 낮고, 소량의 리소스가 필요하다.
FIR 필터가 생성된 후, 상기 FIR필터를 사용하여 상기 원래 입력 신호의 에지 고주파 신호 （즉, M 번째 계층에서의 고주파 신호）를 필터링한다.
예를 들어, 샘플링 주파수가 fs이고 천이 대역이 [fpass,fstop]인 신호이고, 신호가 계층별로 분해된 후, 상기 FIR필터를 사용하여 상기 원래 입력 신호의 에지 고주파 신호 （즉, M 번째 계층에서의 고주파 신호）를 필터링하고, 즉, 원래 입력 신호 의 주파수 대역 [fs/2-fs/2M+1,fs/2]이 처리된다.
도 3B에 도시된 바와 같이, 상기 처리될 고주파 신호를 X의 계수로 보간한 후에 보간된 신호의 스펙트럼를 시프팅하고, 직교 필터에 입력하여 결합될 고주파 신호를 얻는다.
타겟 저주파 신호 （즉, M 번째 계층에서의 저주파 신호）의 기저 대역 샘플링이 수행된 다음, 직교 필터에 입력하여 결합될 저주파 신호를 얻는다.
타겟 저주파 신호는 직교 분해 후 최고 분해 계층에서의 저주파 신호를 말하며, 다음 두 가지 방식으로 얻을 수 있다.
방식 1 ：원래 입력 신호가 계층별로 직교하여 분해될 때 각 계층에서 저주파 신호 (들)를 기록한 다음, 신호들을 결합할 때 기록된 저주파 신호를 가장 높은 분해 계층에서 사용한다.
방식 2 ： 원래 입력 신호의 직교 분해의 각 계층에서 저주파 신호 (들)를 계산한다. 예를 들어, 앞의 예에서 Signal의 [fs/2-2*fs/2M, fs/2-fs/2M+1]은 최고 계층의 저주파 신호를 나타낸다. 다음 계층에서의 결합이 수행될 때, 다음 계층에서의 저주파 신호가 계산될 필요가 있다.
타겟 저주파 신호의 기저 대역 샘플링은 특정 샘플링 주파수에 따라 수행되며, 여기서 특정 샘플링 주파수는 상기 처리될 고주파 신호를 X의 계수로 보간함으로써 얻어진 신호의 샘플링 주파수이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 처리될 고주파 신호를 다른 직교 필터에 입력하고, 결합될 고주파 신호를 획득하는 것은 상기 처리될 고주파 신호를 고주파 직교 필터에 입력하는 것이고, 타겟 저주파 신호의 기저 대역 샘플링을 수행하여 샘플링된 신호를 저주파 직교 필터에 입력하여 결합될 저주파 신호를 획득하는 것은 상기 타겟 저주파 신호를 저주파 직교 필터에 입력하는 것이다.
도 3A에 도시된 바와 같이, 저주파 직교 필터는 반대역 필터일 수 있으며, 고주파 필터는 전대역 필터에서 반대역 필터를 뺀 것(반전된 반대역 필터)일 수 있다.
도 3C에서, 상기 결합될 고주파 신호와 상기 결합될 저주파 신호를 결합하여 결합된 신호를 획득하고, 결합 신호의 효과는 도 3D에 도시되어있다.
예를 들어, 샘플링 주파수가 fs이고 천이 대역이 [fpass,fstop]인 신호이고, M 번째 계층에서 저주파 및 고주파 신호를 결합함으로써 얻어진 결합 신호는 원래 입력 신호의 주파수 대역 [fs/2-fs/2M, fs/2]을 매핑한다. 결합 신호의 샘플링 주파수는 fs/2M-1이며 결합 신호의 천이 대역은 원래 입력 신호의 천이 대역과 동일하다.
따라서,도 3F에 도시된 바와 같이, M 번째 계층에서의 저주파 신호 및 고주파 신호가 결합된 후, 결합 신호는 (M-1) 번째 고주파 신호로서 사용된다. 제 1 계층의 고주파 및 저주파 신호가 결합될 때까지 상기 처리될 고주파 신호를 X의 계수로 보간한 다음 보간된 신호의 스펙트럼를 시프팅하는 단계로 되돌아가서 (M-1) 번째 계층 처리될 저주파 신호와 결합한다.
도 3F의 FIR 필터는 직교 분해 계층 수 및 직교 분해 후의 상기 원래 입력 신호의 에지 고주파 대역폭폭에 따라 생성될 수 있는 전술한 FIR 필터이다. 2*Upsample（업샘플링）은 2 배의 보간을 의미하다. 상향 변환은 결합 전 스펙트럼의 시프트를 의미하다. 도 3F에 도시된 바와 같이, M 번째 계층에서의 결합 신호가 획득된 후, 결합 신호는 (M-1) 번째 계층에서의 고주파 신호, 및 (M-)에서의 저주파 신호로서 사용된다. 제 1 계층의 고주파 및 저주파 신호가 결합될 때까지 (M-1) 번째 계층의 신호는 상술한 바와 같이 얻어 지므로 여기서는 더 이상 반복하지 않는다.
그 다음, Y 번째 계층에서 처리한 후에 획득된 신호에 대해 IFFT가 수행되고, 여기서 Y 번째 계층은 M 계층의 제 1 계층이고, Y 번째 계층에서 처리된 후에 획득된 신호는 M 계층의 제 1 계층에서의 저주파 신호 및 고주파 신호의 결합 신호이다.
신호 결합을 위한 100 MHz의 대역폭을 갖는 예시적인 5G 필터의 구조가 도 3G에 의해 도시되어있다.
도 3G에 도시된 바와 같이, 원래 입력 신호를 계층별로 분해하고 신호의 결합을 위한 방법은 전술한 바와 동일하므로, 여기서는 더 상세하게 반복하지 않는다.
본 발명의 실시예는 직교 분해의 실시예를 제공하며 구체적으로 도 4에 도시된 바와 같다：
원래 입력 신호는 Signal로 정의되고, 샘플링 주파수는 fs이며 천이 대역은[fpass,fstop]이다. 신호의 스펙트럼은 [0,fs/2]이고, 천이 대역의 상대 대역폭은[fpass/fs, fstop /fs]이다.
단계 400 : SignalLF로 표시되는 저주파수 신호 및 SignalHF로 표시되는 고주파수 신호를 얻기 위해 저주파 및 고주파 직교 필터에 신호를 입력한다.
단계 401 : 스펙트럼 변환에 의해 SignalHF를 제로 주파수 신호로 시프팅하며, 여기서 제로 주파수 신호는 SignalHF0으로 표시된다. 구체적인 구현은 공식
Figure 112020041203815-pct00003
를 기반으로하다.
단계 402 : 신호 SignalHF0를 2의 계수로 추출하여， 얻은 신호가 Signal2HF0으로 표시된다.
단계 403 : 상기 본 계층의 처리된 고주파 신호 Signal2HF0에 대응하는 FIR필터의 차수가 소정 요구 사항을 충족시키는 지 여부를 결정하고, 충족하면, 직교 분해가 완성된 것으로 결정하고, 충족하지 않으면 단계 400으로 돌아같다.
단계 404 : 직교 분해가 완료되었다고 결정한다.
도 5는 신호를 결합하기 위한 완전한 구현 모드를 도시한다.
단계 500 : FIR 필터를 사용하여 마지막 계층에서 신호의 분해를 통해 획득된 고주파 신호 (즉, 신호의 [fs/2-fs/2M+1,fs/2])를 필터링하고, 얻은 신호가 SM,H로 표시된다.
단계 501 : 얻은 신호 SM,H의 IFFT를 수행한다.
단계 502 : 변환된 SM,H를 2의 계수로 보간하고, 얻은 신호가 SM,H2로 표시된다. 이때 신호의 샘플링 주파수는 fs/2M-1이 되고 Nyquist 샘플링 정리에 따라，상기 신호의 대역폭은 [0,fs/2M]이다.
단계 503 : SM,H2Mix로 표시된 신호를 얻기 위해 신호 주파수의 중심이 fs/2M-1로 이동하도록 SM,H2의 스펙트럼을 시프팅한다. 즉, 신호의[fs/2-fs/2M+1,fs/2]는 SM, H2Mix의 [fs/2M-1, fs/2M]에 매핑된다. SM, H2Mix의 대역폭은 [0,fs/2M]이고 샘플링 주파수는 fs/2M-1이다.
단계 504 : SM으로 표시된 신호를 얻기 위해 신호의 [fs/2-2*fs/2M, fs/2-fs/2M+1]에 대해 fs/2M-1의 샘플링 주파수에 따라 기저 대역 샘플링을 수행한다.
여기서의 주파수 대역 [fs/2-2*fs/2M, fs/2-fs/2M+1]은 신호가 계층별로 직교하여 분해한 다음 최고 계층에서 얻은 저주파 신호이다.
단계 505 : SM, L 및 SM, H2Mix를 직교 필터에 입력하고 필터링된 신호를 결합하여 주파수 대역 [fs/2-fs/2M, fs/2]를 매핑하는 SM-1로 표시된 결합 신호를 획득한다. 이때 샘플링 주파수는 fs/2M-1이며 결합 신호의 천이 대역은 원래 입력 신호의 천이 대역과 동일하다.
단계 506 : 결합되지 않은 저주파 신호가 있는지를 판단하여 있으면 상기 결합된 신호를 처리될 고주파 신호로 하고 단계 502로 되돌아가고, 없으면 신호 결합을 종료한다.
단계 507 : 신호의 결합을 완료한다.
단계 507 : 신호의 결합을 완료한다.
도 6은 신호들을 결합하기 위한 본 발명의 실시예의 다른 구현 모드를 도시한다.
단계 600 : 신호의 FFT를 수행한다.
단계 601 : FIR 필터를 사용하여 마지막 계층에서 FFT가 수행된 후 신호를 분해함으로써 획득된 고주파 신호 (즉, 신호의 [fs/2-fs/2M+1,fs/2])를 필터링함으로써 SM, H로 표시되는 신호를 획득한다.
단계 602 : 변환된 신호 SM,H를 계수 2로 보간하여 얻은 신호는 SM,H2로 표시된다. 이때 신호의 샘플링 주파수fs/2M-1이되고 Nyquist 샘플링 정리에 따라，상기 신호의 대역폭은 [0,fs/2M]이다.
단계 603 : SM, H2의 스펙트럼을 시프팅하여 그 중심 주파수가 fs/2M-1로 이동하여 SM,H2Mix로 표시된 신호를 얻는다. 즉, 신호의 [fs/2-fs/2M+1,fs/2]는 신호 SM,H2Mix의 [fs/2M-1, fs/2M]의 주파수 대역에 매핑되며, 이때 SM,H2Mix의 대역폭은[0,fs/2M], 샘플링 주파수는 fs/2M-1이 된다.
단계 604 : SM,L으로 표시된 신호를 얻기 위해 신호의 [fs/2-2*fs/2M, fs/2-fs/2M+1]에 대해 fs/2M-1의 샘플링 주파수에 따라 기저 대역 샘플링을 수행한다.
여기의 [fs/2-2*fs/2M, fs/2-fs/2M+1] 주파수 대역 부분은 Signal신호가 계층별로 직교하여 분해한 다음 최고 계층에서 얻은 저주파 신호이다.
단계 605 : SM,L 및 SM,H2Mix를 직교 필터에 입력하고 필터링된 신호를 결합하여 주파수 대역 [fs/2-fs/2M, fs/2]를 맵핑하는 SM-1로 표시된 결합 신호를 획득한다. 이때 샘플링 주파수는 fs/2M-1이며 결합 신호의 천이 대역은 원래 입력 신호의 천이 대역과 동일하다.
단계 606 : 결합되지 않은 저주파 신호가 있는지를 판단하여 있으면 상기 결합된 신호를 처리될 고주파 신호로 하고 단계 602로 되돌아 간다. 그렇지 않으면, 단계 607을 수행한다.
단계 607 : 결합 후 획득된 결합 신호의 IFFT를 수행한다.
동일한 본 발명의 사상에 기초하여, 본 발명의 실시예는 또한 필터를 설계하기 위한 장치를 제공한다. 장치에 대응하는 방법은 본 발명의 실시예에 따른 필터 설계 방법이며, 장치는 방법과 동일한 방식으로 문제를 해결하므로 장치의 구현을 위한 방법의 구현을 참조한다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 신호 처리를 위한 장치를 도시한다. 상기 장치는 적어도 하나의 저장 유닛 (700) 및 적어도 하나의 처리 유닛 (701)을 포함한다. 상기 저장 유닛은 명령을 저장한다. 상기 명령이 상기 처리 유닛에 의해 수행될 때 상기 처리 유닛 (701)로 하여금 다음 프로세스를 수행하도록 한다：
원래 입력 신호를 계층별로 직교하여 분해하고,
직교 분해 계층 수 및 직교 분해 후의 상기 원래 입력 신호의 에지 고주파 대역폭에 따라 FIR 필터를 생성하고,
상기 FIR필터를 사용하여 상기 원래 입력 신호의 에지 고주파 신호를 필터링하고,
필터링을 통해 획득된 신호 및 계층별로 직교하여 분해한 후 계층별로 획득된 저주파 신호를 직교 필터로 입력한 후, 신호를 결합한다.
선택적으로, 상기 처리 유닛 (701)은,
상기 원래 입력 신호를 직교 분해하여 본 계층의 고주파 신호와 본 계층의 저주파 신호를 획득하고,
상기 본 계층의 고주파 신호를 제로 주파수 신호로 병경한여 N 계수로 추출하고, 본 계층의 처리된 고주파 신호를 획득한다.
상기 본 계층의 처리된 고주파 신호에 대응하는 필터의 차수가 소정 요구에 부합하는지를 판단하고, 부합하면 직교 분해가 완성된 것으로 결정하고,
소정 요구에 부합하지 않으면 고주파 신호를 직교 분해하여 본 계층의 고주파 신호와 본 계층의 저주파 신호를 획득한다.
상기 본 계층의 고주파 신호를 제로 주파수 신호로 병경한여 N 계수로 추출하는 단계로 되돌아간다.
선택적으로, 상기 처리 유닛 (701)은 또한, 상기 본 계층의 고주파 신호를 제로 주파수 신호로 변환한 후 N 계수로 추출하기 전에 상기 제로 주파수 신호를 소정의 임계값보다 낮은 차수를 갖는 필터에 의해 필터링한다.
선택적으로, 상기 처리 유닛 (701)은 필터링을 통해 획득된 신호를 처리될 고주파 신호로 한다.
상기 처리될 고주파 신호를 X의 계수로 보간한 다음 보간된 신호의 스펙트럼를 시프팅하고， 고주파 직교 필터에 입력하고, 결합될 고주파 신호를 획득하고, 및 타겟 저주파 신호의 기저 대역 샘플링을 수행한 다음 샘플링된 신호를 저주파 직교 필터에 입력하여 결합될 저주파 신호를 획득한다. 상기 타겟 저주파 신호는 계층별로 직교하여 분해한 후에 획득된, 결합되지 않은 저주파 신호들 중 분해 계층이 가장 높은 저주파 신호이다.
상기 결합될 고주파 신호와 상기 결합될 저주파 신호를 결합하여 결합된 신호를 획득한다.
결합되지 않은 저주파 신호가 있는지를 판단하여 있으면 상기 결합된 신호를 처리될 고주파 신호로 하고 상기 처리될 고주파 신호를 X의 계수로 보간한 다음 보간된 신호의 스펙트럼를 시프팅하는 단계로 되돌아가고, 없으면 신호 결합을 종료한다.
선택적으로, 상기 처리 유닛 (701)은 또한, 상기 처리될 고주파 신호를 X의 계수로 보간한 후 스펙트럼를 시프팅하기 전에 처리될 고주파 신호의 역 고속 푸리에 변환 (IFFT)을 수행한다.
선택적으로, 상기 처리 유닛 (701)는 또한, 타겟 저주파 신호의 기저 대역 샘플링을 수행한 후 기저 대역 샘플링된 저주파 신호 제로 패딩 방식으로 IFFT를 수행하고, 그런 다음 CP는 상기 신호에 사입된다.
선택적으로, 상기 처리 유닛 (701)은 원래 입력 신호를 계층별로 직교하여 분해하기 전에, 상기 원래 입력 신호의 FFT를 수행한다.
선택적으로, 상기 처리 유닛 (701)은 또한,
필터링을 통해 획득된 신호 및 계층별로 직교하여 분해한 후 계층별로 획득된 저주파 신호를 직교 필터로 입력하여 신호를 결합한 후, 직교 필터에 의해 출력된 신호의 IFFT를 수행한다.
선택적으로, 상기 직교 필터는 고주파 직교 필터 및 저주파 직교 필터를 포함한다.
상기 고주파 직교 필터는 전대역 필터에서 반대역 필터를 뺀 것이다.
상기 저주파 직교 필터는 반대역 필터이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 신호 처리를 위한 장치를 도시한다. 상기 장치는
원래 입력 신호를 계층별로 직교하여 분해하도록 구성된 분해 모듈 (800);
직교 분해 계층 수 및 직교 분해 후의 상기 원래 입력 신호의 에지 고주파 대역폭에 따라 FIR 필터를 생성하고, 상기 FIR필터를 사용하여 상기 원래 입력 신호의 에지 고주파 신호를 필터링하도록 구성된 행 모듈 (801); 및
필터링을 통해 획득된 신호 및 계층별로 직교하여 분해한 후 계층별로 획득된 저주파 신호를 직교 필터로 입력한 후, 신호를 결합하도록 구성된 결합 모듈 (802)을 포함한다.
선택적으로, 상기 분해 모듈 (800)은 상기 원래 입력 신호를 직교 분해하여 본 계층의 고주파 신호와 본 계층의 저주파 신호를 획득한다.
선택적으로, 상기 수행 모듈 (801)은 구체적으로 상기 본 계층의 고주파 신호를 제로 주파수 신호로 병경한여 N 계수로 추출하고, 본 계층의 처리된 고주파 신호를 획득한다.
상기 본 계층의 처리된 고주파 신호에 대응하는 필터의 차수가 소정 요구에 부합하는지를 판단하고, 부합하면 직교 분해가 완성된 것으로 결정한다.
소정 요구에 부합하지 않으면 고주파 신호를 직교 분해하여 본 계층의 고주파 신호와 본 계층의 저주파 신호를 획득한다.
상기 본 계층의 고주파 신호를 제로 주파수 신호로 병경한여 N 계수로 추출하는 단계로 되돌아간다.
선택적으로, 상기 수행 모듈 (801)은 구체적으로 상기 본 계층의 고주파 신호가 제로 주파수 신호로 변환된 후 N 계수로 추출하기 전에 소정의 임계값보다 낮은 차수를 갖는 필터를 통해 상기 제로 주파수 신호를 필터링한다.
선택적으로, 상기 수행 모듈 (801) 은 구체적으로 원래 입력 신호를 계층별로 직교하여 분해하기 전에 상기 원래 입력 신호의 FFT를 수행한다.
선택적으로, 상기 수행 모듈 (801)은 구체적으로 필터링을 통해 획득된 신호 및 계층별로 직교하여 분해한 후 계층별로 획득된 저주파 신호를 직교 필터로 입력하여 신호를 결합한 후, 직교 필터에 의해 출력된 신호의 IFFT를 수행한다.
선택적으로, 상기 결합 모듈 (802)은 구체적으로 필터링을 통해 획득된 신호를 처리될 고주파 신호로 한다.
상기 처리될 고주파 신호를 X의 계수로 보간한 후에 보간된 신호의 스펙트럼를 시프팅하고, 시프트된 신호를 고주파 직교 필터에 입력하여 결합될 고주파 신호를 획득하고, 및 타겟 저주파 신호의 기저 대역 샘플링을 수행한 다음 샘플링된 신호를 저주파 직교 필터에 입력하여 결합될 저주파 신호를 획득하며, 상기 타겟 저주파 신호는 계층별로 직교하여 분해한 후에 획득된, 결합되지 않은 저주파 신호들 중 분해 계층이 가장 높은 저주파 신호이다.
상기 결합될 고주파 신호와 상기 결합될 저주파 신호를 결합하여 결합된 신호를 획득한다.
결합되지 않은 저주파 신호가 있는지를 판단하여 있으면 상기 결합된 신호를 처리될 고주파 신호로 하고 상기 처리될 고주파 신호를 X의 계수로 보간한 다음 보간된 신호의 스펙트럼를 시프팅하는 단계로 되돌아가고, 없으면 신호 결합을 종료한다.
선택적으로, 상기 결합 모듈 (802)은 구체적으로 상기 처리될 고주파 신호를 X의 계수로 보간한 후 스펙트럼를 시프팅하기 전에 처리될 고주파 신호의 역 고속 푸리에 변환 (IFFT)을 수행한다.
선택적으로, 상기 결합 모듈 (802) 은 구체적으로 타겟 저주파 신호의 기저 대역 샘플링을 수행한 후 샘플링 된 신호를 저주파 직교 필터에 입력하기 전에 기저 대역 샘플링된 저주파 신호 제로 패딩 방식으로 IFFT를 수행하고, 그런 다음 CP는 상기 신호에 사입된다.
선택적으로, 상기 직교 필터는 고주파 직교 필터 및 저주파 직교 필터를 포함한다.
상기 고주파 직교 필터는 전대역 필터에서 반대역 필터를 뺀 것이다.
상기 저주파 직교 필터는 반대역 필터이다.
본 출원은 상기 도시된 본 출원의 실시예에 따른 컴퓨터 프로그램 제품의 방법, 장치 (시스템) 및/또는 블록도 및/또는 흐름도를 참조하여 설명된다. 블록도 및/또는 흐름도에 도시된 블록 및 블록도 및/또는 흐름도에 도시된 블록들의 조합은 컴퓨터 프로그램 명령을 통해 달성될 수 있음을 이해해야 한다. 이러한 컴퓨터 프로그램된 명령은 범용 컴퓨터, 특수 목적 컴퓨터의 프로세서 및/또는 기계를 생성하기 위한 다른 프로그램 가능한 데이터 처리 장치에 공급될 수 있어서, 컴퓨터 프로세서 및/또는 다른 프로그램 가능한 데이터에 의해 실행되는 명령 처리 장치는 블록도 및/또는 흐름도의 블록에서 지정된 기능/동작을 달성하기위한 방법을 실시한다.
상응하여, 본 출원은 또한 하드웨어 및/또는 소프트웨어 (펌웨어, 상주 소프트웨어, 마이크로 코드 등을 포함하여)로 구현될 수 있다. 또한, 본 출원은 컴퓨터 사용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체 상에 컴퓨터 프로그램 가능 제품의 형태를 채택할 수 있고, 컴퓨터 프로그램 가능 제품은 매체에서 달성되는 컴퓨터 사용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 프로그램 코드를 가지며 명령 실행 시스템에 의해 사용되거나 또는 명령 실행 시스템을 결합하여 사용되도록 한다. 본 출원에서, 컴퓨터 사용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 매체는 임의의 매체일 수 있고, 프로그램을 포함, 저장, 통신, 전송 또는 전달할 수 있거나, 명령 실행 시스템, 장치 또는 장비에 의해 사용되거나 또는 명령 실행 시스템, 장치 또는 장비와 결합하는 방식으로 사용될 수 있다.
분명한 것은, 본 분야의 통상 지식을 가진 당업자들은 본 출원에 대해 각종 수정 및 변환을 실행하며 또한 본 출원의 주제 및 범위를 떠나지 않을 수 있다. 이렇게, 본 출원의 이러한 수정 및 변환이 본 출원의 청구항 및 동등 기술 범위내에 속하는 경우, 본 출원은 이러한 수정 및 변환을 포함하는 것을 의도한다.

Claims (19)

  1. 원래 입력 신호를 계층별로 직교하여 분해하는 단계；
    직교 분해 계층 수 및 직교 분해 후의 상기 원래 입력 신호의 에지 고주파 대역폭에 따라 유한 임펄스 응답 (FIR) 필터를 생성하는 단계；
    상기 FIR필터를 사용하여 상기 원래 입력 신호의 에지 고주파 신호를 필터링하는 단계； 및
    필터링을 통해 획득된 신호 및 계층별로 직교하여 분해한 후 계층별로 획득된 저주파 신호를 직교 필터로 입력한 후, 신호를 결합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 처리를 위한 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    원래 입력 신호를 계층별로 직교하여 분해하는 경우,
    상기 원래 입력 신호를 직교 분해하여 본 계층의 고주파 신호와 본 계층의 저주파 신호를 획득하고,
    상기 본 계층의 고주파 신호를 제로 주파수 신호로 병경한여 N 계수로 추출하고, 본 계층의 처리된 고주파 신호를 획득하고,
    상기 본 계층의 처리된 고주파 신호에 대응하는 필터의 차수가 소정 요구에 부합하는지를 판단하고, 부합하면 직교 분해가 완성된 것으로 결정하고,
    소정 요구에 부합하자 않으면 고주파 신호를 직교 분해하여 다른 계층의 고주파 신호와 다른 계층의 저주파 신호를 획득하고,
    상기 다른 계층의 고주파 신호를 제로 주파수 신호로 병경한여 N 계수로 추출하는 단계로 되돌아가는 것을 특징으로 하는 신호 처리를 위한 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 본 계층의 고주파 신호를 제로 주파수 신호를 변환하여 N 계수로 추출하기 전에,
    소정의 임계값보다 낮은 차수를 갖는 필터를 통해 상기 제로 주파수 신호를 필터링하는 것을 특징으로 하는 신호 처리를 위한 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 필터링을 통해 획득된 신호 및 계층별로 직교하여 분해한 후 계층별로 획득된 저주파 신호를 직교 필터로 입력한 후, 신호를 결합하는 경우,
    필터링을 통해 획득된 신호를 처리될 고주파 신호로 하고,
    상기 처리될 고주파 신호(또는 새로운 고주파 신호)를 X의 계수로 보간한 후에 보간된 신호의 스펙트럼를 시프팅하고, 시프트된 신호를 고주파 직교 필터에 입력하여 결합될 고주파 신호를 획득하고, 및 타겟 저주파 신호의 기저 대역 샘플링을 수행한 다음 샘플링된 신호를 저주파 직교 필터에 입력하여 결합될 저주파 신호를 획득하며, 상기 타겟 저주파 신호는 계층별로 직교하여 분해한 후에 획득된, 결합되지 않은 저주파 신호들 중 분해 계층이 가장 높은 저주파 신호이고,
    상기 결합될 고주파 신호와 상기 결합될 저주파 신호를 결합하여 결합된 신호를 획득하고,
    결합되지 않은 저주파 신호가 있는지를 판단하여 있으면 상기 결합된 신호를 처리될 새로운 고주파 신호로 하고 상기 처리될 새로운 고주파 신호를 X의 계수로 보간한 다음 보간된 신호의 스펙트럼를 시프팅하는 단계로 되돌아가고, 없으면 신호 결합을 종료하는 것을 특징으로 하는 신호 처리를 위한 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 처리될 고주파 신호(또는 새로운 고주파 신호)를 X의 계수로 보간한 후 스펙트럼를 시프팅하기 전에
    처리될 고주파 신호의 역 고속 푸리에 변환 (IFFT)을 수행하는 것을 특징으로 하는 신호 처리를 위한 방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    타겟 저주파 신호의 기저 대역 샘플링을 수행한 후 샘플링 된 신호를 저주파 직교 필터에 입력하기 전에,
    기저 대역 샘플링된 저주파 신호 제로 패딩 방식으로 IFFT를 수행하고, 상기 신호에 주기적 전치 부호 (CP)를 추가하는 것을 특징으로 하는 신호 처리를 위한 방법.
  7. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    원래 입력 신호를 계층별로 직교하여 분해하기 전에,
    상기 원래 입력 신호의 고속 푸리에 변환 (FFT)을 수행하는 것을 특징으로 하는 신호 처리를 위한 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    필터링을 통해 획득된 신호 및 계층별로 직교하여 분해한 후 계층별로 획득된 저주파 신호를 직교 필터로 입력하여 신호를 결합한 후,
    직교 필터에 의해 출력된 신호의 IFFT를 수행하는 것을 특징으로 하는 신호 처리를 위한 방법.
  9. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 직교 필터는 고주파 직교 필터 및 저주파 직교 필터를 포함하고,
    상기 고주파 직교 필터는 전대역 필터에서 반대역 필터를 뺀 것이고,
    상기 저주파 직교 필터는 반대역 필터인 것을 특징으로 하는 신호 처리를 위한 방법.
  10. 장치 적어도 하나의 처리 유닛 및 적어도 하나의 명령을 저장하기 위한 저장 유닛을 포함하고， 상기 명령이 상기 처리 유닛에 의해 수행될 때 상기 처리 유닛으로 하여금 다음 포로세스를 수행하도록 한다 ：
    원래 입력 신호를 계층별로 직교하여 분해하고,
    직교 분해 계층 수 및 직교 분해 후의 상기 원래 입력 신호의 에지 고주파 대역폭에 따라 FIR 필터를 생성하고；
    상기 FIR필터를 사용하여 상기 원래 입력 신호의 에지 고주파 신호를 필터링하고; 및
    필터링을 통해 획득된 신호 및 계층별로 직교하여 분해한 후 계층별로 획득된 저주파 신호를 직교 필터로 입력한 후, 신호를 결합하는 것을 특징으로 하는 신호 처리를 위한 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 처리 유닛은
    상기 원래 입력 신호를 직교 분해하여 본 계층의 고주파 신호와 본 계층의 저주파 신호를 획득하고,
    상기 본 계층의 고주파 신호를 제로 주파수 신호로 변환한 다음 N 계수로 추출하고 본 계층의 처리된 고주파 신호를 획득하고,
    상기 본 계층의 처리된 고주파 신호에 대응하는 필터의 차수가 소정 요구에 부합하는지를 판단하고, 부합하면 직교 분해가 완성된 것으로 결정하고,
    부합하지 않으면 고주파 신호를 직교 분해하여 다른 계층의 고주파 신호와 다른 계층의 저주파 신호를 획득하고,
    상기 다른 계층의 고주파 신호를 제로 주파수 신호로 변환한 후 N 계수로 추출하는 단계로 되돌아가는 것을 특징으로 하는 신호 처리를 위한 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 처리 유닛은 또한,
    상기 본 계층의 고주파 신호를 제로 주파수 신호로 변환한 후 N 계수로 추출하기 전에 상기 제로 주파수 신호를 소정의 임계값보다 낮은 차수를 갖는 필터에 의해 필터링하는 것을 특징으로 하는 신호 처리를 위한 장치.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 처리 유닛은
    필터링을 통해 획득된 신호를 처리될 고주파 신호로 하고,
    상기 처리될 고주파 신호(또는 새로운 구주파 신호)를 X의 계수로 보간한 후에 보간된 신호의 스펙트럼를 시프팅하고, 시프트된 신호를 고주파 직교 필터에 입력하여 결합될 고주파 신호를 획득하고, 및 타겟 저주파 신호의 기저 대역 샘플링을 수행한 다음 샘플링된 신호를 저주파 직교 필터에 입력하여 결합될 저주파 신호를 획득하며, 상기 타겟 저주파 신호는 계층별로 직교하여 분해한 후에 획득된, 결합되지 않은 저주파 신호들 중 분해 계층이 가장 높은 저주파 신호이고,
    상기 결합될 고주파 신호와 상기 결합될 저주파 신호를 결합하여 결합된 신호를 획득하고,
    결합되지 않은 저주파 신호가 있는지를 판단하여 있으면 상기 결합된 신호를 처리될 새로운 고주파 신호로 하고 상기 처리될 새로운 고주파 신호를 X의 계수로 보간한 다음 보간된 신호의 스펙트럼를 시프팅하는 단계로 되돌아가고, 없으면 신호 결합을 종료하는 것을 특징으로 하는 신호 처리를 위한 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 처리 유닛은 또한,
    상기 처리될 고주파 신호(또는 새로운 고주파 신호)를 X의 계수로 보간한 후 스펙트럼를 시프팅하기 전에 처리될 고주파 신호의 IFFT를 수행하는 것을 특징으로 하는 신호 처리를 위한 장치.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 처리 유닛은 또한,
    타겟 저주파 신호의 기저 대역 샘플링을 수행한 후 기저 대역 샘플링된 저주파 신호 제로 패딩 방식으로 IFFT를 수행하고, 상기 신호에 주기적 전치 부호 (CP)를 추가하는 것을 특징으로 하는 신호 처리를 위한 장치.
  16. 제 10 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 처리 유닛은 원래 입력 신호를 계층별로 직교하여 분해하기 전에, 상기 원래 입력 신호의 FFT를 수행하는 것을 특징으로 하는 신호 처리를 위한 장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 처리 유닛은 또한
    필터링을 통해 획득된 신호 및 계층별로 직교하여 분해한 후 계층별로 획득된 저주파 신호를 직교 필터로 입력하여 신호를 결합한 후, 직교 필터에 의해 출력된 신호의 IFFT를 수행하는 것을 특징으로 하는 신호 처리를 위한 장치.
  18. 제 10 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 직교 필터는 고주파 직교 필터 및 저주파 직교 필터를 포함하고,
    상기 고주파 직교 필터는 전대역 필터에서 반대역 필터를 뺀 것이고,
    상기 저주파 직교 필터는 반대역 필터인 것을 특징으로 하는 신호 처리를 위한 장치.
  19. 컴퓨터 판독 가능 비 휘발성 저장 매체에 있어서, 상기 저장 매체는 컴퓨터 프로그램을 저장하고 상기 컴퓨터 프로그램이 프로세서에 의해 수행될 때, 상기 프로세서는 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 따른 방법을 수행하는, 컴퓨터 판독 가능 비 휘발성 저장 매체.
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