KR102511557B1 - 스펙트럼 채널화 기반의 실시간 신호발생장치 및 그 방법 - Google Patents

스펙트럼 채널화 기반의 실시간 신호발생장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

스펙트럼 채널화 기반의 실시간 신호발생장치는 주파수 대역을 구분한 복수의 채널별 디지털 신호를 주파수 성분으로 표현되는 복수의 채널별 스펙트럼으로 변환하는 복수의 스펙트럼 변환기, 상기 복수의 스펙트럼 변환기 각각에 의해 변환된 스펙트럼을 통합하여 통합 스펙트럼을 생성하는 스펙트럼 통합부, 상기 통합 스펙트럼의 분석 결과를 이용하여 교란 대상 주파수에 대한 교란 신호를 생성하는 교란 스펙트럼 생성부, 및 상기 통합 스펙트럼에 상기 교란 신호를 인가하여 송신 스펙트럼을 구성하는 교란 스펙트럼 인가부를 포함한다.

Description

스펙트럼 채널화 기반의 실시간 신호발생장치 및 그 방법{SPECTRUM CHANNELIZATION-BASED REAL-TIME SIGNAL GENERATOR AND METHOD THEREOF}
본 발명은 스펙트럼 채널화 기반의 실시간 신호발생장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 허가받지 않은 무선 신호를 실시간으로 차단하기 위한 스펙트럼 채널화 기반의 실시간 신호발생장치 및 그 방법에 관한 것이다.
다양한 무선기기들이 대중화됨에 따라 허가되지 않은 무선기기의 위험성이 증가하고 있다. 예를 들어, 허가받지 않은 무선 통신신호는 허가된 사용자의 무선 통신 품질을 저하시킬 수 있다. 공항과 같은 중요 시설에 의도된 또는 의도되지 않은 드론 활동은 인명 사고를 발생시킬 수 있다. 그러므로 이러한 무선 신호를 실시간으로 분석하고 필요시 효과적으로 차단할 수 있는 시스템이 요구된다.
기존의 무선 전파 교란 장치는 특정 주파수 대역에 정현파 또는 잡음 신호를 송신하거나, 수신된 신호를 무조건 반복 송신하는 방식을 사용하였다. 이 경우, 허가된 주파수 이용자들에 피해가 발생할 수 있다. 최근 문제가 되고 있는 드론의 제어에 사용되는 무선기기는 수 MHz에서 수 GHz에 이르기까지 매우 다양한 주파수를 사용하고 있다.
대드론 방어 등을 목적으로 광대역의 무선 신호를 수집하고 채널화하여 분석하고 허가받지 않은 무선 신호를 실시간으로 차단 가능한 시스템이 필요하다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 무선 신호를 수신하여 채널화된 스펙트럼으로 변환하고 신호처리를 통하여 효과적으로 대상 무선기기를 실시간으로 방해할 수 있는 스펙트럼 채널화 기반의 실시간 신호발생장치 및 그 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스펙트럼 채널화 기반의 실시간 신호발생장치는 주파수 대역을 구분한 복수의 채널별 디지털 신호를 주파수 성분으로 표현되는 복수의 채널별 스펙트럼으로 변환하는 복수의 스펙트럼 변환기, 상기 복수의 스펙트럼 변환기 각각에 의해 변환된 스펙트럼을 통합하여 통합 스펙트럼을 생성하는 스펙트럼 통합부, 상기 통합 스펙트럼의 분석 결과를 이용하여 교란 대상 주파수에 대한 교란 신호를 생성하는 교란 스펙트럼 생성부, 및 상기 통합 스펙트럼에 상기 교란 신호를 인가하여 송신 스펙트럼을 구성하는 교란 스펙트럼 인가부를 포함한다.
상기 스펙트럼 채널화 기반의 실시간 신호발생장치는 수신 신호를 상기 복수의 채널별 디지털 신호로 변환하는 복수의 아날로그-디지털 변환기를 더 포함할 수 있다.
상기 스펙트럼 통합부는 각 채널의 스펙트럼에서 인근 채널과 겹치는 하단 및 상단 스펙트럼을 제거한 후 통합하여 상기 통합 스펙트럼을 생성할 수 있다.
상기 스펙트럼 통합부는 상기 통합 스펙트럼의 주파수 성분을 표현하는 통합 인덱스를 산출할 수 있다.
상기 스펙트럼 채널화 기반의 실시간 신호발생장치는 상기 통합 스펙트럼을 실시간 전시하는 스펙트럼 전시 분석부를 더 포함할 수 있다.
상기 스펙트럼 전시 분석부는 사용자에 의해 설정되는 전시 인덱스에 따라 특정 범위의 통합 스펙트럼을 전시할 수 있다.
상기 스펙트럼 전시 분석부는 상기 통합 스펙트럼을 분석하여 허가된 신호 및 허가되지 않은 신호를 식별할 수 있다.
상기 교란 스펙트럼 생성부는 상기 허가된 신호의 보호대역에 대해서는 신호의 세기가 0 또는 최저 잡음 레벨의 신호를 생성하고, 상기 허가되지 않은 신호의 주파수에 해당하는 상기 교란 대상 주파수에 대한 상기 교란 신호를 생성할 수 있다.
상기 교란 스펙트럼 인가부는 상기 허가된 신호의 보호대역에 대해서는 세기가 0 또는 최저 잡음 레벨의 신호를 인가하고, 상기 허가되지 않은 신호의 주파수에 해당하는 상기 교란 대상 주파수에 대해서는 상기 교란 신호를 인가할 수 있다.
상기 스펙트럼 채널화 기반의 실시간 신호발생장치는 상기 송신 스펙트럼에 대해 채널별 스펙트럼 역변환을 수행하여 채널별 디지털 송신 신호로 변환하는 복수의 스펙트럼 역변환기를 더 포함할 수 있다.
상기 스펙트럼 채널화 기반의 실시간 신호발생장치는 상기 채널별 디지털 송신 신호를 아날로그의 송신 신호로 변환하는 복수의 디지털-아날로그 변환기를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 스펙트럼 채널화 기반의 실시간 신호발생방법은 주파수 대역을 구분한 복수의 채널별 디지털 신호를 주파수 성분으로 표현되는 복수의 채널별 스펙트럼으로 변환하는 단계, 상기 복수의 스펙트럼 변환기 각각에 의해 변환된 스펙트럼을 통합하여 통합 스펙트럼을 생성하는 단계, 및 상기 통합 스펙트럼에 교란 대상 주파수에 대한 교란 신호를 인가하여 송신 스펙트럼을 구성하는 단계를 포함한다.
각 채널의 스펙트럼에서 인근 채널과 겹치는 하단 및 상단 스펙트럼을 제거한 후 통합하여 상기 통합 스펙트럼을 생성할 수 있다.
상기 스펙트럼 채널화 기반의 실시간 신호발생방법은 상기 통합 스펙트럼을 실시간 전시하거나 사용자에 의해 설정되는 전시 인덱스에 따라 특정 범위의 통합 스펙트럼을 전시하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 스펙트럼 채널화 기반의 실시간 신호발생방법은 상기 통합 스펙트럼을 분석하여 허가된 신호 및 허가되지 않은 신호를 식별하는 단계, 및 상기 허가된 신호의 보호대역에 대해서는 신호의 세기가 0 또는 최저 잡음 레벨의 신호를 생성하고, 상기 허가되지 않은 신호의 주파수에 해당하는 상기 교란 대상 주파수에 대한 상기 교란 신호를 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 스펙트럼 채널화 기반의 실시간 신호발생방법은 상기 송신 스펙트럼에 대해 채널별 스펙트럼 역변환을 수행하여 채널별 디지털 송신 신호로 변환하는 단계, 및 상기 채널별 디지털 송신 신호를 아날로그의 송신 신호로 변환하여 송신하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 스펙트럼 채널화 기반의 실시간 신호발생장치 및 그 방법은 여러 주파수 대역에 존재하는 다수의 무선 신호를 일정 시간 간격으로 여러 채널을 통해 수집하고 스펙트럼으로 변환한 뒤 하나의 스펙트럼으로 통합함으로써 실시간으로 광대역의 신호를 탐지하고 전시할 수 있다. 그리고 신호 교란 주기 중 신호 수집 시간을 제외한 나머지 시간에 수집 신호에 대한 분석을 수행함으로써 허가되지 않은 신호를 특정할 수 있다. 허가된 신호에 대해서는 교란 신호를 송신하지 않음으로써 대상 기기에 영향을 주지 않고, 허가되지 않은 신호에 대해서는 교란 신호를 선별적으로 송신함으로써 비허가 무선 활동을 제지할 수 있다. 이를 통해 드론에 대한 방어가 가능하며, 불법 무선통신이 차단될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 스펙트럼 채널화 기반의 실시간 신호발생장치 및 그 방법을 사용함으로써, 무차별 교란 신호 송신에 따른 허가된 상용 무선기기에 대한 피해 및 성능 저하를 최소화할 수 있다. 또한, 짧은 시간 주기로 통신신호에 대한 수집, 분석 및 교란이 가능함으로써, 주파수를 수시로 변경하는 주파수 도약 신호에 대한 효과적인 대응이 가능하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스펙트럼 채널화 기반의 실시간 신호발생장치를 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스펙트럼 통합 과정을 나타내는 예시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 통합 스펙트럼을 나타내는 예시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 송신 스펙트럼을 나타내는 예시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 교란 주기를 나타내는 예시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 스펙트럼 채널화 기반의 실시간 신호발생방법을 나타내는 흐름도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하, 도 1 내지 5를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 스펙트럼 채널화 기반의 실시간 신호발생장치에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스펙트럼 채널화 기반의 실시간 신호발생장치를 나타내는 블록도이다.
도 1을 참조하면, 실시간 신호발생장치(100)는 무선기기의 무선 신호를 수신하여 채널화된 스펙트럼으로 변환하고 신호처리를 통하여 무선기기를 실시간으로 방해하기 위한 장치이다. 무선기기는 드론 제어기와 같이 허가되지 않은 무선 신호를 송신하는 기기를 포함할 수 있다.
실시간 신호발생장치(100)는 수신 안테나(101), 송신 안테나(102), 복수의 아날로그-디지털 변환기(analog-digital converter, ADC)(110-1, ..., 110-N), 복수의 스펙트럼 변환기(120-1, ..., 120-N), 스펙트럼 통합부(130), 스펙트럼 전시 분석부(140), 교란 스펙트럼 생성부(150), 교란 스펙트럼 인가부(160), 복수의 스펙트럼 역변환기(170-1, ..., 170-N) 및 복수의 디지털-아날로그 변환기(digital-analog converter, DAC)(180-1, ..., 180-N)를 포함한다.
복수의 아날로그-디지털 변환기(analog-digital converter, ADC)(110-1, ..., 110-N)는 수신 안테나(101)를 통해 수신되는 수신 신호(무선 신호)를 디지털 신호로 변환할 수 있다. 디지털 신호는 수신 신호가 디지털화된 시간영역의 신호이다.
복수의 스펙트럼 변환기(120-1, ..., 120-N)는 디지털화된 시간영역의 신호를 주파수 성분으로 표현되는 스펙트럼으로 변환할 수 있다.
이때, 복수의 아날로그-디지털 변환기(110-1, ..., 110-N)의 개수 및 복수의 스펙트럼 변환기(120-1, ..., 120-N)의 개수는 수신 주파수 대역에 따라 N개로 구성될 수 있다(N은 2 이상의 자연수). N개의 주파수 대역을 N개의 채널이라 할 수 있다. 즉, 수신 주파수 대역은 N개의 채널로 구분될 수 있고, N개의 아날로그-디지털 변환기(110-1, ..., 110-N)는 N개의 채널에 대응되고, N개의 아날로그-디지털 변환기(110-1, ..., 110-N) 각각은 대응하는 채널의 수신 신호를 디지털 신호로 변환할 수 있다. 다시 말해, 복수의 아날로그-디지털 변환기(110-1, ..., 110-N)는 수신 신호를 복수의 채널별 디지털 신호로 변환할 수 있다.
그리고 N개의 스펙트럼 변환기(120-1, ..., 120-N)는 N개의 아날로그-디지털 변환기(110-1, ..., 110-N)에 대응되고, N개의 스펙트럼 변환기(120-1, ..., 120-N) 각각은 대응하는 아날로그-디지털 변환기(110-1, ..., 110-N)로부터 전달되는 디지털화된 시간영역의 신호를 주파수 성분으로 표현되는 스펙트럼으로 변환할 수 있다. 즉, 복수의 스펙트럼 변환기(120-1, ..., 120-N)는 복수의 채널별 디지털 신호를 복수의 채널별 스펙트럼으로 변환할 수 있다.
N개의 채널에 해당하는 수신 신호는 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112021102523303-pat00001
여기서,
Figure 112021102523303-pat00002
는 전체 수신 신호이며,
Figure 112021102523303-pat00003
는
Figure 112021102523303-pat00004
번째 채널에 해당하는 수신 신호이다.
복수의 아날로그-디지털 변환기(110-1, ..., 110-N)를 통과한 신호는 이산적(discrete)으로
Figure 112021102523303-pat00005
으로 표현되고, 복수의 스펙트럼 변환기(120-1, ..., 120-N) 각각에 의해 변환된 스펙트럼 각각은 M1개, M2개, ..., MN개의 주파수 성분을 갖게 된다.
복수의 스펙트럼 변환기(120-1, ..., 120-N) 각각에 의해 변환된 스펙트럼
Figure 112021102523303-pat00006
은 수학식 2와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112021102523303-pat00007
스펙트럼 통합부(130)는 각 채널의 스펙트럼에서 인근 채널과 겹치는 하단 및 상단 스펙트럼을 제거한 후 스펙트럼들을 통합할 수 있다. 스펙트럼 통합에 대하여 도 2를 참조하여 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스펙트럼 통합 과정을 나타내는 예시도이다.
도 2에서는 채널 1, 채널 2, 채널 3의 스펙트럼을 통합하는 과정에 대하여 예시하고 있다. 채널 1의 스펙트럼은 M1개의 주파수 성분을 포함하고, 채널 2의 스펙트럼은 M2개의 주파수 성분을 포함하고, 채널 3이 M3개의 주파수 성분을 포함한다. 여기서는 3개의 채널 각각이 7개의 주파수 성분을 갖는 것을 예시하고 있다. 채널 1, 채널 2, 채널 3 각각에서 인근 채널과 겹치는 하단 및 상단 스펙트럼에 해당하는 좌우 2개씩의 스펙트럼을 제거한 후 남아있는 스펙트럼(점선으로 표시한 부분)을 통합하여 통합 스펙트럼이 생성될 수 있다.
하단 및 상단 스펙트럼이 제거된 통합된 i번째(i는 1 내지 M) 스펙트럼의 인덱스는 M1', M2', ..., MN'개를 가진다. 통합 스펙트럼은 통합 인덱스(1, ..., K)로 각 주파수 성분을 표현할 수 있으며, 스펙트럼 통합부(130)는 통합 스펙트럼
Figure 112021102523303-pat00008
을 수학식 3과 같이 산출할 수 있다.
Figure 112021102523303-pat00009
다시 도 1을 참조하면, 스펙트럼 전시 분석부(140)는 통합 스펙트럼을 실시간으로 전시할 수 있다. 통합 스펙트럼의 전시는 설정된 시간 주기마다 갱신되어 화면에 표시될 수 있다. 사용자에 의해 스펙트럼 전시 분석부(140)는 전시 인덱스를 설정할 수 있으며, 설정된 전시 인덱스에 따라 특정 범위의 통합 스펙트럼을 전시할 수 있다.
그리고 스펙트럼 전시 분석부(140)는 통합 스펙트럼을 분석하여 허가된 스펙트럼(신호) 및 허가되지 않은 스펙트럼(신호)을 식별할 수 있다. 통합 스펙트럼의 분석은 주파수 범위, 신호 발생 주기, 신호 존재 시간, 주파수 도약 패턴, I/Q 신호 특성, 변조 방식 등을 이용하여 이루어질 수 있다. 스펙트럼 전시 분석부(140)는 설정된 특정 범위의 통합 스펙트럼에 대하여 주파수 범위, 신호 발생 주기, 신호 존재 시간, 주파수 도약 패턴, I/Q 신호 특성, 변조 방식 등을 이용하여 허가된 신호(스펙트럼)와 허가되지 않은 신호(스펙트럼)를 식별할 수 있다. 허가된 신호의 주파수는 보호대역으로 설정되고, 허가되지 않은 신호의 주파수는 교란 대상으로 설정될 수 있다.
교란 스펙트럼 생성부(150)는 통합 스펙트럼의 분석 결과를 이용하여 허가된 신호의 보호대역에 대해서는 세기가 0 또는 최저 잡음 레벨인 신호를 생성하고, 교란 대상 주파수에 대해서는 다양한 형태의 재밍 신호(교란 신호)를 생성할 수 있다. 사용자에 의해 교란 대상 주파수에 대한 교란 신호의 종류(인위적으로 생성 가능한 모든 디지털 신호가 적용될 수 있음)가 설정될 수 있으며, 교란 스펙트럼 생성부(150)는 사용자에 의해 설정된 교란 신호를 생성할 수 있다.
교란 스펙트럼 인가부(160)는 통합 스펙트럼에 생성된 교란 신호를 인가한다. 즉, 교란 스펙트럼 인가부(160)는 통합 스펙트럼의 분석 결과에 따라 보호대역에 대해서는 세기가 0 또는 최저 잡음 레벨의 신호를 인가하고, 교란 대상 주파수에 대해서는 생성된 교란 신호를 인가할 수 있다. 교란 대상 주파수의 허가되지 않은 신호는 교란 신호로 대체될 수 있다. 보호대역의 신호는 0 또는 최저 잡음 레벨의 신호로 대체될 수 있다. 통합 스펙트럼에 교란 신호를 인가하는 과정에 대하여 도 3 및 4를 예로 들어 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 통합 스펙트럼을 나타내는 예시도이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 송신 스펙트럼을 나타내는 예시도이다.
도 3 및 4를 참조하면, 통합 스펙트럼의 분석 결과를 통해 5번과 6번 인덱스의 주파수에는 허가된 신호(인가 신호)가 수신되고, 8번과 10번 인덱스의 주파수에는 허가되지 않은 신호(비인가 신호)가 수신되는 것을 예시하고 있다.
스펙트럼 전시 분석부(140)의 분석 결과에 따라 통합 스펙트럼에서 5번과 6번 인덱스의 주파수를 보호대역으로 설정되고, 8번과 10번 인덱스의 주파수를 교란 대상으로 설정될 수 있다.
교란 스펙트럼 생성부(150)는 8번과 10번 인덱스의 주파수에 대하여 교란 신호를 생성할 수 있으며, 교란 스펙트럼 인가부(160)는 8번과 10번 인덱스의 주파수에 교란 신호를 인가하여 송신 스펙트럼을 구성할 수 있다. 5번과 6번 인덱스의 주파수에는 0 또는 최저 잡음 레벨의 신호가 인가되거나 송신 신호가 인가되지 않을 수 있다.
교란 대상의 인덱스 범위를 a 내지 b라 하고, 보호대역의 인덱스 범위를 c 내지 d라고 할 때, 교란 신호
Figure 112021102523303-pat00010
가 인가된 송신 스펙트럼
Figure 112021102523303-pat00011
은 수학식 4와 같이 표현될 수 있다.
Figure 112021102523303-pat00012
다시 도 1을 참조하면, 통합 스펙트럼에 인가된 교란 신호는 신호 송신을 위하여 각 채널로 분배되고, 복수의 스펙트럼 역변환기(170-1, ..., 170-N)는 송신 스펙트럼에 대해 채널별 스펙트럼 역변환을 수행하여 주파수 성분의 송신 스펙트럼을 채널별 디지털 송신 신호로 변환할 수 있다. 복수의 스펙트럼 역변환기(170-1, ..., 170-N)는 N개의 채널에 대응될 수 있다. 스펙트럼 역변환된 디지털 송신 신호
Figure 112021102523303-pat00013
은 수학식 5와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112021102523303-pat00014
복수의 디지털-아날로그 변환기(180-1, ..., 180-N) 각각은 복수의 스펙트럼 역변환기(170-1, ..., 170-N) 각각에 연결되어 스펙트럼 역변환된 채널별 디지털 송신 신호를 아날로그의 송신 신호로 변환할 수 있다. 송신 신호는 송신 안테나(102)를 통해 방사된다. 송신 신호는 허가되지 않은 신호에 대한 교란 신호를 포함하고 있고 허가된 신호에 대해서는 교란 신호를 포함하고 있지 않으므로, 허가된 무선 신호에 영향을 최소화하면서 비허가 무선 활동을 제지할 수 있다.
한편, 실시간 신호발생장치(100)는 실시간으로 교란 신호를 발생시키 위하여 짧은 교란 주기 동안 신호 수집, 신호 분석 및 교란 신호 발생 과정을 수행할 수 있으며, 교란 주기 동안의 과정을 반복 수행할 수 있다. 이에 대하여 도 5를 참조하여 설명한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 교란 주기를 나타내는 예시도이다.
도 5를 참조하면, 광대역 신호에 대한 스펙트럼 생성은 교란 주기마다 생성되는데, 교란 주기는 무선 신호를 수집하는 신호 수집 시간(t1), 수집된 신호를 분석하는 신호 분석 시간(t2), 분석된 신호를 바탕으로 교란 신호를 발생하는 교란 신호 발생 시간(t3)으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 교란 주기가 1ms일 경우, 신호 수집 시간(t1)은 0.1ms, 신호 분석 시간(t2)은 0.4ms, 교란 신호 발생 시간(t3)은 0.5ms로 설정될 수 있다. 0.1ms의 신호 수집 시간(t1) 동안 광대역의 무선 신호를 수신 및 수집하고, 0.4ms의 신호 분석 시간(t2) 동안 스펙트럼 변환 및 신호 분석이 이루어질 수 있다. 그리고 0.5ms의 교란 신호 발생 시간(t3) 동안 교란 신호가 생성 및 송신될 수 있다. 교란 주기, 신호 수집 시간(t1), 신호 분석 시간(t2) 및 교란 신호 발생 시간(t3)은 사용자의 설정에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 신호 수집 과정은 교란 주기마다 수행되고, 신호 분석 과정과 교란 신호 발생 과정은 선택적으로 수행될 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 스펙트럼 채널화 기반의 실시간 신호발생방법을 나타내는 흐름도이다.
도 6을 참조하면, 실시간 신호발생장치(100)는 광대역 신호를 채널화하여 수신한다(S110). 즉, 복수의 주파수 대역(채널)에 대응하는 복수의 아날로그-디지털 변환기(110-1, ..., 110-N)를 통하여 광대역 무선 신호가 복수의 주파수 대역으로 구분되어 디지털 신호로 변환될 수 있다. 그리고 복수의 주파수 대역(채널)에 대응하는 복수의 스펙트럼 변환기(120-1, ..., 120-N)를 통하여 채널별로 디지털 신호가 주파수 성분으로 표현되는 스펙트럼으로 변환될 수 있다.
실시간 신호발생장치(100)는 복수의 채널에 대한 스펙트럼을 통합하고 통합 스펙트럼의 인덱스를 산출할 수 있다(S120). 즉, 스펙트럼 통합부(130)에 의해 각 채널의 스펙트럼에서 인근 채널과 겹치는 하단 및 상단 스펙트럼이 제거된 후 하나의 통합 스펙트럼으로 통합될 수 있다. 그리고 통합 스펙트럼에서 주파수 성분별로 통합 인덱스가 주어질 수 있다.
실시간 신호발생장치(100)는 통합 스펙트럼을 실시간으로 전시하고 분석할 수 있다(S130). 즉, 스펙트럼 전시 분석부(140)에 의해 통합 스펙트럼이 사용자에게 실시간으로 전시될 수 있다. 사용자는 스펙트럼 전시 분석부(140)를 통해 전시 인덱스를 설정할 수 있고, 설정된 전시 인덱스에 따라 특정 범위의 통합 스펙트럼이 전시될 수 있다. 그리고 스펙트럼 전시 분석부(140)는 주파수 범위, 신호 발생 주기, 신호 존재 시간, 주파수 도약 패턴, I/Q 신호 특성, 변조 방식 등을 이용하여 통합 스펙트럼을 분석하여 허가된 스펙트럼(신호) 및 허가되지 않은 스펙트럼(신호)을 식별할 수 있다.
실시간 신호발생장치(100)는 통합 스펙트럼에 대한 분석 결과를 이용하여 교란 대상 주파수에 대해서 교란 스펙트럼을 생성할 수 있다(S140). 교란 스펙트럼 생성부(150)에 의해 허가된 신호의 보호대역에 대해서는 세기가 0 또는 최저 잡음 레벨인 신호가 생성되고, 교란 대상 주파수에 대해서는 다양한 형태의 교란 신호가 생성될 수 있다.
실시간 신호발생장치(100)는 통합 스펙트럼에 교란 신호를 인가하여 송신 스펙트럼을 구성하고, 송신 스펙트럼을 스펙트럼 역변환 및 디지털-아날로그 변환으로 송신 신호로 변환하여 방사함으로써 허가되지 않은 신호에 대하여 교란 신호를 송신할 수 있다(S150). 즉, 교란 스펙트럼 인가부(160)에 의해 통합 스펙트럼에서 교란 대상 주파수에 교란 신호가 인가되며, 보호대역에 대해서는 세기가 0 또는 최저 잡음 레벨의 신호가 인가되어 송신 스펙트럼이 구성될 수 있다. 그리고 복수의 스펙트럼 역변환기(170-1, ..., 170-N)와 복수의 디지털-아날로그 변환기(180-1, ..., 180-N)에 의해 송신 스펙트럼은 교란 신호를 포함한 아날로그의 송신 신호로 변환될 수 있고, 교란 신호를 포함한 송신 신호는 송신 안테나(102)를 통해 방사될 수 있다.
지금까지 참조한 도면과 기재된 발명의 상세한 설명은 단지 본 발명의 예시적인 것으로서, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
100: 실시간 신호발생장치
101: 수신 안테나
102: 송신 안테나
110-1, ..., 110-N: 아날로그-디지털 변환기
120-1, ..., 120-N: 스펙트럼 변환기
130: 스펙트럼 통합부
140: 스펙트럼 전시 분석부
150: 교란 스펙트럼 생성부
160: 교란 스펙트럼 인가부
170-1, ..., 170-N: 스펙트럼 역변환기
180-1, ..., 180-N: 디지털-아날로그 변환기

Claims (16)

  1. 주파수 대역을 구분한 복수의 채널별 디지털 신호를 주파수 성분으로 표현되는 복수의 채널별 스펙트럼으로 변환하는 복수의 스펙트럼 변환기;
    상기 복수의 스펙트럼 변환기 각각에 의해 변환된 스펙트럼을 통합하여 통합 스펙트럼을 생성하는 스펙트럼 통합부;
    상기 통합 스펙트럼의 분석 결과를 이용하여 교란 대상 주파수에 대한 교란 신호를 생성하는 교란 스펙트럼 생성부;
    상기 통합 스펙트럼에 상기 교란 신호를 인가하여 송신 스펙트럼을 구성하는 교란 스펙트럼 인가부;
    상기 송신 스펙트럼에 대해 채널별 스펙트럼 역변환을 수행하여 채널별 디지털 송신 신호로 변환하는 복수의 스펙트럼 역변환기; 및
    상기 채널별 디지털 송신 신호를 아날로그의 송신 신호로 변환하여 송신 안테나를 통해 방사하는 복수의 디지털-아날로그 변환기를 포함하고,
    상기 아날로그의 송신 신호는 허가되지 않은 신호에 대한 교란 신호를 포함하여 비허가 무선 활동을 제지하는 스펙트럼 채널화 기반의 실시간 신호발생장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    수신 신호를 상기 복수의 채널별 디지털 신호로 변환하는 복수의 아날로그-디지털 변환기를 더 포함하는 스펙트럼 채널화 기반의 실시간 신호발생장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 스펙트럼 통합부는 각 채널의 스펙트럼에서 인근 채널과 겹치는 하단 및 상단 스펙트럼을 제거한 후 통합하여 상기 통합 스펙트럼을 생성하는 스펙트럼 채널화 기반의 실시간 신호발생장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 스펙트럼 통합부는 상기 통합 스펙트럼의 주파수 성분을 표현하는 통합 인덱스를 산출하는 스펙트럼 채널화 기반의 실시간 신호발생장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 통합 스펙트럼을 실시간 전시하는 스펙트럼 전시 분석부를 더 포함하는 스펙트럼 채널화 기반의 실시간 신호발생장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 스펙트럼 전시 분석부는 사용자에 의해 설정되는 전시 인덱스에 따라 특정 범위의 통합 스펙트럼을 전시하는 스펙트럼 채널화 기반의 실시간 신호발생장치.
  7. 제5 항에 있어서,
    상기 스펙트럼 전시 분석부는 상기 통합 스펙트럼을 분석하여 허가된 신호 및 허가되지 않은 신호를 식별하는 스펙트럼 채널화 기반의 실시간 신호발생장치.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 교란 스펙트럼 생성부는 상기 허가된 신호의 보호대역에 대해서는 신호의 세기가 0 또는 최저 잡음 레벨의 신호를 생성하고, 상기 허가되지 않은 신호의 주파수에 해당하는 상기 교란 대상 주파수에 대한 상기 교란 신호를 생성하는 스펙트럼 채널화 기반의 실시간 신호발생장치.
  9. 제7 항에 있어서,
    상기 교란 스펙트럼 인가부는 상기 허가된 신호의 보호대역에 대해서는 세기가 0 또는 최저 잡음 레벨의 신호를 인가하고, 상기 허가되지 않은 신호의 주파수에 해당하는 상기 교란 대상 주파수에 대해서는 상기 교란 신호를 인가하는 스펙트럼 채널화 기반의 실시간 신호발생장치.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 주파수 대역을 구분한 복수의 채널별 디지털 신호를 주파수 성분으로 표현되는 복수의 채널별 스펙트럼으로 변환하는 단계;
    상기 복수의 스펙트럼 변환기 각각에 의해 변환된 스펙트럼을 통합하여 통합 스펙트럼을 생성하는 단계;
    상기 통합 스펙트럼에 교란 대상 주파수에 대한 교란 신호를 인가하여 송신 스펙트럼을 구성하는 단계;
    상기 송신 스펙트럼에 대해 채널별 스펙트럼 역변환을 수행하여 채널별 디지털 송신 신호로 변환하는 단계; 및
    상기 채널별 디지털 송신 신호를 아날로그의 송신 신호로 변환하여 송신하는 단계를 포함하고,
    상기 아날로그의 송신 신호는 허가되지 않은 신호에 대한 교란 신호를 포함하여 비허가 무선 활동을 제지하는 스펙트럼 채널화 기반의 실시간 신호발생방법.
  13. 제12 항에 있어서,
    각 채널의 스펙트럼에서 인근 채널과 겹치는 하단 및 상단 스펙트럼을 제거한 후 통합하여 상기 통합 스펙트럼을 생성하는 스펙트럼 채널화 기반의 실시간 신호발생방법.
  14. 제12 항에 있어서,
    상기 통합 스펙트럼을 실시간 전시하거나 사용자에 의해 설정되는 전시 인덱스에 따라 특정 범위의 통합 스펙트럼을 전시하는 단계를 더 포함하는 스펙트럼 채널화 기반의 실시간 신호발생방법.
  15. 제12 항에 있어서,
    상기 통합 스펙트럼을 분석하여 허가된 신호 및 허가되지 않은 신호를 식별하는 단계; 및
    상기 허가된 신호의 보호대역에 대해서는 신호의 세기가 0 또는 최저 잡음 레벨의 신호를 생성하고, 상기 허가되지 않은 신호의 주파수에 해당하는 상기 교란 대상 주파수에 대한 상기 교란 신호를 생성하는 단계를 더 포함하는 스펙트럼 채널화 기반의 실시간 신호발생방법.
  16. 삭제
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