KR20100088513A - Multi-channel down-converter and multi-channel down-converting method for generating narrowband channel using fast fourier transform - Google Patents

Multi-channel down-converter and multi-channel down-converting method for generating narrowband channel using fast fourier transform Download PDF

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KR20100088513A
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Abstract

PURPOSE: A multi-channel down-converter and a multi-channel down-converting method for generating a narrowband channel using fast Fourier transform are provided to reduce hardware complexity of the multi-channel down-converter or reduce an operation amount when realizing the multi-channel down-converter by a DSP(Digital Signal Processor). CONSTITUTION: A buffer(110) converts a broadband signal of a time domain into a data vector with a fixed length. A preprocessor(120) pre-processes the data vector saved in the buffer. An FFT(Fast Fourier Transform) processing unit(130) converts the pre-processed data vector into frequency domain data. A baseband processor(140) adds a frequency value in which a narrowband channel exists in the frequency domain data and converts the added value into a baseband.

Description

ＦＦＴ를 이용하여 협대역 채널을 생성하는 다중 채널 하향 변환기 및 다중 채널 하향 변환 방법{MULTI-CHANNEL DOWN-CONVERTER AND MULTI-CHANNEL DOWN-CONVERTING METHOD FOR GENERATING NARROWBAND CHANNEL USING FAST FOURIER TRANSFORM}[0001] MULTI-CHANNEL DOWN-CONVERTER AND MULTI-CHANNEL DOWN-CONVERTING METHOD FOR GENERATING NARROWBAND CHANNEL USING FAST FOURIER TRANSFORM [0002] FIELD OF THE INVENTION [0003]

본 발명은 FFT를 이용하여 다중 채널 하향 변환기를 구현하는 방법과 다중 채널 협대역 채널을 생성하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for implementing a multi-channel down-converter using FFT and a method for generating a multi-channel narrow-band channel.

본 발명은 지식경제부의 IT원천기술개발 사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호: 2008-F-012-01, 과제명: 유비쿼터스 전파 측정 및 감시기술개발].The present invention is derived from the research carried out as part of the IT original technology development project of the Ministry of Knowledge Economy [Task Control Number: 2008-F-012-01, Project Title: Development of Ubiquitous Radio Measurement and Surveillance Technology].

무선 통신에서 사용되는 수신기는 특정 주파수만을 수신하도록 설계되어 있다. 그러나, 전파 환경 측정 시스템과 같이 일부 특수 목적의 무선 수신 시스템에서는 주어진 광대역 주파수 대역 내에 존재하는 모든 협대역 채널을 동시에 분석해야 한다. 이와 같이 다수 개의 협대역 채널을 동시에 분석해야 하는 시스템은 '다중 채널 분석 시스템'으로 해석될 수 있다.Receivers used in wireless communications are designed to receive only specific frequencies. However, in some special-purpose radio receiving systems, such as radio wave environment measurement systems, all narrowband channels that exist within a given wideband frequency band must be analyzed simultaneously. A system that simultaneously analyzes a plurality of narrowband channels can be interpreted as a 'multi-channel analysis system'.

일반적인 다중 채널 분석 시스템은 입력 신호를 RF 하향 변환기를 이용하 여, 시스템이 담당하는 광대역 주파수 영역만큼 필터링 한 후 IF 주파수 대역으로 변환한다. 다음으로, A/D 변환기에서 디지털로 변환된 입력 신호는 디지털 I/Q 복조기에서 주파수 천이(shift)하고, 동시에 복소 신호로 변환 후 다중 채널 하향 변환기로 전송한다. A typical multi-channel analysis system uses an RF down-converter to filter the input signal for the wide frequency range covered by the system and convert it to the IF frequency band. Next, the input signal converted into the digital signal by the A / D converter is shifted in frequency by a digital I / Q demodulator, and simultaneously converted into a complex signal and transmitted to the multi-channel down converter.

따라서, 다중 채널 하향 변환기는 시간 영역의 광대역 신호로부터 다수 개의 독립적인 협대역 채널들을 추출하는 기능을 담당한다.Accordingly, the multi-channel down-converter is responsible for extracting a plurality of independent narrow-band channels from the wide-band signal in the time domain.

다수개의 독립적인 협대역 채널들을 추출하는 기능을 담담하는 다중 채널 하향 변환기는, 일반적으로 디지털 하향 변환기를 여러 개 동시에 이용함으로써, 구현이 가능하다.A multi-channel down-converter, which is capable of extracting a plurality of independent narrow-band channels, can be implemented by using a plurality of digital down-converters in general at the same time.

디지털 하향 변환기는 일반적인 하향 변환기 형태를 가진 것으로, 입력 신호에 캐리어 주파수에 해당하는 복소 사인파를 곱하여 원하는 협대역 채널을 기저대역으로 변환한 후, 다시 FIR 필터링을 통하여 원하는 협대역 채널만 추출하고 데시메이션(decimation)을 통하여 신호 대역폭에 적합한 샘플링 주파수로 변환한다. 이 때 FIR필터 대신 구현이 간단한 IIR 필터를 사용하는 경우와 필터링과 decimation과정을 반복해서 수행하므로써 협대역 채널을 추출하는 경우도 있다.The digital down-converter has a general down-converter type. After converting a desired narrow-band channel to a baseband by multiplying an input signal by a complex sine wave corresponding to a carrier frequency, the desired down- to a sampling frequency suitable for the signal bandwidth through decimation. In this case, instead of the FIR filter, a simple IIR filter may be used and a narrowband channel may be extracted by repeating the filtering and decimation processes.

이 방식을 이용할 경우, 동시에 얻고자 하는 협대역 채널 수가 N개이면 총 N개의 디지털 하향 변환기가 필요하게 된다. 그러나, 일반적으로 FIR 필터는 하드웨어 구현 시 많은 논리 회로가 필요하므로 이 방식은 협대역 채널 수가 증가할수록 시스템 크기와 가격이 급격히 증가하는 문제가 있다.When this method is used, a total of N digital down converters are required if the number of narrow-band channels to be obtained simultaneously is N. However, since the FIR filter requires a lot of logic circuits in the hardware implementation, there is a problem that the system size and cost increase sharply as the number of narrowband channels increases.

본 발명의 일실시예에 따른 것으로 다중 채널 하향 변환기의 하드웨어 복잡도를 줄이거나, 다중 채널 하향 변환기를 DSP를 이용하여 구현할 때 연산량을 줄이는 것을 목적으로 한다.In order to reduce the hardware complexity of a multi-channel down-converter or to implement a multi-channel down-converter using a DSP, an object of the present invention is to reduce the amount of operation.

상기의 목적을 달성하고 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 일실시예에 따른 다중 채널 하향 변환기는 시간 영역의 광대역 신호를 일정 길이를 갖는 데이터 벡터로 저장하는 버퍼, 상기 버퍼에 저장된 데이터 벡터에 대하여 전처리를 수행하는 전처리기, 상기 전처리된 데이터 벡터를 주파수 영역 데이터로 변환하는 FFT(Fast Fourier Transform) 처리부, 및 상기 주파수 영역 데이터에서 협대역 채널이 존재하는 주파수 값을 합산한 후 기저대역으로 변환하는 기저대역 처리부를 포함한다.In order to achieve the above objects and to solve the problems of the related art, a multi-channel down-converter according to an embodiment of the present invention includes a buffer for storing a wide-band signal in a time domain as a data vector having a predetermined length, A Fast Fourier Transform (FFT) processor for transforming the preprocessed data vector into frequency domain data, and a baseband processor for summing the frequency values of the narrowband channel in the frequency domain data, Into a baseband signal.

본 발명의 일실시예에 따른 다중 채널 하향 변환 방법은 시간 영역의 광대역 신호를 일정 길이를 갖는 데이터 벡터로 변환하여 저장하는 단계, 상기 버퍼에 저장된 데이터 벡터를 전처리하는 단계, 상기 전처리된 데이터 벡터를 주파수 영역 데이터로 변환하는 단계, 및 상기 주파수 영역 데이터에서 협대역 채널이 존재하는 주파수 값을 합산한 후 기저대역으로 변환하는 단계를 포함한다.A multi-channel down-conversion method according to an exemplary embodiment of the present invention includes converting a broadband signal in a time domain into a data vector having a predetermined length, storing the vector, pre-processing the data vector stored in the buffer, Converting the frequency domain data into frequency domain data, and summing the frequency values in which the narrowband channel exists in the frequency domain data, and converting the summed value into baseband.

본 발명에 따르면, 기존 다중 채널 하향 변환기의 하드웨어 복잡도를 현저하 게 줄일 수 있고, 다중 채널 하향 변환기를 DSP(Digital Signal Processing)로 구현 시 연산량을 현저히 줄일 수 있다.According to the present invention, the hardware complexity of a conventional multi-channel down-converter can be greatly reduced, and the amount of operation can be significantly reduced when a multi-channel down-converter is implemented by a DSP (Digital Signal Processing).

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고, 본 명세서에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명의 바람직한 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.In the following description of the present invention, detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear. The terminologies used herein are terms used to properly represent preferred embodiments of the present invention, which may vary depending on the user, the intent of the operator, or the practice of the field to which the present invention belongs. Therefore, the definitions of these terms should be based on the contents throughout this specification. Like reference symbols in the drawings denote like elements.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 다중 채널 하향 변환기(100)를 설명하는 블록도이다.1 is a block diagram illustrating a multi-channel down converter 100 according to an embodiment of the present invention.

다중 채널 하향 변환기(100)는 버퍼(110), 전처리기(120), FFT 처리부(130), 및 다수 개의 기저대역 처리부(140)를 포함한다.The multi-channel down converter 100 includes a buffer 110, a preprocessor 120, an FFT processor 130, and a plurality of baseband processors 140.

먼저, 버퍼(110)는 시간 영역의 광대역 신호를 저장한다.First, the buffer 110 stores a wide-band signal in a time domain.

이 때, 버퍼(110)는 시간에 대하여 연속적으로 입력되는 시간 영역의 광대역 신호를 저장하고 일정 시간 간격으로 데이터 벡터를 출력한다.At this time, the buffer 110 stores a time-domain wideband signal continuously input with respect to time and outputs a data vector at predetermined time intervals.

다시 말해, 버퍼(110)는 광대역 신호를 일정 길이를 갖는 데이터 벡터로 변 환하고, 일정 시간 간격으로 출력하여 전처리기(120)의 입력으로 제공할 수 있다.In other words, the buffer 110 may convert the wideband signal into a data vector having a predetermined length, output it at predetermined time intervals, and provide it as an input to the preprocessor 120.

본 발명의 일실시예에 따른 데이터 벡터(XK)는 수학식1과 같이 표현될 수 있다.The data vector (X K ) according to an embodiment of the present invention can be expressed as Equation (1).

Figure 112009036015525-PAT00001
Figure 112009036015525-PAT00001

여기에서

Figure 112009036015525-PAT00002
는 버퍼(110)로 입력되는 복소 형태의 시간 영역의 광대역 신호에 대한 샘플을 의미하고,
Figure 112009036015525-PAT00003
은 광대역 데이터 벡터를 생성하는 주기를 샘플 단위로 나타낸 것이다. 이 경우 버퍼는
Figure 112009036015525-PAT00004
샘플마다 길이가 M인 데이터 벡터를 출력한다.From here
Figure 112009036015525-PAT00002
Denotes a sample of a complex type time domain wideband signal input to the buffer 110,
Figure 112009036015525-PAT00003
Represents a cycle of generating a wideband data vector in units of samples. In this case,
Figure 112009036015525-PAT00004
And outputs a data vector of length M for each sample.

다음으로, 전처리기(120)는 버퍼(110)에 저장된 데이터 벡터를 전처리한다.Next, the preprocessor 120 preprocesses the data vector stored in the buffer 110.

예를 들어, 전처리기(120)는 상기 저장된 데이터 벡터에 윈도우 함수를 곱셈연산하고, 쉬프트 연산함으로써, 전처리를 수행할 수 있다. 구체적으로, 수학식2에 표시된 것처럼, 광대역 데이터 벡터에 윈도우 함수를 곱셈 연산한 후에 M/2만큼 원형 천이(circular shifting)을 수행함으로써, 전처리를 수행할 수 있다.For example, the preprocessor 120 may perform preprocessing by multiplying the stored data vector by a window function and performing a shift operation. Specifically, as shown in Equation (2), a preprocess can be performed by multiplying a wideband data vector by a window function and performing circular shifting by M / 2.

Figure 112009036015525-PAT00005
Figure 112009036015525-PAT00005

여기에서

Figure 112009036015525-PAT00006
은 모듈러 연산을 의미하며,
Figure 112009036015525-PAT00007
는 윈도우 함수를 의미한다. From here
Figure 112009036015525-PAT00006
Is a modular operation,
Figure 112009036015525-PAT00007
Means a window function.

전처리를 위해 상기 데이터 벡터에 곱셈 연산되는 윈도우 함수는 채널 간 간섭을 감소시키기 위한 것으로 일반적인 신호처리 기법에서 사용하는 해밍(hamming) 윈도우 함수, 해닝(hanning) 윈도우 함수, 및 블랙만(Blackman) 윈도우 함수 중에서 어느 하나의 윈도우 함수를 사용할 수 있다. 길이가 N인 해닝 윈도우를 사용할 경우 윈도우 함수는 수학식3에서와 같이 표현될 수 있다.The window function multiplied by the data vector for preprocessing is used to reduce interchannel interference. The window function is used for a hamming window function, a hanning window function, and a Blackman window function Any one of the window functions can be used. When a Hanning window of length N is used, the window function can be expressed as in Equation (3).

Figure 112009036015525-PAT00008
Figure 112009036015525-PAT00008

(상기 g(m)은 상기 윈도우 함수의 m번째 요소 값을 의미한다.).(G (m) denotes an m-th element value of the window function).

FFT 처리부(130)은 상기 전처리된 데이터 벡터를 주파수 영역 데이터로 변환한다. 구체적으로, FFT 처리부(130)은 전처리기(120)의 출력 데이터 벡터,

Figure 112009036015525-PAT00009
에 대하여 FFT를 수행하여 주파수 영역 데이터로 변환한다. 이 때 k번째 시간 영역 데이터 벡터 FFT하여 구한 주파수 영역 데이터 벡터는 수학식4와 같이 표현할 수 있다. The FFT processor 130 converts the preprocessed data vector into frequency domain data. Specifically, the FFT processing unit 130 generates an output data vector of the preprocessor 120,
Figure 112009036015525-PAT00009
And performs FFT on the frequency domain data. In this case, the frequency domain data vector obtained by FFT of the k-th time domain data vector can be expressed by Equation (4).

Figure 112009036015525-PAT00010
Figure 112009036015525-PAT00010

여기에서 상기 M은 상기 버퍼에 저장되는 데이터 벡터의 길이이고, 상기 l은 주파수 번호로 해석될 수 있다.Here, M is a length of a data vector stored in the buffer, and 1 can be interpreted as a frequency number.

기저대역 처리부(140)는 상기 주파수 영역 데이터 벡터 중 협대역 채널이 존재하는 주파수 값을 합산한 후 기저대역으로 변환한다. The baseband processor 140 adds the frequency values of the frequency domain data vectors to the baseband.

기저대역 처리부(140)는 도 2에서 보다 구체적으로 설명한다.The baseband processing unit 140 will be described in more detail with reference to FIG.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 기저대역 처리부(200)를 구체적으로 설명하는 블록도이다.FIG. 2 is a block diagram specifically illustrating a baseband processor 200 according to an embodiment of the present invention.

기저대역 처리부(200)는 선택적 합산기(210), 복소 사인파 생성기(220), 및 복수 곱셈기(230)를 포함한다.The baseband processing unit 200 includes an optional summer 210, a complex sine wave generator 220, and a plurality of multipliers 230.

먼저, 선택적 합산기(210)는 상기 주파수 영역의 데이터 벡터에서 협대역 채널이 존재하는 일부 주파수 값들을 모두 합하여 합산 값을 생성하고, 복소 사인파 생성기(220)는 복소 사인파를 생성하며, 복소 곱셈기(230)는 상기 생성된 합산 값과 상기 생성된 복소 사인파를 복소 곱셈 연산하여 기저대역으로 변환하는 기능을 수행한다.First, the selective adder 210 generates a sum value by summing all the frequency values in which the narrowband channel exists in the data vector in the frequency domain. The complex sine wave generator 220 generates a complex sine wave, 230 performs a complex multiplication operation on the generated summed value and the generated complex sine wave to convert the complex sine wave into a baseband.

구체적으로, 선택적 합산기(210)는 수학식 5를 이용하여 원하는 협대역 채널이 존재하는 주파수 값들을 합산하여 합산 값(y k )을 생성할 수 있다.Specifically, the selective adder 210 may use Equation (5) to generate a summation value (y k ) by summing the frequency values in which the desired narrowband channel exists.

Figure 112009036015525-PAT00011
Figure 112009036015525-PAT00011

이때, 상기

Figure 112009036015525-PAT00012
는 주파수 영역에서 원하는 신호가 존재하는 주파수 번호(l) 를 원소로 하는 집합으로 해석될 수 있다. 다시 말해,
Figure 112009036015525-PAT00013
는 주파수 영역에서 원하는 신호가 존재하는 주파수 번호(l)를 원소로 하는 집합이다. 예를 들어, 협대역 채널이
Figure 112009036015525-PAT00014
에 존재한다면
Figure 112009036015525-PAT00015
가 될 수 있다.At this time,
Figure 112009036015525-PAT00012
Can be interpreted as a set of elements having a frequency number ( l ) in which a desired signal exists in the frequency domain. In other words,
Figure 112009036015525-PAT00013
Is a set of elements having a frequency number ( l ) in which a desired signal exists in the frequency domain. For example, if a narrowband channel
Figure 112009036015525-PAT00014
If present in
Figure 112009036015525-PAT00015
.

또한, 복소 곱셈기(230)의 출력 값(Zk)은 수학식 6와 같이, 선택적 합산기(210)의 합산 값(y k )과, 복소 사인파 생성기(220)의 복소 사인파의 곱셈연산으로 정의될 수 있다.Also, the output value Z k of the complex multiplier 230 is given by Equation (6) May be defined as a multiplication operation of the complex sine wave of the complex sine wave generator 220 and the sum value y k .

구체적으로, 선택적 합산기(210)의 출력 y k 는 시간 영역의 광대역 신호를 밴드패스(band pass) 필터링을 한 것과 동일한 밴드 패스 신호이다. 따라서, 선택적 합산기(210)의 출력 신호를 기저대역으로 변환하기 위해서는 수학식 6와 같이 복소 사인파 생성기(220)에서 생성된 복소 사인파와 곱해주는 과정이 필요하다.Specifically, the output y k of the selective summer 210 is the same band-pass signal as that obtained by band-pass filtering the wide-band signal in the time domain. Therefore, in order to convert the output signal of the selective adder 210 to the baseband, a process of multiplying the complex sine wave generated by the complex sine wave generator 220 is required.

Figure 112009036015525-PAT00016
Figure 112009036015525-PAT00016

이때, 상기

Figure 112009036015525-PAT00017
는 협대역 채널의 중심 주파수에 해당하는 주파수 번호로서 정수뿐만 아니라 소수가 될 수 있으며, 상기
Figure 112009036015525-PAT00018
은 수학식1에서와 동일한 값으로 주파수 영역 데이터 벡터를 생성하는 샘플 간격이고, 상기 M은 상기 버퍼에서 출력되는 데이터 벡터의 길이로 해석될 수 있다At this time,
Figure 112009036015525-PAT00017
Is a frequency number corresponding to the center frequency of the narrowband channel and may be an integer as well as a prime number,
Figure 112009036015525-PAT00018
Is a sample interval for generating a frequency domain data vector with the same value as in Equation 1 and M can be interpreted as the length of a data vector output from the buffer

결국, 본 발명의 일실시예에 따른 다중 채널 하향 변환기를 이용하면, 기존 의 FIR 필터링 기반의 다중 채널 하향 변환기에서 협대역 채널 개수만큼 필터링을 수행하는 것과 달리, 단 한번의 FFT 연산만으로 필터링 효과를 얻을 수 있으므로 협대역 채널 개수가 많은 경우에는 계산량을 현저히 줄일 수 있다. 따라서, 다중 채널 하향변화기를 하드웨어로 구현할 때 하드웨어의 복잡도를 현저하게 줄일 수 있으며, 그에 따른 비용 절감이 가능하다.As a result, unlike the conventional FIR filtering-based multi-channel down-converter, which performs filtering by the number of narrowband channels using the multi-channel down converter according to an embodiment of the present invention, So that the calculation amount can be significantly reduced when the number of narrow-band channels is large. Therefore, when the multi-channel down-converter is implemented in hardware, the hardware complexity can be remarkably reduced and the cost can be reduced accordingly.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 다중 채널 하향 변환 방법을 설명하는 흐름도이다.3 is a flowchart illustrating a multi-channel down-conversion method according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 다중 채널 하향 변환 방법은 시간에 대하여 연속적으로 들어오는 시간 영역의 광대역 신호를 버퍼에 저장한다(단계 301).Referring to FIG. 3, a multi-channel down-conversion method according to an exemplary embodiment of the present invention stores a wide-band signal in a time domain that continuously arrives with respect to time (step 301).

다음으로, 본 발명의 일실시예에 따른 다중 채널 하향 변환 방법은 버퍼에서 M개의 데이터 벡터를 추출하고(단계 302), 상기 추출된 데이터 벡터에 대하여 전처리를 수행한다(303).Next, a multi-channel down-conversion method according to an embodiment of the present invention extracts M data vectors from a buffer (step 302) and performs a pre-processing on the extracted data vectors (step 303).

이때, 본 발명의 일실시예에 따른 다중 채널 하향 변환 방법은 상기 추출된 데이터 벡터에 윈도우 함수를 곱셈연산하고, 이후 원형 천이(circular shifting)하여 전처리를 수행할 수 있다. 일반적으로, 상기 원형 천이는 상기 추출된 데이터 벡터의 길이 M의 1/2만큼 천이할 수 있다.At this time, in the multi-channel down-conversion method according to an embodiment of the present invention, the extracted data vector may be multiplied by a window function, and then subjected to circular preprocessing. In general, the circular transition can be shifted by 1/2 of the length M of the extracted data vector.

이어서, 본 발명의 일실시예에 따른 다중 채널 하향 변환 방법은 상기 전처리 수행된 M개의 데이터 벡터를 주파수 영역으로 변환한다(단계 304). 이때, 주파수 영역으로의 변환은 FFT(Fast Fourier Transform)을 이용할 수 있다.Then, the multi-channel down-conversion method according to an embodiment of the present invention converts the pre-processed M data vectors into a frequency domain (step 304). At this time, an FFT (Fast Fourier Transform) can be used for the conversion into the frequency domain.

또한, 주파수 영역으로의 변환과 더불어, 본 발명의 일실시예에 따른 다중 채널 하향 변환 방법은 협대역 채널, 즉 협대역 채널의 개수만큼 선정된 동작을 반복하기 위해서, 카운팅 변수 nch를 0으로 초기화한다.In addition, in addition to the conversion into the frequency domain, the multi-channel down-conversion method according to an embodiment of the present invention may be configured such that the counting variable n ch is set to 0 in order to repeat the operation selected by the number of the narrow- Initialize.

다음으로, 본 발명의 일실시예에 따른 다중 채널 하향 변환 방법은 상기 카운팅 변수와 협대역 채널의 개수를 비교하여(단계 305), 카운팅 변수가 협대역 채널의 개수보다 작은 경우에 단계 306으로 분기한다.Next, the multi-channel down-conversion method according to an embodiment of the present invention compares the counting variable with the number of narrow-band channels (step 305). If the counting variable is smaller than the number of narrow-band channels, do.

즉, 본 발명의 일실시예에 따른 다중 채널 하향 변환 방법은 협대역 채널이 존재하는 주파수 값들을 합산하고(단계 306), 연이어 합산된 상기 주파수 값들을 기저대역으로 변환한다. 또한, 상기 카운팅 변수 nch를 1로 증가시키고, 단계 305의 비교 단계로 분기한다.That is, in the multi-channel down-conversion method according to an embodiment of the present invention, the frequency values in which the narrowband channel exists are summed (step 306), and the frequency values subsequently added are converted into the baseband. Further, the counting variable nch is incremented by one, and the process branches to the comparing step of step 305. [

구체적으로, 단계 306에서는 수학식 5와 같이 원하는 협대역 채널이 존재하는 주파수 영역 데이터를 더하고, 단계 307에서는 수학식 6과 같이 복소 하향 변환을 수행하여 협대역 채널을 기저대역으로 변환하고 해당 협대역 채널 메모리에 저장할 수 있다.Specifically, in step 306, frequency-domain data having a desired narrow-band channel is added as shown in Equation (5), and in step 307, a complex down-conversion is performed as in Equation (6) It can be stored in the channel memory.

또한, 본 발명의 다른 일실시예에 따른 다중 채널 하향 변환 방법은 상기 카운팅 변수와 협대역 채널의 개수를 비교하여(단계 305), 카운팅 변수가 협대역 채널의 개수보다 큰 경우에 단계 301로 분기한다. 즉, 생성하고자 하는 협대역 채널에 대한 데이터 생성이 완료되면 다음 샘플 생성을 위하여 단계 301을 수행한다.In the multi-channel down-conversion method according to another embodiment of the present invention, the counting variable is compared with the number of narrow-band channels (step 305). If the counting variable is greater than the number of narrow- do. That is, when data generation for the narrowband channel to be generated is completed, step 301 is performed to generate the next sample.

결국, 본 발명의 일실시예에 따른 다중 채널 하향 변환 방법을 이용하면, 협대역 채널 개수가 아무리 증가하여도 단 한번의 FFT 연산만으로 필터링을 대체할 수 있기 때문에 기존 다중 채널 하향 변환기의 하드웨어 복잡도를 현저하게 줄일 수 있다.As a result, by using the multi-channel down-conversion method according to an embodiment of the present invention, filtering can be replaced by only a single FFT operation regardless of the increase of the number of narrowband channels, Can be significantly reduced.

본 발명의 일실시예에 따른 다중 채널 하향 변환 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.The multi-channel down-conversion method according to an embodiment of the present invention may be implemented in the form of a program command that can be executed through various computer means and recorded in a computer-readable medium. The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, and the like, alone or in combination. The program instructions recorded on the medium may be those specially designed and constructed for the present invention or may be available to those skilled in the art of computer software. Examples of computer-readable media include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tape; optical media such as CD-ROMs and DVDs; magnetic media such as floppy disks; Magneto-optical media, and hardware devices specifically configured to store and execute program instructions such as ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include machine language code such as those produced by a compiler, as well as high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware devices described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the present invention, and vice versa.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.While the invention has been shown and described with reference to certain preferred embodiments thereof, it will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. This is possible.

그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be determined by the equivalents of the claims, as well as the claims.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 다중 채널 하향 변환기를 설명하는 블록도이다.1 is a block diagram illustrating a multi-channel down converter according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 기저대역 처리부를 구체적으로 설명하는 블록도이다.2 is a block diagram specifically illustrating a baseband processor according to an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 다중 채널 하향 변환 방법을 설명하는 흐름도이다.3 is a flowchart illustrating a multi-channel down-conversion method according to an embodiment of the present invention.

Claims (9)

시간 영역의 광대역 신호를 일정 길이를 갖는 데이터 벡터로 변환하여 저장하는 버퍼;A buffer for converting a wideband signal in a time domain into a data vector having a predetermined length and storing the data vector; 상기 버퍼에 저장된 데이터 벡터에 대하여 전처리를 수행하는 전처리기;A preprocessor for pre-processing the data vector stored in the buffer; 상기 전처리된 데이터 벡터를 주파수 영역 데이터로 변환하는 FFT(Fast Fourier Transform) 처리부; 및An FFT (Fast Fourier Transform) processor for converting the preprocessed data vector into frequency domain data; And 상기 주파수 영역 데이터에서 협대역 채널이 존재하는 주파수 값을 합산한 후 기저대역으로 변환하는 기저대역 처리부A baseband processor for summing frequency values in which the narrowband channel is present in the frequency domain data and then converting the summed value into a baseband; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 채널 하향 변환기.Channel down-converter. 제1항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 기저대역 처리부는,Wherein the baseband processor comprises: 상기 주파수 영역으로 변환된 데이터 벡터 중에서 협대역 채널이 존재하는 주파수 값들을 합산하여, 합산 값을 생성하는 선택적 합산기;An optional summer for summing frequency values in which the narrowband channel exists among the data vectors converted into the frequency domain to generate a summation value; 복소 사인파를 생성하는 복소 사인파 생성기; 및A complex sine wave generator for generating a complex sine wave; And 상기 생성된 합산 값과 상기 생성된 복소 사인파를 복소 곱셈 연산하여 상기 데이터 벡터 중에서 적어도 일부를 기저대역으로 변환하도록 하는 복소 곱셈기A complex multiplier for performing a complex multiplication of the generated sum value and the generated complex sine wave to convert at least a part of the data vector to a baseband, 를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 채널 하향 변환기.Channel down-converter. 제1항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 버퍼에 저장되는 상기 데이터 벡터는 하기 수학식 1로 표현되는 것을 특징으로 하는 다중 채널 하향 변환기.Wherein the data vector stored in the buffer is expressed by Equation (1): < EMI ID = 1.0 > [수학식1][Equation 1]
Figure 112009036015525-PAT00019
Figure 112009036015525-PAT00019
 (상기
Figure 112009036015525-PAT00020
은 상기 버퍼로 입력되는 광대역 복소신호이고, 상기
Figure 112009036015525-PAT00021
는 상기 시간 영역의 광대역 신호에서 상기 데이터 벡터를 생성하는 샘플링 단위이며, 상기 M은 상기 버퍼에 저장되는 데이터 벡터의 길이임).(remind
Figure 112009036015525-PAT00020
Is a wideband complex signal input to the buffer,
Figure 112009036015525-PAT00021
Is a sampling unit for generating the data vector in the time domain wideband signal, and M is a length of a data vector stored in the buffer. 제1항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 전처리기는, The pre- 상기 저장된 데이터 벡터에 윈도우 함수를 곱셈연산하고, 원형 천이(circular shifting) 연산하여 전처리하는 것을 특징으로 하는 다중 채널 하향 변환기.Multiplies the stored data vector by a window function, performs a circular shifting operation, and preprocesses the vector data. 제4항에 있어서,5. The method of claim 4, 상기 윈도우 함수는 해닝(hanning) 윈도우 함수이고, 하기 수학식 2로 표현되는 것을 특징으로 하는 다중 채널 하향 변환기.Wherein the window function is a hanning window function and is expressed by the following equation (2). [수학식2]&Quot; (2) "
Figure 112009036015525-PAT00022
Figure 112009036015525-PAT00022
 (상기
Figure 112009036015525-PAT00023
(m)은 상기 윈도우 함수의 m번째 요소 값을 의미하고, 상기 N은 협대역 채널의 수를 나타냄).(remind
Figure 112009036015525-PAT00023
(m) denotes the m-th element value of the window function, and N denotes the number of narrowband channels. 제2항에 있어서,3. The method of claim 2, 상기 선택적 합산기는 수학식 3을 이용하여 상기 협대역 채널이 존재하는 주파수 값들을 합산하여 합산 값(y k )을 생성하는 것을 특징으로 하는 다중 채널 하향 변환기.Wherein the selective adder generates a summation value (y k ) by summing frequency values in which the narrowband channel exists using Equation (3). [수학식3]&Quot; (3) "
Figure 112009036015525-PAT00024
Figure 112009036015525-PAT00024
 (상기
Figure 112009036015525-PAT00025
는 주파수 영역에서 원하는 신호가 존재하는 주파수 번호(l)를 원소로 하는 집합임).(remind
Figure 112009036015525-PAT00025
Is a set of elements having a frequency number ( l ) in which a desired signal exists in the frequency domain). 제6항에 있어서,The method according to claim 6, 상기 복소 곱셈기의 출력 값(Zk)은 수학식 4와 같이, 상기 선택적 합산기의 합산 값(y k )과, 상기 복소 사인파 생성기의 상기 복소 사인파의 곱셈연산으로 정의되는 것을 특징으로 하는 다중 채널 하향 변환기.Wherein the output value Z k of the complex multiplier is defined as a multiplication operation of the complex sine wave of the complex sine wave generator and the sum value y k of the selective adder, Down converter. [수학식4]&Quot; (4) "
Figure 112009036015525-PAT00026
Figure 112009036015525-PAT00026
 (상기
Figure 112009036015525-PAT00027
는 협대역 채널의 중심 주파수에 해당하는 주파수 번호이고, 정수를 포함하는 소수의 형태이며, 상기
Figure 112009036015525-PAT00028
는 주파수 영역에서 상기 데이터 벡터를 생성하는 샘플링 단위이고, 상기 M은 상기 버퍼에서 출력되는 데이터 벡터의 길이임).(remind
Figure 112009036015525-PAT00027
Is a frequency number corresponding to the center frequency of the narrowband channel and is a prime number including an integer,
Figure 112009036015525-PAT00028
Is a sampling unit for generating the data vector in the frequency domain, and M is the length of the data vector output from the buffer. 시간 영역의 광대역 신호를 일정 길이를 갖는 데이터 벡터로 변환하여 저장하는 단계;Converting a wideband signal in a time domain into a data vector having a predetermined length and storing the same; 상기 버퍼에 저장된 데이터 벡터를 전처리하는 단계;Pre-processing the data vector stored in the buffer; 상기 전처리된 데이터 벡터를 주파수 영역 데이터로 변환하는 단계; 및Transforming the preprocessed data vector into frequency domain data; And 상기 주파수 영역 데이터에서 협대역 채널이 존재하는 주파수 값을 합산한 후 기저대역으로 변환하는 단계A step of summing frequency values in which the narrowband channel exists in the frequency domain data, 를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 채널 하향 변환 방법.Channel down-conversion method. 제8항에 있어서,9. The method of claim 8, 상기 버퍼에 저장된 데이터 벡터를 전처리하는 단계는,Wherein the step of preprocessing the data vector stored in the buffer comprises: 상기 저장된 데이터 벡터에 윈도우 함수를 곱셈연산하고, 원형 천이(circular shifting) 연산하는 단계Multiplying the stored data vector by a window function, and performing a circular shifting operation 를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 채널 하향 변환 방법.Channel down-conversion method.
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