KR20140123716A - 통신 시스템에서 신호 생성 장치 및 방법 - Google Patents

통신 시스템에서 신호 생성 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 통신 시스템에서 필터 뱅크(filter bank)를 통해 광대역 신호로부터 복수의 협대역 신호들을 생성하는 장치 및 방법에 관한 것으로, 광대역 신호를 버퍼링하여 시간 영역의 데이터를 추출하고, 상기 시간 영역의 데이터에 윈도우 함수를 곱한 후 고속 퓨리에 변환(FFT: Fast Fourier Transform)하며, 상기 고속 퓨리에 변환된 데이터에 가중치 패턴을 곱하여 복수의 협대역 신호들을 생성한다.

Description

통신 시스템에서 신호 생성 장치 및 방법{Apparatus and method for generating signal in communication system}
본 발명은 통신 시스템에 관한 것으로서, 특히 통신 시스템에서 필터 뱅크(filter bank)를 통해 광대역 신호로부터 복수의 협대역 신호들을 생성하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
현재 통신 시스템에서는 고속의 전송 속도를 가지는 다양한 서비스 품질(QoS: Quality of Service, 이하 'QoS'라 칭하기로 함)의 서비스들을 사용자들에게 제공하기 위한 활발한 연구가 진행되고 있다. 이러한 통신 시스템에서는 대용량의 데이터를 한정된 자원을 통해 고속 및 정상적으로 전송하기 위한 방안들에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 특히, 현재 통신 시스템에서는, 한정된 주파수 대역을 효과적으로 이용하여 대용량의 데이터를 정상적으로 송수신하기 위한 방안들이 제안되고 있다.
한편, 통신 시스템에서는, 한정된 주파수 대역을 효과적으로 이용하기 위해, 광대역으로 신호를 송수신하며, 특히 상기 통신 시스템에서의 수신기는, 전술한 바와 같이 광대역으로 송수신되는 신호에서, 상기 수신기 자신에게 해당하는 특정 주파수 대역의 신호만을 수신하여, 사용자들에게 QoS가 보장된 서비스들을 정상적으로 제공한다. 여기서, 상기 수신기는, 상기 광대역으로 송수신되는 신호, 다시 말해 광대역 신호를 필터링하여 상기 특정 주파수 대역의 신호, 다시 말해 협대역 신호를 출력한다. 이때, 상기 수신기는, 상기 사용자들이 제공받고자 하는 서비스들에 해당하는 데이터가 포함된 협대역 신호만을 상기 광대역 신호에서 필터링하여, 상기 사용자들에게 해당하는 데이터를 출력하며, 그에 따라 사용자들이 제공받고자 하는 서비스를 제공한다.
하지만, 현재 통신 시스템에서는, 전술한 바와 같이, 사용자들이 다양한 서비스들을 제공받고자 할 경우, 각각의 서비스들에 해당하는 데이터가 각각 포함된 복수의 협대역 신호들을 각각 수신하여야 하며, 상기 광대역 신호에서 상기 협대역 신호들을 각각 출력하기 위해서는, 상기 협대역 신호들에 각각 대응하는 복수의 필터들이 필요하다. 다시 말해, 현재 통신 시스템에서는, 사용자들이 제공받고자 하는 다양한 서비스들을 정상적으로 제공하기 위해, 상기 광대역 신호를 상기 협대역 신호들로 출력하여야 하며, 상기 광대역 신호에서 상기 협대역 신호들을 출력하기 위해는, 상기 협대역 신호들 별 필터들이 필요하다.
이때, 상기 필터들을 통해 상기 광대역 신호를 필터링하여 상기 협대역 신호들을 출력할 경우, 필터들의 개수가 증가하여 시스템의 복잡도가 증가하고, 또한 각각의 필터들을 통해 상기 광대역 신호를 필터링함에 따라, 필터링 횟수가 증가하여 시스템의 성능이 저하되는 문제점이 있다. 특히, 상기 광대역 신호의 샘플링 주파수와 상기 협대역 신호의 샘플링 주파수 간의 차이가 클수록, 필터들의 개수 및 필터링 횟수가 증가함에 따라, 시스템의 복잡도 증가 및 성능 저하는 더욱 심각해지는 문제점이 있다.
따라서, 통신 시스템, 한정된 주파수 대역을 통해 광대역으로 송수신되는 신호로부터 복수의 협대역 신호들을 생성하는 방안, 즉 상기 광대역 신호를 상기 협대역 신호들로 출력하는 신호 생성 방안이 필요하다.
따라서, 본 발명의 목적은 통신 시스템에서 신호 생성 장치 및 방법을 제공함에 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 통신 시스템에서 한정된 주파수 대역을 통해 광대역으로 송수신되는 신호를 복수의 협대역 신호들로 출력하는 신호 생성 장치 및 방법을 제공함에 있다.
그리고, 본 발명의 또 다른 목적은, 통신 시스템에서 필터 뱅크(filter bank)를 이용하여 광대역 신호를 복수의 협대역 신호들로 출력하는 신호 생성 장치 및 방법을 제공함에 있다.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 장치는, 통신 시스템에서 신호 생성 장치에 있어서, 광대역 신호를 버퍼링하여 시간 영역의 데이터를 추출하는 버퍼; 상기 시간 영역의 데이터에 윈도우 함수를 곱한 후 고속 퓨리에 변환(FFT: Fast Fourier Transform)하는 고속 퓨리에 변환 블럭; 상기 고속 퓨리에 변환된 데이터에 공통 가중치 마스크 패턴을 곱하여 공통 가중치 마스크를 적용하는 공통 가중치 마스크부; 및 상기 공통 가중치 마스크가 적용된 데이터에 가중치 패턴을 곱하여 복수의 협대역 신호들을 생성하는 가중 합산기 뱅크;를 포함한다.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 다른 장치는, 통신 시스템에서 신호 생성 장치에 있어서, 광대역 신호를 버퍼링하여 시간 영역의 데이터를 추출하는 버퍼; 상기 시간 영역의 데이터에 윈도우 함수를 곱한 후 고속 퓨리에 변환(FFT: Fast Fourier Transform)하는 고속 퓨리에 변환 블럭; 및 상기 고속 퓨리에 변환된 데이터에 공통 가중치 마스크 패턴이 포함된 가중치 패턴을 곱하여 복수의 협대역 신호들을 생성하는 가중 합산기 뱅크;를 포함한다.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 방법은, 통신 시스템에서 신호 생성 방법에 있어서, 광대역 신호를 버퍼링하여 시간 영역의 데이터를 추출하는 단계; 상기 시간 영역의 데이터에 윈도우 함수를 곱한 후 고속 퓨리에 변환(FFT: Fast Fourier Transform)하는 단계; 및 상기 고속 퓨리에 변환된 데이터에 가중치 패턴을 곱하여 복수의 협대역 신호들을 생성하는 단계;를 포함한다.
본 발명은, 통신 시스템에서 한정된 주파수 대역을 통해 광대역으로 송수신되는 신호를, 필터 뱅크(filter bank)를 이용하여 복수의 협대역 신호들로 출력함으로서, 광대역 신호에서 상기 협대역 신호들로의 필터링을 위한 필터들의 개수 및 필터링 횟수 증가를 최소화하며, 그에 따라 시스템의 복잡도 증가 및 성능 저하를 최소화할 수 있으며, 아울러 사용자들이 제공받고자 하는 다양한 서비스들을 사용자들에게 정상적으로 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 필터 뱅크의 응답 특성을 도시한 도면.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 신호 생성 장치를 개략적으로 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 신호 생성 장치의 신호 생성 과정을 개략적으로 도시한 도면.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기의 설명에서는 본 발명에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩뜨리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.
본 발명은, 통신 시스템에서 신호를 생성하는 장치 및 방법을 제안한다. 여기서, 본 발명의 실시 예에서는, 통신 시스템에서, 주파수 대역을 통해 광대역으로 송수신하는 신호를 복수의 협대역 신호들로 출력하는 신호 생성 장치 및 방법을 제안한다.
또한, 본 발명의 실시 예에서는, 통신 시스템에서, 한정된 주파수 대역을 통해 다양한 서비스 품질(QoS: Quality of Service, 이하 'QoS'라 칭하기로 함)의 서비스들을 사용자들에게 정상적으로 제공하기 위해, 필터 뱅크(filter bank)를 통해 광대역 신호로부터 복수의 협대역 신호들을 생성하는 장치 및 방법을 제안한다. 여기서, 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서는, 상기 필터 뱅크를 이용하여, 상기 광대역 신호에서, 상기 사용자들이 제공받고자 하는 서비스에 해당하는 데이터가 각각 포함된 협대역 신호들을 생성한다.
즉, 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서는, 상기 필터 뱅크를 통해 상기 광대역 신호를 필터링하여, 상기 광대역 신호로부터 상기 협대역 신호들을 생성하며, 그에 따라 사용자들이 제공받고자 하는 다양한 서비스들을 정상적으로 제공한다. 이때, 전술한 바와 같이, 상기 통신 시스템에서는, 상기 필터 뱅크를 통해 상기 광대역 신호를 상기 협대역 신호들로 필터링함에 따라, 상기 필터링을 위한 필터들의 개수 증가 및 필터링 횟수 증가를 최소화하며, 그 결과 시스템의 복잡도 증가 및 성능 저하를 최소화한다. 그러면 여기서, 도 1을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 필터 뱅크에 대해 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 필터 뱅크의 응답 특성을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 상기 통신 시스템에서 필터 뱅크는, 전술한 바와 같이, 광대역 신호를 복수의 협대역 신호들로 필터링, 예컨대 상기 광대역 신호의 전체 주파수 대역을 M개의 주파수 대역들(102,104,106,108,110,112)로 분할하여, 상기 광대역 신호를 상기 M개의 주파수 대역들(102,104,106,108,110,112)에 각각 대응하는 M개의 협대역 신호들로 필터링하여 출력한다. 즉, 상기 통신 시스템은, 상기 필터 뱅크를 통해 상기 광대역 신호로부터 상기 M개의 협대역 신호들을 생성한다. 그러면 여기서, 도 2 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 필터 뱅크를 통해 광대역 신호로부터 협대역 신호들을 생성하는 신호 생성 장치에 대해서 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
우선, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 신호 생성 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 상기 신호 생성 장치는, 전술한 바와 같이, 한정된 주파수 대역을 통해 광대역으로 송수신되는 광대역 신호를 필터링하여, 복수의 협대역 신호들, 예컨대 M개의 협대역 신호들을 생성하는 필터 뱅크(200)를 포함한다. 여기서, 상기 필터 뱅크(200)는, 상기 광대역 신호를 M개의 주파수 대역 별로 필터링, 즉 상기 광대역 신호를 상기 M개의 협대역 신호들로 각각 필터링하는 제1대역통과필터(210) 내지 제M대역통과필터(220), 및 상기 필터링된 M개의 협대역 신호들의 샘플에서 M개의 주파수 대역들에 해당하는 데이터를 추출하여 서비스에 해당하는 데이터가 포함된 협대역 신호들을 각각 출력하는 제1데시메이터(Decimator)(230) 내지 제M데시메이터(240)를 포함한다.
상기 필터 뱅크(200)에서, 상기 제1대역통과필터(210) 내지 제M대역통과필터(220)는, FIR(Finite Impulse Response) 필터 또는 IIR(Infinite Impulse Response) 필터가 될 수 있으며, 도 1에서 설명한 바와 같이, 상기 광대역 신호를 M개의 주파수 대역 별로 필터링한다. 그리고, 상기 제1데시메이터(230) 내지 제M데시메이터(240)는, 상기 제1대역통과필터(210) 내지 제M대역통과필터(220)를 통해 필터링된 M개의 협대역 신호들의 샘플중에서 일정한 시간 간격으로, 상기 M개의 주파수 대역들 별로 사용자가 제공받고자 하는 서비스에 해당하는 데이터를 추출하며, 이때 상기 추출한 데이터를 제외한 나머지 데이터를 폐기함으로써 데이터의 샘플링 주파수를 변환한다.
이렇게 도 2에 도시한 바와 같이, 상기 필터 뱅크(200)가 상기 제1대역통과필터(210) 내지 제M대역통과필터(220)를 포함할 경우, 필터들의 개수에 따라 시스템의 복잡도 증가 및 성능 저하가 발생할 수 있다. 그러면 여기서, 도 3을 참조하여 시스템의 복잡도 증가 및 성능 저하를 최소화하기 위한, 신호 생성 장치에 대해서 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 통신 시스템에서 신호 생성 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 상기 신호 생성 장치는, 전술한 바와 같이, 한정된 주파수 대역을 통해 광대역으로 송수신되는 광대역 신호를 필터링하여, 복수의 협대역 신호들, 예컨대 M개의 협대역 신호들을 생성하는 필터 뱅크(300)를 포함한다. 여기서, 상기 필터 뱅크(300)는, 상기 광대역 신호를 버퍼링하는 버퍼(310), 상기 버퍼링된 광대역 신호를 고속 퓨리에 변환(FFT: Fast Fourier Transform, 이하 'FFT'라 칭하기로 함)하는 FFT블럭(320), 상기 FFT된 데이터에 공통으로 가중치 마스크를 적용하는 공통 가중치 마스크부(330), 상기 가중치 마스크가 적용된 데이터에 가중치 패턴을 설정하여 합산하는 가중 합산기 뱅크(340)를 포함한다.
보다 구체적으로 설명하면, 상기 필터 뱅크(300)에서, 상기 버퍼(310)는, 순차적으로 입력되는 광대역 신호, 즉 광대역 시간 영역의 데이터(
Figure pat00001
)를 선입선출(FIFO: First In First Out, 이하 'FIFO'라 칭하기로 함) 방식으로 저장한다.
그리고, 상기 FFT블럭(320)은, 일정한 샘플 간격(
Figure pat00002
)으로 상기 버퍼(310)에 저장된 데이터를 리드(read)한 후, 상기 리드한 데이터, 즉 입력 데이터에 윈도우 함수를 곱한 후, FFT를 수행한다. 여기서, 상기 입력 데이터(
Figure pat00003
)는 하기 수학식 1과 같이 나타낼 수 있으며, 상기 FFT 블럭(320)을 통해 FFT된 데이터(
Figure pat00004
)는 하기 수학식 2와 같이 나타낼 수 있다.
Figure pat00005
Figure pat00006
상기 수학식 2에서,
Figure pat00007
은 주파수들 간, 다시 말해 M개의 주파수 대역들 간의 간섭을 최소화하기 위한 윈도우 함수를 의미하며, 여기서 상기 FFT 블럭(320)은 상기 윈도우 함수로, 해밍(hamming) 윈도우 함수, 해닝(hanning) 윈도우 함수, 및 블랙만(Blackman) 윈도우 함수 등의 함수를 사용한다. 이때, 상기 FFT 블럭(320)이 일 예로 길이가 N인 해닝 윈도우 함수를 사용할 경우, 상기 수학식 2에서 윈도우 함수
Figure pat00008
은 하기 수학식 3과 같이 나타낼 수 있다.
Figure pat00009
여기서, 상기 윈도우 함수는, 전술한 바와 같이, 상기 M개의 주파수 대역들에서의 주파수 간섭을 최소화하기 위해 상기 FFT 블럭(320)이 FFT 수행 시에 상기 입력 데이터(
Figure pat00010
)에 적용되며, 상기 주파수 간섭의 고려가 불필요할 경우에는, 상기 윈도우 함수는
Figure pat00011
로 설정된다.
그리고, 상기 공통 가중치 마스크부(330)는, 상기 FFT 블럭(320)에서 출력되는 FFT된 데이터(
Figure pat00012
)의 주파수 값들에 특정 패턴, 다시 말해 공통 가중치 마스크 패턴
Figure pat00013
을 곱한다. 여기서, 상기 공통 가중치 마스크부(330)에서 공통 가중치 마스크 패턴
Figure pat00014
이 곱해진 데이터, 즉 상기 FFT된 데이터(
Figure pat00015
)에 공통 가중치 마스크가 적용된 데이터(
Figure pat00016
)는 하기 수학식 4와 같이 나타낼 수 있다.
Figure pat00017
상기 수학식 4에서,
Figure pat00018
은, 전술한 바와 같이, 상기 공통 가중치 마스크 패턴으로, 상기 FFT된 데이터의 주파수 값들 공통적으로 곱해지며, 특히 상기 공통 가중치 마스크 패턴은, 상기 M개의 주파수 대역들에 해당하는 상기 FFT된 데이터의 주파수 대역들에 관계없이 공통적으로 곱해진다. 여기서, 상기 공통 가중치 마스크 패턴
Figure pat00019
은, 상기 FFT된 데이터(
Figure pat00020
)의 주파수가 변경됨에 따라 가중치의 크기가 일정하고 부호가 교대로 변경되며, 그에 따라 상기 공통 가중치 마스크 패턴
Figure pat00021
은
Figure pat00022
으로 설정될 수도 있다.
또한, 상기 가중 합산기 뱅크(340)는, 상기 M개의 주파수 대역들에 각각 대응하는 M개의 가중 합산기들, 다시 말해 제1가중 합산기(342), 및 제2가중 합산기(344) 내지 제M가중 합산기(346)를 포함한다. 여기서, 상기 제1가중 합산기(342), 및 제2가중 합산기(344) 내지 제M가중 합산기(346)는, 공통 가중치 마스크가 적용된 데이터(
Figure pat00023
)에서 사용자가 제공받고자 하는 서비스에 해당하는 데이터를 추출, 즉 상기 M개의 주파수 대역들에 각각 해당하는 데이터로 M개의 협대역 신호들을 각각 생성하여 출력한다. 여기서, 상기 가중 합산기 뱅크(340)에서 출력되는 신호, 즉 상기 제1가중 합산기(342), 및 제2가중 합산기(344) 내지 제M가중 합산기(346)가 출력하는 상기 M개의 협대역 신호들은 하기 수학식 5와 같이 나타낼 수 있다.
Figure pat00024
상기 수학식 5에서,
Figure pat00025
는 M개의 주파수 대역에서 임의의 i번째 주파수 대역의 협대역 신호의 k번째 샘플을 의미하며,
Figure pat00026
는, 공통 가중치 마스크가 적용된 데이터()에서 상기 i번째 주파수 대역의 협대역 신호를 필터링하기 위한 가중치 패턴을 의미한다. 여기서, 상기 가중치 패턴(
Figure pat00028
)은, 다양한 방식으로 결정될 수 있으며, 특히 다른 주파수 대역의 협대역 신호에 대한 가중치 패턴보다 상기 필터링하고자 하는 주파수 대역의 협대역 신호, 즉 상기 i번째 주파수 대역의 협대역 신호에서 큰 값을 갖도록 설정된다. 예컨대, 상기 가중치 패턴(
Figure pat00029
)은, 하기 수학식 6에 나타낸 바와 같이, 상기 필터링하고자 하는 주파수 대역의 협대역 신호에 대해서는 1로 설정되고, 다른 주파수 대역의 협대역 신호에 대해서는 0으로 설정된다.
Figure pat00030
상기 수학식 6에서,
Figure pat00031
는, 상기 FFT 블럭(320)에서 상기 FFT된 데이터(
Figure pat00032
)의 주파수가 N개일 경우, 상기 N개의 주파수들에서 필터의 통과대역에 포함시키고자 하는 주파수 번호를 원소로 하는 집합을 의미한다. 즉, 상기
Figure pat00033
는, 상기 FFT된 데이터(
Figure pat00034
)의 주파수에 따라, N개의 공통 가중치 마스크가 적용된 데이터(
Figure pat00035
)에서, 상기 가중 합산기 뱅크(340)가 필터링하여 생성하고자 하는 M개의 협대역 신호들의 집합에 대응된다.
그러므로, 상기 가중 합산기 뱅크(340)에서 상기 제1가중 합산기(342), 및 제2가중 합산기(344) 내지 제M가중 합산기(346)는, 상기 N개의 공통 가중치 마스크가 적용된 데이터(
Figure pat00036
)에서, 사용자가 제공받고자 하는 서비스에 해당하는 데이터에 상응하는 값들만을 모두 합산하여, 상기 M개의 주파수 대역들에 각각 해당하는 데이터로 M개의 협대역 신호들을 각각 생성한다. 그러면 여기서, 도 4를 참조하여 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 통신 시스템에서 신호 생성 장치에 대해서 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 통신 시스템에서 신호 생성 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 상기 신호 생성 장치는, 전술한 바와 같이, 한정된 주파수 대역을 통해 광대역으로 송수신되는 광대역 신호를 필터링하여, 복수의 협대역 신호들, 예컨대 M개의 협대역 신호들을 생성하는 필터 뱅크(400)를 포함한다. 여기서, 상기 필터 뱅크(400)는, 상기 광대역 신호를 버퍼링하는 버퍼(410), 상기 버퍼링된 광대역 신호를 FFT하는 FFT블럭(420), 상기 FFT된 데이터에 가중치 패턴을 설정하여 합산하는 가중 합산기 뱅크(430)를 포함한다. 여기서, 상기 버버(410) 및 상기 FFT블럭(420)에 대해서는, 앞선 도 3에서 구체적으로 설명하였으므로, 여기서는 그에 관한 구체적인 설명을 생략하기로 한다.
또한, 상기 필터 뱅크(400)에서, 상기 가중 합산기 뱅크(430)는, 도 3에서 설명한 가중 합산기 뱅크(340)와 같이, 상기 M개의 주파수 대역들에 각각 대응하는 M개의 가중 합산기들, 다시 말해 제1가중 합산기(432), 및 제2가중 합산기(434) 내지 제M가중 합산기(436)를 포함한다. 여기서, 상기 제1가중 합산기(432), 및 제2가중 합산기(434) 내지 제M가중 합산기(436)는, 상기 도 3에서의 공통 가중치 마스크부(330)에서의 공통 가중치 마스크 패턴(
Figure pat00037
)을 가중치 패턴(
Figure pat00038
)에 포함시키며, 상기 FFT 블럭(420)에서 출력되는 FFT된 데이터(
Figure pat00039
)에, 상기 공통 가중치 마스크 패턴(
Figure pat00040
)가 포함된 가중치 패턴(
Figure pat00041
)을 곱하여 상기 M개의 협대역 신호들을 생성한다.
그리고, 상기 공통 가중치 마스크 패턴(
Figure pat00042
)가 포함된 가중치 패턴(
Figure pat00043
)은, 하기 수학식 7과 같이 나타낼 수 있다. 여기서, 상기 FFT된 데이터(
Figure pat00044
)에 공통 가중치 마스크 패턴(
Figure pat00045
) 및 가중치 패턴(
Figure pat00046
)를 곱함에 대해서는 앞선 도 3에서 보다 구체적으로 설명하였으므로 여기서는 그에 관한 구체적인 설명을 생략하기로 한다.
Figure pat00047
그러므로, 상기 가중 합산기 뱅크(430)에서 상기 제1가중 합산기(432), 및 제2가중 합산기(434) 내지 제M가중 합산기(436)는, 상기 N개의 FFT된 데이터(
Figure pat00048
)에서, 사용자가 제공받고자 하는 서비스에 해당하는 데이터에 상응하는 값들만을 모두 합산하여, 상기 M개의 주파수 대역들에 각각 해당하는 데이터로 M개의 협대역 신호들을 각각 생성한다. 그러면 여기서, 도 5를 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 필터 뱅크를 통해 광대역 신호로부터 복수의 협대역 신호들을 생성하는 동작에 대해서 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 신호 생성 장치의 신호 생성 과정을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 510단계에서, 상기 신호 생성 장치는, 한정된 주파수 대역을 통해 광대역으로 송수신되는 광대역 신호를 버퍼링하여 광대역 시간 영역의 데이터를 추출한다. 여기서, 상기 버퍼링을 통해 N개의 시간 영역 신호 샘플들을 추출한다.
그리고, 520단계에서, 상기 광대역 시간 영역의 데이터에 대해 FFT를 수행, 다시 말해 상기 N개의 시간 영역 신호 샘플들에 윈도우 함수를 곱한 후 FFT한다.
그런 다음, 530단계에서, 상기 FFT된 데이터에 공통 가중치 마스크를 적용, 다시 말해 상기 FFT된 N개의 시간 영역 신호 샘플들 공통 가중치 마스크 패턴을 곱하며, 540단계에서 상기 공통 가중치 마스크가 적용된 데이터에서, 사용자가 제공받고자 하는 서비스에 해당하는 데이터에 상응하는 값들만을 모두 합산, 즉 상기 공통 가중치 마스크 패턴이 곱해진 데이터에 가중치 패턴을 곱하여, 상기 M개의 주파수 대역들에 각각 해당하는 데이터로 M개의 협대역 신호들을 각각 생성한다. 여기서, 상기 FFT된 데이터, 다시 말해 상기 FFT된 N개의 시간 영역 신호 샘플들에 상기 공통 가중치 마스크 패턴이 포함된 가중치 패턴을 곱하여, 상기 M개의 협대역 신호들을 각각 생성할 수도 있다.
이렇게 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서는, 전술한 바와 같이, 필터 뱅크를 통해 광대역 신호를 필터링하여 복수의 협대역 신호들을 생성, 즉 상기 필터 뱅크를 이용하여 상기 광대역 신호로부터 사용자들이 제공받고자 하는 서비스에 해당하는 데이터가 각각 포함된 협대역 신호들을 각각 추출하여 출력하며, 그에 따라 필터들의 개수 및 필터링 횟수에 따른 시스템의 복잡도 증가 및 성능 저하를 최소화하여, 사용자들이 제공받고자 하는 다양한 서비스들을 사용자들에게 정상적으로 제공한다.
한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (20)

  1. 통신 시스템에서 신호 생성 장치에 있어서,
    광대역 신호를 버퍼링하여 시간 영역의 데이터를 추출하는 버퍼;
    상기 시간 영역의 데이터에 윈도우 함수를 곱한 후 고속 퓨리에 변환(FFT: Fast Fourier Transform)하는 고속 퓨리에 변환 블럭;
    상기 고속 퓨리에 변환된 데이터에 공통 가중치 마스크 패턴을 곱하여 공통 가중치 마스크를 적용하는 공통 가중치 마스크부; 및
    상기 공통 가중치 마스크가 적용된 데이터에 가중치 패턴을 곱하여 복수의 협대역 신호들을 생성하는 가중 합산기 뱅크;를 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 생성 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 공통 가중치 마스크부는, 상기 고속 퓨리에 변환된 데이터의 주파수 값들에, 공통적으로 상기 공통 가중치 마스크 패턴을 곱하는 것을 특징으로 하는 신호 생성 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 공통 가중치 마스크 패턴은, 상기 고속 퓨리에 변환된 데이터의 주파수 변경에 상응하여, 크기가 일정하고 부호가 교대로 변경되는 것을 특징으로 하는 신호 생성 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 가중치 패턴은, 상기 공통 가중치 마스크가 적용된 데이터에서, 상기 협대역 신호들에 각각 해당하는 데이터만이 필터링되도록, 상기 해당하는 데이터의 주파수 대역이 다른 주파수 대역보다 큰 값을 갖는 것을 특징으로 하는 신호 생성 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 가중치 패턴은, 상기 해당하는 데이터의 주파수 대역에서는 1로 설정되고, 다른 주파수 대역에서는 0으로 설정되는 것을 특징으로 하는 신호 생성 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 가중 합산기 뱅크는, 상기 공통 가중치 마스크가 적용된 데이터에서, 상기 협대역 신호들에 각각 해당하는 데이터만을 합산하여, 상기 협대역 신호들을 각각 출력하는 복수의 가중 합산기들을 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 생성 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 고속 퓨리에 변환 블럭은, 일정한 샘플 간격으로 상기 시간 영역의 데이터를 리드(read)하여 상기 윈도우 함수를 곱하는 것을 특징으로 하는 신호 생성 장치.
  8. 통신 시스템에서 신호 생성 장치에 있어서,
    광대역 신호를 버퍼링하여 시간 영역의 데이터를 추출하는 버퍼;
    상기 시간 영역의 데이터에 윈도우 함수를 곱한 후 고속 퓨리에 변환(FFT: Fast Fourier Transform)하는 고속 퓨리에 변환 블럭; 및
    상기 고속 퓨리에 변환된 데이터에 공통 가중치 마스크 패턴이 포함된 가중치 패턴을 곱하여 복수의 협대역 신호들을 생성하는 가중 합산기 뱅크;를 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 생성 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 가중치 패턴은, 상기 고속 퓨리에 변환된 데이터에서, 상기 협대역 신호들에 각각 해당하는 데이터만이 필터링 되도록, 상기 해당하는 데이터의 주파수 대역이 다른 주파수 대역보다 큰 값을 갖는 것을 특징으로 하는 신호 생성 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 가중치 패턴은, 상기 해당하는 데이터의 주파수 대역에서는 1로 설정되고, 다른 주파수 대역에서는 0으로 설정되며, 상기 고속 퓨리에 변환된 데이터의 주파수 변경에 상응하여 부호가 교대로 변경되는 것을 특징으로 하는 신호 생성 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 가중 합산기 뱅크는, 상기 고속 퓨리에 변환된 데이터에서, 상기 협대역 신호들에 각각 해당하는 데이터만을 합산하여, 상기 협대역 신호들을 각각 출력하는 복수의 가중 합산기들을 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 생성 장치.
  12. 통신 시스템에서 신호 생성 방법에 있어서,
    광대역 신호를 버퍼링하여 시간 영역의 데이터를 추출하는 단계;
    상기 시간 영역의 데이터에 윈도우 함수를 곱한 후 고속 퓨리에 변환(FFT: Fast Fourier Transform)하는 단계; 및
    상기 고속 퓨리에 변환된 데이터에 가중치 패턴을 곱하여 복수의 협대역 신호들을 생성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 생성 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 협대역 신호들을 생성하는 단계는, 상기 고속 퓨리에 변환된 데이터에서, 상기 협대역 신호들에 각각 해당하는 데이터만이 필터링 되도록, 상기 해당하는 데이터의 주파수 대역이 다른 주파수 대역보다 큰 값을 갖는 것을 특징으로 하는 신호 생성 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 가중치 패턴은, 상기 해당하는 데이터의 주파수 대역에서는 1로 설정되고, 다른 주파수 대역에서는 0으로 설정되며, 상기 고속 퓨리에 변환된 데이터의 주파수 변경에 상응하여 부호가 교대로 변경되는 것을 특징으로 하는 신호 생성 방법.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 협대역 신호들을 생성하는 단계는, 상기 고속 퓨리에 변환된 데이터에서, 상기 협대역 신호들에 각각 해당하는 데이터만을 합산하여, 상기 협대역 신호들을 각각 생성하는 것을 특징으로 하는 신호 생성 방법.
  16. 제12항에 있어서,
    상기 고속 퓨리에 변환된 데이터의 주파수 값들에, 공통적으로 공통 가중치 마스크 패턴을 곱하여 공통 가중치 마스크를 적용하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 생성 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 공통 가중치 마스크 패턴은, 상기 고속 퓨리에 변환된 데이터의 주파수 변경에 상응하여, 크기가 일정하고 부호가 교대로 변경되는 것을 특징으로 하는 신호 생성 방법.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 가중치 패턴은, 상기 공통 가중치 마스크가 적용된 데이터에서, 상기 협대역 신호들에 각각 해당하는 데이터만이 필터링 되도록, 상기 해당하는 데이터의 주파수 대역이 다른 주파수 대역보다 큰 값을 갖는 것을 특징으로 하는 신호 생성 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 가중치 패턴은, 상기 해당하는 데이터의 주파수 대역에서는 1로 설정되고, 다른 주파수 대역에서는 0으로 설정되는 것을 특징으로 하는 신호 생성 방법.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 협대역 신호들을 생성하는 단계는, 상기 공통 가중치 마스크가 적용된 데이터에서, 상기 협대역 신호들에 각각 해당하는 데이터만을 합산하여, 상기 협대역 신호들을 각각 생성하는 것을 특징으로 하는 신호 생성 방법.
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