KR20190042982A - 압축 센싱 신호의 처리 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

압축 센싱 신호의 수신 방법 및 장치가 개시된다. 본 개시의 일 실시 예에 따른 압축 센싱 신호의 수신 방법은 적어도 하나의 심볼을 포함하는 심볼 그룹 단위에 대해 미리 정해진 딕셔너리 셋(Dictionary Set) 및 제1샘플링율을 사용하여 처리된 수신 신호를 수신하는 과정과, 상기 수신 신호를, 상기 제1샘플링율보다 상대적으로 작은 제2샘플링율로 ADC 변환하는 과정과, 상기 ADC 변환된 신호로부터, 압축 측정정보를 확인하는 과정과, 상기 미리 정해진 딕셔너리 셋에 기초하여, 상기 심볼 그룹에 포함되고 상기 압축 측정정보에 대응되는 복수의 심볼의 값을 복원하는 과정을 포함할 수 있다.

Description

압축 센싱 신호의 처리 방법 및 장치{METHOD FOR COMPRESSIVE SENSING SIGNAL APPARATUS FOR THE SAME}
본 개시는 무선 통신 기술에 관한 것이며, 보다 구체적으로는 압축 센싱 신호를 송수신하는 방법 및 장치에 대한 것이다.
무선 통신 문제 원인 분석 및 문제 해결을 위해 수신신호(즉, RF(radio frequency) 신호)에 대한 신호 레코딩이 사용되는데, 많은 데이터 양에 대응되는 광대역 신호를 저장하기 위해서는 높은 샘플링율을 지원하는 고성능 하드웨어 장비, 특히, 높은 샘플링율을 처리할 수 있는 ADC(Analog-to-Digital Converter), 고샘플링된 데이터를 빠르게 연산처리할 수 있는 고 성능의 디지털 프로세서, 및 대용량의 저장 매체 등이 요구된다.
신호 레코딩이 무선 통신 시스템 운용을 위해 꼭 필요하기는 하지만, 이와 같은 고성능 하드웨어 장비를 구축하기 위해서는 많은 비용의 부담과 방대한 데이터 관리의 어려움이 있다.
본 개시의 기술적 과제는 압축 센싱 신호의 처리를 통해 신호 레코딩에 필요한 데이터를 줄일 수 있는 압축 센싱 신호의 처리 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
본 개시에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 개시의 일 양상에 따르면 압축 센싱 신호의 처리 방법이 제공될 수 있다. 상기 방법은 적어도 하나의 심볼을 포함하는 심볼 그룹 단위에 대해 미리 정해진 딕셔너리 셋(Dictionary Set) 및 제1샘플링율을 사용하여 처리된 수신 신호를 수신하는 과정과, 상기 수신 신호를, 상기 제1샘플링율보다 상대적으로 작은 제2샘플링율로 ADC 변환하는 과정과, 상기 ADC 변환된 신호로부터, 압축 측정정보를 확인하는 과정과, 상기 미리 정해진 딕셔너리 셋에 기초하여, 상기 심볼 그룹에 포함되고 상기 압축 측정정보에 대응되는 복수의 심볼의 값을 복원하는 과정을 포함할 수 있다.
본 개시의 다른 양상에 따르면 압축 센싱 신호의 처리 장치가 제공될 수 있다. 상기 장치는 적어도 하나의 심볼을 포함하는 심볼 그룹 단위에 대해 미리 정해진 딕셔너리 셋(Dictionary Set) 및 제1샘플링율을 사용하여 처리된 수신 신호를 수신하는 신호 수신부와, 상기 수신 신호를, 상기 제1샘플링율보다 상대적으로 작은 제2샘플링율로 ADC 변환하는 ADC 변환부와, 상기 ADC 변환된 신호로부터, 압축 측정정보를 확인하는 압축 측정정보 검출부와, 상기 미리 정해진 딕셔너리 셋에 기초하여, 상기 심볼 그룹에 포함되고 상기 압축 측정정보에 대응되는 복수의 심볼의 값을 복원하는 압축 센싱 신호 복원부를 포함할 수 있다.
본 개시에 대하여 위에서 간략하게 요약된 특징들은 후술하는 본 개시의 상세한 설명의 예시적인 양상일 뿐이며, 본 개시의 범위를 제한하는 것은 아니다.
본 개시에 따르면, 압축 센싱 신호의 처리를 통해 신호 레코딩에 필요한 데이터를 획기적으로 줄일 수 있는 방법 및 장치가 제공될 수 있다.
본 개시에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 압축 센싱 신호의 송수신 시스템의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 압축 센싱 신호의 송수신 시스템에서 딕셔너리 셋을 구성하는데 기초가 되는 그룹 단위와 심볼의 값을 예시하는 도면이다.
도 3은 도 1의 수신 장치에 구비되는 ADC 변환부의 상세 구성의 일 예시도이다.
도 4은 도 1의 수신 장치에 구비되는 ADC 변환부의 상세 구성의 다른 예시도이다.
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 압축 센싱 신호의 전송 방법의 순서를 도시하는 흐름도이다.
도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른 압축 센싱 신호의 수신 방법의 순서를 도시하는 흐름도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 개시의 실시 예에 대하여 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나, 본 개시는 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.
본 개시의 실시 예를 설명함에 있어서 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그에 대한 상세한 설명은 생략한다. 그리고, 도면에서 본 개시에 대한 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
본 개시에 있어서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소와 "연결", "결합" 또는 "접속"되어 있다고 할 때, 이는 직접적인 연결관계뿐만 아니라, 그 중간에 또 다른 구성요소가 존재하는 간접적인 연결관계도 포함할 수 있다. 또한 어떤 구성요소가 다른 구성요소를 "포함한다" 또는 "가진다"고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 배제하는 것이 아니라 또 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 개시에 있어서, 제1, 제2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용되며, 특별히 언급되지 않는 한 구성요소들간의 순서 또는 중요도 등을 한정하지 않는다. 따라서, 본 개시의 범위 내에서 일 실시 예에서의 제1 구성요소는 다른 실시 예에서 제2 구성요소라고 칭할 수도 있고, 마찬가지로 일 실시 예에서의 제2 구성요소를 다른 실시 예에서 제1 구성요소라고 칭할 수도 있다.
본 개시에 있어서, 서로 구별되는 구성요소들은 각각의 특징을 명확하게 설명하기 위함이며, 구성요소들이 반드시 분리되는 것을 의미하지는 않는다. 즉, 복수의 구성요소가 통합되어 하나의 하드웨어 또는 소프트웨어 단위로 이루어질 수도 있고, 하나의 구성요소가 분산되어 복수의 하드웨어 또는 소프트웨어 단위로 이루어질 수도 있다. 따라서, 별도로 언급하지 않더라도 이와 같이 통합된 또는 분산된 실시 예도 본 개시의 범위에 포함된다.
본 개시에 있어서, 다양한 실시 예에서 설명하는 구성요소들이 반드시 필수적인 구성요소들은 의미하는 것은 아니며, 일부는 선택적인 구성요소일 수 있다. 따라서, 일 실시 예에서 설명하는 구성요소들의 부분집합으로 구성되는 실시 예도 본 개시의 범위에 포함된다. 또한, 다양한 실시 예에서 설명하는 구성요소들에 추가적으로 다른 구성요소를 포함하는 실시 예도 본 개시의 범위에 포함된다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 개시의 실시 예들에 대해서 설명한다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 압축 센싱 신호의 송수신 시스템의 구성을 도시하는 블록도이다.
압축 센싱 신호의 송수신 시스템의 전송 장치(11)는 제1샘플링율(예, Nyquist rate)에 기초하여 샘플링된 심볼 값을 미리 정해진 딕셔너리 셋(Dictionary Set)에 적용하고, 변조 신호를 구성한다.
복수의 심볼을 하나의 그룹으로 설정하고, 그룹 단위에 대한 미리 정해진 딕셔너리 셋을 설정할 수 있는데, 딕셔너리 셋은 복수의 딕셔너리 아톰(atom)을 구비할 수 있다. 딕셔너리 아톰은 그룹에 구비된 심볼의 개수(N, N은 자연수)와, 각 심볼 값으로 설정될 수 있는 값의 개수(M, M은 자연수)를 고려하여 설정될 수 있다. 구체적으로, 딕셔너리 아톰의 개수는 MN 개로 설정될 수 있으며, 각각의 딕셔너리 아톰은 그룹 내에 포함된 심볼들의 심볼 값을 조합한 값으로 설정될 수 있다.
예를 들어, 도 2는 전송 신호에 대해 QPSK 방식에 의해 변조를 진행하고, 8개의 심볼(S0~S7)을 하나의 그룹으로 설정한 것을 예시한다. 이 경우, 각 심볼은 00, 01, 10, 11의 값으로 설정될 수 있으므로, 각 심볼 값으로 설정될 수 있는 값의 개수(M)는 4개로 설정할 수 있고, 그룹에 구비된 심볼의 개수(N)는 8개로 설정할 수 있다. 따라서, 딕셔너리 아톰의 개수는 48 개로 설정될 수 있으며, 각각의 딕셔너리 아톰의 각각의 값은 8개의 심볼(S0~S7) 각각에 설정될 수 있는 심볼 값들을 조합한 값을 구비할 수 있다. 즉, 각각의 딕셔너리 아톰은 00 00 00 00 00 00 00 00의 값부터 11 11 11 11 11 11 11 11의 값으로 설정될 수 있다.
전술한 바를 고려하여, 딕셔너리 셋은 하기의 수학식 1의 연산을 통해 산출될 수 있다.
Figure pat00001
나아가, 미리 정해진 딕셔너리 셋의 설정시, 그룹 단위에 포함되는 심볼의 개수는 수신 장치의 ADC 변환 샘플링율을 고려하여 설정될 수 있다.
전송 장치는, 딕셔너리 셋을 사용하여 변조된 신호에 대해, 업샘플링, RRC 필터링, 필터링에 따른 지연신호 보상 등을 처리하여 전송신호를 구성할 수 있다. 이러한 변조 신호를 전송신호로의 변환은 하기의 수학식 2의 연산에 의해 처리될 수 있다.
Figure pat00002
Ψ는 전송신호를 지시하며, U는 업샘플링 처리 행렬을 지시하며, F1은 RRC 필터링 처리 행렬을 지시하며, R은 필터링에 따른 지연신호 보상 처리 행렬을 지시하며, D는 딕셔너리 셋을 사용하여 신호 변조를 처리하는 행렬을 지시한다.
나아가, 전송 장치는 전술한 동작을 처리하기 위하여, 딕셔너리 셋 기반의 신호 변조를 처리하는 변조부(12), 변조 신호의 업샘플링을 처리하는 업샘플링부(13), 및 RRC 필터링 및 필터링에 따른 지연신호 보상 처리하는 RRC 필터링부(14)를 구비할 수 있다.
한편, 수신 장치(15)는 상기 전송 장치가 전송한 신호(이하, '수신 신호'라 함)를 수신하는 신호 수신부(16)와, 상기 수신 신호를, 상기 제1샘플링율보다 상대적으로 작은 제2샘플링율로 ADC 변환하는 ADC 변환부(17)와, 상기 ADC 변환된 신호로부터, 압축 측정정보를 확인하는 압축 측정정보 검출부(18)와, 상기 미리 정해진 딕셔너리 셋에 기초하여, 상기 심볼 그룹에 포함되고 상기 압축 측정정보에 대응되는 복수의 심볼의 값을 복원하는 압축 센싱 신호 복원부(19)를 구비할 수 있다.
ADC 변환부(17)는 전송 장치의 변조에 사용된 제1샘플링율보다 상대적으로 작은 제2샘플링율로 신호를 샘플링하여, ADC 변환을 처리할 수 있다. 예를 들어, 제1샘플링율이 나이퀴스트 율(Nyquist rate)로 설정될 경우, 제2샘플링율은 서브 나리퀴스트 율(sub-Nyquist rate)로 설정될 수 있다. 예컨대, 서브 나리퀴스트 율(sub-Nyquist rate)은 나이퀴스트 율(Nyquist rate)/W(여기서, W는 양의 정수)로 설정될 수 있다.
압축 측정정보 검출부(18)는 ADC 변환부(17)가 제공하는 신호로부터 압축 측정정보(Compressed measurement)를 확인할 수 있다.
전술한 바와같이, 전송 장치(11)는 제1샘플링율로 샘플링된 복수의 심볼을 구룹으로 설정하고, 그룹 단위에 대해 미리 정해진 딕셔너리 셋을 사용하여, 딕셔너리 아톰에 대응되는 신호를 전송하였다. 따라서, 수신 신호로부터 검출된 압축 측정정보는 그룹 단위에 대해 미리 정해진 딕셔너리 셋에 포함된 딕셔너리 아톰에 대응되는 신호일 수 있다.
이를 고려하여, 압축 센싱 신호 복원부(19)는 압축 측정정보를 미리 정해진 딕셔너리 셋에 포함된 복수의 딕셔너리 아톰들과 비교하여, 상대적으로 유사도가 높은 딕셔너리 아톰을 검출할 수 있다. 또한, 압축 센싱 신호 복원부(19)는 검출된 딕셔너리 아톰이 지시하는 정보를 사용하여 그룹 내에 포함된 복수의 심볼 각각에 대한 심볼 값을 확인할 수 있다.
예컨대, 압축 센싱 신호 복원부(19)는 미리 정해진 딕셔너리 셋에 포함되는 각각의 딕셔너리 아톰에 대응되는 후보 측정값을 산출할 수 있다. 그리고, 압축 센싱 신호 복원부(19)는 산출된 후보 측정값들과, 압축 측정정보의 값을 비교하고, 상대적으로 유사도가 높은 값을 갖는 후보 측정값을 검출한다. 다음으로, 압축 센싱 신호 복원부(19)는 섬출된 후보 측정값에 대응되는 딕셔너리 아톰이 나타내는 값을 확인하고, 그 값을 해당 그룹에 포함된 심볼들의 값에 각각 매핑함으로써, 상기 복수의 심볼의 값을 복원할 수 있다.
한편, 도 3은 도 1의 수신 장치에 구비되는 ADC 변환부의 상세 구성의 일 예시도이다. 도 3을 참조하면, ADC 변환부(30)는 의사 랜덤 노이즈 신호(Pseudo Random Noise Sequence)를 생성하는 의사 랜덤 신호 생성부(31)와, 상기 수신 신호에 상기 의사 랜덤 신호를 적용하여 상기 의사 랜덤 신호가 적용된 수신신호를 출력하는 랜덤신호 결합부(32)와, 상기 의사 랜덤 신호가 적용된 수신신호를 상기 제2샘플링율로 ADC 변환하여, ADC 변환 신호를 생성하는 AD변환기(34)를 구비할 수 있다.
랜덤신호 결합부(32)가 수신 신호에 의사 랜덤 노이즈 신호(Pseudo Random Noise Sequence)를 적용함으로써(mixing), 수신 신호를 임의의 불규칙한 형태의 신호로 변환할 수 있다. 이에 따라, 고주파수의 신호 정보를 저주파수 대역으로 퍼뜨릴 수 있다.
나아가, 랜덤신호 결합부(32)는 의사 랜덤 노이즈 신호가 적용된 수신 신호를 미리 정해진 저주파수 대역으로 필터링하는 저대역 통과 필터(low pass filtering, LPF)(33)를 더 포함할 수 있다.
도 4은 도 1의 수신 장치에 구비되는 ADC 변환부의 상세 구성의 다른 예시도이다.
도 4를 참조하면, ADC 변환부(40)는 의사 랜덤 신호 생성부(41), 랜덤신호 결합부(42), 실수/허수영역 신호 분리부(43), 제1저주파 필터(44), 제2저주파 필터(45), 제1ADC 변환부(46), 제2ADC 변환부(47), 및 멀티플렉서(48)를 구비할 수 있다.
의사 랜덤 신호 생성부(41)는 의사 랜덤 노이즈 신호(Pseudo Random Noise Sequence)를 생성할 수 있으며, 랜덤신호 결합부(42)는 상기 수신 신호에 상기 의사 랜덤 신호를 적용하여 상기 의사 랜덤 신호가 적용된 수신신호를 출력할 수 있다.
실수/허수영역 신호 분리부(43)는 상기 의사 랜덤 신호가 적용된 수신신호를 실수영역 신호와 허수영역 신호로 분리할 수 있다. 이에 따라, 제1저주파 필터(44)는 상기 실수영역 신호를 미리 정해진 저주파 대역으로 제1필터링하고, 제1ADC 변환부(46)는 상기 제1필터링된 신호를 상기 제2샘플링율로 ADC 변환하여, 제1ADC 변환 신호를 생성할 수 있다. 마찬가지로, 제2저주파 필터(45)는 상기 허수영역 신호를 미리 정해진 저주파 대역으로 제2필터링하고, 제2ADC 변환부(47)는 상기 제2필터링된 신호를 상기 제2샘플링율로 ADC 변환하여, 제2ADC 변환 신호를 생성할 수 있다.
그리고, 멀티플렉서(48)는 상기 제1ADC 변환 신호와 제2ADC 변환 신호를 멀티플렉싱하여 ADC 변환 신호를 출력할 수 있다.
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 압축 센싱 신호의 전송 방법의 순서를 도시하는 흐름도이다.
압축 센싱 신호의 전송 방법은 전술한 압축 센싱 신호의 전송 장치(이하, '전송 장치'라 함)에 의해 수행될 수 있다.
우선, 전송 장치는 제1샘플링율(예, Nyquist rate)에 기초하여 샘플링된 심볼 값을 미리 정해진 딕셔너리 셋(Dictionary Set)에 적용하고, 변조 신호를 구성한다(S501).
이때, 복수의 심볼을 하나의 그룹으로 설정하고, 그룹 단위에 대한 미리 정해진 딕셔너리 셋을 설정할 수 있는데, 딕셔너리 셋은 복수의 딕셔너리 아톰(atom)을 구비할 수 있다. 딕셔너리 아톰은 그룹에 구비된 심볼의 개수(N, N은 자연수)와, 각 심볼 값으로 설정될 수 있는 값의 개수(M, M은 자연수)를 고려하여 설정될 수 있다. 구체적으로, 딕셔너리 아톰의 개수는 MN 개로 설정될 수 있으며, 각각의 딕셔너리 아톰은 그룹 내에 포함된 심볼들의 심볼 값을 조합한 값으로 설정될 수 있다.
예를 들어, 도 2를 참조하면, 전송 장치가 전송 신호에 대해 QPSK 방식에 의해 변조를 진행하고, 8개의 심볼(S0~S7)을 하나의 그룹으로 설정한 것을 예시한다. 이 경우, 각 심볼은 00, 01, 10, 11의 값으로 설정될 수 있으므로, 각 심볼 값으로 설정될 수 있는 값의 개수(M)는 4개로 설정할 수 있고, 그룹에 구비된 심볼의 개수(N)는 8개로 설정할 수 있다. 따라서, 딕셔너리 아톰의 개수는 48 개로 설정될 수 있으며, 각각의 딕셔너리 아톰의 각각의 값은 8개의 심볼(S0~S7) 각각에 설정될 수 있는 심볼 값들을 조합한 값을 구비할 수 있다. 즉, 각각의 딕셔너리 아톰은 00 00 00 00 00 00 00 00의 값부터 11 11 11 11 11 11 11 11의 값으로 설정될 수 있다.
전술한 바를 고려하여, 딕셔너리 셋은 전술한 수학식 1의 연산을 통해 산출될 수 있다.
나아가, 미리 정해진 딕셔너리 셋의 설정시, 그룹 단위에 포함되는 심볼의 개수는 수신 장치의 ADC 변환 샘플링율을 고려하여 설정될 수 있다.
전송 장치는, 딕셔너리 셋을 사용하여 변조된 신호에 대해, 업샘플링을 처리하고(S502), 업샘플린된 신호를 RRC(root-raised-cosine) 필터링하고(S503), 필터링에 따른 지연신호 보상 등을 처리(S504)하여 전송신호를 구성할 수 있다. 이러한 변조 신호를 전송신호로의 변환은 전술한 수학식 2의 연산에 의해 처리될 수 있다.
한편, 도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른 압축 센싱 신호의 수신 방법의 순서를 도시하는 흐름도이다.
압축 센싱 신호의 수신 방법은 전술한 압축 센싱 신호의 수신 장치(이하, '수신 장치'라 함)에 의해 수행될 수 있다.
수신 장치는 상기 전송 장치가 전송한 신호(이하, '수신 신호'라 함)를 수신할 수 있다(S601). 이때, 수신 신호는 적어도 하나의 심볼을 포함하는 심볼 그룹 단위에 대해 미리 정해진 딕셔너리 셋(Dictionary Set) 및 제1샘플링율을 사용하여 처리된 신호일 수 있다.
S602 단계에서, 수신 장치는 전송 장치의 변조에 사용된 제1샘플링율보다 상대적으로 작은 제2샘플링율로 신호를 샘플링하여, ADC 변환을 처리할 수 있다. 예를 들어, 제1샘플링율이 나이퀴스트 율(Nyquist rate)로 설정될 경우, 제2샘플링율은 서브 나리퀴스트 율(sub-Nyquist rate)로 설정될 수 있다. 예컨대, 서브 나리퀴스트 율(sub-Nyquist rate)은 나이퀴스트 율(Nyquist rate)/W(여기서, W는 양의 정수)로 설정될 수 있다.
나아가, S602 단계에서, 수신 장치는 샘플링을 처리하기에 앞서, 상기 수신 신호에 의사 랜덤 노이즈 신호(Pseudo Random Noise Sequence)를 적용하여 상기 의사 랜덤 신호가 적용된 수신신호를 출력할 수 있다. 이와 같이, S602 단계에서, 수신 신호에 의사 랜덤 노이즈 신호(Pseudo Random Noise Sequence)를 적용함으로써(mixing), 수신 신호를 임의의 불규칙한 형태의 신호로 변환할 수 있다. 이에 따라, 고주파수의 신호 정보를 저주파수 대역으로 퍼뜨릴 수 있다.
또한, S602 단계에서, 수신 장치는 의사 랜덤 노이즈 신호가 적용된 수신 신호를 미리 정해진 저주파수 대역으로 필터링을 더 처리할 수 있다.
S603 단계에서, 수신 장치는 ADC 변환된 신호로부터 압축 측정정보(Compressed measurement)를 확인할 수 있다.
전술한 바와같이, 전송 장치는 제1샘플링율로 샘플링된 복수의 심볼을 구룹으로 설정하고, 그룹 단위에 대해 미리 정해진 딕셔너리 셋을 사용하여, 딕셔너리 아톰에 대응되는 신호를 전송하였다. 따라서, 수신 신호로부터 검출된 압축 측정정보는 그룹 단위에 대해 미리 정해진 딕셔너리 셋에 포함된 딕셔너리 아톰에 대응되는 신호일 수 있다.
이를 고려하여, S603 단계에서, 수신 장치는 압축 측정정보를 미리 정해진 딕셔너리 셋에 포함된 복수의 딕셔너리 아톰들과 비교하여, 상대적으로 유사도가 높은 딕셔너리 아톰을 검출할 수 있다. 또한, 수신 장치는 검출된 딕셔너리 아톰이 지시하는 정보를 사용하여 그룹 내에 포함된 복수의 심볼 각각에 대한 심볼 값을 확인할 수 있다(S604).
예컨대, 수신 장치는 미리 정해진 딕셔너리 셋에 포함되는 각각의 딕셔너리 아톰에 대응되는 후보 측정값을 산출할 수 있다. 그리고, 수신 장치는 산출된 후보 측정값들과, 압축 측정정보의 값을 비교하고, 상대적으로 유사도가 높은 값을 갖는 후보 측정값을 검출한다. 다음으로, 수신 장치는 섬출된 후보 측정값에 대응되는 딕셔너리 아톰이 나타내는 값을 확인하고, 그 값을 해당 그룹에 포함된 심볼들의 값에 각각 매핑함으로써, 상기 복수의 심볼의 값을 복원할 수 있다.
이러한 수신 장치의 동작은 하기의 수학식 3의 연산을 통해 수행될 수 있다.
Figure pat00003
수학식 3에서,
Figure pat00004
은 수신 신호를 나타내고, C는 의사 랜덤 노이즈 신호에 대응되는 행렬을 지시하고, H는 저주파수 대역 필터링에 대응되는 행렬을 나타내고, D는 제2샘플링율을 사용한 ADC 변환에 대응되는 행렬을 나타낸다.
나아가, S603 및 S604 단계에서, 수신 장치는 하기의 수학식 4의 연산을 통해, 압축 측정정보에 대응되는 심볼 값을 확인할 수 있다.
Figure pat00005
전술한 일 실시예의 S602 단계에서, 수신 장치가 상기 수신 신호에 의사 랜덤 노이즈 신호(Pseudo Random Noise Sequence)를 적용하는 것을 예시하였으나, 본 발명이 이를 한정하는 것은 아니다.
다른 예로서, 수신 장치는 상기 의사 랜덤 신호가 적용된 수신신호를 상기 의사 랜덤 신호가 적용된 수신신호를 실수영역 신호와 허수영역 신호로 분리하여 처리할 수도 있다.
구체적으로, 수신 장치는 상기 수신 신호에 상기 의사 랜덤 신호를 적용하여 상기 의사 랜덤 신호가 적용된 수신신호를 구성할 수 있다. 그리고, 수신 장치는 의사 랜덤 신호가 적용된 수신신호를 실수영역 신호와 허수영역 신호로 분리할 수 있다.
이에 따라, 수신 장치는 상기 실수영역 신호를 미리 정해진 저주파 대역으로 제1필터링하고, 상기 제1필터링된 신호를 상기 제2샘플링율로 ADC 변환하여, 제1ADC 변환 신호를 생성할 수 있다. 마찬가지로, 수신 장치는 상기 허수영역 신호를 미리 정해진 저주파 대역으로 제2필터링하고, 상기 제2필터링된 신호를 상기 제2샘플링율로 ADC 변환하여, 제2ADC 변환 신호를 생성할 수 있다. 그리고, 수신 장치는 상기 제1ADC 변환 신호와 제2ADC 변환 신호를 멀티플렉싱하여 ADC 변환 신호를 구성할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예에 따르면, 신호 레코딩에서 요구되는 ADC의 고샘플링율 요구조건을 완화할 수 있으므로, 신호 레코딩 시스템의 하드웨어 비용과 복잡도를 낮출 수 있다.
나아가, 저샘플링율의 ADC를 사용함으로써, ADC 해상도를 높이고 샘플링 속도와, 수신 신호의 처리, 특히, 신호 레코딩에 필요한 전력을 낮출 수 있고 시스템의 크기를 줄일 수 있다.
또한, 본 개시의 다양한 실시예에 따르면, Nyquist 샘플링율 기반의 획득 방법에서 요구하던 수분의 일 수준의 샘플 데이터를 저장하고, 이 데이터로부터 신호를 복원할 수 있다. 이와 같이, Nyquist 샘플링율을 기반으로 변조된 신호를 저샘플링율을 사용하여 신호를 레코딩을 실현함으로써, 다양한 통신 제품(예컨대, 위성, 휴대폰, TV, 라디오, GPS 시계, 내비게이션 등) 개발에 필요한 분석 데이터를 보다 용이하게 획득할 수 있다.
본 개시의 예시적인 방법들은 설명의 명확성을 위해서 동작의 시리즈로 표현되어 있지만, 이는 단계가 수행되는 순서를 제한하기 위한 것은 아니며, 필요한 경우에는 각각의 단계가 동시에 또는 상이한 순서로 수행될 수도 있다. 본 개시에 따른 방법을 구현하기 위해서, 예시하는 단계에 추가적으로 다른 단계를 포함하거나, 일부의 단계를 제외하고 나머지 단계를 포함하거나, 또는 일부의 단계를 제외하고 추가적인 다른 단계를 포함할 수도 있다.
본 개시의 다양한 실시 예는 모든 가능한 조합을 나열한 것이 아니고 본 개시의 대표적인 양상을 설명하기 위한 것이며, 다양한 실시 예에서 설명하는 사항들은 독립적으로 적용되거나 또는 둘 이상의 조합으로 적용될 수도 있다.
또한, 본 개시의 다양한 실시 예는 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어, 또는 그들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우, 하나 또는 그 이상의 ASICs(Application Specific Integrated Circuits), DSPs(Digital Signal Processors), DSPDs(Digital Signal Processing Devices), PLDs(Programmable Logic Devices), FPGAs(Field Programmable Gate Arrays), 범용 프로세서(general processor), 컨트롤러, 마이크로 컨트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
본 개시의 범위는 다양한 실시 예의 방법에 따른 동작이 장치 또는 컴퓨터 상에서 실행되도록 하는 소프트웨어 또는 머신-실행가능한 명령들(예를 들어, 운영체제, 애플리케이션, 펌웨어(firmware), 프로그램 등), 및 이러한 소프트웨어 또는 명령 등이 저장되어 장치 또는 컴퓨터 상에서 실행 가능한 비-일시적 컴퓨터-판독가능 매체(non-transitory computer-readable medium)를 포함한다.

Claims (16)

  1. 적어도 하나의 심볼을 포함하는 심볼 그룹 단위에 대해 미리 정해진 딕셔너리 셋(Dictionary Set) 및 제1샘플링율을 사용하여 처리된 신호를 수신하는 과정과,
    상기 수신된 신호를, 상기 제1샘플링율보다 상대적으로 작은 제2샘플링율로 ADC 변환하는 과정과,
    상기 ADC 변환된 신호로부터, 압축 측정정보를 확인하는 과정과,
    상기 미리 정해진 딕셔너리 셋에 기초하여, 상기 심볼 그룹에 포함되고 상기 압축 측정정보에 대응되는 복수의 심볼의 값을 복원하는 과정을 포함하는 압축 센싱 신호의 처리 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2샘플링율로 ADC 변환하는 과정은,
    상기 수신 신호에 의사 랜덤 신호를 적용하는 과정과,
    상기 의사 랜덤 신호가 적용된 수신신호를 상기 제2샘플링율로 ADC 변환하여, ADC 변환 신호를 생성하는 과정을 포함하는 압축 센싱 신호의 처리 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 ADC 변환 신호를 생성하는 과정은,
    상기 의사 랜덤 신호가 적용된 수신신호를 미리 정해진 저주파 대역으로 필터링하는 과정을 더 포함하는 압축 센싱 신호의 처리 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 ADC 변환 신호를 생성하는 과정은,
    상기 수신 신호에 의사 랜덤 신호를 적용하는 과정과,
    상기 의사 랜덤 신호가 적용된 수신신호를 실수영역 신호와 허수영역 신호로 분리하는 과정과,
    상기 실수영역 신호를 미리 정해진 저주파 대역으로 제1필터링하는 과정과,
    상기 허수영역 신호를 미리 정해진 저주파 대역으로 제2필터링하는 과정과,
    상기 제1필터링된 신호를 상기 제2샘플링율로 ADC 변환하여, 제1ADC 변환 신호를 생성하는 과정과,
    상기 제2필터링된 신호를 상기 제2샘플링율로 ADC 변환하여, 제2ADC 변환 신호를 생성하는 과정과,
    상기 제1ADC 변환 신호와 제2ADC 변환 신호를 멀티플렉싱하여 ADC 변환 신호를 구성하는 과정을 포함하는 압축 센싱 신호의 처리 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 심볼의 값을 복원하는 과정은,
    상기 복수의 심볼 각각이 구비할 수 있는 심볼 값을 조합한 후보 측정값들을 확인하는 과정과,
    상기 후보 측정값들로부터, 상기 압축 측정정보와 유사도가 상대적으로 높은 적어도 하나의 후보 측정값을 검출하는 과정과,
    검출된 상기 적어도 하나의 상기 후보 측정값에 대응되는 심볼값을 확인하여, 상기 복수의 심볼의 값을 복원하는 과정을 포함하는 압축 센싱 신호의 처리 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 미리 정해진 딕셔너리 셋은,
    상기 심볼 그룹에 포함되는 심볼의 개수 및 상기 심볼 각각이 구비할 수 있는 심볼 값을 고려하여 생성되는 것을 특징으로 하는 압축 센싱 신호의 처리 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1샘플링율은 나이키스트(Nyquist) 방식에 기초한 샘플링율인 것을 특징으로 하는 압축 센싱 신호의 처리 방법.
  8. 적어도 하나의 심볼을 포함하는 심볼 그룹 단위에 대해 미리 정해진 딕셔너리 셋(Dictionary Set) 및 제1샘플링율을 사용하여 처리된 신호를 수신하는 신호 수신부와,
    상기 수신된 신호를, 상기 제1샘플링율보다 상대적으로 작은 제2샘플링율로 ADC 변환하는 ADC 변환부와,
    상기 ADC 변환된 신호로부터, 압축 측정정보를 확인하는 압축 측정정보 검출부와,
    상기 미리 정해진 딕셔너리 셋에 기초하여, 상기 심볼 그룹에 포함되고 상기 압축 측정정보에 대응되는 복수의 심볼의 값을 복원하는 압축 센싱 신호 복원부를 포함하는 압축 센싱 신호의 처리 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 ADC 변환부는,
    의사 랜덤 노이즈(Pseudo Random Noise) 신호를 생성하는 의사 랜덤 신호 생성부와,
    상기 수신 신호에 상기 의사 랜덤 신호를 적용하여 상기 의사 랜덤 신호가 적용된 수신신호를 출력하는 랜덤신호 결합부와,
    상기 의사 랜덤 신호가 적용된 수신신호를 상기 제2샘플링율로 ADC 변환하여, ADC 변환 신호를 생성하는 AD변환기를 포함하는 압축 센싱 신호의 처리 장치.
  10. 제2항에 있어서,
    상기 ADC 변환부는,
    상기 의사 랜덤 신호가 적용된 수신신호를 미리 정해진 저주파 대역으로 필터링하는 저주파 필터를 더 포함하는 압축 센싱 신호의 처리 장치.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 ADC 변환부는,
    상기 수신 신호에 의사 랜덤 신호를 생성하는 의사 랜덤 신호 생성부와,
    상기 수신 신호에 상기 의사 랜덤 신호를 적용하여 상기 의사 랜덤 신호가 적용된 수신신호를 출력하는 랜덤신호 결합부와,
    상기 의사 랜덤 신호가 적용된 수신신호를 실수영역 신호와 허수영역 신호로 분리하는 실수/허수영역 신호 분리부와,
    상기 실수영역 신호를 미리 정해진 저주파 대역으로 제1필터링하는 제1저주파 필터와,
    상기 허수영역 신호를 미리 정해진 저주파 대역으로 제2필터링하는 제2저주파 필터와,
    상기 제1필터링된 신호를 상기 제2샘플링율로 ADC 변환하여, 제1ADC 변환 신호를 생성하는 제1ADC 변환부와,
    상기 제2필터링된 신호를 상기 제2샘플링율로 ADC 변환하여, 제2ADC 변환 신호를 생성하는 제2ADC 변환부와,
    상기 제1ADC 변환 신호와 제2ADC 변환 신호를 멀티플렉싱하여 ADC 변환 신호를 출력하는 멀티플렉서를 포함하는 압축 센싱 신호의 처리 장치.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 압축 센싱 신호 복원부는,
    상기 복수의 심볼 각각이 구비할 수 있는 미리 정해진 심볼 값을 조합한 후보 측정값들을 확인하는 후보 측정값 확인부와,
    상기 후보 측정값들로부터, 상기 압축 측정정보와 유사도가 상대적으로 높은 적어도 하나의 후보 측정값을 검출하고, 검출된 상기 적어도 하나의 상기 후보 측정값에 대응되는 심볼값을 사용하여, 상기 복수의 심볼의 값을 복원하는 심볼 값 복원부를 포함하는 압축 센싱 신호의 처리 장치.
  13. 전송 장치가 적어도 하나의 심볼을 포함하는 심볼 그룹 단위에 대해 미리 정해진 딕셔너리 셋(Dictionary Set) 및 제1샘플링율을 사용하여 변조된 신호를 전송하는 과정과,
    수신 장치가, 상기 신호를 수신하고, 상기 수신 신호를 상기 제1샘플링율보다 상대적으로 작은 제2샘플링율로 ADC 변환하는 과정과,
    상기 ADC 변환된 신호로부터, 압축 측정정보를 확인하는 과정과,
    상기 미리 정해진 딕셔너리 셋에 기초하여, 상기 심볼 그룹에 포함되고 상기 압축 측정정보에 대응되는 복수의 심볼의 값을 복원하는 과정을 포함하는 압축 센싱 신호의 송수신 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 변조된 신호를 전송하는 과정은,
    제1샘플링율에 기초하여 데이터의 심볼의 값을
    데이터를 상기 미리 정해진 딕셔너리 셋에 맵핑하여 RF 신호를 생성하는 과정과,
    상기 RF 신호를 업샘플링하는 과정과,
    상기 업샘플링된 신호에 대한 RRC 필터링을 처리하는 과정을 포함하는 압축 센싱 신호의 송수신 방법.
  15. 적어도 하나의 심볼을 포함하는 심볼 그룹 단위에 대해 미리 정해진 딕셔너리 셋(Dictionary Set) 및 제1샘플링율을 사용하여 변조된 신호를 전송하는 전송 장치와,
    적어도 하나의 심볼을 포함하는 심볼 그룹 단위에 대해 미리 정해진 딕셔너리 셋(Dictionary Set) 및 제1샘플링율을 사용하여 처리된 수신 신호를 수신하는 신호 수신부와, 상기 수신 신호를, 상기 제1샘플링율보다 상대적으로 작은 제2샘플링율로 ADC 변환하는 ADC 변환부와, 상기 ADC 변환된 신호로부터, 압축 측정정보를 확인하는 압축 측정정보 검출부와, 상기 미리 정해진 딕셔너리 셋에 기초하여, 상기 심볼 그룹에 포함되고 상기 압축 측정정보에 대응되는 복수의 심볼의 값을 복원하는 압축 센싱 신호 복원부를 구비하는 수신 장치를 포함하는 압축 센싱 신호의 송수신 시스템.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 전송 장치는,
    데이터를 상기 미리 정해진 딕셔너리 셋에 맵핑하여 RF 신호를 생성하는 RF 신호 생성부와,
    상기 RF 신호를 업샘플링하는 업샘플링부와,
    상기 업샘플링된 신호에 대한 RRC 필터링을 처리하는 RRC 필터를 포함하는 압축 센싱 신호의 송수신 시스템.
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