KR101449735B1 - 레인지 게이트 기반의 감지 장치 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

레인지 게이트(range-gate) 기반으로 감지를 하는 장치에서, 레인지 게이트별로 경비 지역에 대한 경비가 이루어지는 경비 모드에서, 경비 지역으로의 입장을 허용하는 인증이 이루어지면 경비 모드를 1차적으로 해제한다. 그리고 경비 지역에 위치한 전파 센서에 의하여 획득되는 전파 신호의 특성 변화 패턴을 토대로 침입 발생 여부를 판단하고, 침입이 발생하지 않은 것으로 판단되는 경우에 경비 모드를 최종적으로 해제한다.

Description

레인지 게이트 기반의 감지 장치 및 그 방법{Sensing apparatus and method based on range-gate}
본 발명은 감지 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게 말하자면, 레인지 게이트(range-gate) 기반의 감지 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
일반으로 초광대역(Ultra-wideband, UWB) 통신은 무선 통신 시스템에서 매우 넓은 대역폭으로 인해, 근거리에서의 고속 데이터 통신을 가능하게 한다. 또한 센서 측면에서, UWB센서는 일반 협대역 마이크로 웨이브 센서에 비해 높은 투과력 및 높은 거리 분해능이 가능하다는 장점이 있다. 일 예로 UWB센서의 거리 분해능은 응용범위에 따라서 수mm ~ 수m 까지를 구현할 수 있다. 　
UWB센서를 이용하여 감시를 하는 경우, UWB 센서가 설치된 환경에서 벽의 매질 특성을 파악하거나, 벽 뒤의 침입자 움직임을 검출하거나, 일반 실내에서 침입자의 위치 정보 획득 등을 위하여, 거리별로 정보를 수신하는 레인지 게이트(range-gate) 기법을 사용한다.
게인지 게이트 기법을 사용하는 장치에서는, 각 레인지 게이트의 신호 처리 방식에 따라 시스템 오보율(false alarm) 즉, 침입이 아닌데 침입이 발생한 것으로 판단하는 확률이 결정된다. 일반적으로 종래에는 각 거리별로 레인지 게이트를 적용하고, 정확한 레인지 게이트 신호를 획득하기 위하여, 레인지 게이트에서 주변 배경에서 반사되어 들어오는 신호를 제거하였다. 그러나 이러한 신호 처리 방법을 사용하는 경우, 오보율이 증가하는 단점이 있다.
본 발명이 해결하려는 과제는 레인지 게이트(range-gate) 기반으로 동작하는 감지 장치에서 오보율을 감소시키기 위한 것이다.
본 발명의 특징에 따른 감지 방법은 감지 영역을 감지하는 방법이며, 감지 장치가 감지 영역의 신호를 설정된 시간 단위로 수신하기 위한 복수의 레인지 게이트들을 설정하는 단계; 상기 감지 장치가 각 레인지 게이트에 대응하는 감지 신호를 생성하고, 각 레인지 게이트별로 적응적으로 할당되는 송신 전력을 토대로 생성된 감지 신호를 감지 영역으로 방사하는 단계; 상기 감지 장치가 각 레인지 게이트에 대응하는 구간에서 레인지 게이트 신호를 수신하는 단계; 및 상기 수신되는 각 레인지 게이트 신호를 토대로 이벤트 발생 여부를 감지하는 단계를 포함한다.
상기 감지 방법은 상기 레인지 게이트별로 수신되는 레인지 게이트 신호들을 토대로 각 레인지 게이트에 대한 송신 전력을 산출하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 산출하는 단계는 상기 레인지 게이트 신호들을 토대로 평균 오보율을 산출하는 단계; 및 상기 평균 오보율이 최소가 되는 각 레인지 게이트별 송신 전력을 산출하는 단계를 포함할 수 있다.
또한 상기 평균 오보율을 산출하는 단계는 이벤트가 발생하지 않는 상태에서 각 레인지 게이트별로 수신되는 레인지 게이트 신호들을 토대로 채널 분산 값들을 계산하고, 상기 채널 분산 값들로부터 상기 평균오보율을 산출할 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 따른 감지 장치는 감지 영역을 감지하는 장치이며, 감지 신호를 생성하여 송신 안테나 통해 상기 감지 영역으로 방사하는 송신부; 상기 감지 영역의 신호를 설정된 시간 단위로 수신하기 위한 복수의 레인지 게이트들을 설정하고, 하나의 레인지 게이트를 선택하는 레인지 게이트 선택부; 및 수신 안테나를 통해 수신되는 신호 중에서 상기 레인지 게이트 선택부에 의하여 선택되는 레인지 게이트에 해당하는 구간에서 수신되는 레인지 게이트 신호를 토대로 이벤트 발생을 감지하는 수신부를 포함하며, 상기 송신부는 상기 각 레인지 게이트별로 적응적으로 할당되는 송신 전력을 토대로 각 레인지 게이트에 대응하는 감지 신호를 생성하여 방사한다.
상기 송신부는 상기 레인지 게이트별로 수신되는 레인지 게이트 신호들을 토대로 각 레인지 게이트에 대한 송신 전력을 산출하여, 각 레인지 게이트에 대응하여 생성되는 감지 신호에 해당 송신 전력을 할당하는 송신 전력 할당부를 포함할 수 있다.
또한 상기 송신 전력 할당부는, 상기 레인지 게이트 신호들을 토대로 평균 오보율이 최소가 되는 각 레인지 게이트별 송신 전력을 산출할 수 있다.
또한 상기 레인지 게이트 선택부는 각 레인지 게이트에서 상기 선택된 하나의 레인지 게이트에 따라서 펄스신호를 생성하는 레인지 게이트 펄스 생성부; 및 상기 레인지 게이트 펄스 신호를 상기 송신부로부터 출력되는 감지 신호에 곱하여 상기 수신부로 출력하는 제1 신호 합성부를 포함할 수 있다.
상기 수신부는 상기 수신 안테나를 통해 수신되는 신호와 상기 제1 신호 합성부의 출력 신호를 곱하는 제2 신호 합성부; 및 상기 제2 곱셈부의 출력 신호로부터 이벤트 발생을 감지하는 신호 처리부를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 레인지 게이트 기반으로 신호를 수신하여 이벤트 발생 여부를 감지하는 장치에서, 감지 신호의 송신 전력을 적응적으로 조절하여 오보율을 감소시킬 수 있다.
도 1은 레인지 게이트 기반의 신호 처리의 개념을 나타낸 도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 감지 장치의 구조를 나타낸 도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 감지 방법의 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 신호 처리 방법을 적용한 경우의 평균 오보율과 기존의 신호 처리 방법을 적용한 경우의 평균 오보율을 비교한 그래프이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
다만, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다.
덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 구성요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 레인지 게이트 (ragne-gate) 기반의 감지 장치 및 그의 신호 처리 방법에 대하여 설명한다.
본 발명의 실시 예에 따른 감지 장치는 레인지 게이트 신호 처리를 기반으로 동작한다.
도 1은 레인지 게이트 기반의 신호 처리의 개념을 나타낸 도이다.
레인지 게이트 기반의 신호 처리는 전파의 특정 관찰 시간을 기준으로 신호를 수신하여 처리하는 것이다. 레인지 게이트는 첨부한 도 1에서와 같이, 안테나를 통하여 소정 형태의 빔 패턴이 형성되면서 신호의 송수신이 가능한 공간상에서, 특정 스캐닝 공간의 신호를 수신할 수 있는 시점을 나타낸다. 이러한 레인지 게이트를 기반으로, 레인지 게이트 펄스 신호가 온(ON) 되는 특정 시간 때에 해당 공간에서 반사되는 신호를 수신하여 처리한다.
예를 들어, 신호를 송신하고 수신할 수 있는 공간 즉, 전체 스캐닝 구간이 20m이고 레인지 게이트 펄스가 온되는 시간 즉, 레인지 게이트가 0.5m 간격으로 구현되는 경우, 총 40개의 레인지 게이트별로 각 구간의 신호를 수신할 수 있으며, 총 40개의 레인지 게이트 펄스 신호가 사용된다. 이 경우, 도 1에서와 같이, 복수개의 레인지 게이트가 설정된 경우, p번째 레인지 게이트를 위한 펄스 신호가 온 되는 시점에서, p번째 레인징 게이트를 위한 스캐닝 공간에서 반사되는 신호가 수신되어 처리된다.
본 발명의 실시 예에 따른 감지 장치는 이러한 레인지 게이트 신호 처리 방식을 기반으로 동작하며, 도 2와 같은 구조로 이루어진다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 감지 장치의 구조를 나타낸 도이다.
첨부한 도 2에서와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 감지 장치(1)는 감지 신호를 생성하여 송신하는 송신부(10), 레인지 게이트를 선택하는 레인지 게이트 선택부(20), 그리고 감지 영역에서 반사되는 신호를 수신하여 처리하는 수신부(30)를 포함한다.
송신부(10)는 신호 생성부(11), 송신 전력 할당부(12), 송신 신호 출력부(13), 송신 안테나(14)를 포함한다.
송신부(10)는 감지 신호를 생성하여 감지 영역으로 방사하며, 이러한 송신부(10)는 본 발명의 실시 예에 따른 감지 장치(1)에서 설정된 레인지 게이트들에 대한 정보를 토대로 소정 간격으로 감지 신호를 감지 영역으로 방사한다.
이를 위하여, 신호 생성부(11)는 감지 신호를 생성한다. 여기서 감지 신호는 초광대역 (Ultra-wideband, UWB) 신호일 수 있다.
송신 전력 할당부(12)는 감지 신호에 대하여 송신 전력을 할당한다. 특히, 송신 전력 할당부(12)는 본 발명의 실시 예에 따른 감지 장치(1)에서 설정된 레인지 게이트들에 대한 정보를 토대로 송신 전력을 할당한다. 이에 대해서는 추후 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
송신 신호 출력부(13)는 신호 생성부(11)에서 출력되는 감지 신호에 대하여 송신 전력 할당부(12)에서 할당되는 송신 전력을 부가하여 출력한다. 송신 안테나(14)는 이러한 감지 신호를 감지 영역으로 방사한다.
레인지 게이트 선택부(20)는 본 발명의 실시 예에 따른 감지 장치(1)에서 설정된 복수개의 레인지 게이트 중에서 하나의 레인지 게이트를 선택한다. 이를 위하여, 레인지 게이트 선택부(20)는 도 2에서와 같이, 레인지 게이트 펄스 생성부(21) 및 제1 신호 합성부(22)를 포함한다.
레인지 게이트 펄스 생성부(21)는 복수개의 레인지 게이트들 중에서 하나를 선택하기 위하여, 선택하고자 하는 레인지 게이트에 대응하는 시점에서 동작(예를 들어, 온(ON))하는 펄스 신호를 생성한다. 예를 들어, 펄스 신호는 0 또는 1을 가지는 신호로서, 선택한 레인지 게이트의 시간 간격 동안 1이 될 수 있다.
제1 신호 합성부(22)는 레인지 게이트 펄스 생성부(21)에서 출력되는 펄스 신호와 송신부(10)의 송신 신호 출력부(13)에서 출력되는 신호를 곱하여 출력한다.
수신부(30)는 감지 영역에서 입사되는 신호를 수신하며, 특히, 송신부(10)에서 감지 영역으로 출력되고 감지 영역의 특정 공간에서 반사되는 신호를 수신한다.
이를 위하여, 수신부(30)는 수신 안테나(31), 제2 신호 합성부(32), 필터부(33), 신호 적분부(34), 샘플링부(35), 신호 처리부(36)를 포함한다.
수신 안테나(31)에 의하여 수신되는 신호는 제2 신호 합성부(32)로 입력되며, 제2 신호 합성부(32)는 레인지 게이트 선택부(20)로부터 출력되는 신호와 입력되는 수신 신호를 곱하여 출력한다. 이에 따라 수신 안테나(31)를 통해 수신된 신호 중에서 선택된 게이트 레인지에 대응하는 공간에서 반사되는 신호 즉, 선택된 레인지 게이트에 해당하는 펄스 신호가 온되는 시간 구간에 수신되는 신호만이 추출될 수 있다.
필터부(33)는 제2 신호 합성부(32)로부터 출력되는 신호를 필터링(예를 들어, LPF(low pass filter) 처리)하여 원하는 대역의 신호만을 추출하여 출력한다.
신호 적분부(34)는 필터링된 신호를 적분하여 출력하고, 샘플링부(35)는 신호 적분부(34)로부터 출력되는 신호를 샘플링하여 신호 처리부(36)로 출력한다.
신호 처리부(36)는 입력되는 신호를 처리하여 감지 영역에서 이벤트가 발생하였는지를 판단한다. 여기서 이벤트는 감지하고자 하는 목적에 따라 달라질 수 있으며, 예를 들어, 침입 발생일 수 있다. 그리고 판단 결과를 토대로 알람 처리를 수행할 수 있다.
또한 신호 처리부(36)는 처리된 신호를 송신부(10)의 송신 전력 할당부(12)로 전달하여, 수신되는 신호에 따라 적절한 송신 전력 할당이 이루어지도록 한다.
이러한 구조로 이루어지는 감지 장치(1)는 UWB 센서일 수 있으며, 감지 영역에서 침입 발생 여부를 감지하는 장치로 사용될 수 있다. 그러나 본 발명은 이것에 한정되지는 않는다. 이하에서는 설명의 편의상 감지 장치가 초광대역 신호를 송수신하는UWB 센서로서 동작하면서 감지 영역에 침입이 발생하는지를 감지하는 장치인 것을 예로 들어서 설명한다.
먼저, 본 발명의 실시 예에 따른 감지 장치에서, 송신 전력을 할당하는 방법에 대하여 설명한다.
본 발명의 실시 예에 따른 감지 장치(1)는 도 1과 같이 안테나에 의하여 신호의 송수신이 가능한 공간 즉, 감지 영역에서, 총P개의 레인지 게이트들을 설정하고, 각 레인지 게이트별로 해당하는 공간상에서 반사되는 신호를 수신하여 처리하는 것으로 가정한다.
감지 장치(1)는 레인지 게이트들에 따라 감지 영역으로 감지 신호를 생성하여 출력하며, 레인지 게이트별로 대응하는 공간에서 반사되는 감지 신호를 수신한다. 레인지 게이트에 대응하여 발생되는 펄스 신호에 따라 특정 시간 구간에 수신되는 신호를, 설명의 편의를 위하여, "레인지 게이트 신호"라고 명명한다.
레인지 게이트 신호는 다음 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다. 수학식 1은 레인지 게이트들을 따라 송신되는 감지 신호들의 송신 전력이 동일한 경우에 수신되는 레인지 게이트 신호를 나타낸다.
Figure 112013010472204-pat00001
여기서, p는 레인징 게이트에 대한 인덱스를 나타내며, k는 샘플 인덱스를 나타낸다.
Figure 112013010472204-pat00002
는 p번째 레인지 게이트를 위한 펄스 신호가 온 되는 구간에서 수신된 신호 즉, p번째 레인지 게이트 신호를 나타낸다.
H0는 침입이 없는 상태를 나타내는 가설이며, H1는 침입이 있는 상태를 나타내는 가설이다. 따라서,
Figure 112013010472204-pat00003
는 침입이 없는 상태에서 수신되는 레인지 게이트 신호를 나타내며,
Figure 112013010472204-pat00004
는 침입이 있는 상태에서 수신되는 레인지 게이트 신호를 나타낸다.
Figure 112013010472204-pat00005
는 침입이 없는 상태에서의 채널 특성을 나타내며,
Figure 112013010472204-pat00006
는 침입이 있는 상태에서의 채널 특성을 나타낸다. 각 채널 특성은 정규 분포를 따르며,
Figure 112013010472204-pat00007
의 정규 분포는
Figure 112013010472204-pat00008
이며,
Figure 112013010472204-pat00009
의 정규 분포는
Figure 112013010472204-pat00010
이다. 여기서, 침입인 경우 더욱 큰 분산의 값을 가지기 때문에,
Figure 112013010472204-pat00011
이 성립된다.
Figure 112013010472204-pat00012
는 노이즈를 나타내며, 정규 분포를 따른다.
Figure 112013010472204-pat00013
의 정규 분포는
Figure 112013010472204-pat00014
로 나타낼 수 있다.
Figure 112013010472204-pat00015
는 송신 전력을 나타낸다. 예를 들어, 총 P개의 레인지 게이트를 고려할 경우, 전체 송신 전력은
Figure 112013010472204-pat00016
로 나타낼 수 있다.
한편, 본 발명의 실시 예에 따라, 송신 신호에 대하여 적응적으로 송신 전력이 할당된 경우, 레인지 게이트 신호는 다음과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112013010472204-pat00017
여기서,
Figure 112013010472204-pat00018
는 p번째 레인지 게이트를 위한 송신 전력을 나타낸다. 즉, 레인지 게이트 정보에 따라 p번째 레인지 게이트에 대응하여 송신되는 신호에 할당된 송신 전력을 나타낸다.
위의 수학식 2를 토대로, 침입이 없는 경우(H0)의 수신 신호
Figure 112013010472204-pat00019
에 대한 확률 분포 밀도 함수를 구하면 다음과 같다.
Figure 112013010472204-pat00020
여기서,
Figure 112013010472204-pat00021
는 침입이 없는 경우(H0)에 수신되는 신호
Figure 112013010472204-pat00022
에 대한 확률 분포 밀도 함수를 나타낸다.
Figure 112013010472204-pat00023
는 침입이 없는 경우의 분산값을 나타내며,
Figure 112013010472204-pat00024
는 노이즈의 분산값을 나타낸다.
이러한 침입이 없는 경우(H0)의 수신 신호
Figure 112013010472204-pat00025
에 대한 확률 분포 밀도 함수를 이용하여, 총 P개의 레인지 게이트를 이용하는 경우, 평균 오보율(average false alarm probability)를 산출하면 다음과 같다.
Figure 112013010472204-pat00026
여기서,
Figure 112013010472204-pat00027
는 총 P개의 레인지 게이트들을 이용하는 경우에 발생하는 평균 오보율을 나타내며,
Figure 112013010472204-pat00028
는 미리 설정된 임계값으로, 침입 발생 여부를 판단하기 위한 임계값이다.
위의 수학식 4에 따르면, 미리 설정된 임계값
Figure 112013010472204-pat00029
에 대하여,
Figure 112013010472204-pat00030
가 작을수록 평균 오보율이 작아진다는 것을 알 수 있다. 또한 각 레인지 게이트별로
Figure 112013010472204-pat00031
이 다르므로, 전체 오보율은 각 성능(
Figure 112013010472204-pat00032
)의 평균을 토대로 산출될 수 있다.
위의 수학식 4로부터, 침입이 없는 경우의 분산값
Figure 112013010472204-pat00033
이 매우 크다면 평균 오보율이 높아지는 것을 알 수 있다. 그런데, 송신 전력
Figure 112013010472204-pat00034
을 적절하게 조절한다면 평균 오보율을 조절 즉, 획기적으로 낮출 수도 있음을 알 수 있다.
그러므로 본 발명의 실시 예에서는 레인지 게이트별로 송신되는 감지 신호에 대하여 동일한 송신 전력을 할당하는 것이 아니라, 송신 전력을 적응적으로 할당한다. 즉, 수신부(20)에 의하여 수신되는 레인지 게이트별 신호들을 토대로 평균 오보율을 최소화하는 송신 전력을 산출하여 감지 신호에 할당한다.
위에 기술된 수학식 4에 따른 평균 오보율을 최소값 계산을 위한 다음과 같은 수식으로 표현할 수 있다.
Figure 112013010472204-pat00035
이러한 최소값 계산을 위한 수식을 라그랑지 승수법(The method of Larange multipliers)을 이용하여 다음과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112013010472204-pat00036
이러한 수학식 6에 대한 해는 다음과 같이 구할 수 있다.
Figure 112013010472204-pat00037
이와 같이, 위의 수학식 7의 최적해 값을 토대로, 수학식 5의 평균 오보율이 최소가 되는 송신 전력
Figure 112013010472204-pat00038
를 구할 수 있다.
본 발명의 실시 예에서는 각 레인지 게이트별로 수신되는 레인지 게이트 신호들을 토대로 평균 오보율을 산출하고, 산출된 평균 오보율이 최소가 되도록 하는 각 레인지 게이트별 송신 전력을 산출한다. 이후, 송신부(10)는 산출된 송신 전력을 토대로 레인지 게이트에 대응하여 생성되는 감지 신호(UWB 신호)를 송신한다.
다음에는 본 발명의 실시 예에 따른 감지 방법에 대하여 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 감지 방법의 흐름도이다.
감지 장치(1)는 감지 영역의 신호를 소정 시간 간격으로 수신하기 위한 복수의 레인지 게이트를 설정한다.
첨부한 도 3에서와 같이, 송신부(10)에 의하여 레인지 게이트 정보에 따라 소정 간격별로 감지 신호가 전체 스캐닝 구간인 감지 영역으로 송신된다. 즉, 각 레인지 게이트에 대응하여 감지 신호가 감지 영역으로 방사된다. 초기에는 미리 설정된 초기 송신 전력에 따라 감지 신호가 방사될 수 있다(S100, S110).
수신부(30)는 레인지 게이트 선택부(20)에 의하여 발생되는 레인징 게이트 펄스 신호에 따라 특정 시간에 수신 안테나(21)를 통하여 수신되는 신호인, 레인지 게이트 신호를 필터링, 적분 및 샘플링한다(S120, S130).
이후, 수신부(30)의 신호 처리부(36)는 샘플링된 레인지 게이트 신호들을 미리 설정된 임계값과 비교하여 감지 영역에 침입이 발생하는지를 판단하며, 판단 결과를 토대로 선택적으로 알람을 발생한다(S140, S150).
이러한 과정(S100~S150)은 첫번째 레인지 게이트에서 마지막 레인지 게이트까지 반복적으로 수행될 수 있다.
한편, 신호 처리부(26)는 레인지 게이트 신호들을 송신부(10)의 송신 전력 할당부(12)로 제공하며, 송신 전력 할당부(12)는 레인지 게이트 신호들을 토대로 평균 오보율이 최소가 되는 송신 전력을 산출한다. 구체적으로, 첫번째 레인지 게이트에서 마지막 레인지 게이트까지의 수신 과정을 통하여 획득되는 레인지 게이트 신호들을 토대로 평균 오보율을 산출하고, 산출된 평균 오보율이 최소가 되도록 하는 각 레인지 게이트별 송신 전력들을 산출한다(S160). 여기서 각 레인지 게이트별로 수신되는 레인지 게이트 신호들을 토대로 채널 분산 값들을 계산하고, 채널 분산 값들로부터 평균오보율이 산출될 수 있다.
이후, 송신 전력 할당부(12)는 감지 신호에 대하여 해당 레인지 게이트에 대응하여 산출된 송신 전력을 할당하여 감지 영역으로 방사한다. 이러한 송신 전력을 산출하는 과정은 감지 영역에 침입이 없는 상태에서 수신되는 신호를 이용할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 신호 처리 방법을 적용한 경우의 평균 오보율과 기존의 신호 처리 방법을 적용한 경우의 평균 오보율을 비교한 그래프이다. 여기서는 레인지 게이트 신호를 감지하는 임계값 즉, 침입 발생 여부를 판단하기 위한 임계값 θp = 5σ0, p 2를 사용하였다.
첨부한 도 4에서와 같이, 본 발명의 실시 예와 같이 송신 전력을 적응적으로 할당하여 감지를 수행하는 신호 처리 방법의 오보율이, 송신 전력을 동일하게 할당하는 기존 방법의 오보율보다 현저하게 낮음을 알 수 있다. 특히, 본 발명의 실시 예에 따른 신호대 잡읍비(SNR)이 높아질수록 획기적으로 오보율이 낮아져서 초광대역 감지 장치의 성능이 향상됨을 알 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 실시 예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시 예에 따른 방법 및 그 시스템의 구성에 대응하는 기능을 실행시킬 수 있는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체를 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.
이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (9)

  1. 감지 영역을 감지하는 방법에서,
    감지 장치가 감지 영역의 신호를 설정된 시간 단위로 수신하기 위한 복수의 레인지 게이트들을 설정하는 단계;
    상기 감지 장치가 각 레인지 게이트에 대응하는 감지 신호를 생성하고, 각 레인지 게이트별로 적응적으로 할당되는 송신 전력--상기 송신 전력은 레인지 게이트 신호들을 토대로 산출된 평균 오보율이 최소가 되도록 설정됨--을 토대로 생성된 감지 신호를 감지 영역으로 방사하는 단계;
    상기 감지 장치가 각 레인지 게이트에 대응하는 구간에서 레인지 게이트 신호를 수신하는 단계; 및
    상기 수신되는 각 레인지 게이트 신호를 토대로 이벤트 발생 여부를 감지하는 단계
    를 포함하는, 감지 방법.
  2. 제1항에 있어서
    상기 레인지 게이트별로 수신되는 레인지 게이트 신호들을 토대로 각 레인지 게이트에 대한 송신 전력을 산출하는 단계
    를 더 포함하는, 감지 방법.
  3. 제2항에 있어서
    상기 산출하는 단계는
    상기 레인지 게이트 신호들을 토대로 평균 오보율을 산출하는 단계; 및
    상기 평균 오보율이 최소가 되는 각 레인지 게이트별 송신 전력을 산출하는 단계
    를 포함하는, 감지 방법.
  4. 제3항에 있어서
    상기 평균 오보율을 산출하는 단계는
    이벤트가 발생하지 않는 상태에서 각 레인지 게이트별로 수신되는 레인지 게이트 신호들을 토대로 채널 분산 값들을 계산하고, 상기 채널 분산 값들로부터 상기 평균오보율을 산출하는, 감지 방법.
  5. 감지 영역을 감지하는 장치에서,
    감지 신호를 생성하여 송신 안테나 통해 상기 감지 영역으로 방사하는 송신부;
    상기 감지 영역의 신호를 설정된 시간 단위로 수신하기 위한 복수의 레인지 게이트들을 설정하고, 하나의 레인지 게이트를 선택하는 레인지 게이트 선택부; 및
    수신 안테나를 통해 수신되는 신호 중에서 상기 레인지 게이트 선택부에 의하여 선택되는 레인지 게이트에 해당하는 구간에서 수신되는 레인지 게이트 신호를 토대로 이벤트 발생을 감지하는 수신부
    를 포함하며,
    상기 송신부는 상기 각 레인지 게이트별로 적응적으로 할당되는 송신 전력--상기 송신 전력은 레인지 게이트 신호들을 토대로 산출된 평균 오보율이 최소가 되도록 설정됨--을 토대로 각 레인지 게이트에 대응하는 감지 신호를 생성하여 방사하는, 감지 장치.
  6. 제5항에 있어서
    상기 송신부는
    상기 레인지 게이트별로 수신되는 레인지 게이트 신호들을 토대로 각 레인지 게이트에 대한 송신 전력을 산출하여, 각 레인지 게이트에 대응하여 생성되는 감지 신호에 해당 송신 전력을 할당하는 송신 전력 할당부
    를 포함하는, 감지 장치.
  7. 제6항에 있어서
    상기 송신 전력 할당부는, 상기 레인지 게이트 신호들을 토대로 평균 오보율이 최소가 되는 각 레인지 게이트별 송신 전력을 산출하는, 감지 장치.
  8. 제5항에 있어서
    상기 레인지 게이트 선택부는
    각 레인지 게이트에서 상기 선택된 하나의 레인지 게이트에 따라서 펄스신호를 생성하는 레인지 게이트 펄스 생성부; 및
    상기 레인지 게이트 펄스 신호를 상기 송신부로부터 출력되는 감지 신호에 곱하여 상기 수신부로 출력하는 제1 신호 합성부
    를 포함하는 감지 장치.
  9. 제8항에 있어서
    상기 수신부는
    상기 수신 안테나를 통해 수신되는 신호와 상기 제1 신호 합성부의 출력 신호를 곱하는 제2 신호 합성부; 및
    상기 제2 곱셈부의 출력 신호로부터 이벤트 발생을 감지하는 신호 처리부
    를 포함하는 감지 장치.









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