KR101532324B1 - Tdoa 시스템의 성능 시험 장치 및 방법 - Google Patents

Tdoa 시스템의 성능 시험 장치 및 방법 Download PDF

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박진태
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국방과학연구소
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Abstract

본 발명은 TDOA(Time Difference Of Arrival) 시스템에 관한 것으로서, 더 상세하게는 TDOA 시스템의 성능 시험을 다양한 조건 및 환경 모의를 통해 체계적이고 효과적인 시험을 수행하는 성능 시험 장치 및 방법에 대한 것이다.

Description

TDOA 시스템의 성능 시험 장치 및 방법{Apparatus and Method of testing the performance of TDOA system}
본 발명은 TDOA(Time Difference Of Arrival) 시스템에 관한 것으로서, 더 상세하게는 TDOA 시스템의 성능 시험을 다양한 조건 및 환경 모의를 통해 체계적이고 효과적인 시험을 수행하는 성능 시험 장치 및 방법에 대한 것이다.
TDOA(Time Difference of Arrival) 시스템은 고밀도의 다중 레이더 신호가 혼재된 신호 환경에서 각 신호를 탐지 및/또는 식별하고, 위치를 추정 및/또는 추적하여 신호원에 대한 지속적인 감시를 가능하게 하는 시스템이다.
TDOA 시스템에 대한 성능 시험을 수행하기 위해서는 TDOA 시스템이 갖는 구조에 대한 이해가 선행되어야 한다. TDOA 시스템은 크게 다수의 수신기와 하나의 통제기로 이루어져 있으며, 수신기는 레이더 신호원을 탐지 및 식별하는 기능을 수행하고, 그 결과를 통제기로 전달하여 통제기로 하여금 다수의 수신기로부터 전송받은 신호원 식별 결과를 바탕으로 해당 신호원에 대한 위치를 추정 및/또는 추적한다.
이러한 TDOA 시스템에 대한 성능 시험을 수행하기 위해서는 TDOA 시스템이 갖는 구성요소, 즉 수신기와 통제기에 대한 시험이 선행되어야 하며, 구성요소에 대한 시험이 완료되면, 수신기와 통제기를 통합한 통합시험을 수행하여야 한다는 문제점이 있다.
1. 한국등록특허번호 제10-13335960000호 2. 한국공개특허번호 제10-2009-0088191호 3. 한국등록특허번호 제10-12245120000호
1. 김동규외, "TDOA/FDOA 융합 기반 신호원의 위치추정 및 성능 분석"한국통신학회논문지 제38C권 제9호 (2013년 9월) 융합 기술 pp.746-756 2013년 9월 2. 이현재외, "NLOS 환경에서 TDOA 위치 추정 성능 향상을 위한 시간 지연 역추적 기법"한국항행학회논문지 16(2) 297-306 2012년
본 발명은 위 배경기술에 따른 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로서, TDOA(Time Difference Of Arrival) 시스템의 성능 시험을 다양한 조건 및 환경 모의를 통해 체계적이고 효과적인 시험을 수행하는 성능 시험 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 위에서 제시된 과제를 달성하기 위해, TDOA(Time Difference Of Arrival) 시스템의 성능 시험을 다양한 조건 및 환경 모의를 통해 체계적이고 효과적인 시험을 수행하는 성능 시험 장치를 제공한다.
상기 성능 시험 장치는,
수신기와, 통제기를 갖는 시험하는 TDOA(Time Difference Of Arrival) 시스템의 성능 시험 장치에 있어서,
사용자로부터 제 1 신호원의 신호원 데이터, 상기 특정 신호원의 신호 환경 데이터, 및 상기 특정 신호원의 시나리오 데이터를 입력받는 그래픽 유저 인터페이스;
상기 신호원 데이터로부터 4가지의 모의 기술 중 어느 하나를 이용하여 변조가 적용된 제 1 PDW(Pulse Description Word) 데이터 및 I/Q 신호를 생성하는 신호 모의부;
상기 신호환경 데이터를 상기 제 1 PDW 및 I/Q 신호에 적용하여 제 2 PDW 데이터를 생성하는 신호환경 모의부;
생성된 제 2 PDW 데이터 및 I/Q 신호를 가진 제 2 신호원을 상기 시나리오 데이터에 따라 지도상에 배치시켜 이동하고, 상기 수신기의 위치를 지정하는 시나리오 모의부; 및
요청 응답 방식에 따라 상기 수신기와 통신하고, 상기 제 2 신호원에 해당하는 분석 결과 데이터를 생성하여 상기 그래픽 유저 인터페이스에 전송하여 화면에 전시하는 통제기 모의부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 다른 일실시예에 따른 성능 시험 장치는,
수신기와, 통제기를 갖는 시험하는 TDOA 시스템의 성능 시험 장치에 있어서,
사용자로부터 제 1 신호원의 신호원 데이터, 상기 특정 신호원의 신호 환경 데이터, 및 상기 특정 신호원의 시나리오 데이터를 입력받는 그래픽 유저 인터페이스;
상기 신호원 데이터로부터 4가지의 모의 기술 중 어느 하나를 이용하여 변조가 적용된 제 1 PDW 데이터 및 I/Q 신호를 생성하는 신호 모의부;
상기 신호환경 데이터를 상기 제 1 PDW 및 I/Q 신호에 적용하여 제 2 PDW 데이터를 생성하는 신호환경 모의부;
상기 제 2 PDW 데이터에 오차를 반영하여 제 3 PDW 데이터를 생성하는 장치 성능 모의부;
생성된 제 3 PDW 데이터 및 I/Q 신호를 가진 제 2 신호원을 상기 시나리오 데이터에 따라 지도상에 배치시켜 이동하는 시나리오 모의부; 및
요청 응답 방식에 따라 상기 통제기와 통신하고, 상기 제 2 신호원에 해당하는 분석 결과 데이터를 생성하여 상기 그래픽 유저 인터페이스에 전송하여 화면에 전시하는 수신기 모의부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 성능 시험 장치는,
다수의 수신기와, 통제기를 갖는 시험하는 TDOA 시스템의 성능 시험 장치에 있어서,
사용자로부터 제 1 신호원의 신호원 데이터, 상기 특정 신호원의 신호 환경 데이터, 및 상기 특정 신호원의 시나리오 데이터를 입력받는 그래픽 유저 인터페이스;
상기 신호원 데이터로부터 4가지의 모의 기술 중 어느 하나를 이용하여 변조가 적용된 제 1 PDW 데이터 및 I/Q 신호를 생성하는 신호 모의부;
상기 신호 환경 데이터를 상기 제 1 PDW 및 I/Q 신호에 적용하여 제 2 PDW 데이터를 생성하는 신호 환경 모의부; 및
생성된 제 2 PDW 데이터 및 I/Q 신호를 가진 제 2 신호원을 상기 시나리오 데이터에 따라 지도상에 배치시켜 이동하고, 상기 다수의 수신기의 위치를 지정하는 시나리오 모의부;를 포함하며, 상기 다수의 수신기 각각은 제 2 신호원에 해당하는 분석 결과 데이터를 생성하여 상기 통제기에 전송하여 화면에 전시하는 것을 특징으로 할 수 있다.
이때, 상기 신호원 데이터는, PRI(Pulse Repetition Interval) 정보, 주파수 정보, PA(Pulse Amplitude) 정보, 스캔 정보, 및 펄스내변조(Intra Pulse Modulation) 정보를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 PRI 정보는 평균 PRI, PRI 변화율, 변조형태, 변조주기, 및 단수를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 주파수 정보는 평균 주파수, 주파수 변화율, 변조형태, 변조주기, 및 단수를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 스캔 정보는 스캔형태, 스캔주기, 깊이(Depth) 크기, 및 피크 파워(Peak Power)를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 펄스내변조 정보는 펄스내변조 형태, 주파수 변경폭, 및 중심 주파수를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 신호 모의부는, 상기 PRI정보, 주파수 정보, 스캔 정보, 및 펄스내변조 정보를 입력받아 PRI 변조 형태에 따라 PRI 변조를 모의하여 TOA를 생성하는 PRI 변조 모의부; 주파수 변조 형태에 따라 주파수 변조를 모의하여 주파수를 생성하는 주파수 변조 모의부; 스캔 형태에 따라 레이더 스캔을 모의하여 PA를 생성하는 스캔 모의부; 및 펄스내변조 형태에 따라 펄스내변조를 모의하여 I/Q 신호를 생성하는 펄스내변조 모의부;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 신호 환경 모의부는, 누락펄스를 모의하는 누락펄스 모의부; 해당 신호원과 전혀 다른 신호원의 펄스를 모의하는 불요펄스 모의부; 및 수신기 주변 환경에 의한 신호의 반사파를 모의하는 반사파 모의부;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 시나리오 모의부는, 신호원의 초기 위치를 모의하는 위치 모의부; 초기 위치에서 최종 목적지로의 이동경로를 모의하는 이동 모의부; 신호원의 속도와 이동경로를 바탕으로 시각별 속도, 위치를 모의하는 속도 모의부; 및 수신기의 위치를 모의하는 수신기 위치 모의부;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 분석 결과 데이터는 BIT(Built In Test), CV(Common View), AET(Active Emitter Table)를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 장치성능 모의부는, TOA(Time Of Arrival) 측정 정확도를 모의하는 TOA 측정 정확도 모의부; 모의된 TOA 측정 정확도를 이용하여 시각 동기화 오차를 모의하는 시각 동기화 오차 모의부; 방탐 정확도 오차를 모의하는 방탐 정확도 모의부; 및 주파수 측정 오차를 모의하는 주파수 측정 정확도 모의부;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 통제기 모의부는, 수신기와의 제어 메시지 및 데이터의 송수신을 제어하는 상황 시현기 모의부; 및 데이터 링크 연결을 담당하는 데이터 링크 모의부;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 수신기 모의부는, 신호를 측정하여 디지털 데이터인 PDW로 저장하는 것을 모의하는 디지털 신호 측정기 모의부; 수집된 PDW를 이용하여 신호 분석 및 식별을 수행하는 역할을 모의하는 신호 탐지기 모의부; GPS(Global Positioning System) 수신기를 모의하는 GPS 수신기 모의부; 및 데이터 링크 연결을 담당하는 데이터 링크 모의부;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
다른 한편으로, 본 발명의 또 다른 일실시예는, 수신기와, 통제기를 갖는 시험하는 TDOA(Time Difference Of Arrival) 시스템의 성능 시험 방법에 있어서, 사용자로부터 제 1 신호원의 신호원 데이터, 상기 특정 신호원의 신호 환경 데이터, 및 상기 특정 신호원의 시나리오 데이터를 입력받는 단계; 상기 신호원 데이터로부터 4가지의 모의 기술 중 어느 하나를 이용하여 변조가 적용된 제 1 PDW(Pulse Description Word) 데이터 및 I/Q 신호를 생성하는 단계; 상기 신호 환경 데이터를 상기 제 1 PDW 및 I/Q 신호에 적용하여 제 2 PDW 데이터를 생성하는 단계; 생성된 제 2 PDW 데이터 및 I/Q 신호를 가진 제 2 신호원을 상기 시나리오 데이터에 따라 지도상에 배치시켜 이동하고, 상기 수신기의 위치를 지정하는 단계; 및 요청 응답 방식에 따라 상기 수신기와 통신하고, 상기 제 2 신호원에 해당하는 분석 결과 데이터를 생성하여 상기 그래픽 유저 인터페이스에 전송하여 화면에 전시하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 TDOA 시스템의 성능 시험 방법을 제공한다.
또 다른 한편으로, 본 발명의 또 다른 일실시예는, 수신기와, 통제기를 갖는 시험하는 TDOA 시스템의 성능 시험 방법에 있어서, 사용자로부터 제 1 신호원의 신호원 데이터, 상기 특정 신호원의 신호 환경 데이터, 및 상기 특정 신호원의 시나리오 데이터를 입력받는 단계; 상기 신호원 데이터로부터 4가지의 모의 기술 중 어느 하나를 이용하여 변조가 적용된 제 1 PDW 데이터 및 I/Q 신호를 생성하는 단계; 상기 신호 환경 데이터를 상기 제 1 PDW 및 I/Q 신호에 적용하여 제 2 PDW 데이터를 생성하는 단계; 상기 제 2 PDW 데이터에 오차를 반영하여 제 3 PDW 데이터를 생성하는 단계; 생성된 제 3 PDW 데이터 및 I/Q 신호를 가진 제 2 신호원을 상기 시나리오 데이터에 따라 지도상에 배치시켜 이동하는 단계; 및 요청 응답 방식에 따라 상기 통제기와 통신하고, 상기 제 2 신호원에 해당하는 분석 결과 데이터를 생성하여 상기 그래픽 유저 인터페이스에 전송하여 화면에 전시하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 TDOA 시스템의 성능 시험 방법을 제공한다.
또 다른 한편으로, 본 발명의 또 다른 일실시예는, 다수의 수신기와, 통제기를 갖는 시험하는 TDOA 시스템의 성능 시험 방법에 있어서, 사용자로부터 제 1 신호원의 신호원 데이터, 상기 특정 신호원의 신호 환경 데이터, 및 상기 특정 신호원의 시나리오 데이터를 입력받는 단계; 상기 신호원 데이터로부터 4가지의 모의 기술 중 어느 하나를 이용하여 변조가 적용된 제 1 PDW 데이터 및 I/Q 신호를 생성하는 단계; 상기 신호 환경 데이터를 상기 제 1 PDW 및 I/Q 신호에 적용하여 제 2 PDW 데이터를 생성하는 단계; 및 생성된 제 2 PDW 데이터 및 I/Q 신호를 가진 제 2 신호원을 상기 시나리오 데이터에 따라 지도상에 배치시켜 이동하고, 상기 다수의 수신기의 위치를 지정하는 단계;를 포함하며, 상기 다수의 수신기 각각은 제 2 신호원에 해당하는 분석 결과 데이터를 생성하여 상기 통제기에 전송하여 화면에 전시하는 것을 특징으로 하는 TDOA 시스템의 성능 시험 방법을 제공한다.
본 발명에 따르면, TDOA(Time Difference of Arrival) 시스템의 수신기, 통제기에 대한 시험과 이들을 통합한 시험을 위한 신호 환경 모의부, 신호 모의부, 장치성능 모의부, 통제기 모의부, 시나리오 모의부, 수신기 모의부로 구성되는 TDOA 시스템의 성능 시험 방법 및 장치로써, TDOA 시스템의 성능 시험을 다양한 조건 및 환경 모의를 통해 체계적이고 효과적인 시험을 수행할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 효과로서는 이러한 구조를 가지는 시험장치를 이용하여 수신기 시험, 통제기 시험, 및 통합 시험 등을 수행하는 것이 가능하다는 점을 들 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 TDOA(Time Difference of Arrival) 시스템의 성능 시험 장치(100)의 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 성능 시험 장치(100)중 신호 모의부(122)의 구성을 더 상세하게 도시한 블록 구성도이다.
도 3은 도 1에 도시된 성능 시험 장치(100)중 신호 환경 모의부(121)의 구성을 더 상세하게 도시한 블록 구성도이다.
도 4는 도 1에 도시된 성능 시험 장치(100)중 장치 성능 모의부(124)의 구성을 더 상세하게 도시한 블록 구성도이다.
도 5는 도 1에 도시된 성능 시험 장치(100)중 시나리오 모의부(125)의 구성을 더 상세하게 도시한 블록 구성도이다.
도 6은 도 1에 도시된 성능 시험 장치(100)중 통제기 모의부(126)의 구성을 더 상세하게 도시한 블록 구성도이다.
도 7은 도 1에 도시된 성능 시험 장치(100)중 수신기 모의부(127)의 구성을 더 상세하게 도시한 블록 구성도이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 시험 장치를 이용한 수신기 시험 과정을 보여주는 시퀀스 다이어그램도이다.
도 9는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 시험 장치를 이용한 통제기 시험 과정을 보여주는 시퀀스 다이어그램도이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 시험 장치를 이용한 통합 시험 과정을 보여주는 시퀀스 다이어그램도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 구체적으로 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용한다.
제 1, 제 2등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다. "및/또는" 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않아야 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 TDOA 시스템의 성능 시험 장치 및 방법을 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 TDOA(Time Difference of Arrival) 시스템의 성능 시험 장치(100)의 구성도이다. 도 1을 참조하면, 성능 시험 장치(100)는 크게 그래픽 유저 인터페이스(GUI: Graphic User Interface)(100) 및 모의부(120)로 구성된다.
모의부(120)는, 레이더 신호원에 대한 PRI(Pulse Repetition Interval), 주파수, PA(Pulse Amplitude), 펄스내변조(Intra Pulse Modulation) 등을 모의하는 신호 모의부(122), 누락펄스, 불요펄스 및 반사파 등의 실제 신호 환경을 모의하는 신호 환경 모의부(121), 실제 레이더 펄스를 측정할 때의 장치 성능을 모의하여 장치 성능에 맞는 신호 측정 결과를 생성하는 장치성능 모의부(124), 신호원의 위치, 이동경로, 속도, 수신기 위치 등을 모의하는 시나리오 모의부(125), 수신기(미도시)의 시험을 위하여 통제기(미도시)의 기능을 모의하는 통제기 모의부(126), 통제기의 시험을 위하여 수신기의 기능을 모의하는 수신기 모의부(127) 등으로 포함하여 구성된다.
도 2는 도 1에 도시된 성능 시험 장치(100)중 신호 모의부(122)의 구성을 더 상세하게 도시한 블록 구성도이다. 도 2를 참조하면, 신호 모의부(122)는, 그래픽 유저 인터페이스(110)로부터 PRI 정보(PRI_Info), 주파수 정보(FREQ_Info), 스캔 정보(Scan_Info), 및 펄스내변조 정보(Intra_Infor) 등을 입력받아 PRI 변조 형태에 따라 PRI 변조를 모의하여 TOA(Time Of Arrival)를 생성하는 PRI 변조 모의부(210), 주파수 변조 형태에 따라 주파수 변조를 모의하여 주파수를 생성하는 주파수 변조 모의부(220), 스캔 형태에 따라 레이더 스캔을 모의하여 PA를 생성하는 스캔 모의부(230), 및 펄스내변조 형태에 따라 펄스내변조를 모의하여 I/Q 신호를 생성하는 펄스내변조 모의부(240)로 구성된다.
신호 모의부(122)는 내부 4가지의 모의부(210 내지 240)를 통해 최종적으로 각종 변조가 적용된 PDW(Pulse Description Word) 데이터와 I/Q 신호를 생성한다. PRI정보, 주파수 정보, 스캔 정보, 및 펄스내변조 정보를 정의하면 다음 표와 같다.
PRI 정보 평균 PRI, PRI 변화율, 변조형태, 변조주기, 단수 등
주파수 정보 평균 주파수, 주파수 변화율, 변조형태, 변조주기, 단수 등
스캔 정보 스캔형태, 스캔주기, Depth 크기, Peak Power 등
펄스내변조 정보 펄스내변조 형태, 주파수 변경폭, 중심주파수 등
도 3은 도 1에 도시된 성능 시험 장치(100)중 신호 환경 모의부(121)의 구성을 더 상세하게 도시한 블록 구성도이다. 도 3을 참조하면, 신호 환경 모의부(123)는 누락펄스를 모의하는 누락펄스 모의부(310), 해당 신호원과 전혀 다른 신호원의 펄스를 모의하는 불요펄스 모의부(320), 수신기 주변 건물, 산, 바다 등의 주변 환경에 의한 신호의 반사파를 모의하는 반사파 모의부(330) 등을 포함하여 구성된다.
신호 환경 모의부(123)는 누락율, 불요율, 반사율을 그래픽 유저 인터페이스(도 1의 110)로부터 입력받아 신호 모의부(122)에서 생성된 PDW(Pulse Description Word)에 누락펄스, 불요펄스, 반사파를 모의하여 실제 신호 환경이 적용된 PDW를 생성한다.
도 4는 도 1에 도시된 성능 시험 장치(100)중 장치 성능 모의부(124)의 구성을 더 상세하게 도시한 블록 구성도이다. 도 4를 참조하면, 장치성능 모의부(124)는 TOA 측정 정확도를 모의하는 TOA 측정 정확도 모의부(410), 시각 동기화 오차를 모의하는 시각 동기화 오차 모의부(420), 방탐 정확도 오차를 모의하는 방탐 정확도 모의부(430), 및 장치의 주파수 측정 오차를 모의하는 주파수 측정 정확도 모의부(440) 등을 포함하여 구성된다.
실제 레이더 펄스를 측정할 때의 장치 성능(각 변수의 측정 정확도)을 반영하여 PDW를 재생성한다. 측정 정확도, 주파수 측정 정확도, 방탐 정확도, 시각 동기화 오차의 데이터를 입력받아 신호 모의부(도 1의 122) 및 신호 환경 모의부(도 1의 121)에서 생성된 PDW에 오차를 적용하여 PDW를 재생성한다.
도 5는 도 1에 도시된 성능 시험 장치(100)중 시나리오 모의부(125)의 구성을 더 상세하게 도시한 블록 구성도이다. 도 5를 참조하면, 시나리오 모의부(125)는 신호원의 초기 위치를 모의하는 위치 모의부(510), 초기 위치에서 최종 목적지로의 이동경로를 모의하는 이동 모의부(520), 신호원의 속도와 이동경로를 바탕으로 시각별 속도, 위치를 모의하는 속도 모의부(530), 및 수신기들의 위치를 모의하는 수신기 위치 모의부(540) 등을 포함하여 구성된다.
시나리오 모의부(540)는 생성된 신호원 및 수신기를 지도상에 배치시키고 신호원에 이동경로 및 속도를 부여하여 이동시켜 실제 신호전장을 모의한다. 신호원의 초기위치, 이동경로, 속도 및 수신기들의 위치를 지도상에 입력하는데, 이 때 신호원은 다중 신호원을 생성하여 신호 전장을 실제에 가깝게 모의한다.
도 6은 도 1에 도시된 성능 시험 장치(100)중 통제기 모의부(126)의 구성을 더 상세하게 도시한 블록 구성도이다. 도 6을 참조하면, 통제기 모의부(126)는 수신기 시험을 위하여 통제기 역할을 수행하는 것으로, 수신기와의 제어메시지 및 데이터의 송수신을 관장하는 상황 시현기 모의부(610), 및 데이터링크 연결을 담당하는 데이터링크 모의부(620)로 구성된다. 통제기 모의부는 수신기와의 시험을 위하여 수신기와 주고받는 모든 메시지/데이터를 모의한다.
도 7은 도 1에 도시된 성능 시험 장치(100)중 수신기 모의부(127)의 구성을 더 상세하게 도시한 블록 구성도이다. 도 7을 참조하면, 수신기 모의부(127)는 통제기 시험을 위하여 수신기 역할을 수행하는 것으로, 신호를 측정하여 디지털 데이터인 PDW로 저장하는 것을 모의하는 디지털 신호 측정기 모의부(710), 수집된 PDW를 이용하여 신호 분석 및/또는 식별을 수행하는 역할을 모의하는 신호 탐지기 모의부(720), GPS(Global Positioning System) 수신기를 모의하는 GPS 수신기 모의부(730), 및 데이터 링크 연결을 담당하는 데이터링크 모의부(740) 등을 포함하여 구성된다. 수신기 모의부는 통제기와의 시험을 위하여 통제기와 주고받는 모든 메시지/데이터를 모의한다.
위 도 1 내지 도 7에 도시된 성능 시험 장치(100)를 이용하여 수신기 시험, 통제기 시험, 통합 시험을 수행하며, 이는 첨부된 도 8 ~ 도 10을 참고하여 이들 시험 방법을 상세히 설명한다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 시험 장치를 이용한 수신기 시험 과정을 보여주는 시퀀스 다이어그램도이다. 도 8을 참조하면, 수신기 시험을 위하여 성능 시험 장치(도 1의 100)의 구성 요소 중 그래픽 유저 인터페이스(110), 신호 모의부(122), 신호 환경 모의부(121), 시나리오 모의부(125), 통제기 모의부(126)가 사용된다.
그래픽 유저 인터페이스(110)로부터 신호 모의부(122), 신호 환경 모의부(121), 시나리오 모의부(125)를 구동시킬 데이터를 입력받아 신호원에 대한 신호 환경 데이터가 반영된 PDW, I/Q 신호를 가진 신호원을 지도상에 배치시켜 이동시키고, 수신기(810)의 위치를 지정한다(S801,S802,S803,S805,S806,S807).
수신기(810)에 전원이 인가되면, 통제기 모의부(126)는 수신기(810)로 연결을 요청하고 수신기(810)로부터 연결응답이 오면 이를 그래픽 유저 인터페이스(110)로 전송하여 로그화면에 전시한다(S809,S810,S811,S812).
BIT(Built In Test) 요구 메시지를 수신기(810)에 전송하여 수신기(810)의 상태가 반영된 BIT결과를 전송받아 그래픽 유저 인터페이스(110)에 전송하여 그 결과를 확인한다(S813,S815,S817,S819).
GPS(Global Positioning System) 상황 및/또는 시각 동기화를 위하여 CV(Common View) 데이터를 요구하면, 수신기(810)를 수신기 자체의 GPS 모듈로부터 CV 데이터를 읽어서 통제기 모의부(126)로 전송하며, 통제기 모의부(126)는 그 결과를 그래픽 유저 인터페이스(110)로 전송하여 화면에 전시함으로써 현 상황에서의 GPS 상태 및 시각동기화 상황을 확인한다(S820,S821,S823,S825).
통제기 모의부(126)가 레이더 신호 탐지 및/또는 식별을 위한 탐색 대역을 수신기(810)로 전송하면, 수신기(810)는 그래픽 유저 인터페이스(110)로부터 현재 지도상의 신호원에 해당되는 PDW, I/Q 신호를 통제기 모의부(126)로 전송하여 신호분석 및/또는 식별 과정을 거쳐 그 결과인 AET(Active Emitter Table) 및/또는 PDW 데이터를 전송받고, 이를 다시 그래픽 유저 인터페이스(110)로 전송하여 그 결과를 화면에 전시하여 수신기(810)의 신호 분석/식별 성능을 검증한다(S827,S829,S830,S831,S833).
도 9는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 시험 장치를 이용한 통제기 시험 과정을 보여주는 시퀀스 다이어그램도이다. 도 9를 참조하면, 통제기 시험을 위하여 성능 시험 장치(100)의 구성 요소 중 그래픽 유저 인터페이스(110), 신호 모의부(122), 신호 환경 모의부(121), 장치성능 모의부(125), 시나리오 모의부(126), 수신기 모의부(127)가 사용된다.
그래픽 유저 인터페이스(110)로부터 신호 모의부(122), 신호 환경 모의부(121), 장치성능 모의부(125), 시나리오 모의부(126)를 구동시킬 데이터를 입력받아 신호원에 대한 신호 환경 요소 및/또는 장치성능 요소가 반영된 PDW, I/Q 신호를 가진 신호원을 지도상에 배치시켜 이동시키고, 수신기(미도시)의 위치를 지정한다(S901,S903,S905,S907,S909,S911).
통제기(910)에 전원이 인가되면, 통제기(910)는 수신기 모의부(127)로 연결을 요청하고 수신기 모의부(127)는 연결 응답을 통제기(910)로 연결 응답을 전송하고 이를 그래픽 유저 인터페이스(110)로 전송하여 로그화면에 전시한다(S917,S919,S921,S923).
통제기(910)로부터 BIT요구 메시지를 수신하면, 수신기 모의부(127)는 BIT 결과를 사용자의 설정을 통해 모의된 BIT 결과를 통제기(910)에 전송하고 이를 그래픽 유저 인터페이스(110)로 전송하여 로그화면에 전시한다(S925,S927,S929,S931).
통제기(910)로부터 탐색대역을 수신하면, 이를 먼저 그래픽 유저 인터페이스(110)로 전송하고 그래픽 유저 인터페이스(110)는 탐색대역에 해당되는 신호원에 대한 PDW, I/Q 신호를 수신기 모의부(127)로 전송하고, 수신기 모의부(127)는 이를 바탕으로 AET를 생성하여 통제기(910)로 AET 및/또는 PDW를 전송한다(S933,S935,S937,S939).
GPS 상황 및/또는 시각 동기화를 위한 CV 요구를 통제기(910)로부터 수신하면, 사용자 임의로 설정한 CV 데이터를 통제기로 전송하고 이를 그래픽 유저 인터페이스(110)로 전송하여 로그화면에 전시한다(S941,S943,S945).
도 10은 본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 시험 장치를 이용한 통합 시험 과정을 보여주는 시퀀스 다이어그램도이다. 특히, 통합 시험은 실장비인 N개의 수신기(810) 및 통제기(910)가 모두 개발이 완료되어 이를 통합 운용 시의 성능을 시험하기 위한 것이다.
도 10을 참조하면, 통제기 시험을 위하여 성능 시험 장치(100)의 구성 요소 중 그래픽 유저 인터페이스(110), 신호 모의부(122), 신호 환경 모의부(121), 시나리오 모의부(125)가 사용된다. 수신기(810)와 통제기(910) 사이에서 레이더 신호에 대한 분석/식별을 위한 것을 제외하고는 모두 실장비를 통하여 수행되고, 성능 시험 장치(100)는 신호원, 신호 환경 및 시나리오 모의를 통해 신호분석 및/또는 식별에 사용될 PDW, I/Q 데이터를 전송하는 역할만을 수행한다(S1001,S1003,S1005,S1007,S1009,S1011).
통제기(910)로부터 탐색대역을 그래픽 유저 인터페이스(110)가 수신하면, 탐색대역에 해당되는 신호원에 대한 PDW, I/Q 데이터를 연결된 각 수신기(810)로 전송한다(S1013,S1015,S1017).
각 수신기(810)는 성능 시험 장치(100)로부터 수신받은 레이더 신호 데이터인 PDW, I/Q 데이터를 바탕으로 신호분석 및/또는 식별을 수행하고 그 결과인 AET를 PDW와 함께 통제기로 전송하며, 통제기(910)는 각 수신기(810)로부터 전송받은 AET, PDW 데이터를 이용하여 위치 추정 및/또는 추적을 수행하여 그 결과를 통제기(910) 자체 시현화면에 전시한다(S1019,S1021).
100: 성능 시험 장치
110: 그래픽 유저 인터페이스
120: 모의부
121: 신호 환경 모의부
122: 신호 모의부
124: 장치 성능 모의부
125: 시나리오 모의부
126: 통제기 모의부
127: 수신기 모의부
810: 수신기
910: 통제기

Claims (10)

  1. 수신기와, 통제기를 갖는 TDOA(Time Difference Of Arrival) 시스템의 성능 시험 장치에 있어서,
    사용자로부터 제 1 신호원의 신호원 데이터, 상기 제 1 신호원의 신호 환경 데이터, 및 상기 제 1 신호원의 시나리오 데이터를 입력받는 그래픽 유저 인터페이스;
    상기 신호원 데이터로부터 4가지의 모의 기술 중 어느 하나를 이용하여 변조가 적용된 제 1 PDW(Pulse Description Word) 데이터 및 I/Q 신호를 생성하는 신호 모의부;
    상기 신호 환경 데이터를 상기 제 1 PDW 및 I/Q 신호에 적용하여 제 2 PDW 데이터를 생성하는 신호 환경 모의부;
    생성된 제 2 PDW 데이터 및 I/Q 신호를 가진 제 2 신호원을 상기 시나리오 데이터에 따라 지도상에 배치시켜 이동하고, 상기 수신기의 위치를 지정하는 시나리오 모의부; 및
    요청 응답 방식에 따라 상기 수신기와 통신하고, 상기 제 2 신호원에 해당하는 분석 결과 데이터를 생성하여 상기 그래픽 유저 인터페이스에 전송하여 화면에 전시하는 통제기 모의부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 TDOA 시스템의 성능 시험 장치.
  2. 수신기와, 통제기를 갖는 TDOA 시스템의 성능 시험 장치에 있어서,
    사용자로부터 제 1 신호원의 신호원 데이터, 상기 제 1 신호원의 신호 환경 데이터, 및 상기 제 1 신호원의 시나리오 데이터를 입력받는 그래픽 유저 인터페이스;
    상기 신호원 데이터로부터 4가지의 모의 기술 중 어느 하나를 이용하여 변조가 적용된 제 1 PDW 데이터 및 I/Q 신호를 생성하는 신호 모의부;
    상기 신호 환경 데이터를 상기 제 1 PDW 및 I/Q 신호에 적용하여 제 2 PDW 데이터를 생성하는 신호 환경 모의부;
    상기 제 2 PDW 데이터에 오차를 반영하여 제 3 PDW 데이터를 생성하는 장치 성능 모의부;
    생성된 제 3 PDW 데이터 및 I/Q 신호를 가진 제 2 신호원을 상기 시나리오 데이터에 따라 지도상에 배치시켜 이동하는 시나리오 모의부; 및
    요청 응답 방식에 따라 상기 통제기와 통신하고, 상기 제 2 신호원에 해당하는 분석 결과 데이터를 생성하여 상기 그래픽 유저 인터페이스에 전송하여 화면에 전시하는 수신기 모의부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 TDOA 시스템의 성능 시험 장치.
  3. 다수의 수신기와, 통제기를 갖는 TDOA 시스템의 성능 시험 장치에 있어서,
    사용자로부터 제 1 신호원의 신호원 데이터, 상기 제 1 신호원의 신호 환경 데이터, 및 상기 제 1 신호원의 시나리오 데이터를 입력받는 그래픽 유저 인터페이스;
    상기 신호원 데이터로부터 4가지의 모의 기술 중 어느 하나를 이용하여 변조가 적용된 제 1 PDW 데이터 및 I/Q 신호를 생성하는 신호 모의부;
    상기 신호 환경 데이터를 상기 제 1 PDW 및 I/Q 신호에 적용하여 제 2 PDW 데이터를 생성하는 신호 환경 모의부; 및
    생성된 제 2 PDW 데이터 및 I/Q 신호를 가진 제 2 신호원을 상기 시나리오 데이터에 따라 지도상에 배치시켜 이동하고, 상기 다수의 수신기의 위치를 지정하는 시나리오 모의부;를 포함하며,
    상기 다수의 수신기 각각은 제 2 신호원에 해당하는 분석 결과 데이터를 생성하여 상기 통제기에 전송하여 화면에 전시하는 것을 특징으로 하는 TDOA 시스템의 성능 시험 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 신호 모의부는,
    상기 그래픽 유저 인터페이스를 통해 상기 제 1 신호원에 대한 PRI정보, 주파수 정보, 스캔 정보, 및 펄스내변조 정보를 입력받아 PRI 변조 형태에 따라 PRI 변조를 모의하여 TOA를 생성하는 PRI 변조 모의부;
    주파수 변조 형태에 따라 주파수 변조를 모의하여 주파수를 생성하는 주파수 변조 모의부;
    스캔 형태에 따라 레이더 스캔을 모의하여 PA를 생성하는 스캔 모의부; 및
    펄스내변조 형태에 따라 펄스내변조를 모의하여 I/Q 신호를 생성하는 펄스내변조 모의부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 TDOA 시스템의 성능 시험 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 시나리오 모의부는,
    신호원의 초기 위치를 모의하는 위치 모의부;
    초기 위치에서 최종 목적지로의 이동경로를 모의하는 이동 모의부;
    신호원의 속도와 이동경로를 바탕으로 시각별 속도, 위치를 모의하는 속도 모의부; 및
    수신기의 위치를 모의하는 수신기 위치 모의부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 TDOA 시스템의 성능 시험 장치.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 장치성능 모의부는,
    TOA(Time Of Arrival) 측정 정확도를 모의하는 TOA 측정 정확도 모의부;
    모의된 TOA 측정 정확도를 이용하여 시각 동기화 오차를 모의하는 시각 동기화 오차 모의부;
    방탐 정확도 오차를 모의하는 방탐 정확도 모의부; 및
    주파수 측정 오차를 모의하는 주파수 측정 정확도 모의부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 TDOA 시스템의 성능 시험 장치.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 수신기 모의부는,
    신호를 측정하여 디지털 데이터인 PDW로 저장하는 것을 모의하는 디지털 신호 측정기 모의부;
    수집된 PDW를 이용하여 신호 분석 및 식별을 수행하는 역할을 모의하는 신호 탐지기 모의부;
    GPS(Global Positioning System) 수신기를 모의하는 GPS 수신기 모의부; 및
    데이터 링크 연결을 담당하는 데이터 링크 모의부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 TDOA 시스템의 성능 시험 장치.
  8. 수신기와, 통제기를 갖는 TDOA(Time Difference Of Arrival) 시스템의 성능 시험 방법에 있어서,
    그래픽 유저 인터페이스를 통해 사용자로부터 제 1 신호원의 신호원 데이터, 상기 제 1 신호원의 신호 환경 데이터, 및 상기 제 1 신호원의 시나리오 데이터를 입력받는 단계;
    상기 신호원 데이터로부터 4가지의 모의 기술 중 어느 하나를 이용하여 변조가 적용된 제 1 PDW(Pulse Description Word) 데이터 및 I/Q 신호를 생성하는 단계;
    상기 신호 환경 데이터를 상기 제 1 PDW 및 I/Q 신호에 적용하여 제 2 PDW 데이터를 생성하는 단계;
    생성된 제 2 PDW 데이터 및 I/Q 신호를 가진 제 2 신호원을 상기 시나리오 데이터에 따라 지도상에 배치시켜 이동하고, 상기 수신기의 위치를 지정하는 단계; 및
    요청 응답 방식에 따라 상기 수신기와 통신하고, 상기 제 2 신호원에 해당하는 분석 결과 데이터를 생성하여 상기 그래픽 유저 인터페이스에 전송하여 화면에 전시하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 TDOA 시스템의 성능 시험 방법.
  9. 수신기와, 통제기를 갖는 TDOA 시스템의 성능 시험 방법에 있어서,
    그래픽 유저 인터페이스를 통해 사용자로부터 제 1 신호원의 신호원 데이터, 상기 제 1 신호원의 신호 환경 데이터, 및 상기 제 1 신호원의 시나리오 데이터를 입력받는 단계;
    상기 신호원 데이터로부터 4가지의 모의 기술 중 어느 하나를 이용하여 변조가 적용된 제 1 PDW 데이터 및 I/Q 신호를 생성하는 단계;
    상기 신호 환경 데이터를 상기 제 1 PDW 및 I/Q 신호에 적용하여 제 2 PDW 데이터를 생성하는 단계;
    상기 제 2 PDW 데이터에 오차를 반영하여 제 3 PDW 데이터를 생성하는 단계;
    생성된 제 3 PDW 데이터 및 I/Q 신호를 가진 제 2 신호원을 상기 시나리오 데이터에 따라 지도상에 배치시켜 이동하는 단계; 및
    요청 응답 방식에 따라 상기 통제기와 통신하고, 상기 제 2 신호원에 해당하는 분석 결과 데이터를 생성하여 상기 그래픽 유저 인터페이스에 전송하여 화면에 전시하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 TDOA 시스템의 성능 시험 방법.
  10. 다수의 수신기와, 통제기를 갖는 TDOA 시스템의 성능 시험 방법에 있어서,
    그래픽 유저 인터페이스를 통해 사용자로부터 제 1 신호원의 신호원 데이터, 상기 제 1 신호원의 신호 환경 데이터, 및 상기 제 1 신호원의 시나리오 데이터를 입력받는 단계;
    상기 신호원 데이터로부터 4가지의 모의 기술 중 어느 하나를 이용하여 변조가 적용된 제 1 PDW 데이터 및 I/Q 신호를 생성하는 단계;
    상기 신호 환경 데이터를 상기 제 1 PDW 및 I/Q 신호에 적용하여 제 2 PDW 데이터를 생성하는 단계; 및
    생성된 제 2 PDW 데이터 및 I/Q 신호를 가진 제 2 신호원을 상기 시나리오 데이터에 따라 지도상에 배치시켜 이동하고, 상기 다수의 수신기의 위치를 지정하는 단계;를 포함하며,
    상기 다수의 수신기 각각은 제 2 신호원에 해당하는 분석 결과 데이터를 생성하여 상기 통제기에 전송하여 화면에 전시하는 것을 특징으로 하는 TDOA 시스템의 성능 시험 방법.
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