KR101611294B1 - 동기 적응형 피크 검출 시스템 및 방법 - Google Patents

Abstract

동기 적응형 피크 검출 시스템 및 방법이 개시된다. N/M개의 샘플에 대하여 상관(correlation) 연산을 수행하는 상관기(corelator); 상기 상관기에서 상관 연산이 수행된 샘플에 대하여 M개의 단위 슬라이딩 윈도우(unit sliding window)를 연결하여 N개의 셀(cell) 중 중앙의 셀을 제외한 나머지 셀에 대하여 합산(summation)을 수행하여 합산값을 출력하는 합산기; 상기 합산기에 의해 출력된 합산값에 대하여 이동 평균(movding average)을 수행하여 적응형 임계치(adaptive threshold)를 산출하는 임계치 산출기; 상기 임계치 산출기에서 산출된 적응형 임계치보다 큰 샘플을 검출하는 맥스 샘플 검출기(maximum sample extractor); 상기 N/M개의 샘플을 임시 저장하는 입력 버퍼(input buffer); 상기 맥스 샘플 검출기에서 검출된 샘플의 시점을 동기 시점으로 설정하여 상기 입력 버퍼에 임시 저장된 샘플에 대하여 동기화된 출력값을 출력하는 동기화 출력기를 구성한다.

Description

동기 적응형 피크 검출 시스템 및 방법{SYNCHRONIZATION ADAPTIVE PEAK DETECTION SYSTEM AND METHOD}

본 발명은 신호 샘플의 처리 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 구체적으로는 동기 적응형 피크 검출 시스템 및 방법에 관한 것이다.

종래에는 통신 시스템에서 입력 신호의 파워(power) 계산을 통해 고정된 임계치(threshold)나 적응적인(adaptive) 임계치를 이용하여 피크(peak)를 검출하고 있다.

피크는 시시각각 변하는 입력 신호의 세기나 노이즈(noise)의 양에 따라 임계치를 벗어나 미스드 알람(missed alarm)이 발생하거나 주변의 노이즈 피크(noise peak)가 잘못 검출되는 경우가 발생한다.

이러한 경우 동기의 신뢰성이 저하되어 오랜 기간동안 누적을 통해 확률을 검출함으로써 검출 시간이 매우 길어지게 되는 문제점이 있다.

그러므로, 기존 피크 검출에 비해 피크 검출의 신뢰성을 높이고 빠르게 동기 검출을 할 수 있는 방안이 요구되고 있다.

본 발명의 목적은 동기 적응형 피크 검출 시스템을 제공하는 데 있다.

본 발명의 목적은 동기 적응형 피크 검출 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명은 동기 적응형 피크 검출 시스템(100)은다중 슬라이딩 윈도우를 효율적으로 조합하여 동기 피크 부분에서는 임계치를 설정하고 주변의 노이즈 피크가 발생될 확률이 높은 부분에서는 임계치를 높게 설정하도록 구성된다.

그리고 본 발명은 동기 적응형 피크 검출 시스템 (100)은 동기 검출의 신뢰성을 높여 빠르고 정확하게 동기 검출을 할 수 있다.

또한 본 발명은 동기 검출 신뢰성 저하 및 긴 검출 시간을 개선하는 방식으로 다중 슬라이딩 윈도우를 효과적으로 조합하여 동기 피크 부분에서는 임계치가 낮게 적용되고 주변 거짓 피크가 발생될 확률이 높은 곳에서는 임계치가 높게 적용됨으로써 동기 검출의 신뢰성을 높여 빠르고 정확한 동기 검출을 제공한다.

상술한 동기 적응형 피크 검출 시스템 및 방법에 의하면, 다중 슬라이딩 윈도우를 효율적으로 조합하여 동기 피크 부분에서는 임계치를 설정하고 주변의 사이드 로브와 노이즈 피크가 발생될 확률이 높은 부분에서는 임계치를 높게 설정하도록 구성됨으로써, 동기 검출의 신뢰성을 높여 빠르고 정확하게 동기 검출을 할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 동기 적응형 피크 검출 시스템의 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 동기 적응형 피크 검출 시스템의 동작을 나타내는 모식도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 동기 피크에 대한 적응형 임계치 결과 전체도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 동기 피크에 대한 적응형 임계치 결과 상세도이다.
도 5 본 발명의 일 실시예에 따른 동기 적응형 피크 검출 방법의 흐름도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에 상세하게 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 사용하였다.

제1, 제2, A, B 등의 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 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

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 의미를 가지고 있다.

일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 동기 적응형 피크 검출 시스템의 블록 구성도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 동기 적응형 피크 검출 시스템(이하, '적응형 피크 검출 시스템'이라 함)(100)은 상관기(110), 합산기(120), 임계치 산출기(130), 맥스 샘플 검출기(140), 입력 버퍼(150), 동기화 출력기(160)를 포함하도록 구성될 수 있다.

동기 적응형 피크 검출 시스템(100)은다중 슬라이딩 윈도우를 효율적으로 조합하여 동기 피크 부분에서는 임계치를 설정하고 주변의 노이즈 피크가 발생될 확률이 높은 부분에서는 임계치를 높게 설정하도록 구성된다.

동기 적응형 피크 검출 시스템 (100)은 동기 검출의 신뢰성을 높여 빠르고 정확하게 동기 검출을 할 수 있다.

좀 더 구체적으로는, 본 발명은 동기 검출 신뢰성 저하 및 긴 검출 시간을 개선하는 방식으로 다중 슬라이딩 윈도우를 효과적으로 조합하여 동기 피크 부분에서는 임계치가 낮게 적용되고 주변 거짓 피크가 발생될 확률이 높은 곳에서는 임계치가 높게 적용됨으로써 동기 검출의 신뢰성을 높여 빠르고 정확한 동기 검출을 제공한다.

본 발명은 N/M개의 샘플을 저장하는 Cell이라는 단위 슬라이딩 윈도우를 M개 연결하고 중앙의 Cell은 합산을 행하지 않고 나머지 Cell에 대한 이동 평균을 수행함으로써 M자형의 적응형 임계치를 생성하는 구성과 입력 신호와 적응형 임계치 간의 정렬을 위한 입력신호 버퍼 그리고 맥스값 검출 알고리즘으로 구성된다.

이하, 세부적인 구성에 대하여 설명한다.

상관기(110)는 N/M개의 샘플에 대하여 상관(correlation) 연산을 수행하도록 구성될 수 있다.

합산기(120)는 상관기(110)에서 상관 연산이 수행된 샘플에 대하여 M개의 단위 슬라이딩 윈도우(unit sliding window)를 연결하여 N개의 셀(cell) 중 중앙의 셀을 제외한 나머지 셀에 대하여 합산(summation)을 수행하여 합산값을 출력하도록 구성될 수 있다.

임계치 산출기(130)는 합산기(120)에 의해 출력된 합산값에 대하여 이동 평균(movding average)을 수행하여 적응형 임계치(adaptive threshold)를 산출하도록 구성될 수 있다.

맥스 샘플 검출기(140)는 임계치 산출기(130)에서 산출된 적응형 임계치보다 큰 샘플을 검출하도록 구성될 수 있다.

입력 버퍼(150)는 N/M개의 샘플을 임시 저장하도록 구성될 수 있다.

동기화 출력기(160)는 맥스 샘플 검출기(140)에서 검출된 샘플의 시점을 동기 시점으로 설정하여 입력 버퍼(150)에 임시 저장된 샘플에 대하여 동기화된 출력값을 출력하도록 구성될 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 동기 적응형 피크 검출 시스템의 동작을 나타내는 모식도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 동기 피크에 대한 적응형 임계치 결과 전체도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 동기 피크에 대한 적응형 임계치 결과 상세도이다.

도 2 내지 도 4를 참조하여 구체적인 동작을 설명한다.

먼저 상관기(110)에는 입력 샘플이 입력되고 동시에 동기 검출용 쉬프트 레지스터로도 입력 샘플이 쉬프트 입력된다.

그리고 상관기(110)를 통해 출력되는 상관 피크 신호에 대한 슬라이딩 윈도우 방식으로 샘플 단위로 신호를 흘려 보낸다.

그리고 합산기(120)가 Cell1, Cell2, Cell4, Cell5의 슬라이딩 윈도우 블록 내부의 샘플 신호들을 모두 합산한다. 여기서, 합산기(120)는 중앙의 Cell3 내의 신호에 대해서는 합산하지 않는다.

임계치 산출기(130)는 합산 결과를 평균함으로써 다중 슬라이딩 이동 평균(moving average)를 수행한다.

임계치 산출기(130)는 이동 평균 결과에 마진(margin) 값 T를 곱셈함으로써 도 3 및 도 4와 같은 노이즈로부터 격리된 M자형의 적응형 임계치 패턴을 생성한다.

쉬프트 레지스터에 저장하여 지연된 입력 샘플은 적응형 임계치 결과와 정렬되어 도 4의 파란색 점선과 M자형 점선과 겹치는 상태가 되어 입력 신호의 피크부에서는 낮은 임계치를 제공하고 주변의 거짓 피크 예를 들어 사이드 로브나 노이즈 피크가 발생될 수 있는 영역에서는 높은 임계치를 제공한다.

동기화 출력기(160)는 M자형 점선을 초과하는 파란색 점들이 동기 피크 샘플의 후보가 되고 이들 중 이전 샘플보다 이전 샘플이 큰 시점의 샘플값을 동기 피크로 검출함으로써 통신에서의 심볼 동기나 프레임 동기를 효과적으로 검출할 수 있다.

도 5 본 발명의 일 실시예에 따른 동기 적응형 피크 검출 방법의 흐름도이다.

도 5를 참조하면, 상관기(110)가 N/M개의 샘플에 대하여 상관(correlation) 연산을 수행한다(S101).

다음으로, 합산기(120)가 상관기(110)에서 상관 연산이 수행된 샘플에 대하여 M개의 단위 슬라이딩 윈도우(unit sliding window)를 연결하여 N개의 셀(cell) 중 중앙의 셀을 제외한 나머지 셀에 대하여 합산(summation)을 수행하여 합산값을 출력한다(S102).

다음으로, 임계치 산출기(130)가 합산기(120)에 의해 출력된 합산값에 대하여 이동 평균(movding average)을 수행하여 적응형 임계치(adaptive threshold)를 산출한다(S102).

다음으로, 맥스 샘플 검출기(140)가 임계치 산출기에서 산출된 적응형 임계치보다 큰 샘플을 검출한다(S103).

다음으로, 입력 버퍼(150)에 N/M개의 샘플을 임시 저장된다(S104).

다음으로, 동기화 출력기(160)가 맥스 샘플 검출기(140)에서 검출된 샘플의 시점을 동기 시점으로 설정하여 입력 버퍼(150)에 임시 저장된 샘플에 대하여 동기화된 출력값을 출력한다(S105).

이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

110: 상관기
120: 합산기
130: 임계치 산출기
140: 맥스 샘플 검출기
150: 입력 버퍼
160: 동기화 출력기

Claims (8)

1. 샘플(sample)에 대하여 상관(correlation) 연산을 수행하는 상관기;
   상기 상관기에서 상관 연산이 수행된 샘플에 대하여 M개의 단위 슬라이딩 윈도우(unit sliding window)를 연결하여 N개의 셀(cell) 중 중앙의 셀을 제외한 나머지 셀에 대하여 합산(summation)을 수행하여 합산값을 출력하는 합산기;
   상기 합산기에 의해 출력된 합산값에 대하여 이동 평균(moving average)을 수행하여 적응형 임계치(adaptive threshold)를 산출하는 임계치 산출기;
   상기 임계치 산출기에서 산출된 적응형 임계치보다 큰 샘플을 검출하는 맥스 샘플 검출기;
   N/M 개의 샘플을 임시 저장하는 입력 버퍼;
   상기 맥스 샘플 검출기에서 검출된 샘플의 시점을 동기 시점으로 설정하여 상기 입력 버퍼에 임시 저장된 샘플에 대하여 동기화된 출력값을 출력하는 동기화 출력기를 포함하고,
   상기 임계치 산출기는,
   상기 이동 평균의 수행 결과에 대하여 마진(margin)값 T를 곱하여 노이즈로부터 격리된 M자형의 적응형 임계치 패턴을 생성하도록 구성되고,
   상기 N/M은,
   N을 M으로 나눈 값을 의미하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 동기 적응형 피크 검출 시스템.
2. 제1항에 있어서, 상기 상관기는,
   상기 상관기의 상관 피크 신호에 대하여 슬라이딩 윈도우 방식으로 샘플 단위로 출력하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 동기 적응형 피크 검출 시스템.
3. 삭제
4. 제1항에 있어서, 상기 동기화 출력기는,
   상기 M자형 패턴을 초과하는 값들이 동기 피크 샘플의 후보로 설정하고 설정된 동기 피크 샘플의 후보 중 이전 샘플보다 그 이전 샘플이 더 크게 되는 시점의 샘플값을 동기 피크로 검출하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 동기 적응형 피크 검출 시스템.
5. 상관기가 샘플(sample)에 대하여 상관(correlation) 연산을 수행하는 단계;
   합산기가 상기 상관기에서 상관 연산이 수행된 샘플에 대하여 M개의 단위 슬라이딩 윈도우(unit sliding window)를 연결하여 N개의 셀(cell) 중 중앙의 셀을 제외한 나머지 셀에 대하여 합산(summation)을 수행하여 합산값을 출력하는 단계;
   임계치 산출기가 상기 합산기에 의해 출력된 합산값에 대하여 이동 평균(moving average)을 수행하여 적응형 임계치(adaptive threshold)를 산출하는 단계;
   맥스 샘플 검출기가 상기 임계치 산출기에서 산출된 적응형 임계치보다 큰 샘플을 검출하여 입력 버퍼에 N/M 개의 샘플을 임시 저장하는 단계;
   동기화 출력기가 상기 맥스 샘풀 검출기에서 검출된 샘플의 시점을 동기 시점으로 설정하여 상기 입력 버퍼에 임시 저장된 샘플에 대하여 동기화된 출력값을 출력하는 단계를 포함하고,
   상기 임계치 산출기는,
   상기 이동 평균의 수행 결과에 대하여 마진(margin)값 T를 곱하여 노이즈로부터 격리된 M자형의 적응형 임계치 패턴을 생성하도록 구성되고,
   상기 N/M은,
   N을 M으로 나눈 값을 의미하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 동기 적응형 피크 검출 방법.
6. 제5항에 있어서, 상기 상관기는,
   상기 상관기의 상관 피크 신호에 대하여 슬라이딩 윈도우 방식으로 샘플 단위로 출력하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 동기 적응형 피크 검출 방법.
7. 삭제
8. 제5항에 있어서, 상기 동기화 출력기는,
   상기 M자형 패턴을 초과하는 값들이 동기 피크 샘플의 후보로 설정하고 설정된 동기 피크 샘플의 후보 중 이전 샘플보다 그 이전 샘플이 더 크게 되는 시점의 샘플값을 동기 피크로 검출하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 동기 적응형 피크 검출 방법.

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