KR101779539B1 - 훈련열 동기화 위치 추정방법 및 이를 이용한 수신기 - Google Patents

훈련열 동기화 위치 추정방법 및 이를 이용한 수신기 Download PDF

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Abstract

전송채널을 통해 통신 신호-훈련열이 포함되어 있음-를 수신하는 단계; 및 통신 신호에서 제이(J) 형상이 있는 위치를 찾는 단계; 및 제이(J) 형상이 있는 위치를 훈련열의 동기화 위치로 추정하는 단계; 를 포함하는 훈련열 동기화 위치 추정방법이 개시된다. 이에 의해, 생활잡음이 포함된 신호에서 훈련열의 동기화 위치를 신뢰성 있게 검출할 수 있다.

Description

훈련열 동기화 위치 추정방법 및 이를 이용한 수신기{Method for estimating synchronization position of training sequence and receiver using the same}
본 발명은 훈련열 동기화 위치 추정방법 및 이를 이용한 수신기에 관한 것이다.
최근 음파를 이용하여 정보를 제공하는 기술들이 활용되고 있다.
예를 들면, 한국공개특허공보 2013-0064014호(2013.06.17)("음파 통신을 이용하여 위치 기반 서비스를 제공하기 위한 시스템, 서버, 방법, 및 기록 매체")에는 음파 통신을 이용하여 위치 기반 서비스를 제공하는 시스템 등이 개시되어 있다.
다른 예를 들면, 한국공개특허공보 2012-0045613 (2012.05.09) ("가청주파수 대역 음파 통신에서의 데이터 송수신 시스템 및 방법, 그리고 이에 적용되는 장치")에는 가청주파수 대역에서 데이터를 송수신하는 방법 및 장치가 개시되어 있다.
그런데, 이러한 음파가 채널을 통해서 전송될 때 잡음(예를 들면 생활잡음)이 포함되게 되는데, 이러한 생활잡음으로 인하여 음파를 수신하는 측에서 훈련열의 동기화 위치를 찾기가 쉽지 않은 문제가 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 생활잡음이 포함된 신호에서 훈련열의 동기화 위치를 정확하게 추정할 수 있는 훈련열 동기화 위치 추정방법 및 이를 이용한 수신기가 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 전송채널을 통해 통신 신호-훈련열이 포함되어 있음-를 수신하는 단계; 및
상기 통신 신호에서 제이(J) 형상이 있는 위치를 찾는 단계; 및
상기 제이(J) 형상이 있는 위치를 상기 훈련열의 동기화 위치로 추정하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 훈련열 동기화 위치 추정방법이 제공될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 전송채널을 통해 수신되는 음파 신호-훈련열이 포함되어 있음-에서 훈련열의 동기화 위치를 추정하는 피크 파인더를 포함하는 음파 수신기에 있어서,
상기 피크 파인더는 상기 음파 신호에서 제이(J) 형상이 있는 위치를 찾고, 상기 제이(J) 형상이 있는 부분을 상기 훈련열의 동기화 위치로 추정하는 것을 특징으로 하는 음파 수신기가 제공될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면,
전송채널을 통해 통신 신호-훈련열이 포함되어 있음-를 수신하는 단계; 및
상기 통신 신호 또는 상기 통신 신호에 훈련열로 코릴레이션한 결과에서, 기준 값 이상을 가진 위치-피크 위치-들을 찾는 단계; 및
상기 피크 위치들 중에 어느 하나의 피크의 위치를 상기 훈련열의 동기화 위치로 추정하는 단계;를 포함하며,
상기 훈련열의 동기화 위치로 추정된 피크에 대한 비대칭 비율은, 나머지 피크들에 대한 비대칭 비율들보다 큰 것을 특징으로 하는 훈련열 동기화 위치 추정방법이 제공될 수 있다.
상술한 실시예들에서, 통신 신호는 음파이며, 시간에 따라 주파수가 변화되는 첩(Chirp) 신호일 수 있다.
상술한 실시예들에서, 상기 제이(J) 형상이 있는 위치를 찾을 때,
상기 통신 신호 또는 상기 통신 신호에 훈련열로 코릴레이션한 결과에서, 기준 값 이상을 가진 위치-피크 위치-들을 찾고, 상기 피크 위치들 중에서 어느 하나를 제이(J) 형상이 있는 위치로 결정할 수 있다.
상술한 실시예들에서, 상기 기준 값 이상을 가진 위치-피크 위치-들을 찾을 때,
상기 통신 신호 또는 상기 통신 신호에 훈련열로 코릴레이션한 결과에서, 기준 값 이상의 신호들에 대하여 '피크 찾기 용 윈도우'를 적용하여 찾을 수 있다.
상술한 실시예들에서, 상기 피크 위치들 중에서 어느 하나를 제이(J) 형상이 있는 위치로 결정할 때, 상기 피크 위치들 중에서, 다음 경우들
- 피크를 기준으로 양쪽이 비대칭인 경우
- 피크를 기준으로 좌측에는 신호가 실질적으로 없고, 우측에는 복수의 신호들이 존재하는 경우
- 피크를 기준으로 좌측으로 소정 시간 이격된 부분에 신호가 실질적으로 없고, 우측에는 복수의 신호들이 존재하는 경우
- 피크를 기준으로 우측의 소정 시간내에 있는 복수의 신호들은 제2 기준값 보다 크고, 좌측의 소정 시간내에 있는 복수의 신호들은 제3 기준값보다 작은 경우
중에서 적어도 하나 이상을 만족하는 피크의 위치를 제이(J) 형상이 있는 위치로 결정할 수 있다.
상술한 실시예들에서, 피크를 기준으로 양쪽이 비대칭에 해당하는지 여부를 판단할 때, 비대칭 비율을 계산한 후 비대칭 비율에 따라서 비대칭에 해당하는지 여부를 판단하며,
상기 비대칭 비율의 계산은,
피크를 기준으로 소정 시간 내에 있는 값들의 평균 값-피크 주위 평균값-을 계산하고, 피크의 좌측 부분의 소정 시간 내에 있는 값들의 평균 값-피크 좌측 위치 평균값-을 계산하고, 다음 수식
비대칭 비율=(피크 주위 평균값)/(피크 좌측 위치 평균값)
에 의해 계산하는 것일 수 있다.
상술한 실시예들에서, 상기 피크 좌측 위치 평균값의 계산은,
피크로부터 좌측으로 소정 시간 이격된 부분들에 대한 평균 값을 구하는 것일 수 있다.
본 발명의 하나 이상의 실시예에 따르면, 생활잡음이 포함된 신호를 수신하더라도 훈련열의 동기화 위치를 신뢰성 있게 추정할 수 있게 된다. 특히, 생활잡음이 포함된 음파를 수신하는 수신기에서 훈련열의 동기화 위치를 신뢰성 높게 추정할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 훈련열 동기화 위치 추정방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 제이(J) 형상이 있는 위치를 찾는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3와 도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 제이(J) 형상이 있는 위치를 찾는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 훈련열 동기화 위치 추정방법이 적용된 본 발명의 일 실시예에 따른 수신기를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 훈련열 동기화 위치 추정방법이 적용된 본 발명의 다른 실시예에 따른 음파 수신기를 설명하기 위한 도면이다.
도 6과 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 제이(J) 형상을 설명하기 위한 다른 도면들이다.
도 8과 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따라 비대칭 비율을 계산하는 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 10 내지 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 비대칭 비율을 설명하기 위한 다른 도면들이다.
도 14 내지 도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 피크 위치를 찾는 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 19는 본 발명에 사용될 수 있는 첩 신호들이 예시적으로 도시한 것이다.
이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 게재될 수도 있다는 것을 의미한다.
본 발명에 따른 전송채널의 동기화 방법은 전송 채널로부터 수신되는 신호에서 제이(J) 형상을 찾는 것이다. 이하에서는, 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 다양한 실시예들을 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 훈련열 동기화 위치 추정방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 훈련열 동기화 위치 추정방법은 통신 신호-훈련열 포함되어 있음-를 수신하는 단계(S100), S100 단계에서 수신된 통신 신호에 대하여 훈련열로 코릴레이션 동작을 수행하는 단계(S200), S200 단계의 코릴레이션 결과로부터 제이(J) 형상이 있는 위치를 찾는 단계(S300), 및 훈련열의 동기화 위치를 추정하는 단계(S400)를 포함할 수 있다.
코릴레이션 동작을 수행하는 단계(S200)는, S100 단계에서 수신된 통신 신호와, 통신 신호에 포함된 것과 동일한 종류의 훈련열로 코릴레이션 동작을 수행하는 단계일 수 있다. 예를 들면, 통신 신호가 시간적으로 주파수가 변화되는 음파인 경우, 코릴레이션 동작을 수행하는 단계(S200)은, 도 19에 예시적으로 도시된 첩 신호들을 사용하여 코릴레이션 동작을 수행하는 것일 수 있다.
제이(J) 형상이 있는 위치를 찾는 단계(S300)는, S200 단계의 수행결과인 코릴레이션 결과로부터 제이(J) 형상을 찾는 단계이다. 한편, 본원 명세서에서, “코릴레이션 결과”라고 함은 S200 단계를 수행한 직접적인 결과뿐만 아니라, S200 단계의 직접적인 결과에 대한 추가적인 처리가 이루어진 결과도 포함하는 의미로 사용된다. 여기서, “추가적인 처리”는 예를 들면 포락선을 검출하는 동작을 의미할 수 있다. 즉, S300 단계는 코릴레이션의 수행 결과 또는 코릴레이션 수행 결과에 대한 추가적인 처리가 이루어진 결과로부터 제이(J) 형상의 위치를 찾는 단계일 수 있다.
훈련열의 동기화 위치를 추정하는 단계(S400)는, S300 단계에서 찾은 제이(J) 형상을 훈련열의 동기화 위치로 추정하는 단계이다. 구체적으로, 제이(J) 형상에 포함된 피크가 있는 위치를 훈련열의 동기화 위치로 추정할 수 있다.
이상과 같이 도 1을 참조하여 설명한 실시예에서는, S200 단계(코릴레이션 동작 수행하는 단계)를 포함하는 것으로 설명하였으나 이는 옵션으로서, 본 발명의 다른 실시예에 따른 훈련열 동기화 위치 추정방법은, S100 단계를 수행하고 S200 단계의 수행 없이 S300 단계와 S400 단계를 수행하도록 구성되는 것도 가능하다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 제이(J) 형상을 설명하기 위한 도면이다.
도 6를 참조하면, 훈련열의 코릴레이션 결과에 대한 포락선이 도시되어 있고, 피크가 있는 위치를 기준으로 제이(J) 형상이 있음을 알 수 있다. 피크가 있는 위치를 기준으로 좌측-시간적으로 피크 이전 부분-에는 신호들이 실질적으로 없고, 피크가 있는 위치를 기준으로 우측-시간적으로 피크 이후 부분-에는 신호들이 다수 존재함을 알 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제이(J) 형상은 피크를 포함하며, 피크의 좌측과 피크의 우측이 서로 비대칭인 특징을 가진다. 도 6의 그래프는 음파의 코릴레이션 결과에 대한 포락선을 나타낸 것이며, 음파는 전자기파에 대비하여 지연확산이 많으므로 이에 의해서 피크를 기준으로 우측에 신호들이 다수 존재하는 것으로 판단된다.
S300 단계에서 찾고자 하는 제이(J) 형상은 기준값 - 제1 기준값- 이상을 가진 피크를 포함하며, 다음과 같은 경우들 중 적어도 어느 하나에 해당될 수 있다.
- 피크를 기준으로 양쪽이 비대칭인 경우
- 피크를 기준으로 좌측에는 신호가 실질적으로 없고, 우측에는 복수의 신호들이 존재하는 경우
- 피크를 기준으로 좌측으로 소정 시간 이격된 부분에 신호가 실질적으로 없고, 우측에는 복수의 신호들이 존재하는 경우
- 피크를 기준으로 우측의 소정 시간내에 있는 복수의 신호들은 제2 기준값 보다 크고, 좌측의 소정 시간내에 있는 복수의 신호들은 제3 기준값보다 작은 경우
제이(J) 형상이 있는 위치를 찾는 단계(S300)는, S200 단계에서 수행된 코릴레이션 결과에서, 상술한 바와 같은 특징을 적어도 하나 이상 가지는 부분을 찾는 단계이다.
도 6을 계속 참조하면, 피크가 있는 위치(본 발명의 설명의 목적을 위해서, 시간축 상에서 피크가 있는 위치를 '0'으로 표시하였음)를 기준으로 좌측에는 신호들이 거의 없고, 특히 피크가 있는 위치로부터 소정 시간 이격된 부분에는 신호가 실질적으로 없음을 알 수 있다. 그리고, 피크가 있는 위치를 기준으로 우측에는 신호들이 복수개 존재함을 알 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 제이(J) 형상을 설명하기 위한 다른 도면이다.
도 7은 S200 단계의 수행결과(포락선만을 나타낸 것임)를 예시적으로 나타낸 것이며, 훈련열과 잡음 각각에 대한 코릴레이션 특성을 알 수 있다. 즉, 훈련열에 대한 코릴레이션 부분은 제이(J) 형상을 가지지만, 잡음에 대한 코릴레이션 부분은 제이(J) 형상을 가지지 않는다. 본원 발명의 발명자는 그러한 사실에 주목하여, 코릴레이션 결과에서 제이(J) 형상이 나타나는 부분을 훈련열이 존재하는 부분으로 추정하고자 하였고, 실제로 신뢰성 있는 결과를 얻을 수 있었다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 제이(J) 형상이 있는 위치를 찾는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 제이(J) 형상이 있는 위치를 찾는 방법은, S200 단계의 수행결과(코릴레이션 결과)에서, 제1 기준 값 이상이 되는 위치-피크 위치-들을 찾는 단계(S301), S301 단계에서 찾은 피크들 각각에 대하여 비대칭 비율을 계산하는 단계(S303), 및 S303 단계에서 계산된 비대칭 비율이 가장 큰 피크 위치를 제이(J) 형상이 있는 위치로 결정하는 단계(S305)를 포함할 수 있다.
본 실시예에서, 비대칭 비율을 계산하는 단계(S303)는, 피크 위치를 기준으로 소정 시간 내에 있는 값들의 평균 값-피크 주위 평균값-을 계산하고, 피크 위치의 좌측 부분의 소정 시간 내에 있는 값들의 평균 값-피크 좌측 위치 평균값-을 계산하고, 다음 <수식 1>
비대칭 비율=(피크 주위 평균값)/(피크 좌측 위치 평균값)
에 의해 계산하는 단계일 수 있다.
비대칭 비율은 피크를 기준으로 비대칭의 정도를 나타내는 파라미터이다. 상기 <수식 1>은 예시적인 것으로서, 비대칭의 정도를 나타내는 파라미터는 다른 수식으로도 산출될 수 있을 것이다.
도 8과 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 비대칭 비율을 설명하기 위한 도면들이고, 도 8의 (a)는 훈련열이 포함된 부분에 대하여 비대칭 비율을 구한 것을 설명하기 위한 것이고, 도 8의 (b)는 잡음이 포함된 부분에 대하여 비대칭 비율을 구한 것을 설명하기 위한 것이다.
도 8의 (a)를 참조하면, 기준 값 - 기준 값은 본원 발명이 속하는 기술분야에 종사하는 자에 의해 정해질 수 있음 - 이상이 되는 피크(P1)를 기준으로 소정 시간내(△t1)에 속한 값들의 평균 값을 계산한다. 즉, 피크(P1) 주위 평균값을 구한다. 그리고, 피크(P1)로부터 좌측 방향으로 소정 시간(△t2) 이격된 위치부터 소정 시간내(△t3)에 속한 값들의 평균 값을 계산한다. 즉, 피크(P1) 좌측 위치 평균값을 계산한다. 이들 평균값에 대하여, <수식 1>을 사용하면 비대칭 비율이 산출될 수 있을 것이다.
도 8의 (b)를 참조하면, 도 8의 (b)와 같은 방식으로, 기준 값 이상이 되는 피크(P2)를 기준으로 소정 시간내(△t1)에 속한 값들의 평균 값을 계산한다. 즉, 피크(P2) 주위 평균값을 구한다. 그리고, 피크(P2)로부터 좌측 방향으로 소정 시간(△t2) 이격된 위치부터 소정 시간내(△t3)에 속한 값들의 평균 값을 계산한다. 즉, 피크(P2) 좌측 위치 평균값을 구한다. 이들 평균값에 대하여, <수식 1>을 사용하면 비대칭 비율이 산출될 수 있을 것이다.
도 9는, 도 8의 (a)와 도 8의 (b)를 참조하여 설명한 방식과 동일 또는 유사한 방식으로, 기준 값 이상을 가진 피크들에 대하여 산출된 비대칭 비율을 나타낸 것이다.
도 9를 참조하면, 각 피크들에 대하여 산출된 비대칭 비율들 중에서 가장 큰 값은 6. 57이고, 나머지 피크들에 대한 비대칭 비율들은 2.0 이하이다. 이러한 경우, 본 발명의 일 실시예에 따른 제이(J) 형상이 있는 위치를 찾는 단계(S300)는, 비대칭 비율이 6,57 인 부분을 제이(J) 형상이 있다고 결정한다. 훈련열이 있는 부분에 대한 비대칭 비율과, 잡음이 있는 부분들에 대한 비대칭 비율은 3배 이상이 나므로, 비대칭 비율이 6,57 인 부분을 훈련열 동기화 위치로 결정하더라도 신뢰성 있는 결과를 보장할 수 있다.
도 10 내지 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 비대칭 비율을 설명하기 위한 다른 도면들이다.
이하에서는, S200 단계의 수행결과 도 10과 같은 코릴레이션 결과(포락선만을 나타낸 것임)를 얻었다고 가정하고, 비대칭 비율을 구하는 방법을 설명하기로 한다.
도 10을 참조하면, 제1 기준값 이상을 가진 피크들이 P1, P2, 및 P3 가 존재하며, 이들 중에서 먼저 피크(P1)에 대하여 비대칭 비율을 산출하는 과정을 설명한다.
피크(P1)에 대한 피크 주위 평균값은, 피크(P1)가 중심에 있도록 정의된 윈도우(W1)내에 포함된 값들에 대한 평균을 함으로써 계산되고, 피크(P1)에 대한 피크 좌측 위치 평균값은, 피크(P1)로부터 소정 시간(△t2) 이격된 위치부터 소정 시간(△t3)에 포함된 값들(즉, 윈도우 W2에 포함된 값들)에 대한 평균을 함으로써 계산된다. 이후, 예시적으로 설명한 <수식 1>을 적용하면 비대칭 비율이 산출될 수 있을 것이다.
도 11을 참조하면, 피크(P2)에 대하여 비대칭 비율을 산출하는 과정을 설명한다.
피크(P2)에 대한 피크 주위 평균값은, 피크(P2)가 중심에 있도록 정의된 윈도우(W1)내에 포함된 값들에 대한 평균을 함으로써 계산되고, 피크(P2)에 대한 피크 좌측 위치 평균값은, 피크(P2)로부터 소정 시간(△t2) 이격된 위치부터 소정 시간(△t3)에 포함된 값들(즉, 윈도우 W2에 포함된 값들)에 대한 평균을 함으로써 계산된다. 이후, 예시적으로 설명한 <수식 1>을 적용하면 비대칭 비율이 산출될 수 있을 것이다.
도 12를 참조하면, 피크(P3)에 대하여 비대칭 비율을 산출하는 과정을 설명한다.
피크(P3)에 대한 피크 주위 평균값은, 피크(P3)가 중심에 있도록 정의된 윈도우(W1)내에 포함된 값들에 대한 평균을 함으로써 계산되고, 피크(P3)에 대한 피크 좌측 위치 평균값은, 피크(P3)로부터 소정 시간(△t2) 이격된 위치부터 소정 시간(△t3)에 포함된 값들(즉, 윈도우 W2에 포함된 값들)에 대한 평균을 함으로써 계산된다. 이후, 예시적으로 설명한 <수식 1>을 적용하면 비대칭 비율이 산출될 수 있을 것이다.
이상과 같은 방법으로 기준 값 이상을 가진 피크들에 대하여 비대칭 비율을 각각 산출하면, 가장 큰 비대칭 비율을 가진 부분이 본원 발명에서 정의한 제이(J) 형상이 있는 부분으로 결정될 것이다.
이상과 같이 도 10 내지 도 12를 참조하여 설명하였던, 소정 시간들(△t1, △t2, △t3)과 윈도우들(W1, W2)의 크기는 예시적인 것으로 당업자가 적절하게 변화시킬 수 있을 것이다. 여기서, △t2 시간을 영(O)으로 설정하는 것도 가능하다.
도 3과 도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 제이(J) 형상이 있는 위치를 찾는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3과 도 13을 참조하여 설명할 방법은, 제이(J) 형상이 가진 특징들 중에서,
'피크를 기준으로 우측의 소정 시간내에 있는 복수의 신호들은 제2 기준값 보다 크고, 좌측의 소정 시간내에 있는 복수의 신호들은 제3 기준값보다 작음'
이라고 하는 특징을 이용하여 제이(J) 형상을 찾는 방법이다.
도 3과 도 13을 참조하면, 제이(J) 형상이 있는 위치를 찾는 방법은 S200 수행결과에서 제1 기준값 이상을 가진 위치-피크 위치-들을 찾는 단계(S302), S302에서 찾은 피크 위치들 중에서, 피크 위치의 우측 부분에 제2 기준 값보다 큰 값을 가진 부분이 복수개 있고, 피크 위치로부터 좌측의 소정 시간내에 있는 신호들이 모두 제3 기준 값보다 작은 값을 가진 경우에 해당하는 피크 위치를 찾는 단계(S304), 및 S304 단계에서 찾은 피크 위치를 제이(J) 형상이 있는 위치로 결정하는 단계(S306)를 포함할 수 있다.
도 13을 참조하면, S200 수행결과가 예시적으로 도시되어 있으며, 제1 기준값, 제2 기준값, 및 제3 기준값이 설정되어 있다. S304 단계에서는, 피크를 기준으로 우측 부분에 제2 기준값보다 높은 값을 가진 부분이 있는지 판단하고, 그리고 피크를 기준으로 좌측 부분에 제3 기준값보다 모두 낮은 값을 가진 부분이 있는지를 판단한다. 도 13에 도시된 예는 위 조건을 만족하므로 제이(J) 형상으로 판단될 것이다.
한편, 피크를 기준으로 좌측 부분의 값들과 제3 기준값을 비교할 때, 피크에서 소정 시간 내(△t3)에 있는 부분의 값들과 제3 기준값을 비교한다. 또한, 피크를 기준으로 우측 부분의 값들과 제2 기준값을 비교할 때에도, 피크에서 소정 시간내(△t4)에 있는 부분의 값들과 제2 기준값을 비교한다.
이상 하나 이상의 실시예들을 대상으로 설명한 훈련열 동기화 위치 추정방법들은 음파 신호에 포함된 훈련열의 동기화 위치를 추정하는 방법으로 사용될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 훈련열 동기화 위치 추정방법들은 시간에 따라 주파수가 변화되는 음파 신호에 포함된 훈련열의 동기화 위치를 추정하는 방법으로 사용될 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 훈련열 동기화 위치 추정방법들은 음파 신호뿐만 아니라 다른 종류의 신호에 포함된 훈련열의 동기화 위치를 추정하는 방법에도 활용될 수 있음은 물론이다.
도 14 내지 도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 피크 위치를 찾는 방법을 설명하기 위한 도면들이다. 구체적으로, 도 14의 (a)는 코릴레이션 결과(포락선만을 나타낸 것임)를 나타낸 것이고, (b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 피크 위치를 찾을 때 사용되는 윈도우(이하, ‘피크 찾기 용 윈도우’라고 함)를 예시적으로 나타낸 것이고(피크 찾기 용 윈도우는 △t의 폭을 가지며, △t 시간에 포함된 신호를 제거하기 위한 것임), 도 15 내지 도 17은 윈도우를 순차적으로 적용하는 과정을 설명하기 위한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 피크 위치를 찾는 방법은, 코릴레이션 결과에서 기준값 이상의 값을 가지는 신호들에 대하여 ‘피크 찾기 용 윈도우’를 적용하여 피크의 위치를 찾는 방법이며, 이러한 방법은 예를 들면 도 3을 참조하여 상술한 S301 또는 S302 단계에도 사용될 수 있다.
도 14을 먼저 참조하면, 기준값 이상을 가지는 신호들이 다수 있음을 알 수 있으며, 이중에서 임의의 신호(본 실시예에서는 ‘P1’)를 선택하여 피크의 위치로서 저장한다. 다음에, 코릴레이션 결과에서, ‘피크 찾기 용 윈도우’를 피크 P1의 위치에 적용한다. 도 15는 ‘피크 찾기 용 윈도우’를 피크 P1의 위치에 적용한 결과를 나타내었다.
‘피크 찾기 용 윈도우’를 피크 P1의 위치에 적용한 결과에서, 다시 기준값 이상을 가지는 신호들에서 임의의 신호(본 실시예에서는 ‘P2’)를 선택하여 피크의 위치로서 저장한다. 다음에, ‘피크 찾기 용 윈도우’를 피크 P2의 위치에 적용한다. 도 16는 피크 찾기 용 윈도우를 피크 P2의 위치에 적용한 결과를 나타내었다.
피크 찾기 용 윈도우를 피크 P2의 위치에 적용한 결과에서, 다시 기준값 이상을 가지는 신호들에서 임의의 신호(본 실시예에서는 ‘P3’)를 선택하여 피크의 위치로서 저장한다. 다음에, ‘피크 찾기 용 윈도우’를 피크 P3의 위치에 적용한다. 도 17은 ‘피크 찾기 용 윈도우’를 피크 P3의 위치에 적용한 결과를 나타내었다.
‘피크 찾기 용 윈도우’를 피크 P3의 위치에 적용한 결과에서, 다시 기준값 이상을 가지는 신호들에서 임의의 신호(본 실시예에서는 ‘P4’)를 선택하여 피크의 위치로서 저장한다.
다음에, ‘피크 찾기 용 윈도우’를 피크 P4의 위치에 적용한다. 도 18은 ‘피크 찾기 용 윈도우’를 피크 P4의 위치에 적용한 결과를 나타내었다.
도 18을 참조하면, 기준값 이상인 신호들은 더 이상 없음을 알 수 있으며, 따라서 위 과정들을 통해서 찾은 피크들은 P1, P2, P3, 및 P4 가 된다. 이후, 이들 피크들의 위치에 제이(J) 형상이 있는지 여부가 결정된다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 훈련열 동기화 위치를 추정하는 방법이 본 발명의 일 실시예에 따른 수신기에 적용된 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 수신기(5)는 음파 채널(3)을 통해서 전송기(1)로부터 전송되는 음파를 수신하며, 마이크(7), A/D 컨버터(9), 피크 파인더(14), 및 데이터 복조부(18)를 포함할 수 있다.
도 4를 참조하면, 마이크(7)는 음파 채널(3)을 통해서 수신되는 음파를 전기적인 신호로 변환하고, A/D 컨버터(9)는 마이크(7)에 의해 변환된 전기적 신호를 디지털 신호로 변환한다.
마이크(7)에 의해 수신되는 음파는, 예를 들면 시간에 따라 주파수가 변화되는 첩(Chirp) 신호일 수 있다.
도 19를 참조하면, 본 발명에 사용될 수 있는 첩 신호들이 예시적으로 도시되어 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 시간에 따라 주파수가 증가되는 업 첩(Up chirp) 신호와 시간에 따라 주파수가 감소되는 다운 첩(Down chirp) 신호를 사용할 수 있다.
한편, 도 19에 도시된 첩 신호들이 가진 주파수 변화율과 위상은 예시적인 것이므로 본원 발명은 그러한 것에만 한정되지 않음을 본 발명이 속하는 기술분야에 종사하는 자라면 용이하게 이해할 수 있을 것이다.
피크 파인더(14)는 A/D 컨버터(9)에 의해 변환된 신호에서 제이(J) 형상이 있는 위치를 찾는다. 예를 들면, 피크 파인더(14)는, 도 1, 도 2, 도 3, 도 7 내지 도 18을 참조하여 설명한 제이(J) 형상을 찾는 방법에 의해서 제이(J) 형상이 있는 위치를 찾을 수 있다.
피크 파인더(14)는 A/D 컨버터(9)에 의해 변환된 신호에서 기준값 이상을 가진 피크들을 찾고, 찾은 피크들을 기준으로 하여 제이(J) 형상을 찾을 수 있다.
데이터 복조부(18)는 피크 파인더(14)에 의해 찾은 제이(J) 형상이 있는 위치를 이용하여, 데이터를 복조한다. 예를 들면, 데이터 복조부(18)는 제이(J) 형상에 포함된 피크의 위치부터 데이터를 복조한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 훈련열 동기화 위치를 추정하는 방법이 본 발명의 다른 실시예에 따른 수신기에 적용된 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 수신기(105)는 음파 채널을 통해서 전송되는 음파를 수신하는 마이크(107), A/D 컨버터(109), 고속 퓨리에 변환부(111), 훈련열 트리머(113), 피크 파인더(114), 채널 추정부(115), 채널 등화기(117), 데이터 복조부(118), 및 포락선 검출부(119)를 포함할 수 있다.
A/D 컨버터(109)는 마이크(107)에 의해 출력되는 전기적 신호를 디지털 형태의 데이터로 변환하여 출력한다.
고속 퓨리에 변환부(111)는 A/D 컨버터(109)에 의해 출력되는 디지털 데이터를 주파수 영역으로 바꾸기 위해서 고속 퓨리에 변환(FFT) 동작을 수행한다.
피크 파인더(114)는 본 발명의 일 실시예에 따른 방법에 따라서 훈련열의 위치를 찾을 수 있다. 피크 파인더(114)는, 예를 들면 A/D 컨버터(109)에 의해 변환된 신호에서 제이(J) 형상이 있는 위치를 찾는다. 피크 파인더(14)는, 도 1, 도 2, 도 3, 도 7 내지 도 18을 참조하여 설명한 제이(J) 형상을 찾는 방법들에 의해서 제이(J) 형상이 있는 위치를 찾을 수 있다.
포락선 검출부(119)는 고속 퓨리에 변환부(111)에 의해 변환된 신호에 대하여 포락선을 검출하여 시간 영역으로 변환한 후 훈련열 트리머(113)와 피크 파인더(114)에게 제공한다.
훈련열 트리머(113)는, 피크 파인더(114)로부터 제공받은 훈련열의 위치를 참조하여, 고속 퓨리에 변환부(111)에 의해 변환된 신호에서 훈련열을 분리한다.
채널 추정부(115)는 훈련열 트리머(113)로부터 제공받은 훈련열로부터 채널에 의한 왜곡 효과를 추정한다.
채널 등화기(117)는 고속 퓨리에 변환부(111)에 의해 변환된 데이터에 채널 추정부(115)로부터 제공받은 채널에 의한 왜곡 효과를 제거한 후, 데이터 복조부(118)로 출력한다.
데이터 복조부(118)는 채널 등화기(117)로부터 제공 받은 데이터를 디지털 비트 데이터를 산출한다. 이때, 데이터 복조부(118)는 피크 파인더(114)로부터 제공받은 훈련열의 위치를 이용한다.
도 5를 참조하여 설명한 실시예에서 수신기에 대한 보다 상세한 설명은 한국특허등록번호 10-1448823호(2014. 10. 01)에 개시된 내용을 참조하기 바란다. 본 한국특허등록번호 10-1448823호(2014. 10. 01)에 개시된 모든 내용은, 본원 발명에 상충되지 않는 한도에서 본원 명세서의 일부로서 결합된다.
상기와 같이 본 발명적 개념은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명적 개념은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명적 개념이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 그러므로, 본 발명적 개념의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
1: 전송기 3: 음파채널
5, 105: 수신기 7, 107: 마이크
9, 109: A/D 컨버터 14, 114: 피크 파인더
18, 118: 데이터 복조부 111: 고속 퓨리에 변환부
113: 훈련열 트리머 115: 채널 추정부
117: 채널 등화기 119: 포락선 검출부

Claims (18)

  1. 전송채널을 통해 통신 신호-훈련열이 포함되어 있음-를 수신하는 단계; 및
    상기 통신 신호에서 제이(J) 형상이 있는 위치를 찾는 단계; 및
    상기 제이(J) 형상이 있는 위치를 상기 훈련열의 동기화 위치로 추정하는 단계; 를 포함하고,
    상기 제이(J) 형상이 있는 위치를 찾는 단계는,
    상기 통신 신호 또는 상기 통신 신호에 훈련열로 코릴레이션한 결과에서, 기준 값 이상을 가진 위치-피크 위치-들을 찾는 단계; 및
    상기 피크 위치들 중에서 어느 하나를 제이(J) 형상이 있는 위치로 결정하는 단계;를 포함하고,
    상기 피크 위치들 중에서 어느 하나를 제이(J) 형상이 있는 위치로 결정하는 단계는,
    상기 피크 위치들 중에서, 다음 경우들
    - 피크를 기준으로 양쪽이 비대칭인 경우
    - 피크를 기준으로 좌측에는 신호가 없고, 우측에는 복수의 신호들이 존재하는 경우
    - 피크를 기준으로 좌측으로 소정 시간 이격된 부분에 신호가 없고, 우측에는 복수의 신호들이 존재하는 경우
    - 피크를 기준으로 우측의 소정 시간내에 있는 복수의 신호들은 제2 기준값 보다 크고, 좌측의 소정 시간내에 있는 복수의 신호들은 제3 기준값보다 작은 경우
    중에서 적어도 하나 이상을 만족하는 피크의 위치를 제이(J) 형상이 있는 위치로 결정하는 단계인 것을 특징으로 하는 훈련열 동기화 위치 추정방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 통신 신호는 음파이며, 시간에 따라 주파수가 변화되는 첩(Chirp) 신호인 것을 특징으로 하는 훈련열 동기화 위치 추정방법.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 기준 값 이상을 가진 위치-피크 위치-들을 찾는 단계는,
    상기 통신 신호 또는 상기 통신 신호에 훈련열로 코릴레이션한 결과에서, 기준 값 이상의 신호들에 대하여 ‘피크 찾기 용 윈도우’를 적용하여 찾는 단계인 것을 특징으로 하는 훈련열 동기화 위치 추정방법.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 피크 위치들 중에서 어느 하나를 제이(J) 형상이 있는 위치로 결정하는 단계에서,
    피크를 기준으로 양쪽이 비대칭에 해당하는지 여부를 판단할 때, 비대칭 비율을 계산한 후 비대칭 비율에 따라서 비대칭에 해당하는지 여부를 판단하며,
    상기 비대칭 비율의 계산은,
    피크를 기준으로 소정 시간 내에 있는 값들의 평균 값-피크 주위 평균값-을 계산하고, 피크의 좌측 부분의 소정 시간 내에 있는 값들의 평균 값-피크 좌측 위치 평균값-을 계산하고, 다음 수식
    비대칭 비율=(피크 주위 평균값)/(피크 좌측 위치 평균값)
    에 의해 계산하는 것임을 특징으로 하는 훈련열 동기화 위치 추정방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 피크 좌측 위치 평균값의 계산은,
    피크로부터 좌측으로 소정 시간 이격된 부분들에 대한 평균 값을 구하는 것임을 특징으로 하는 훈련열 동기화 위치 추정방법.
  8. 전송채널을 통해 수신되는 음파 신호-훈련열이 포함되어 있음-에서 훈련열의 동기화 위치를 추정하는 피크 파인더를 포함하는 음파 수신기에 있어서,
    상기 피크 파인더는, 상기 음파 신호 또는 상기 음파 신호에 훈련열로 코릴레이션한 결과에서, 기준 값 이상을 가진 위치-피크 위치-들을 찾고, 찾은 상기 피크 위치들 중에서 어느 하나를 제이(J) 형상이 있는 위치로 결정하는 동작을 수행하고,
    상기 피크 파인더는, 상기 피크 위치들 중에서 어느 하나를 제이(J) 형상이 있는 위치로 결정할 때,
    상기 피크 위치들 중에서, 다음 경우들
    - 피크를 기준으로 양쪽이 비대칭인 경우
    - 피크를 기준으로 좌측에는 신호가 없고, 우측에는 복수의 신호들이 존재하는 경우
    - 피크를 기준으로 좌측으로 소정 시간 이격된 부분에 신호가 없고, 우측에는 복수의 신호들이 존재하는 경우
    - 피크를 기준으로 우측의 소정 시간내에 있는 복수의 신호들은 제2 기준값 보다 크고, 좌측의 소정 시간내에 있는 복수의 신호들은 제3 기준값보다 작은 경우
    중에서 적어도 하나 이상을 만족하는 피크의 위치를 제이(J) 형상이 있는 위치로 결정하는 동작을 수행하는 것을 특징으로 하는 음파 수신기.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 음파 신호는, 시간에 따라 주파수가 변화되는 첩(Chirp) 신호인 것을 특징으로 하는 음파 수신기.
  10. 삭제
  11. 제8항에 있어서,
    상기 피크 파인더는, 상기 기준 값 이상을 가진 위치-피크 위치-들을 찾을 때,
    상기 음파 신호 또는 상기 음파 신호에 훈련열로 코릴레이션한 결과에서, 기준 값 이상의 신호들에 대하여 ‘피크 찾기 용 윈도우’를 적용하여 찾는 동작을 수행하는 것을 특징으로 하는 음파 수신기.
  12. 삭제
  13. 제8항에 있어서,
    상기 피크 파인더는, 피크를 기준으로 양쪽이 비대칭에 해당하는지 여부를 판단할 때, 비대칭 비율을 계산한 후 비대칭 비율에 따라서 비대칭에 해당하는지 여부를 판단하며,
    상기 비대칭 비율의 계산은,
    피크를 기준으로 소정 시간 내에 있는 값들의 평균 값-피크 주위 평균값-을 계산하고, 피크의 좌측 부분의 소정 시간 내에 있는 값들의 평균 값-피크 좌측 위치 평균값-을 계산하고, 다음 수식
    비대칭 비율=(피크 주위 평균값)/(피크 좌측 위치 평균값)
    에 의해 계산하는 것임을 특징으로 하는 음파 수신기.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 피크 좌측 위치 평균값의 계산은,
    피크로부터 좌측으로 소정 시간 이격된 부분들에 대한 평균 값을 구하는 것임을 특징으로 하는 음파 수신기.
  15. 전송채널을 통해 통신 신호-훈련열이 포함되어 있음-를 수신하는 단계; 및
    상기 통신 신호 또는 상기 통신 신호에 훈련열로 코릴레이션한 결과에서, 기준 값 이상을 가진 위치-피크 위치-들을 찾는 단계; 및
    상기 피크 위치들 중에 어느 하나의 피크의 위치를 상기 훈련열의 동기화 위치로 추정하는 단계;를 포함하며,
    상기 훈련열의 동기화 위치로 추정된 피크에 대한 비대칭 비율은, 나머지 피크들에 대한 비대칭 비율들보다 크며,
    상기 비대칭 비율은
    비대칭 비율=(피크 주위 평균값)/(피크 좌측 위치 평균값)
    에 의해 계산된 것이고,
    상기 피크 주위 평균값은 피크를 기준으로 소정 시간 내에 있는 값들의 평균 값이고, 상기 피크 좌측 위치 평균값은 피크의 좌측 부분의 소정 시간 내에 있는 값들의 평균 값이고,
    상기 피크 좌측 위치 평균값의 계산은,
    피크로부터 좌측으로 소정 시간 이격된 부분들에 대한 평균 값을 구하는 것임을 특징으로 하는 훈련열 동기화 위치 추정방법.
  16. 삭제
  17. 삭제
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