KR101963891B1

KR101963891B1 - 미분 신호 검출 장치 및 이를 이용한 디지털 수신기

Info

Publication number: KR101963891B1
Application number: KR1020180104579A
Authority: KR
Inventors: 차민연; 이종현; 최혁재; 김성훈
Original assignee: 엘아이지넥스원 주식회사
Priority date: 2018-09-03
Filing date: 2018-09-03
Publication date: 2019-04-01

Abstract

본 발명에 따르면, 생성된 I/Q 데이터의 진폭값과, 상기 진폭값에 대한 미분값을 계산하고, 신호 검출을 위하여 미리 결정된 설정 범위와 상기 미분값을 비교하고, 미리 결정된 비교값과 상기 미분값을 비교하여 신호를 검출하는 신호 검출부를 포함하여 여러 펄스들이 혼재되어 중첩될 수 있는 상황에서도 펄스를 검출하여 제원을 측정하는 미분 신호 검출 장치 및 이를 이용한 디지털 수신기가 개시된다.

Description

미분 신호 검출 장치 및 이를 이용한 디지털 수신기{Differential Signal Detecting Apparatus and Digital Receiver using the same}

본 발명은 미분 신호 검출 장치 및 이를 이용한 디지털 수신기에 관한 것으로, 특히 레이더의 펄스 신호를 검출하는 미분 신호 검출 장치 및 이를 이용한 디지털 수신기에 관한 것이다.

레이더는 발사하는 전파 형식에 따라 지속파 레이더(CW 레이더: Continuous Wave Radar)와 펄스 레이더로 분류할 수 있다. 펄스 레이더는 고주파를 펄스 변조하여 발사하는 레이더이고, 지속파 레이더는 펄스 레이더와는 달리 고주파를 펄스 변조하지 않고 지속적으로 발사하는 레이더이다.

레이더는 레이더 펄스 신호와 레이더 지속파 또는 잡음이 혼재되어 있는 환경에서 레이더 펄스 신호를 정상적으로 검출하는 데에 어려움이 존재한다.

종래의 펄스 레이더는 임계값을 설정하여 임계값을 넘는 펄스를 검출하는 방법을 사용하고 있으나, 동일한 신호세기를 주입하더라도 주파수마다 측정되는 진폭값이 다르기 때문에 사전에 주파수별 측정된 진폭값 설정이 필요하다.

본 발명은 미분 신호 검출 장치 및 이를 이용한 디지털 수신기로 생성된 I/Q 데이터의 진폭값과, 상기 진폭값에 대한 미분값을 계산하고, 신호 검출을 위하여 미리 결정된 설정 범위와 상기 미분값을 비교하고, 미리 결정된 비교값과 상기 미분값을 비교하여 신호를 검출하는 신호 검출부를 포함하여 여러 펄스들이 혼재되어 중첩될 수 있는 상황에서도 펄스를 검출하여 제원을 측정하는데 그 목적이 있다.

또한, 진폭값을 미분하여 1클럭당 변화하는 진폭값에 따른 미분값을 계산하는 미분 계산부를 이용하여 주파수별 진폭값을 설정하지 않고 신호를 검출하는 데 또 다른 목적이 있다.

본 발명의 명시되지 않은 또 다른 목적들은 하기의 상세한 설명 및 그 효과로부터 용이하게 추론할 수 있는 범위 내에서 추가적으로 고려될 수 있다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 미분 신호 검출 장치는, 아날로그 무선 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그-디지털 신호 변환부, 상기 변환된 디지털 신호를 기저대역으로 복조하여 I/Q 데이터를 생성하는 I/Q 데이터 생성부 및 상기 생성된 I/Q 데이터의 진폭값과, 상기 진폭값에 대한 미분값을 계산하고, 신호 검출을 위하여 미리 결정된 설정 범위와 상기 미분값을 비교하고, 미리 결정된 비교값과 상기 미분값을 비교하여 신호를 검출하는 신호 검출부를 포함한다.

여기서, 상기 신호검출부는, 상기 생성된 I/Q 데이터의 진폭값을 측정하는 진폭 측정부 및 기 설정된 임계값과 상기 진폭값을 비교하여 비교 결과에 따라 임계값 비교 결과 신호를 출력하는 임계값 비교부를 포함한다.

여기서, 상기 신호검출부는, 상기 진폭값을 미분하여 1클럭당 변화하는 진폭값에 따른 미분값을 계산하는 미분 계산부 및 상기 신호 검출을 위하여 미리 결정된 설정 범위 및 비교값과 상기 미분값을 비교하여 비교 결과에 따라 조건 비교 결과 신호를 출력하는 신호 검출 조건 비교부를 더 포함한다.

여기서, 상기 신호 검출 조건 비교부는, 유효 펄스 구간 판단 결과를 제1 조건 비교 결과 신호로 출력하는 유효 펄스 구간 판단부, 펄스 상승 판단 결과를 제2 조건 비교 결과 신호로 출력하는 펄스 상승 판단부 및 펄스 하강 판단 결과를 제3 조건 비교 결과 신호로 출력하는 펄스 하강 판단부를 포함한다.

여기서, 상기 유효 펄스 구간 판단부는, 상기 신호 검출을 위하여 미리 결정된 설정 범위인 펄스 판정 설정 범위를 제1 신호 검출 조건으로 설정하여, 상기 미분값에 따라 상기 생성된 I/Q 데이터의 펄스가 유효한 신호 구간을 판단하여 유효 펄스 구간 판단 결과를 제1 조건 비교 결과 신호로 출력하며, 상기 펄스가 유효한 신호 구간일 경우, 상기 제1 조건 비교 결과 신호로 1을 출력하고, 상기 펄스가 유효한 신호 구간이 아닐 경우, 상기 제1 조건 비교 결과 신호로 0을 출력한다.

여기서, 상기 펄스 상승 판단부는, 신호 검출을 위하여 미리 결정된 펄스 상승 비교값을 제2 신호 검출 조건으로 설정하여, 상기 미분값에 따라 상기 생성된 I/Q 데이터의 펄스 상승 에너지를 탐지하여 펄스 상승 판단 결과를 제2 조건 비교 결과 신호로 출력하며, 상기 펄스 상승 에너지가 탐지될 경우, 상기 제2 조건 비교 결과 신호로 1을 출력하여 펄스 상승 에너지를 탐지하는 상승 플래그를 생성한다.

여기서, 상기 펄스 하강 판단부는, 신호 검출을 위하여 미리 결정된 펄스 하강 비교값을 제3 신호 검출 조건으로 설정하여, 상기 미분값에 따라 상기 생성된 I/Q 데이터의 펄스 하강 에너지를 탐지하여 펄스 하강 판단 결과를 제3 조건 비교 결과 신호로 출력하며, 상기 펄스 하강 에너지가 탐지될 경우, 상기 제3 조건 비교 결과 신호로 1을 출력하여 펄스 하강 에너지를 탐지하는 하강 플래그를 생성한다.

여기서, 상기 신호검출부는, 상기 신호 검출 조건 비교부에서 출력된 상기 조건 비교 결과 신호를 종합적으로 처리하여 출력하는 펄스 중첩 비교부를 더 포함하며, 상기 펄스 중첩 비교부는, 상기 임계값 비교 결과 신호와 상기 제1 조건 비교 결과 신호의 AND 결과, 상기 제2 조건 비교 결과 신호 및 상기 제3 조건 비교 결과 신호를 종합하여 처리한다.

여기서, 상기 신호검출부에서 검출된 신호에서 탐지 대상 펄스에서 벗어난 신호를 제외한 신호를 유효 신호로 필터링하는 신호 검출 필터부 및 상기 유효 신호의 신호 제원을 측정하는 신호 제원 측정부를 더 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 수신기는, 아날로그 무선 신호를 수신하는 입력부, 상기 아날로그 무선 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그-디지털 신호 변환부, 상기 변환된 디지털 신호를 기저대역으로 복조하여 I/Q 데이터를 생성하는 I/Q 데이터 생성부, 상기 생성된 I/Q 데이터의 진폭값과, 상기 진폭값에 대한 미분값을 계산하고, 신호 검출을 위하여 미리 결정된 설정 범위 및 비교값과 상기 미분값을 비교하여 신호를 검출하는 신호 검출부, 상기 신호검출부에서 검출된 신호에서 탐지 대상 펄스에서 벗어난 신호를 제외한 신호를 유효 신호로 필터링하는 신호 검출 필터부, 상기 유효 신호의 신호 제원을 측정하는 신호 제원 측정부를 포함한다.

여기서, 상기 신호검출부는, 상기 생성된 I/Q 데이터의 진폭값을 측정하는 진폭 측정부, 기 설정된 임계값과 상기 진폭값을 비교하여 비교 결과에 따라 임계값 비교 결과 신호를 출력하는 임계값 비교부, 상기 진폭값을 미분하여 1클럭당 변화하는 진폭값에 따른 미분값을 계산하는 미분 계산부, 상기 신호 검출을 위하여 미리 결정된 설정 범위 및 비교값과 상기 미분값을 비교하여 비교 결과에 따라 조건 비교 결과 신호를 출력하는 신호 검출 조건 비교부를 포함한다.

여기서, 상기 신호 검출 조건 비교부는, 유효 펄스 구간 판단 결과를 제1 조건 비교 결과 신호로 출력하는 유효 펄스 구간 판단부, 펄스 상승 판단 결과를 제2 조건 비교 결과 신호로 출력하는 펄스 상승 판단부 및 펄스 하강 판단 결과를 제3 조건 비교 결과 신호로 출력하는 펄스 하강 판단부를 포함하고, 상기 신호검출부는, 상기 신호 검출 조건 비교부에서 출력된 상기 조건 비교 결과 신호를 종합적으로 처리하여 출력하는 펄스 중첩 비교부를 더 포함하며, 상기 펄스 중첩 비교부는, 상기 임계값 비교 결과 신호와 상기 제1 조건 비교 결과 신호의 AND 결과, 상기 제2 조건 비교 결과 신호 및 상기 제3 조건 비교 결과 신호를 종합하여 처리한다.

여기서, 상기 유효 펄스 구간 판단부는, 상기 신호 검출을 위하여 미리 결정된 설정 범위인 펄스 판정 설정 범위를 제1 신호 검출 조건으로 설정하여, 상기 미분값에 따라 상기 생성된 I/Q 데이터의 펄스가 유효한 신호 구간을 판단하여 유효 펄스 구간 판단 결과를 제1 조건 비교 결과 신호로 출력하며, 상기 펄스가 유효한 신호 구간일 경우, 상기 제1 조건 비교 결과 신호로 1을 출력하고, 상기 펄스가 유효한 신호 구간이 아닐 경우, 상기 제1 조건 비교 결과 신호로 0을 출력하고, 상기 펄스 상승 판단부는, 신호 검출을 위하여 미리 결정된 펄스 상승 비교값을 제2 신호 검출 조건으로 설정하여, 상기 미분값에 따라 상기 생성된 I/Q 데이터의 펄스 상승 에너지를 탐지하여 펄스 상승 판단 결과를 제2 조건 비교 결과 신호로 출력하며, 상기 펄스 상승 에너지가 탐지될 경우, 상기 제2 조건 비교 결과 신호로 1을 출력하여 펄스 상승 에너지를 탐지하는 상승 플래그를 생성하고, 상기 펄스 하강 판단부는, 신호 검출을 위하여 미리 결정된 펄스 하강 비교값을 제3 신호 검출 조건으로 설정하여, 상기 미분값에 따라 상기 생성된 I/Q 데이터의 펄스 하강 에너지를 탐지하여 펄스 하강 판단 결과를 제3 조건 비교 결과 신호로 출력하며, 상기 펄스 하강 에너지가 탐지될 경우, 상기 제3 조건 비교 결과 신호로 1을 출력하여 펄스 하강 에너지를 탐지하는 하강 플래그를 생성한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 실시예들에 의하면, 생성된 I/Q 데이터의 진폭값과, 상기 진폭값에 대한 미분값을 계산하고, 신호 검출을 위하여 미리 결정된 설정 범위와 상기 미분값을 비교하고, 미리 결정된 비교값과 상기 미분값을 비교하여 신호를 검출하는 신호 검출부를 포함하여 여러 펄스들이 혼재되어 중첩될 수 있는 상황에서도 펄스를 검출하여 제원을 측정할 수 있다.

또한, 진폭값을 미분하여 1클럭당 변화하는 진폭값에 따른 미분값을 계산하는 미분 계산부를 이용하여 주파수별 진폭값을 설정하지 않고 신호를 검출할 수 있다.

이에 따라, 기본적으로 노이즈의 경우 미분값이 큰 변동(variation)을 갖기 때문에 노이즈에도 강한 특성을 가진다.

여기에서 명시적으로 언급되지 않은 효과라 하더라도, 본 발명의 기술적 특징에 의해 기대되는 이하의 명세서에서 기재된 효과 및 그 잠정적인 효과는 본 발명의 명세서에 기재된 것과 같이 취급된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 미분 신호 검출 장치를 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 미분 신호 검출 장치의 신호검출부를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 미분 신호 검출 장치의 신호 검출을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 미분 신호 검출 장치의 신호 검출을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 미분 신호 검출 장치를 이용한 디지털 수신기를 나타낸 블록도이다.

이하, 본 발명에 관련된 미분 신호 검출 장치 및 이를 이용한 디지털 수신기에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 설명하는 실시예에 한정되는 것이 아니다. 그리고, 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략되며, 도면의 동일한 참조부호는 동일한 부재임을 나타낸다.

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.

이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

본 발명은 미분 신호 검출 장치 및 이를 이용한 디지털 수신기에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 미분 신호 검출 장치를 나타낸 블록도이다.

도 1을 참조하면, 미분 신호 검출 장치(10)는 아날로그-디지털 신호 변환부(200), I/Q 데이터 생성부(300), 신호검출부(400), 신호 검출 필터부(500), 신호 제원 측정부(600)를 포함한다.

미분 신호 검출 장치(10)는 레이더 펄스 신호 검출 장치에 관한 것으로 레이더 펄스 신호와 레이더 지속파 또는 잡음이 혼재되어 있는 환경에서 레이더 펄스 신호를 정상적으로 검출하는 장치이다.

신호 검출 장치는 잡음 등이 뒤섞인 신호파로부터 원신호를 판별 검출하는 장치이다. 펄스 레이더는 다양한 펄스들이 존재하여 펄스가 중첩될 수 있고, 잡음이 혼재되어 있는 환경에서 펄스신호를 효과적으로 검출하여 제원을 측정 할 수 있는 방법이 필요하다.

종래의 경우 임계값의 설정을 세밀하고 자동으로 할 수 있지만 임계값의 설정에 따라 펄스폭이 다르게 측정되어 펄스 검출 정확도를 높이는데 한계가 있다. 또한, 주파수별로 임계값을 설정하기 위하여 사전에 주파수별 진폭값을 보정해야 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 미분 신호 검출 장치(10)는 생성된 I/Q 데이터의 진폭값과, 진폭값에 대한 미분값을 계산하고, 신호 검출을 위하여 미리 결정된 설정 범위 및 비교값과 상기 미분값을 비교하여 신호를 검출하는 신호 검출부를 포함하여 여러 펄스들이 혼재되어 중첩될 수 있는 상황에서도 펄스를 검출하여 제원을 측정할 수 있다.

또한, 진폭값을 미분하여 1클럭당 변화하는 진폭값에 따른 미분값을 계산하는 미분 계산부를 이용하여 주파수별 진폭값을 설정하지 않고 신호를 검출할 수 있다. 이에 따라, 기본적으로 노이즈의 경우 미분값이 큰 변동(variation)을 갖기 때문에 노이즈에도 강한 특성을 가진다.

아날로그-디지털 신호 변환부(200)는 아날로그 무선 신호를 디지털 신호로 변환한다.

I/Q 데이터 생성부(300)는 상기 변환된 디지털 신호를 기저대역으로 복조하여 I/Q 데이터를 생성한다.

신호검출부(400)는 상기 생성된 I/Q 데이터의 진폭값을 계산하고, 상기 진폭값을 미분하여 변화하는 진폭값에 따른 미분값을 계산하며, 신호 검출 조건과 상기 미분값을 비교하여 신호를 검출한다.

신호 검출 필터부(500)는 상기 신호검출부에서 검출된 신호에서 탐지 대상 펄스에서 벗어난 신호를 제외한 신호를 유효 신호로 필터링한다.

신호 제원 측정부(600)는 상기 유효 신호의 신호 제원을 측정한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 미분 신호 검출 장치의 신호검출부를 나타낸 도면이다.

도 2를 참조하면, 신호검출부(400)는 진폭 측정부(410), 임계값 비교부(420), 미분 계산부(430), 신호 검출 조건 비교부(440), 펄스 중첩 비교부(450)를 포함한다.

I/Q 데이터 생성부(300)는 복소신호를 직교좌표계로 읽었을 때 가로축과 세로축의 좌표값을 나누어 송수신하는 처리부이다.

여기서, I, Q는 정현파의 크기와 위상을 직교좌표계로 대치하여 가로축은 I, 세로축을 Q로 잡은 것으로 디지털 신호전송을 위한 방법이다. 이것은 PSK/QAM 등의 위상변화에 대한 변조방식을 전송하기 위한 방법이다. PSK는 위상차를 이용하여 정보를 보내는 것이다.

즉 PSK를 좌표상에서 가로 I, 세로 Q의 좌표값으로 읽을 수 있으며, I/Q 데이터 생성부(300)는 I값 (가로축 값)과 Q값 (세로축)값을 분리하여 생성한다.

I/Q 데이터 생성부(300)는 아날로그-디지털 신호 변환부(200)의 전단 또는 후단에 위치할 수 있다. 아날로그-디지털 신호 변환부(200)의 전단에 위치하는 경우 아날로그 알에프 신호를 기저대역으로 복조하여 IQ 데이터를 생성한 후 아날로그-디지털 신호 변환부(200)에 전송한다. 이에 비해, 아날로그-디지털 신호 변환부(200)의 후단에 위치하는 경우 아날로그-디지털 신호 변환부(200)를 통해 변환된 디지털 알에프 신호를 기저대역으로 복조하여 IQ 데이터를 생성한다. 복조된 IQ 데이터는 호스트 컴퓨터의 메모리에 저장될 수 있다. 예를 들어, 호스트 컴퓨터의 메인보드나 그래픽 카드에 저장될 수 있으나 메모리 위치는 이에 한정되지는 않는다.

기저 대역은 특정 반송파를 변조하기 위해 사용하는 주파수 대역이다. 베이스밴드(baseband)라고도 한다. 예를 들어, 텔레비전 전송에서 복합 화상 신호에 의해 점유되는 기저 대역은 6MHz로 되어 있다. 또 반송 통신에서 변조된 모든 부반송파를 포함하는 주파수 대역 등도 기저 대역이라고 한다. 데이터 전송에서는 변조 전이나 복조 후의 신호, 즉 데이터 신호 그 자체를 기저 대역 신호라고 한다.

디지털수신기에 입력된 아날로그신호는 아날로그-디지털 신호 변환부(200) ‘ADC’를 통하여 디지털신호로 변환된다. 변환된 디지털 신호는 I/Q 데이터 생성부(300)를 통하여 I/Q데이터로 변환된다. 생성된 I/Q신호는 신호검출부(400)로 입력된다.

진폭 측정부(410)는 상기 생성된 I/Q 데이터의 진폭값을 측정한다.

임계값 비교부(420)는 기 설정된 임계값과 상기 진폭값을 비교하여 비교 결과에 따라 임계값 비교 결과 신호를 출력한다.

구체적으로, 진폭값이 임계값 이상인지 판단하고 True(‘1’) 또는 False(‘0’)을 출력한다. 진폭값을 시스템에서 설정한 임계값과 비교하여 임계값 이상이면 ‘1’을 미만이면 ‘0’으로 출력한다.

미분 계산부(430)는 상기 진폭값을 미분하여 1클럭당 변화하는 진폭값에 따른 미분값을 계산한다.

미분 계산부(430)는 신호검출부(400)로 입력된 I/Q데이터를 이용하여 진폭값이 계산된다. 진폭값을 미분하여 1클럭당 변화하는 진폭량을 계산 할 수 있다. ‘dy/dx’로 표현된 수 있는 미분 값은 ‘y(n)=x(n+1)-x(n)’로 계산된다. 실제 신호가 있을 때는 미분값이 작게 계산되고, 펄스의 상승/하강에너지 구간은 미분값이 크게 변화하는 특징이 있다. 그리고 노이즈가 있을 경우(임계값을 설정하여 1차적으로 노이즈를 제거하지만) 미분값이 크게 변화하는 특징이 있다.

이렇게 계산된 진폭값과 미분값을 통하여 4가지 True(‘1’)/False(‘0’) 신호를 생성하게 된다.

미분 계산부(430)는 제어 편차가 검출될 때 편차가 변화하는 속도에 비례하여 조작량을 가감하도록 하여 편차가 커지는 것을 미연에 방지할 수 있다.

일반적으로 클럭은 순차회로에 가해지는 전기적 진동의 속도를 나타내는 단위이며 Hz로 표기한다. 크게 0에서 1로 올라가는 샹향 엣지, 1에서 0으로 내려가는 햐향 엣지에 반응하는 엣지 디텍팅 방식과 0또는 1의 값 자체에 반응하는 레벨 디텍팅 방식이 있다. 순차회로는 이 클럭의 변화를 감지 하였을 때 입력에 따라 출력을 변화시키는 방식으로 동작한다.

신호 검출 조건 비교부(440)는 신호 검출을 위하여 미리 결정된 설정 범위 및 비교값과 상기 미분값을 비교하여 비교 결과에 따라 조건 비교 결과 신호를 출력한다.

신호 검출 조건 비교부(440)는 유효 펄스 구간 판단부(441), 펄스 상승 판단부(443), 펄스 하강 판단부(445)를 포함한다.

유효 펄스 구간 판단부(441)는 유효 펄스 구간 판단 결과를 제1 조건 비교 결과 신호로 출력한다.

유효 펄스 구간 판단부(441)는 미분값을 비교기를 이용하여 시스템에서 미리 결정된 설정 범위인 정상범위 판정기준(a)을 만족하는지 판단하고 True(‘1’) 또는 False(‘0’)을 출력한다.

예를 들어, 펄스판정 설정범위(a)는 ±1dB로 설정될 수 있고, 펄스가 유효한 신호구간에서는 미분값이 작게 나오기 때문에 펄스판정 설정범위(a)를 만족할 수 있다. 판단 결과는 만족이면 ‘1’을 불만족이면 ‘0’으로 출력한다.

펄스 상승 판단부(443)는 펄스 상승 판단 결과를 제2 조건 비교 결과 신호로 출력한다.

펄스 하강 판단부(445)는 펄스 하강 판단 결과를 제3 조건 비교 결과 신호로 출력한다.

펄스 상승 판단부(443)와 펄스 하강 판단부(445)는 미분값을 비교기를 이용하여 펄스 중첩 유무를 알기 위해 시스템에서 설정한 펄스 상승 비교값(b)와 펄스 하강 비교값(c)를 만족하는지 판단하고 True(‘1’) 또는 False(‘0’)을 각각 출력한다.

펄스가 중첩된 경우를 판정하고 신호검출에 반영하기 위한 기능이다. 신호가 검출 중일 경우에 펄스 에너지가 갑자기 상승하면 펄스 상승 비교값(b)와 비교하여 ‘1’이 결과로 전송되고, 중첩 구간중에 펄스에너지가 하강하면 펄스 하강 비교값(c)와 비교하여 ‘1’이 결과로 전송 될 수 있다.

펄스 중첩 비교부(450)는 상기 신호 검출 조건 비교부에서 출력된 상기 조건 비교 결과 신호를 종합적으로 처리하여 출력한다.

펄스 중첩 비교부(450)는 상기 임계값 비교 결과 신호와 상기 제1 조건 비교 결과 신호의 AND 결과, 상기 제2 조건 비교 결과 신호 및 상기 제3 조건 비교 결과 신호를 종합하여 처리한다.

구체적으로, 임계값 판단결과와 정상범위 판정결과를 AND 게이트(442)를 이용하여 연산하면 True(‘1’) 또는 False(‘0’)으로 출력된다.

임계값 비교부(420), 미분 계산부(430)유효 펄스 구간 판단부(441), 펄스 상승 판단부(443), 펄스 하강 판단부(445)에서의 5번의 결과와 4번의 결과(2개)를 NOR 게이트를 이용하여 연산하면 True(‘1’) 또는 False(‘0’)으로 출력된다.

True(‘1’)로 출력되면 신호검출이고 False(‘0’)로 출력되면 신호 미검출이다.

기존에는 주파수에 따른 진폭값을 보정값으로 활용하여 주파수에 따라 임계값을 조절하여 펄스를 검출하였다. 이에 따른 주파수별 진폭값을 활용해야하는 복잡성을 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시예에서는 미분 계산부(430)는 상기 진폭값을 미분하여 1클럭당 변화하는 진폭값에 따른 미분값을 계산하고, 신호 검출 조건 비교부(440)는 신호 검출을 위하여 미리 결정된 설정 범위 및 비교값과 상기 미분값을 비교하여 비교 결과에 따라 조건 비교 결과 신호를 출력한다.

기본적으로 임계값을 설정하여 진폭값이 임계값 이상일 경우 미분하여 미분값을 활용한다. 미분값이 시스템에서 설정한 정상범위 판정기준(a), 펄스 상승 비교값(b), 펄스 하강 비교값(c)의 조건에 어떻게 비교되는지를 판단하여 펄스신호를 검출한다. 임계값은 낮게 설정하는 것이 바람직하다.

이 방법으로 구현된 디지털 수신기는 기본적으로 1가지 종류의 펄스를 검출할 수 있을 뿐만 아니라, 여러 펄스들이 혼재되어 중첩될 수 있는 상황에서도 펄스를 검출하여 제원을 측정할 수 있다. 그리고 기본적으로 노이즈의 경우 미분값이 큰 변동(variation)을 갖기 때문에 노이즈에도 강한 특성을 가진다.

신호 제원 측정부(600)는 상기 유효 신호의 신호 제원을 측정한다. 이로써 유효한 펄스에 대해서 신호 제원 측정이 가능해진다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 미분 신호 검출 장치의 신호 검출을 설명하기 위한 도면이다.

구체적으로, 본 발명의 일실시예에 따른 미분 신호 검출 장치의 유효 펄스 구간 판단부의 신호 검출을 설명하기 위한 도면이다.

도 3에서 진폭값과 미분값이 나타나는데, 진폭 측정부(410)는 상기 생성된 I/Q 데이터의 진폭값을 측정하고, 미분 계산부(430)는 상기 진폭값을 미분하여 1클럭당 변화하는 진폭값에 따른 미분값을 계산한다.

실제 신호가 있을 때는 미분값이 작게 계산되고, 펄스의 상승/하강에너지 구간은 미분값이 크게 변화한다. 그리고 노이즈가 있을 경우(임계값을 설정하여 1차적으로 노이즈를 제거하지만) 미분값이 크게 변화하는 특징이 있다.

유효 펄스 구간 판단부(441)는 펄스 판정 설정 범위를 제1 신호 검출 조건으로 설정하여, 상기 미분값에 따라 상기 생성된 I/Q 데이터의 펄스가 유효한 신호 구간을 판단하여 유효 펄스 구간 판단 결과를 제1 조건 비교 결과 신호로 출력하며, 상기 펄스가 유효한 신호 구간일 경우, 상기 제1 조건 비교 결과 신호로 1을 출력하고, 상기 펄스가 유효한 신호 구간이 아닐 경우, 상기 제1 조건 비교 결과 신호로 0을 출력한다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 미분 신호 검출 장치의 신호 검출을 설명하기 위한 도면이다.

구체적으로, 본 발명의 일실시예에 따른 미분 신호 검출 장치의 신호 검출 조건 비교부(440)의 제1 내지 제3 조건 비교 결과 신호 검출을 설명하기 위한 도면이다.

도 4는 펄스 상승 비교값(b)와 펄스 하강 비교값(c)의 결과를 이용하여 검출신호[정상범위 판정기준(a)를 이용한 비교기 출력] 중에 중첩된 펄스를 판별하는 경우를 예로 들어 나타낸 것이다.

신호 검출 조건 비교부(440)는 상기 신호 검출 조건과 상기 미분값을 비교하여 비교 결과에 따라 조건 비교 결과 신호를 출력한다.

도 4의 (a)는 본 발명의 일실시예에 따른 미분 신호 검출 장치의 유효 펄스 구간 판단부의 신호 검출을 나타낸 것이다.

유효 펄스 구간 판단부(441)는 펄스 판정 설정 범위를 제1 신호 검출 조건으로 설정하여, 상기 미분값에 따라 상기 생성된 I/Q 데이터의 펄스가 유효한 신호 구간을 판단하여 유효 펄스 구간 판단 결과를 제1 조건 비교 결과 신호로 출력하며,

상기 펄스가 유효한 신호 구간일 경우, 상기 제1 조건 비교 결과 신호로 1을 출력하고, 상기 펄스가 유효한 신호 구간이 아닐 경우, 상기 제1 조건 비교 결과 신호로 0을 출력한다.

도 4의 (b)는 본 발명의 일실시예에 따른 미분 신호 검출 장치의 펄스 상승 판단부의 신호 검출을 나타낸 것이다.

펄스 상승 판단부(443)는 펄스 상승 비교값을 제2 신호 검출 조건으로 설정하여, 상기 미분값에 따라 상기 생성된 I/Q 데이터의 펄스 상승 에너지를 탐지하여 펄스 상승 판단 결과를 제2 조건 비교 결과 신호로 출력하며, 상기 펄스 상승 에너지가 탐지될 경우, 상기 제2 조건 비교 결과 신호로 1을 출력하여 펄스 상승 에너지를 탐지하는 상승 플래그를 생성한다.

도 4의 (c)는 본 발명의 일실시예에 따른 미분 신호 검출 장치의 펄스 하강 판단부의 신호 검출을 나타낸 것이다.

펄스 하강 판단부(445)는 펄스 하강 비교값을 제3 신호 검출 조건으로 설정하여, 상기 미분값에 따라 상기 생성된 I/Q 데이터의 펄스 하강 에너지를 탐지하여 펄스 하강 판단 결과를 제3 조건 비교 결과 신호로 출력하며, 상기 펄스 하강 에너지가 탐지될 경우, 상기 제3 조건 비교 결과 신호로 1을 출력하여 펄스 하강 에너지를 탐지하는 하강 플래그를 생성한다.

신호검출 중에 펄스상승 또는 하강 플래그(Flag)를 탐지하면 중첩된 펄스로 판정할 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 미분 신호 검출 장치를 이용한 디지털 수신기를 나타낸 블록도이다.

도 5를 참조하면, 미분 신호 검출 장치를 이용한 디지털 수신기(20)는 입력부(100), 아날로그-디지털 신호 변환부(200), I/Q 데이터 생성부(300), 신호검출부(400), 신호 검출 필터부(500), 신호 제원 측정부(600)를 포함한다.

미분 신호 검출 장치를 이용한 디지털 수신기(20)는 레이더 펄스 신호와 레이더 지속파 또는 잡음이 혼재되어 있는 환경에서 레이더 펄스 신호를 정상적으로 검출할 수 있는 디지털 수신기이다.

펄스 레이더는 다양한 펄스들이 존재하여 펄스가 중첩될 수 있고, 잡음이 혼재되어 있는 환경에서 펄스신호를 효과적으로 검출하여 제원을 측정 할 수 있는 방법이 필요하다.

본 발명의 일 실시예에 따른 미분 신호 검출 장치를 이용한 디지털 수신기(20)는 생성된 I/Q 데이터의 진폭값과, 진폭값에 대한 미분값을 계산하고, 신호 검출을 위하여 미리 결정된 설정 범위 및 비교값과 상기 미분값을 비교하여 신호를 검출하는 신호 검출부를 포함하여 여러 펄스들이 혼재되어 중첩될 수 있는 상황에서도 펄스를 검출하여 제원을 측정할 수 있다.

펄스를 수신/탐지/분석하는 디지털수신기에 적용하게 되면, 기 개발된 발명들 비하여 펄스탐지 정확도가 향상되고 중복된 펄스에 대해서는 월등한 성능을 발휘할 수 있다. 또한 노이즈에 강한 탐지가 가능하다.

입력부(100)는 아날로그 무선 신호를 수신한다.

이상의 설명은 본 발명의 일 실시예에 불과할 뿐, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 범위는 전술한 실시예에 한정되지 않고 특허 청구 범위에 기재된 내용과 동등한 범위 내에 있는 다양한 실시 형태가 포함되도록 해석되어야 할 것이다.

10: 미분 신호 검출 장치
20: 미분 신호 검출 장치를 이용한 디지털 수신기
200: 아날로그-디지털 신호 변환부
300: I/Q 데이터 생성부
400: 신호검출부
410: 진폭 측정부
420: 임계값 비교부
430: 미분 계산부
440: 신호 검출 조건 비교부
450: 펄스 중첩 비교부
500: 신호 검출 필터부
600: 신호 제원 측정부

Claims

아날로그 무선 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그-디지털 신호 변환부; 상기 변환된 디지털 신호를 기저대역으로 복조하여 I/Q 데이터를 생성하는 I/Q 데이터 생성부; 및 상기 생성된 I/Q 데이터의 진폭값과, 상기 진폭값에 대한 미분값을 계산하고, 신호 검출을 위하여 미리 결정된 설정 범위와 상기 미분값을 비교하고, 미리 결정된 비교값과 상기 미분값을 비교하여 신호를 검출하는 신호검출부;를 포함하며,
상기 신호검출부는, 상기 생성된 I/Q 데이터의 진폭값을 측정하는 진폭 측정부; 및 기 설정된 임계값과 상기 진폭값을 비교하여 비교 결과에 따라 임계값 비교 결과 신호를 출력하는 임계값 비교부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 미분 신호 검출 장치.
삭제
제1항에 있어서,
상기 신호검출부는,
상기 진폭값을 미분하여 1클럭당 변화하는 진폭값에 따른 미분값을 계산하는 미분 계산부; 및
상기 신호 검출을 위하여 미리 결정된 설정 범위와 상기 미분값을 비교하고, 미리 결정된 비교값과 상기 미분값을 비교하여 비교 결과에 따라 조건 비교 결과 신호를 출력하는 신호 검출 조건 비교부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 미분 신호 검출 장치.
제3항에 있어서,
상기 신호 검출 조건 비교부는,
유효 펄스 구간 판단 결과를 제1 조건 비교 결과 신호로 출력하는 유효 펄스 구간 판단부;
펄스 상승 판단 결과를 제2 조건 비교 결과 신호로 출력하는 펄스 상승 판단부; 및
펄스 하강 판단 결과를 제3 조건 비교 결과 신호로 출력하는 펄스 하강 판단부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 미분 신호 검출 장치.
제4항에 있어서,
상기 유효 펄스 구간 판단부는,
상기 신호 검출을 위하여 미리 결정된 설정 범위인 펄스 판정 설정 범위를 제1 신호 검출 조건으로 설정하여, 상기 미분값에 따라 상기 생성된 I/Q 데이터의 펄스가 유효한 신호 구간을 판단하여 유효 펄스 구간 판단 결과를 제1 조건 비교 결과 신호로 출력하며,
상기 펄스가 유효한 신호 구간일 경우, 상기 제1 조건 비교 결과 신호로 1을 출력하고, 상기 펄스가 유효한 신호 구간이 아닐 경우, 상기 제1 조건 비교 결과 신호로 0을 출력하는 것을 특징으로 하는 미분 신호 검출 장치.
제4항에 있어서,
상기 펄스 상승 판단부는,
신호 검출을 위하여 미리 결정된 펄스 상승 비교값을 제2 신호 검출 조건으로 설정하여, 상기 미분값에 따라 상기 생성된 I/Q 데이터의 펄스 상승 에너지를 탐지하여 펄스 상승 판단 결과를 제2 조건 비교 결과 신호로 출력하며,
상기 펄스 상승 에너지가 탐지될 경우, 상기 제2 조건 비교 결과 신호로 1을 출력하여 펄스 상승 에너지를 탐지하는 상승 플래그를 생성하는 것을 특징으로 하는 미분 신호 검출 장치.
제4항에 있어서,
상기 펄스 하강 판단부는,
신호 검출을 위하여 미리 결정된 펄스 하강 비교값을 제3 신호 검출 조건으로 설정하여, 상기 미분값에 따라 상기 생성된 I/Q 데이터의 펄스 하강 에너지를 탐지하여 펄스 하강 판단 결과를 제3 조건 비교 결과 신호로 출력하며,
상기 펄스 하강 에너지가 탐지될 경우, 상기 제3 조건 비교 결과 신호로 1을 출력하여 펄스 하강 에너지를 탐지하는 하강 플래그를 생성하는 것을 특징으로 하는 미분 신호 검출 장치.
제4항에 있어서,
상기 신호검출부는,
상기 신호 검출 조건 비교부에서 출력된 상기 조건 비교 결과 신호를 종합적으로 처리하여 출력하는 펄스 중첩 비교부;를 더 포함하며,
상기 펄스 중첩 비교부는,
상기 임계값 비교 결과 신호와 상기 제1 조건 비교 결과 신호의 AND 결과, 상기 제2 조건 비교 결과 신호 및 상기 제3 조건 비교 결과 신호를 종합하여 처리하는 것을 특징으로 하는 미분 신호 검출 장치.
삭제
아날로그 무선 신호를 수신하는 입력부; 상기 아날로그 무선 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그-디지털 신호 변환부; 상기 변환된 디지털 신호를 기저대역으로 복조하여 I/Q 데이터를 생성하는 I/Q 데이터 생성부; 상기 생성된 I/Q 데이터의 진폭값과, 상기 진폭값에 대한 미분값을 계산하고, 신호 검출을 위하여 미리 결정된 설정 범위와 상기 미분값을 비교하고, 미리 결정된 비교값과 상기 미분값을 비교하여 신호를 검출하는 신호검출부; 상기 신호검출부에서 검출된 신호에서 탐지 대상 펄스에서 벗어난 신호를 제외한 신호를 유효 신호로 필터링하는 신호 검출 필터부; 상기 유효 신호의 신호 제원을 측정하는 신호 제원 측정부;를 포함하며,
상기 신호검출부는, 상기 생성된 I/Q 데이터의 진폭값을 측정하는 진폭 측정부; 기 설정된 임계값과 상기 진폭값을 비교하여 비교 결과에 따라 임계값 비교 결과 신호를 출력하는 임계값 비교부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 수신기.
제10항에 있어서,
상기 신호검출부는,
상기 진폭값을 미분하여 1클럭당 변화하는 진폭값에 따른 미분값을 계산하는 미분 계산부;
상기 신호 검출을 위하여 미리 결정된 설정 범위와 상기 미분값을 비교하고, 미리 결정된 비교값과 상기 미분값을 비교하여 비교 결과에 따라 조건 비교 결과 신호를 출력하는 신호 검출 조건 비교부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 수신기.
제11항에 있어서,
상기 신호 검출 조건 비교부는,
유효 펄스 구간 판단 결과를 제1 조건 비교 결과 신호로 출력하는 유효 펄스 구간 판단부;
펄스 상승 판단 결과를 제2 조건 비교 결과 신호로 출력하는 펄스 상승 판단부; 및
펄스 하강 판단 결과를 제3 조건 비교 결과 신호로 출력하는 펄스 하강 판단부;를 포함하고,
상기 신호검출부는,
상기 신호 검출 조건 비교부에서 출력된 상기 조건 비교 결과 신호를 종합적으로 처리하여 출력하는 펄스 중첩 비교부;를 더 포함하며,
상기 펄스 중첩 비교부는,
상기 임계값 비교 결과 신호와 상기 제1 조건 비교 결과 신호의 AND 결과, 상기 제2 조건 비교 결과 신호 및 상기 제3 조건 비교 결과 신호를 종합하여 처리하는 것을 특징으로 하는 디지털 수신기.
제12항에 있어서,
상기 유효 펄스 구간 판단부는,
상기 신호 검출을 위하여 미리 결정된 설정 범위인 펄스 판정 설정 범위를 제1 신호 검출 조건으로 설정하여, 상기 미분값에 따라 상기 생성된 I/Q 데이터의 펄스가 유효한 신호 구간을 판단하여 유효 펄스 구간 판단 결과를 제1 조건 비교 결과 신호로 출력하며,
상기 펄스가 유효한 신호 구간일 경우, 상기 제1 조건 비교 결과 신호로 1을 출력하고, 상기 펄스가 유효한 신호 구간이 아닐 경우, 상기 제1 조건 비교 결과 신호로 0을 출력하고,
상기 펄스 상승 판단부는,
신호 검출을 위하여 미리 결정된 펄스 상승 비교값을 제2 신호 검출 조건으로 설정하여, 상기 미분값에 따라 상기 생성된 I/Q 데이터의 펄스 상승 에너지를 탐지하여 펄스 상승 판단 결과를 제2 조건 비교 결과 신호로 출력하며,
상기 펄스 상승 에너지가 탐지될 경우, 상기 제2 조건 비교 결과 신호로 1을 출력하여 펄스 상승 에너지를 탐지하는 상승 플래그를 생성하고,
상기 펄스 하강 판단부는,
신호 검출을 위하여 미리 결정된 펄스 하강 비교값을 제3 신호 검출 조건으로 설정하여, 상기 미분값에 따라 상기 생성된 I/Q 데이터의 펄스 하강 에너지를 탐지하여 펄스 하강 판단 결과를 제3 조건 비교 결과 신호로 출력하며,
상기 펄스 하강 에너지가 탐지될 경우, 상기 제3 조건 비교 결과 신호로 1을 출력하여 펄스 하강 에너지를 탐지하는 하강 플래그를 생성하는 것을 특징으로 하는 디지털 수신기.