KR102031928B1 - 이진 트리를 이용한 고속 펄스열 추출 장치 및 방법 - Google Patents

이진 트리를 이용한 고속 펄스열 추출 장치 및 방법

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Abstract

본 발명에 따르면, 수신된 펄스 레이더 신호에 포함된 펄스의 시간 간격과, 기 수집된 펄스들이 갖는 수집 시간을 고려하여 기준 시간을 결정하고, 상기 결정된 기준 시간에 따라 상기 수신된 신호를 분할하며, 상기 분할된 분할 신호에 대응되는 다수의 탐색 노드들을 생성하고, 상기 생성된 탐색 노드들로 구성된 이진 트리를 구성하는 이진 트리 구성부, 상기 분할 신호에 포함된 펄스의 도착 시간 정보를 이용하여 상기 각각의 탐색 노드에 따른 펄스 인덱스를 저장하는 인덱스 저장부를 포함하여 펄스열 비교 횟수를 줄이고 다량의 수집 펄스들에 대해서 고속으로 기준 펄스열을 검색하는 이진 트리를 이용한 고속 펄스열 추출 장치 및 방법이 개시된다.

Description

이진 트리를 이용한 고속 펄스열 추출 장치 및 방법{Apparatus and Method of Extracting Pulse train using Binary Tree}
본 발명은 펄스열 추출 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 펄스 레이더 신호에서 펄스 신호를 추출하는 고속 펄스열 추출 장치 및 방법에 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.
일반적인 펄스열 추출 흐름은 고정형 펄스열 추출부터 먼저 수행한 후에 지터 펄스열을 추출한다. 이에 따라, 지터 신호만 있는 경우에는 추출 시간이 오래 걸린다.
종래의 펄스열 추출 방법은 3∼5개의 기준 펄스열을 찾고 그 기준 펄스열로 동일한 펄스열 간격을 가진 펄스열을 전, 후로 체크해서 펄스열을 추출한다.
기존의 레이더 수집 개수는 256개로 수집하여 분석하지만 점차 레이더 신호 밀도가 높아짐에 따라 1000개 이상의 데이터를 수집하여 분석할 필요가 있다.
본 발명은 이진 트리를 이용한 고속 펄스열 추출 장치 및 방법으로 수신된 펄스 레이더 신호에 포함된 펄스의 시간 간격과, 기 수집된 펄스들이 갖는 수집 시간을 고려하여 기준 시간을 결정하고, 상기 결정된 기준 시간에 따라 상기 수신된 신호를 분할하며, 상기 분할된 분할 신호에 대응되는 다수의 탐색 노드들을 생성하고, 상기 생성된 탐색 노드들로 구성된 이진 트리를 구성하는 이진 트리 구성부, 상기 분할 신호에 포함된 펄스의 도착 시간 정보를 이용하여 상기 각각의 탐색 노드에 따른 펄스 인덱스를 저장하는 인덱스 저장부를 포함하여 펄스열 비교 횟수를 줄이고 다량의 수집 펄스들에 대해서 고속으로 기준 펄스열을 검색하는 데 목적이 있다.
또한, 상기 탐색 노드들이 갖는 펄스 인덱스가 갖는 인접성을 이용하여 기준 펄스열을 추정하는 기준 펄스열 추정부를 포함하여 고속 처리를 수행하는 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 이진 트리를 이용한 고속 펄스열 추출 장치는, 수신된 펄스 레이더 신호에 포함된 펄스의 시간 간격과, 기 수집된 펄스들이 갖는 수집 시간을 고려하여 기준 시간을 결정하고, 상기 결정된 기준 시간에 따라 상기 수신된 신호를 분할하며, 상기 분할된 분할 신호에 대응되는 다수의 탐색 노드들을 생성하고, 상기 생성된 탐색 노드들로 구성된 이진 트리를 구성하는 이진 트리 구성부, 상기 분할 신호에 포함된 펄스의 도착 시간 정보를 이용하여 상기 각각의 탐색 노드에 따른 펄스 인덱스를 저장하는 인덱스 저장부 및 상기 탐색 노드들이 갖는 펄스 인덱스가 갖는 인접성을 이용하여 기준 펄스열을 추정하는 기준 펄스열 추정부를 포함한다.
여기서, 상기 탐색 노드들이 갖는 펄스 인덱스가 갖는 인접성을 이용하여 추정된 상기 기준 펄스열에서 상기 탐색 노드들이 연속적으로 존재하는 경우 표본 펄스열로 추출하는 펄스열 추출부를 더 포함한다.
여기서, 상기 이진 트리 구성부는, 상기 수신된 신호에 포함된 펄스의 시간 간격을 k라 하고, 상기 기 수집된 펄스들이 갖는 수집 시간을 m이라 하면, 필요한 이진 노드의 개수 n은, 2n≥m/k 를 만족하는 정수이며, 상기 필요한 이진 노드의 개수를 고려한 상기 이진 트리를 구성하는 상기 다수의 탐색 노드들의 개수 N은 2n+1 이 되도록 구성한다.
여기서, 상기 인덱스 저장부는, 상기 수신된 신호에 포함된 펄스의 시간 간격을 상기 탐색 노드의 상기 기준 시간으로 정하고, 상기 탐색 노드들 각각의 기준 시간 사이에서 상기 펄스의 도착 시간 정보를 이용하여 상기 탐색 노드 마다 펄스의 존재 여부를 확인하는 펄스 확인부, 수집한 펄스들에 대해 상기 기준 시간 사이에서 펄스의 존재 여부를 노드 플래그에 반영하여 저장하는 노드 플래그 저장부를 포함하고, 상기 노드 플래그에 따라 상기 탐색 노드 각각에 상기 펄스 인덱스를 저장한다.
여기서, 상기 인덱스 저장부는, 상기 탐색 노드들 각각의 기준 시간 사이에서 상기 펄스의 도착시간에 해당되는 순서를 상기 탐색 노드에 상기 펄스 인덱스로 저장하며, 상기 펄스의 시간 간격 사이에서 펄스가 존재하지 않을 경우, 상기 탐색 노드 각각은, 상기 펄스 인덱스가 존재 하지 않는 노드와 상기 펄스 인덱스를 적어도 하나 이상 포함하는 노드로 구분된다.
여기서, 상기 기준 펄스열 추정부는, 상기 펄스 인덱스를 적어도 하나 이상 포함하는 노드들에 대해서 연속적인 탐색 노드들이 일정 개수 이상 인접하여 존재하는 인접 노드들을 찾는 인접 노드 탐색부, 상기 인접 노드들을 기준 펄스열 노드로 정하고, 상기 인접 노드 각각의 펄스 인덱스를 이용하여 기준 펄스열을 찾는 기준 펄스열 설정부를 포함한다.
여기서, 상기 펄스열 추출부는, 상기 기준 펄스열의 평균 시간 차를 이용하여 상기 탐색 노드들이 연속적으로 존재하는 경우 상기 표본 펄스열로 필터링 하는 펄스열 필터링부를 더 포함하며, 상기 펄스열 필터링부는, 제1 표본 펄스열을 추출한 후, 상기 제1 표본 펄스열이 추출된 기준 펄스열에서 제2 표본 펄스열을 추출한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이진 트리를 이용한 고속 펄스열 추출 방법은, 수신된 펄스 레이더 신호에 포함된 펄스의 시간 간격과, 기 수집된 펄스들이 갖는 수집 시간을 고려하여 기준 시간을 결정하고, 상기 결정된 기준 시간에 따라 상기 수신된 신호를 분할하며, 상기 분할된 분할 신호에 대응되는 다수의 탐색 노드들을 생성하고, 상기 생성된 탐색 노드들로 구성된 이진 트리를 구성하는 단계, 상기 분할 신호에 포함된 펄스의 도착 시간 정보를 이용하여 상기 각각의 탐색 노드에 따른 펄스 인덱스를 저장하는 단계, 상기 탐색 노드들이 갖는 펄스 인덱스가 갖는 인접성을 이용하여 기준 펄스열을 추정하는 단계, 상기 탐색 노드들이 갖는 펄스 인덱스가 갖는 인접성을 이용하여 추정된 상기 기준 펄스열에서 상기 탐색 노드들이 연속적으로 존재하는 경우 표본 펄스열로 추출하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 이진 트리를 구성하는 단계는, 상기 수신된 신호에 포함된 펄스의 시간 간격을 k라 하고, 상기 기 수집된 펄스들이 갖는 수집 시간을 m이라 하면, 필요한 이진 노드의 개수 n은, 2n≥m/k 를 만족하는 정수이며, 상기 필요한 이진 노드의 개수를 고려한 상기 이진 트리를 구성하는 상기 다수의 탐색 노드들의 개수 N은 2n+1 이 되도록 구성한다.
여기서, 상기 펄스열을 추출하는 단계는, 상기 기준 펄스열의 평균 시간 차를 이용하여 상기 탐색 노드들이 연속적으로 존재하는 경우 상기 표본 펄스열로 필터링 하는 단계를 더 포함하며, 상기 표본 펄스열로 필터링 하는 단계는, 제1 표본 펄스열을 추출한 후, 상기 제1 표본 펄스열이 추출된 기준 펄스열에서 제2 표본 펄스열을 추출한다.
여기서, 상기 펄스 인덱스를 저장하는 단계는, 상기 탐색 노드들 각각의 기준 시간 사이에서 상기 펄스의 도착시간에 해당되는 순서를 상기 탐색 노드에 상기 펄스 인덱스로 저장하며, 상기 펄스의 시간 간격 사이에서 펄스가 존재하지 않을 경우, 상기 탐색 노드 각각은, 상기 펄스 인덱스가 존재 하지 않는 노드와 상기 펄스 인덱스를 적어도 하나 이상 포함하는 노드로 구분된다.
또한 본 발명의 일 실시예에 따른 이진 트리를 이용한 고속 펄스열 추출 장치는 프로세서에 의해 실행 가능한 컴퓨터 프로그램 명령어들을 포함하는 비일시적(Non-Transitory) 컴퓨터 판독 가능한 매체에 기록되어 펄스열 추출 방법을 수행하기 위한 컴퓨터 프로그램으로서, 상기 컴퓨터 프로그램 명령어들이 프로세서에 의해 실행되는 경우에, 수신된 펄스 레이더 신호에 포함된 펄스의 시간 간격과, 기 수집된 펄스들이 갖는 수집 시간을 고려하여 기준 시간을 결정하고, 상기 결정된 기준 시간에 따라 상기 수신된 신호를 분할하며, 상기 분할된 분할 신호에 대응되는 다수의 탐색 노드들을 생성하고, 상기 생성된 탐색 노드들로 구성된 이진 트리를 구성하는 단계, 상기 분할 신호에 포함된 펄스의 도착 시간 정보를 이용하여 상기 각각의 탐색 노드에 따른 펄스 인덱스를 저장하는 단계, 상기 탐색 노드들이 갖는 펄스 인덱스가 갖는 인접성을 이용하여 기준 펄스열을 추정하는 단계, 상기 탐색 노드들이 갖는 펄스 인덱스가 갖는 인접성을 이용하여 추정된 상기 기준 펄스열에서 상기 탐색 노드들이 연속적으로 존재하는 경우 표본 펄스열로 추출하는 단계를 포함한 동작들을 수행하는 컴퓨터 프로그램을 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 실시예들에 의하면, 수신된 펄스 레이더 신호에 포함된 펄스의 시간 간격과, 기 수집된 펄스들이 갖는 수집 시간을 고려하여 기준 시간을 결정하고, 상기 결정된 기준 시간에 따라 상기 수신된 신호를 분할하며, 상기 분할된 분할 신호에 대응되는 다수의 탐색 노드들을 생성하고, 상기 생성된 탐색 노드들로 구성된 이진 트리를 구성하는 이진 트리 구성부, 상기 분할 신호에 포함된 펄스의 도착 시간 정보를 이용하여 상기 각각의 탐색 노드에 따른 펄스 인덱스를 저장하는 인덱스 저장부를 포함하여 펄스열 비교 횟수를 줄이고 다량의 수집 펄스들에 대해서 고속으로 기준 펄스열을 검색할 수 있다.
또한, 상기 탐색 노드들이 갖는 펄스 인덱스가 갖는 인접성을 이용하여 기준 펄스열을 추정하는 기준 펄스열 추정부를 포함하여 고속 처리를 수행할 수 있다.
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 펄스열 추출 장치를 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 펄스열 추출 장치의 인덱스 저장부를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 펄스열 추출 장치의 기준 펄스열 추정부를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 펄스열 추출 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 펄스열 추출 장치의 이진 트리 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 펄스열 추출 장치의 기준 펄스열 추정을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 펄스열 추출 장치의 펄스열 추출을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 본 발명에 관련된 이진 트리를 이용한 고속 펄스열 추출 장치 및 방법에 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 이진 트리를 이용한 고속 펄스열 추출 장치 및 방법에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 펄스열 추출 장치를 나타낸 블록도이다.
도 1을 참조하면, 펄스열 추출 장치(10)는 이진 트리 구성부(100), 인덱스 저장부(200), 기준 펄스열 추정부(300), 펄스열 추출부(400)를 포함한다.
펄스열 추출 장치(10)는 펄스 레이더 신호에서 펄스열을 히스토그램을 이용하여 추출하는 장치이다.
일반적인 펄스열 추출 흐름은 고정형 펄스열 추출부터 먼저 수행한 후에 지터 펄스열을 추출한다. 이에 따라, 지터 신호만 있는 경우에는 추출 시간이 오래 걸린다.
본 발명의 일 실시예에 따른 펄스열 추출 장치는 수신한 펄스열에 대해서 일정 구간마다 펄스열을 관리하고 있으므로 지터 펄스열 뿐만 아니라 고정 펄스열에 대해서도 적용할 수 있다.
즉, 수집한 펄스열 중에서 지터 펄스열을 감지하여 처리하는 것 보다 펄스열 추출할 때 이웃한 펄스를 갖고 오는 것이 아니라 추출하려고 하는 펄스 간격에 해당하는 구간 정보에 해당되는 펄스들만 검사하여 추출한다.
이진 트리 구성부(100)는 수신된 펄스 레이더 신호에 포함된 펄스의 시간 간격과, 기 수집된 펄스들이 갖는 수집 시간을 고려하여 기준 시간을 결정하고, 상기 결정된 기준 시간에 따라 상기 수신된 신호를 분할하며, 상기 분할된 분할 신호에 대응되는 다수의 탐색 노드들을 생성하고, 상기 생성된 탐색 노드들로 구성된 이진 트리를 구성한다.
이진 트리 구성부(100)는 최소 간격 k 를 기준으로 이진 트리를 구성한다. k는 최소 펄스 시간으로 보통 2us 로 설정하는 것이 바람직하다.
이진 트리 구성부(100)는 상기 수신된 신호에 포함된 펄스의 시간 간격을 k라 하고, 상기 기 수집된 펄스들이 갖는 수집 시간을 m이라 하면, 필요한 이진 노드의 개수 n은, 2n≥m/k 를 만족하는 정수이며, 상기 필요한 이진 노드의 개수를 고려한 상기 이진 트리를 구성하는 상기 다수의 탐색 노드들의 개수 N은 2n+1 이 되도록 구성한다.
종래의 경우, 수집하여 분석할 레이더 펄스 데이터가 많아짐에 따라서 으로 분석 시간이 기하급수적으로 소요된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 펄스열 추출 장치는 이진 트리 구성부(100)를 포함하여 분석 시간을 단축시킬 수 있다.
인덱스 저장부(200)는 상기 분할 신호에 포함된 펄스의 도착 시간 정보를 이용하여 상기 각각의 탐색 노드에 따른 펄스 인덱스를 저장한다.
모든 펄스에 대해서 펄스도착시간 정보를 이용하여 해당 이진 트리 노드에 펄스열 인덱스를 저장한다.
기준 펄스열 추정부(300)는 상기 탐색 노드들이 갖는 펄스 인덱스가 갖는 인접성을 이용하여 기준 펄스열을 추정한다.
펄스열 인덱스가 있는 인접한 노드들에 대해서 연속적인 노드들이 일정 개수 이상인 노드를 찾게 되며, 연속적인 노드들이 없으면 펄스열 추출을 종료한다.
펄스열 추출부(400)는 상기 탐색 노드들이 갖는 펄스 인덱스가 갖는 인접성을 이용하여 추정된 상기 기준 펄스열에서 상기 탐색 노드들이 연속적으로 존재하는 경우 표본 펄스열로 추출한다.
찾은 노드 들에 대해서 펄스열을 추출하고, 다시 연속적인 노드들을 찾는 단계를 수행하고 다시 연속적인 노드들을 찾는 단계는 펄스열이 존재하지 않을 때까지 반복한다.
펄스열 추출부(400)는 상기 기준 펄스열의 평균 시간 차를 이용하여 상기 탐색 노드들이 연속적으로 존재하는 경우 상기 표본 펄스열로 필터링 하는 펄스열 필터링부(410)를 포함한다.
펄스열 필터링부(410)는 상기 사전 펄스열을 갖고 나머지 펄스열을 추출한다.
구체적으로, 제1 표본 펄스열을 추출한 후, 상기 제1 표본 펄스열이 추출된 기준 펄스열에서 제2 표본 펄스열을 추출한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 펄스열 추출 장치는 수집한 펄스열에 대해서 이진 트리를 구성하고 연속적인 노드들의 관계를 이용하여 펄스열 간격을 추정한다. 추정한 노드들에 대해서 기준 펄스열을 추정할 수 있으므로 다량의 수집 펄스들에 대해서도 고속으로 기준 펄스열을 검색할 수 있다.
또한, 기준 펄스열로 추정된 노드들을 기준으로 기준 펄스열을 찾고 이후 동일한 간격을 가진 노드들에 대해서 펄스열을 추출하여 고속 처리가 가능하다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 펄스열 추출 장치의 인덱스 저장부를 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 인덱스 저장부(200)는 펄스 확인부(210), 노드 플래그 저장부(220)를 포함한다.
인덱스 저장부(200)는 총 펄스에 대하여 펄스 도착 시간 정보를 이용하여 상기 이진 트리 노드에 펄스열 인덱스를 저장한다.
펄스 확인부(210)는 상기 수신된 신호에 포함된 펄스의 시간 간격을 상기 탐색 노드의 상기 기준 시간으로 정하고, 상기 탐색 노드들 각각의 기준 시간 사이에서 상기 펄스의 도착 시간 정보를 이용하여 상기 탐색 노드 마다 펄스의 존재 여부를 확인한다.
구체적으로, 추출하고자 하는 펄스의 시간 간격을 상기 탐색 노드의 기준 시간으로 정하고, 상기 탐색 노드들 각각의 기준 시간 사이에서 상기 펄스의 도착 시간 정보를 이용하여 상기 탐색 노드 마다 펄스의 존재 여부를 확인한다.
노드 플래그 저장부(220)는 수집한 펄스들에 대해 상기 기준 시간 사이에서 펄스의 존재 여부를 노드 플래그에 반영하여 저장한다. 노드 플래그에 따라 상기 탐색 노드 각각에 상기 펄스 인덱스를 저장하게 된다.
펄스열 인덱스는 펄스열에서 각 펄스가 위치하는 곳을 나타내는 지표를 나타내는 것으로, 행렬의 인덱스로 표현하는 것이 바람직하다.
인덱스 저장부(200)는 상기 탐색 노드들 각각의 기준 시간 사이에서 상기 펄스의 도착시간에 해당되는 순서를 상기 탐색 노드에 상기 펄스 인덱스로 저장하며, 상기 펄스의 시간 간격 사이에서 펄스가 존재하지 않을 경우, 상기 탐색 노드 각각은, 상기 펄스 인덱스가 존재 하지 않는 노드와 상기 펄스 인덱스를 적어도 하나 이상 포함하는 노드로 구분된다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 펄스열 추출 장치의 기준 펄스열 추정부를 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 기준 펄스열 추정부(300)는 인접 노드 탐색부(310), 기준 펄스열 설정부(320)를 포함한다.
기준 펄스열 추정부(300)는 노드간의 관계로 기준 펄스열을 추정한다.
인접 노드 탐색부(310)는 펄스 인덱스를 적어도 하나 이상 포함하는 노드들에 대해서 연속적인 탐색 노드들이 일정 개수 이상 인접하여 존재하는 인접 노드들을 찾는다.
기준 펄스열 설정부(320)는 상기 인접 노드들을 기준 펄스열 노드로 정하고, 상기 인접 노드 각각의 펄스 인덱스를 이용하여 기준 펄스열을 찾는다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 펄스열 추출 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 펄스열 추출 방법은 펄스를 수집하는 단계(S100)에서 시작한다.
단계 S200에서 수신된 펄스 레이더 신호에 포함된 펄스의 시간 간격과, 기 수집된 펄스들이 갖는 수집 시간을 고려하여 기준 시간을 결정하고, 상기 결정된 기준 시간에 따라 상기 수신된 신호를 분할하며, 상기 분할된 분할 신호에 대응되는 다수의 탐색 노드들을 생성하고, 상기 생성된 탐색 노드들로 구성된 이진 트리를 구성한다.
이진 트리를 구성하는 단계에서 상기 추출하고자 하는 펄스의 시간 간격을 k라 하고, 상기 수집한 총 펄스 시간 간격을 m이라 하면, 필요한 노드의 개수 n은, 2n≥m/k 를 만족하는 정수이며, 상기 필요한 노드의 개수를 고려한 상기 이진 트리를 구성하는 전체 노드의 개수 N은 2n+1 이다.
단계 S300에서 분할 신호에 포함된 펄스의 도착 시간 정보를 이용하여 상기 각각의 탐색 노드에 따른 펄스 인덱스를 저장한다.
펄스 인덱스를 저장하는 단계는, 상기 추출하고자 하는 펄스의 시간 간격 사이에서 상기 펄스의 도착시간에 해당되는 순서를 상기 탐색 노드에 상기 펄스 인덱스로 저장하며, 상기 펄스의 시간 간격 사이에서 펄스가 존재하지 않을 경우, 상기 탐색 노드 각각은, 상기 펄스 인덱스가 존재 하지 않는 노드와 상기 펄스 인덱스를 적어도 하나 이상 포함하는 노드로 구분된다.
단계 S400에서 생성된 탐색 노드들이 갖는 펄스 인덱스가 갖는 인접성을 이용하여 기준 펄스열을 추정한다.
단계 S500에서 연속적인 노드들이 일정 개수 이상인 노드를 찾는다.
단계 S600에서 상기 탐색 노드들이 갖는 펄스 인덱스가 갖는 인접성을 이용하여 추정된 상기 기준 펄스열에서 상기 탐색 노드들이 연속적으로 존재하는 경우 표본 펄스열로 추출한다.
상기 펄스열을 추출하는 단계는, 기준 펄스열의 평균 시간 차를 이용하여 상기 탐색 노드들이 연속적으로 존재하는 경우 상기 표본 펄스열로 필터링 하는 단계를 더 포함하며, 상기 표본 펄스열로 필터링 하는 단계는, 제1 표본 펄스열을 추출한 후, 상기 제1 표본 펄스열이 추출된 기준 펄스열에서 제2 표본 펄스열을 추출한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 펄스열 추출 장치의 이진 트리 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 이진 트리 노드(130)는, 상기 추출하고자 하는 펄스의 시간 간격 사이에서 상기 펄스의 도착시간에 해당되는 순서를 상기 펄스 인덱스(120)로 저장하며, 펄스의 시간 간격 사이에서 펄스가 존재하지 않을 경우, 상기 이진 트리 노드 각각은, 상기 펄스 인덱스가 존재 하지 않는 노드와 상기 펄스 인덱스를 적어도 하나 이상 포함하는 노드로 구분된다.
노드는 펄스 존재 여부를 의미한다. 즉, 도 5에 나타난 노드를 생성할 때, 노드1은 PDW 펄스의 TOA가 0-2us 사이의 펄스가 존재하면 1 아니면 0으로 저장하고 나머지 수집한 펄스들에 대해서 노드 플래그를 저장합니다. 즉, 노드(n)은 (n-1)* 2us - (n)*2us 의 펄스 존재 여부를 플래그에 반영 하는 것이다.
노드들이 구성되면 노드만을 보고서 해당 펄스열의 존재를 알 수 있으며 해당 구간을 참조할 때 쉽게 접근할 수 있다.
예로 펄스 간격이 10us 인 펄스들을 참조할 때 시작 지점인 노드1을 시작으로 노드5, 노드10 등을 참조하면된다.
펄스가 반사파나 잡음으로 인해서 펄스가 생성되지 않은 누락된 경우 노드 3은 펄스 3번째만 표시되는 것이고 노드6은 펄스가 누락되어 펄스가 존재하지 않은 경우를 의미한다. 또한, 한 노드에는 여러 개의 PDW가 존재할 수 있어서 노드 7은 7번째, 8번째 펄스 인덱스로 표시할 수 있다.
이진 트리 구성부(100)는 상기 추출하고자 하는 펄스의 시간 간격을 k라 하고, 상기 수집한 총 펄스 시간 간격을 m이라 하면, 필요한 노드의 개수 n은, 2n≥m/k 를 만족하는 정수이며, 상기 필요한 노드의 개수를 고려한 상기 이진 트리를 구성하는 전체 노드의 개수 N은 2n+1 이다.
예를 들어, 펄스의 최소 간격을 2us 로 보고 수집한 총 펄스 간격이 100 ms 이라 가정하면 총 노드 개수는 217 로서 131,072개의 노드가 구성된다.
구체적으로, 100ms/2us 로 나누면 50,000 개 이고 2의 N 승이 50,000 노드를 표현하려면 N 은 16이 된다. 그리고 이진 트리로 구성하려면 전체 노드는 두배인 노드가 필요하기 때문에 2의 17승인 131,072 가 필요한 것이다.
이진 트리로 구성된 노드에 수집한 펄스의 도착시간에 해당되는 펄스 인덱스를 추가 및 저장한다. 이렇게 구성한 이진 트리의 각 노드에 펄스 인덱스가 존재하지 않은 것은 해당 영역에서는 펄스가 존재하지 않음을 의미하며 2개 이상인 경우에는 해당 구간에 다수의 펄스가 존재하는 것을 의미한다.
노드들의 시간이 2us 라고 가정하면 이진 트리 구성은 노드1은 펄스들의 TOA가 0-2us 인 구간을 의미하며 노드2는 2-4us를 의미한다. 만일 노드에 해당 펄스가 존재하지 않다면 이 구간에 펄스가 없다는 것을 알 수 있다.
이진 노드로 구성한 것의 장점은 펄스를 참조할 ? 인접한 펄스열을 찾는 것이 아니라 예상 TOA값으로 해당 노드만을 조회하기 때문에 빠르게 해당 펄스들을 검사할 수 있으며 기준 펄스열을 찾을 때 기존 방식은 첫번째 펄스를 기준으로 나머지 펄스들의 TOA를 참조하여 평균 DTOA를 계산하는 것인데 반해 제안 방법은 구성된 노드에서 인접한 노드들만 찾아서 기준 펄스열을 찾는 방법을 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 펄스열 추출 장치의 기준 펄스열 추정을 설명하기 위한 도면이다.
펄스 인덱스가 존재한 인접한 노드가 규칙적으로 4개 이상으로 존재할 때 기준 펄스열 노드로 정하고 여기에 해당하는 노드들의 펄스열로 기준 펄스열을 추정한다.
도 6의 기준 펄스열 노드1은 노드 1, 노드 2, 노드 3, 노드 4에 해당하는 펄스열 인덱스 [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6]을 갖고 기준 펄스열을 찾는 것이다. 마찬가지로 방법으로, 기준 펄스열 노드2는 노드 1, 노드 3, 노드 5, 노드 7에 해당하는 펄스열 인덱스 [0,1,3,5,6,7,8] 을 갖고 기준 펄스열을 찾는 것이다.
기준 펄스열은 펄스 인덱스의 평균 시간 차를 의미하며 수학식 1을 이용하여 구현될 수 있다.
여기서, n은 펄스열 인덱스, k는 노드의 순서이다.
일반적으로 기준 펄스열의 펄스 개수는 보통 4개 이고 이 평균값으로 나머지 노드를 찾는 것의 일련의 과정이 펄스열 추출 과정이다. 그래서 구성된 노드에서 연속 노드들이 있는 것을 찾아서 기준 펄스열을 찾고 나머지 펄스열을 추출하는 것입니다. 도안3의 노드 16개는 예를 들기 위해서 구성한 것이고 보통 i) 에서 처럼 노드 개수는 13만개 이상으로 구성된다.
도 6에서 노드1로 시작하여 연속 노드를 찾을 때 노드1, 노드2, 노드3, 노드4, 노드5 를 찾을 수 있고 제한된 펄스 개수인 [0,1,2,3,4,5,6]에서 기준 펄스열을 찾는 것이다. 예전 펄스열 추출은 펄스[0]을 기준으로 시작하여 기준 펄스열을 찾게 되는 반면 본 제안에서는 노드를 이용하여 제한된 펄스열에서 기준 펄스열을 찾는 것이다.
상기 수학식 1은 누락이 안 된 경우의 펄스열의 DTOA(델타 TOA) 평균값을 나타내는 것이다. 펄스[0]의 TOA가 0us, 펄스[1]의 TOA가 2us, 펄스[2]의 TOA가 4us, 펄스[3]의 TOA가 6us, 펄스[4]의 TOA가 8us 이라면, DTOA는 ((2-0)us + (4-2)us + (6-4)us + (8-6)us) / 4 로 2us 를 의미한다.
도 6에서 노드1을 시작으로 2us를 찾았다면 6번째 펄스열의 시간인 12us를 찾아야 하기 때문에 노드6부터 예상할 수 있고 노드6번부터 펄스 존재를 확인하면서 해당 펄스의 TOA와 기준펄스열의 DTOA 평균값을 참고하여 펄스열을 추출하는 것이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 펄스열 추출 장치의 펄스열 추출을 설명하기 위한 도면이다.
도 7의 (a)는 기준 펄스열이 노드 1개일 때 해당 노드들을 이용한 펄스열 추출을 나타낸 것이고, 도 7의 (b)는 기준 펄스열이 노드 2개일 때 해당 노드들을 이용한 펄스열 추출을 나타낸 것이다.
구체적으로 도 7은 앞서 찾은 기준 펄스열의 평균 시간 차를 갖고 나머지 펄스열을 찾는 과정이 펄스열 추출하는 과정이다. 앞서 찾은 노들의 간격을 이용해서 기준 펄스열 노드를 시작으로 전/후 노들을 찾아서 해당 펄스열을 갖고 나머지 펄스열을 추출한다.
이렇게 해당 노드들로부터 사전 펄스열을 필터링하여 제한된 데이터에서 찾기 때문에 펄스열 비교 횟수를 줄여서 대량의 펄스열에 대해서 고속 펄스열이 가능할 것이다.
일반적으로 최소 펄스열은 2us 이어서 4개보다 적은 경우에도 기준 펄스열은 인정이 된다.
기준 펄스열을 찾을 때 노드1을 시작으로 전 노드를 검사하고 노드2를 시작으로 전 노드를 검사하여 마지막 노드 N-1까지 검사를 한다.
또한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 펄스열 추출 장치는 프로세서에 의해 실행 가능한 컴퓨터 프로그램 명령어들을 포함하는 비일시적(Non-Transitory) 컴퓨터 판독 가능한 매체에 기록되어 펄스열 추출 방법을 수행하기 위한 컴퓨터 프로그램으로서, 상기 컴퓨터 프로그램 명령어들이 프로세서에 의해 실행되는 경우에, 수신된 펄스 레이더 신호에 포함된 펄스의 시간 간격과, 기 수집된 펄스들이 갖는 수집 시간을 고려하여 기준 시간을 결정하고, 상기 결정된 기준 시간에 따라 상기 수신된 신호를 분할하며, 상기 분할된 분할 신호에 대응되는 다수의 탐색 노드들을 생성하고, 상기 생성된 탐색 노드들로 구성된 이진 트리를 구성하는 단계, 상기 분할 신호에 포함된 펄스의 도착 시간 정보를 이용하여 상기 각각의 탐색 노드에 따른 펄스 인덱스를 저장하는 단계, 상기 탐색 노드들이 갖는 펄스 인덱스가 갖는 인접성을 이용하여 기준 펄스열을 추정하는 단계, 상기 탐색 노드들이 갖는 펄스 인덱스가 갖는 인접성을 이용하여 추정된 상기 기준 펄스열에서 상기 탐색 노드들이 연속적으로 존재하는 경우 표본 펄스열로 추출하는 단계를 포함한 동작들을 수행하는 컴퓨터 프로그램을 제공한다.
이러한 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 기록 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(Floptical disk)와 같은 자기-광매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
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.

Claims (12)

  1. 수신된 펄스 레이더 신호에 포함된 펄스의 시간 간격과, 기 수집된 펄스들이 갖는 수집 시간을 고려하여 기준 시간을 결정하고, 상기 결정된 기준 시간에 따라 상기 수신된 신호를 분할하며, 상기 분할된 분할 신호에 대응되는 다수의 탐색 노드들을 생성하고, 상기 생성된 탐색 노드들로 구성된 이진 트리를 구성하는 이진 트리 구성부;
    상기 분할 신호에 포함된 펄스의 도착 시간 정보를 이용하여 상기 각각의 탐색 노드에 따른 펄스 인덱스를 저장하는 인덱스 저장부; 및
    상기 탐색 노드들이 갖는 펄스 인덱스가 갖는 인접성을 이용하여 기준 펄스열을 추정하는 기준 펄스열 추정부;를 포함하는 펄스열 추출 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 탐색 노드들이 갖는 펄스 인덱스가 갖는 인접성을 이용하여 추정된 상기 기준 펄스열에서 상기 탐색 노드들이 연속적으로 존재하는 경우 표본 펄스열로 추출하는 펄스열 추출부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 펄스열 추출 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 이진 트리 구성부는,
    상기 수신된 신호에 포함된 펄스의 시간 간격을 k라 하고, 상기 기 수집된 펄스들이 갖는 수집 시간을 m이라 하면, 필요한 이진 노드의 개수 n은, 2n≥m/k 를 만족하는 정수이며, 상기 필요한 이진 노드의 개수를 고려한 상기 이진 트리를 구성하는 상기 다수의 탐색 노드들의 개수 N은 2n+1 이 되도록 구성하는 것을 특징으로 하는 펄스열 추출 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 인덱스 저장부는,
    상기 수신된 신호에 포함된 펄스의 시간 간격을 상기 탐색 노드의 상기 기준 시간으로 정하고, 상기 탐색 노드들 각각의 기준 시간 사이에서 상기 펄스의 도착 시간 정보를 이용하여 상기 탐색 노드 마다 펄스의 존재 여부를 확인하는 펄스 확인부;
    수집한 펄스들에 대해 상기 기준 시간 사이에서 펄스의 존재 여부를 노드 플래그에 반영하여 저장하는 노드 플래그 저장부;를 포함하고, 상기 노드 플래그에 따라 상기 탐색 노드 각각에 상기 펄스 인덱스를 저장하는 것을 특징으로 하는 펄스열 추출 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 인덱스 저장부는,
    상기 탐색 노드들 각각의 기준 시간 사이에서 상기 펄스의 도착시간에 해당되는 순서를 상기 탐색 노드에 상기 펄스 인덱스로 저장하며,
    상기 펄스의 시간 간격 사이에서 펄스가 존재하지 않을 경우,
    상기 탐색 노드 각각은, 상기 펄스 인덱스가 존재 하지 않는 노드와 상기 펄스 인덱스를 적어도 하나 이상 포함하는 노드로 구분되는 것을 특징으로 하는 펄스열 추출 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 기준 펄스열 추정부는,
    상기 펄스 인덱스를 적어도 하나 이상 포함하는 노드들에 대해서 연속적인 탐색 노드들이 일정 개수 이상 인접하여 존재하는 인접 노드들을 찾는 인접 노드 탐색부;
    상기 인접 노드들을 기준 펄스열 노드로 정하고, 상기 인접 노드 각각의 펄스 인덱스를 이용하여 기준 펄스열을 찾는 기준 펄스열 설정부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 펄스열 추출 장치.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 펄스열 추출부는,
    상기 기준 펄스열의 평균 시간 차를 이용하여 상기 탐색 노드들이 연속적으로 존재하는 경우 상기 표본 펄스열로 필터링 하는 펄스열 필터링부;를 더 포함하며,
    상기 펄스열 필터링부는,
    제1 표본 펄스열을 추출한 후, 상기 제1 표본 펄스열이 추출된 기준 펄스열에서 제2 표본 펄스열을 추출하는 것을 특징으로 하는 펄스열 추출 장치.
  8. 수신된 펄스 레이더 신호에 포함된 펄스의 시간 간격과, 기 수집된 펄스들이 갖는 수집 시간을 고려하여 기준 시간을 결정하고, 상기 결정된 기준 시간에 따라 상기 수신된 신호를 분할하며, 상기 분할된 분할 신호에 대응되는 다수의 탐색 노드들을 생성하고, 상기 생성된 탐색 노드들로 구성된 이진 트리를 구성하는 단계;
    상기 분할 신호에 포함된 펄스의 도착 시간 정보를 이용하여 상기 각각의 탐색 노드에 따른 펄스 인덱스를 저장하는 단계;
    상기 탐색 노드들이 갖는 펄스 인덱스가 갖는 인접성을 이용하여 기준 펄스열을 추정하는 단계;
    상기 탐색 노드들이 갖는 펄스 인덱스가 갖는 인접성을 이용하여 추정된 상기 기준 펄스열에서 상기 탐색 노드들이 연속적으로 존재하는 경우 표본 펄스열로 추출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 펄스열 추출 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 이진 트리를 구성하는 단계는,
    상기 수신된 신호에 포함된 펄스의 시간 간격을 k라 하고, 상기 기 수집된 펄스들이 갖는 수집 시간을 m이라 하면, 필요한 이진 노드의 개수 n은, 2n≥m/k 를 만족하는 정수이며, 상기 필요한 이진 노드의 개수를 고려한 상기 이진 트리를 구성하는 상기 다수의 탐색 노드들의 개수 N은 2n+1 이 되도록 구성하는 것을 특징으로 하는 펄스열 추출 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 펄스열을 추출하는 단계는,
    상기 기준 펄스열의 평균 시간 차를 이용하여 상기 탐색 노드들이 연속적으로 존재하는 경우 상기 표본 펄스열로 필터링 하는 단계;를 더 포함하며,
    상기 표본 펄스열로 필터링 하는 단계는,
    제1 표본 펄스열을 추출한 후, 상기 제1 표본 펄스열이 추출된 기준 펄스열에서 제2 표본 펄스열을 추출하는 것을 특징으로 하는 펄스열 추출 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 펄스 인덱스를 저장하는 단계는,
    상기 탐색 노드들 각각의 기준 시간 사이에서 상기 펄스의 도착시간에 해당되는 순서를 상기 탐색 노드에 상기 펄스 인덱스로 저장하며,
    상기 펄스의 시간 간격 사이에서 펄스가 존재하지 않을 경우,
    상기 탐색 노드 각각은, 상기 펄스 인덱스가 존재 하지 않는 노드와 상기 펄스 인덱스를 적어도 하나 이상 포함하는 노드로 구분되는 것을 특징으로 하는 펄스열 추출 방법.
  12. 프로세서에 의해 실행 가능한 컴퓨터 프로그램 명령어들을 포함하는 비일시적(Non-Transitory) 컴퓨터 판독 가능한 매체에 기록되어 펄스열 추출 방법을 수행하기 위한 컴퓨터 프로그램으로서, 상기 컴퓨터 프로그램 명령어들이 프로세서에 의해 실행되는 경우에,
    수신된 펄스 레이더 신호에 포함된 펄스의 시간 간격과, 기 수집된 펄스들이 갖는 수집 시간을 고려하여 기준 시간을 결정하고, 상기 결정된 기준 시간에 따라 상기 수신된 신호를 분할하며, 상기 분할된 분할 신호에 대응되는 다수의 탐색 노드들을 생성하고, 상기 생성된 탐색 노드들로 구성된 이진 트리를 구성하는 단계;
    상기 분할 신호에 포함된 펄스의 도착 시간 정보를 이용하여 상기 각각의 탐색 노드에 따른 펄스 인덱스를 저장하는 단계;
    상기 탐색 노드들이 갖는 펄스 인덱스가 갖는 인접성을 이용하여 기준 펄스열을 추정하는 단계;
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