KR102326398B1 - 레이더 시스템에서 간섭 제거를 위한 동작 방법 및 장치 - Google Patents

레이더 시스템에서 간섭 제거를 위한 동작 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

레이더 시스템에서 간섭 제거를 위한 동작 방법 및 장치가 개시된다. 본 발명의 동작 방법은 레이더 시스템에 포함된 복수의 레이더들 중 제1 레이더에 의해 수행되는 간섭 제거를 위한 동작 방법으로서, 제1 레이더를 통해 레이더 신호를 수신하는 단계, 복수의 레이더들 중에서 제1 레이더를 제외한 나머지 레이더의 코드를 기반으로 레이더 신호의 간섭량을 측정하는 단계, 측정된 간섭량을 기반으로 레이더 시스템의 간섭 제거를 위한 알고리즘에서 사용되는 임계값을 설정하는 단계 및 설정된 임계값을 간섭 제거를 위한 알고리즘에 적용하여 레이더 신호에 포함된 간섭을 제거하는 단계를 포함한다.

Description

레이더 시스템에서 간섭 제거를 위한 동작 방법 및 장치{OPERATION METHOD FOR INTERFERENCE CANCELLATION IN RADAR SYSTEM AND APPARATUS THEREFOR}
본 발명은 레이더 시스템에서 간섭 제거를 위한 동작 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 레이더 시스템에서 타 레이더로부터 수신되는 간섭을 분석하여 간섭 제거 알고리즘을 제어하는 동작 방법에 관한 것이다.
기상 레이더 시스템(weather radar system)은 서로 다른 지역에 설치된 복수의 레이더들을 이용하여 넓은 지역의 기상 변화를 관측하는 레이더 시스템을 의미한다. 즉, 기상 레이더 시스템은 넓은 지역의 기상 변화를 정확하게 관측하기 위해 복수의 레이더들을 포함하는 레이더 클러스터(cluster)의 형태를 가진다. 이와 같이, 기상 레이더 시스템에 포함된 복수의 레이더들은 타 레이더에서 전송되는 신호에 의한 간섭을 최소화하기 위해 서로 중첩되지 않는 주파수에 따른 채널을 이용하고 있다.
그러나, 최근 모바일 기기의 증가로 인해 주파수 자원에 대한 부족 현상이 발생하게 되었으며, 이에 따라 복수의 레이더들 간의 주파수 자원을 공유하여 주파수 효율을 높이는 기술의 필요성이 요구되고 있다. 구체적으로, 기상 레이더 시스템에서 사용되고 있는 대표적인 주파수 공유 기술은 코드 분할 레이더 공유 기술이 있다. 코드 분할 레이더 공유 기술은 기상 레이더 시스템에 포함된 복수의 레이더들에 서로 다른 직교 코드를 할당하고, 할당된 직교 코드를 이용하는 기술이다. 즉, 코드 분할 레이더 공유 기술 기반의 기상 레이더 시스템의 레이더는 수신된 신호의 간섭을 제거하기 위해 정합 필터(matched filter)의 기능을 수행하는 자기 코드 기반 상관기를 이용한다. 이와 같은, 코드 분할 레이더 공유 기술을 이용하는 기상 레이더 시스템의 레이더는 비교적 짧은 길이를 가지는 복수의 서브 펄스들을 통해 펄스를 압축하는 펄스 압축 방식을 이용하고 있다.
또한, 직교 코드를 이용하는 코드 분할 레이더 공유 기술은 레이더의 수신단에서 타 레이더로부터 수신되는 신호의 간섭을 제거하기 위해 자기 코드 기반 상관기 및 간섭 제거 후처리 알고리즘을 순차적으로 적용하고 있다. 이에 따라, 코드 분할 레이더 공유 기술 기반의 기상 레이더 시스템의 레이더에서 수행되는 간섭 제거에 대한 성능은 간섭 제거 후처리 알고리즘의 성능의 영향을 크게 받는다.
기상 레이더 시스템에서 주로 사용되는 간섭 제거 후처리 알고리즘은 클린(clean) 알고리즘으로써, 반복적인 신호 복원 절차(iterative reconstruction process)를 통해 간섭을 제거하는 알고리즘을 사용하고 있다. 기상 레이더 시스템의 레이더는 반복적인 신호 복원 절차를 통해 간섭이 제거된 신호 및 복원된 레이더 신호 간의 차이가 미리 설정된 임계값 이하인 경우, 반복적인 신호 복원 절차를 종료하게 된다.
구체적으로, 반복적인 신호 복원 절차 기반의 간섭 제거 후처리 알고리즘은 미리 설정된 임계값을 노이즈 레벨(noise level)로 설정할 수 있다. 즉, 간섭 제거 후처리 알고리즘에서 수행되는 간섭 제거의 성능은 임계값으로 미리 설정되는 노이즈 레벨에 따라 크게 가변적일 수 있다. 예를 들어, 미리 설정된 임계값인 노이즈 레벨이 지나치게 큰 값으로 설정된 경우 레이더의 표적 신호가 복원되기 전에 간접 제거 후처리 알고리즘은 종료된다. 또한, 미리 설정된 임계값인 노이즈 레벨이 지나치게 작은 값으로 설정된 경우, 레이더의 간섭 신호가 표적 신호보다 커지게 되는 문제가 있다. 다시 말해, 간섭 제거 후처리 알고리즘에 노이즈 레벨로 적용되는 임계값에 따라 간섭 제거의 성능이 크게 달라지는 문제가 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 레이더 시스템에서 간섭 제거 알고리즘의 성능을 향상시키기 위한 동작 방법 및 장치를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 레이더 시스템에서 간섭 제거를 위한 동작 방법은 레이더 시스템(radar system)에 포함된 복수의 레이더들 중 제1 레이더에 의해 수행되는 간섭 제거를 위한 동작 방법으로서, 상기 제1 레이더의 안테나를 통해 레이더 신호를 수신하는 단계, 상기 복수의 레이더들의 코드(code)를 기반으로 상기 레이더 신호의 간섭량을 측정하는 단계, 상기 측정된 간섭량을 기반으로 상기 레이더 시스템의 간섭 제거를 위한 알고리즘(algorithm)에서 사용되는 임계값(threshold)을 설정하는 단계 및 상기 설정된 임계값을 상기 간섭 제거를 위한 알고리즘에 적용하여 상기 레이더 신호에 포함된 간섭을 제거하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 복수의 레이더들의 코드는 상기 복수의 레이더들 각각에 미리 할당된 서로 다른 직교 코드(orthogonal code)일 수 있다.
여기서, 상기 복수의 레이더들의 코드는 상기 동작 방법을 수행하는 제1 레이더에 미리 저장될 수 있다.
여기서, 상기 간섭량을 측정하는 단계는 상기 복수의 레이더들의 각 코드에 상응하는 정합 필터(matched filter)를 기반으로 상기 복수의 레이더들 각각에 의한 간섭량을 측정할 수 있다.
여기서, 상기 간섭 제거를 위한 알고리즘은 상기 임계값을 기반으로 상기 레이더 신호의 간섭 제거를 반복적으로 수행하는 클린 알고리즘(clean algorithm)일 수 있다.
여기서, 상기 임계값은 상기 간섭 제거를 위한 알고리즘에서 상기 알고리즘의 종료 시점을 결정하기 위한 기준으로 사용될 수 있다.
여기서, 상기 레이더 신호에 포함된 간섭을 제거하는 단계는 상기 간섭 제거를 위한 알고리즘을 기반으로 상기 레이더 신호에 대한 복원 절차를 수행하여 제1 복원 신호를 출력하는 단계, 상기 레이더 신호 및 상기 제1 복원 신호 간의 차이를 상기 임계값과 비교하는 단계 및 상기 비교 결과에 기초하여 상기 알고리즘의 종료를 여부를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 알고리즘의 종료 여부를 결정하는 단계는 상기 레이더 신호 및 상기 제1 복원 신호 간의 차이가 상기 임계값을 초과하는 경우, 상기 간섭 제거 알고리즘을 종료하지 않는 것으로 결정하는 단계, 상기 간섭 제거 알고리즘을 기반으로 상기 제1 복원 신호에 대한 복원 절차를 수행하여 제2 복원 신호를 출력하는 단계 및 상기 레이더 신호 및 상기 제2 복원 신호 간의 차이와 상기 임계값 간의 비교 결과에 기초하여 상기 알고리즘의 종료 여부를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 알고리즘의 종료 여부를 결정하는 단계는 상기 레이더 신호 및 상기 제1 복원 간의 차이가 상기 임계값 이하인 경우, 상기 간섭 제거를 위한 알고리즘을 종료하는 것으로 결정할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 레이더 시스템에서 간섭 제거를 위한 동작 장치는, 레이더 시스템(radar system)에 포함된 복수의 레이더들 중 간섭 제거를 위한 동작 방법을 수행하는 제1 레이더로서, 프로세서(processor) 및 상기 프로세서를 통해 실행되는 적어도 하나의 명령이 저장된 메모리(memory)를 포함하고, 상기 적어도 하나의 명령은 상기 제1 레이더의 안테나를 통해 레이더 신호를 수신하고, 상기 복수의 레이더들의 코드(code)를 기반으로 상기 레이더 신호의 간섭량을 측정하고, 상기 측정된 간섭량을 기반으로 상기 레이더 시스템의 간섭 제거를 위한 알고리즘(algorithm)에서 사용되는 임계값(threshold)을 설정하고, 그리고 상기 설정된 임계값을 상기 간섭 제거를 위한 알고리즘에 적용하여 상기 레이더 신호에 포함된 간섭을 제거하도록 실행된다.
여기서, 상기 복수의 레이더들의 코드는 상기 복수의 레이더들 각각에 미리 할당된 서로 다른 직교 코드(orthogonal code)일 수 있다.
여기서, 상기 복수의 레이더들의 코드는 상기 동작 방법을 수행하는 제1 레이더에 미리 저장될 수 있다.
여기서, 상기 적어도 하나의 명령은 상기 간섭량을 측정하는 과정에서, 상기 복수의 레이더들의 각 코드에 상응하는 정합 필터(matched filter)를 기반으로 상기 복수의 레이더들 각각에 의한 간섭량을 측정하도록 실행될 수 있다.
여기서, 상기 간섭 제거를 위한 알고리즘은 상기 임계값을 기반으로 상기 레이더 신호의 간섭 제거를 반복적으로 수행하는 클린 알고리즘(clean algorithm)일 수 있다.
여기서, 상기 임계값은 상기 간섭 제거를 위한 알고리즘에서 상기 알고리즘의 종료 시점을 결정하기 위한 기준으로 사용될 수 있다.
여기서, 상기 적어도 하나의 명령은 상기 레이더 신호에 포함된 간섭을 제거하는 과정에서, 상기 간섭 제거를 위한 알고리즘을 기반으로 상기 레이더 신호에 대한 복원 절차를 수행하여 제1 복원 신호를 출력하고, 상기 레이더 신호 및 상기 제1 복원 신호 간의 차이를 상기 임계값과 비교하고, 그리고 상기 비교 결과에 기초하여 상기 알고리즘의 종료를 여부를 결정하도록 실행될 수 있다.
여기서, 상기 적어도 하나의 명령은 상기 알고리즘의 종료 여부를 결정하는 과정에서, 상기 레이더 신호 및 상기 제1 복원 신호 간의 차이가 상기 임계값을 초과하는 경우, 상기 간섭 제거 알고리즘을 종료하지 않는 것으로 결정하고, 상기 간섭 제거 알고리즘을 기반으로 상기 제1 복원 신호에 대한 복원 절차를 수행하여 제2 복원 신호를 출력하고, 그리고 상기 레이더 신호 및 상기 제2 복원 신호 간의 차이와 상기 임계값 간의 비교 결과에 기초하여 상기 알고리즘의 종료 여부를 결정하도록 실행될 수 있다.
여기서, 상기 적어도 하나의 명령은 상기 알고리즘의 종료 여부를 결정하는 과정에서, 상기 레이더 신호 및 상기 제1 복원 간의 차이가 상기 임계값 이하인 경우, 상기 간섭 제거를 위한 알고리즘을 종료하는 것으로 결정하도록 실행될 수 있다.
본 발명에 의하면, 기상 레이더 시스템에 포함된 레이더에서 타 레이더로부터 수신되는 신호의 간섭을 제거 하기 위해 사용되는 간섭 제거 알고리즘의 미리 설정된 임계값을 타 레이더로부터 수신되는 신호의 간섭량에 따라 설정함으로써, 간섭 제거 알고리즘의 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이더 시스템에서 간섭 제거를 위한 동작 방법을 도시한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이더 시스템에서 간섭 제거를 위한 동작 방법을 수행하는 제1 레이더를 도시한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이더 시스템에서 간섭 제거를 위한 동작 방법을 도시한 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이더 시스템에서 간섭 제거를 위한 동작 방법에서 복수의 레이더들에 대한 정합 필터를 도시한 개념도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이더 시스템에서 간섭 제거를 위한 알고리즘이 수행되는 제1 실시예를 도시한 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이더 시스템에거 간섭 제거를 위한 알고리즘이 수행되는 제2 실시예를 도시한 흐름도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 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.
제1, 제2 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 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이더 시스템에서 간섭 제거를 위한 동작 방법을 도시한 개념도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 레이더 시스템에서 간섭 제거를 위한 동작 방법은 동작 장치(100)에서 수행될 수 있다. 여기서, 동작 장치(100)는 레이더 시스템에 포함된 복수의 레이더들 중 하나인 제1 레이더(200)와 연동될 수 있다.
구체적으로, 동작 장치(100)는 간섭량 측정부(101), 종료 조건 설정부(102) 및 종료 조건 적용부(103)를 포함할 수 있다. 여기서, 간섭량 측정부(101)는 복수의 정합 필터(matched filter)들(예를 들어, 제1 정합 필터(101-1) 내지 제n 정합 필터(101-n))을 포함할 수 있다.
또한, 동작 장치(100)와 연동되는 제1 레이더(200)는 송수신 스위치(201), 자기 코드 기반의 정합 필터(202), 간섭 제거를 위한 알고리즘(203), 기상 파라미터 측정부(204), 펄스 압축 코드부(205) 및 고전력 증폭기(206)를 포함할 수 있다.
여기서, 제1 레이더(200)는 제1 레이더(200)와 연결된 안테나(10)를 통해 목적지로 레이더 신호를 전송하거나, 외부로부터 레이더 신호를 수신할 수 있다. 구체적으로, 제1 레이더(200)는 펄스 압축 코드부(205) 및 고전력 증폭기(206)를 통해 레이더 신호를 생성할 수 있다. 이후, 제1 레이더(200)는 송수신 스위치(201)을 통해 생성된 레이더 신호를 안테나(10)로 전송할 수 있고, 안테나(10)를 통해 목적지로 레이더 신호를 전송할 수 있다.
또한, 제1 레이더(200)는 안테나(10)를 통해 레이더 신호를 수신하는 경우, 송수신 스위치(201)를 통해 수신된 레이더 신호를 자기 코드 기반의 정합 필터(202)로 입력할 수 있다. 이후, 제1 레이더(200)는 자기 코드 기반의 정합 필터(202) 및 간섭 제거를 위한 알고리즘(203)을 통해 레이더 신호에 포함된 간섭을 제거할 수 있다. 이후, 제1 레이더(200)는 기상 파라미터 측정부(204)를 통해 간섭이 제거된 레이더 신호로부터 기상 파라미터를 측정할 수 있다.
이때, 본 발명의 일 실시예에 따른 레이더 시스템에서 간섭 제거를 위한 동작 방법을 수행하는 동작 장치(100)는 제1 레이더(200)에서 안테나(10)를 통해 수신된 레이더 신호의 간섭 제거를 위한 임계값(threshold)을 설정할 수 있다. 이후, 동작 장치(100)는 설정된 임계값을 제1 레이더(200)의 간섭 제거를 위한 알고리즘(203)으로 전송할 수 있다. 여기서, 간섭 제거를 위한 임계값은 제1 레이더(200)에 포함된 간섭 제거를 위한 알고리즘(203)의 종료 조건과 관련된 임계값을 의미할 수 있다.
구체적으로, 동작 장치(100)는 제1 레이더(200)로부터 레이더 신호를 수신할 수 있고, 간섭량 측정부(101)를 통해 레이더 신호에 포함된 간섭량을 측정할 수 있다. 여기서, 동작 장치(100)는 간섭량 측정부(101)에 포함된 복수의 정합 필터들(예를 들어, 제1 정합 필터(101-1) 내지 제n 정합 필터(101-n))을 통해 레이더 신호에 포함된 간섭량을 측정할 수 있다.
여기서, 복수의 정합 필터들은 레이더 시스템에 포함된 복수의 레이더들의 코드(code)에 상응하는 정합 필터를 의미할 수 있다. 또한, 복수의 정합 필터들은 레이더 시스템에 포함된 복수의 레이더들 각각의 코드에 상응하는 정합 필터일 수 있다.
예를 들어, 레이더 시스템에 5개의 레이더들이 포함된 것으로 가정할 수 있다. 이와 같은 경우, 레이더 시스템에 포함된 5개의 레이더들 중 제1 레이더, 제2 레이더, 제3 레이더, 제4 레이더 및 제5 레이더 각각의 코드가 저장된 상태일 수 있다. 즉, 제1 레이더는 제1 레이더, 제2 레이더, 제3 레이더, 제4 레이더 및 제5 레이더 각각의 코드에 상응하는 5개의 정합 필터를 포함할 수 있다. 이에 따라, 동작 장치(100)는 복수의 정합 필터들을 통해 레이더 신호에 포함된 각 레이더에 의한 간섭량을 측정할 수 있다.
이후, 동작 장치(100)는 종료 조건 설정부(102)를 통해 측정된 간섭량에 기초하여 간섭 제거를 위한 알고리즘(203)에 사용되는 임계값을 설정할 수 있다. 이후, 동작 장치(100)는 종료 조건 적용부(103)를 통해 설정된 임계값을 제1 레이더(200)의 간섭 제거를 위한 알고리즘(203)으로 전송할 수 있다.
한편, 제1 레이더(200)는 동작 장치(100)에서 설정된 임계값을 수신할 수 있고, 수신된 임계값을 간섭 제거를 위한 알고리즘(203)에 적용하여 레이더 신호의 간섭을 제거할 수 있다. 이후, 제1 레이더(200)는 기상 파라미터 측정부(204)를 통해 간섭이 제거된 레이더 신호에서 기상 파라미터를 측정할 수 있다.
상술한 바와 같은 방법을 통해, 동작 장치(100)는 레이더 신호의 간섭 제거를 위한 동작 방법을 수행할 수 있다. 여기서, 동작 장치(100)는 제1 레이더(200)와 물리적으로 분리된 별도의 장치로 설명되었으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 제1 레이더(200)는 동작 장치(100)를 포함할 수 있고, 제1 레이더(200) 내에서 동작 장치(100)에 의해 수행되는 간섭 제거를 위한 동작 방법이 수행될 수도 있다.
또한, 상기에서 설명된 동작 장치(100) 및 제1 레이더(200)에 포함된 복수의 구성들은 물리적인 구성일 수 있으나, 물리적인 구성이 아닌 논리적인 구성을 의미할 수 있다. 즉, 도 1을 참조하여 설명된 동작 장치(100) 및 제1 레이더(200)에 포함된 복수의 구성들은 동작 장치(100) 및 제1 레이더(200)에서 수행되는 기능에 따라 구분된 구성을 의미할 수 있다.
이하에서 설명되는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이더 시스템에서 간섭 제거를 위한 동작 방법은 제1 레이더(200) 내에 동작 장치(100)가 포함된 것으로 가정하여 설명될 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 레이더 시스템에서 간섭 제거를 위한 동작 방법이 제1 레이더(200)에서 수행되는 것으로 설명될 수 있다. 이에 따라, 이하에서 설명되는 제1 레이더는 도 1의 동작 장치(100)를 의미할 수 있다.
또한, 이하에서 도 2를 참조하여 설명되는 제1 레이더는 도 1을 참조하여 설명된 동작 장치(100) 및 제1 레이더(200)에 포함된 복수의 구성들이 구현되는 형태의 일 예를 의미할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이더 시스템에서 간섭 제거를 위한 동작 방법을 수행하는 제1 레이더를 도시한 블록도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 레이더 시스템에서 간섭 제거를 위한 동작 방법을 수행하는 제1 레이더(100)는 적어도 하나의 프로세서(110), 메모리(120) 및 네트워크와 연결되어 통신을 수행하는 네트워크 인터페이스 장치(130)를 포함할 수 있다. 또한, 제1 레이더(100)는 입력 인터페이스 장치(140), 출력 인터페이스 장치(150), 저장 장치(160) 등을 더 포함할 수 있다. 제1 레이더(100)에 포함된 각각의 구성 요소들은 버스(bus)(170)에 의해 연결되어 서로 통신을 수행할 수 있다.
프로세서(110)는 메모리(120) 및/또는 저장 장치(160)에 저장된 프로그램 명령(program command)을 실행할 수 있다. 프로세서(110)는 중앙 처리 장치(central processing unit, CPU), 그래픽 처리 장치(graphics processing unit, GPU) 또는 본 발명에 따른 방법들이 수행되는 전용의 프로세서를 의미할 수 있다. 메모리(120)와 저장 장치(160)는 휘발성 저장 매체 및/또는 비휘발성 저장 매체로 구성될 수 있다. 예를 들어, 메모리(120)는 읽기 전용 메모리(read only memory, ROM) 및/또는 랜덤 액세스 메모리(random access memory, RAM)로 구성될 수 있다. 여기서, 프로세서(110)를 통해 실행되는 프로그램 명령은 본 발명에서 제안하는 레이더 시스템에서 간섭 제거를 위한 동작 방법을 수행하는 복수의 단계들을 포함할 수 있다.
이하에서는, 제1 레이더에서 수행되는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이더 시스템에서 간섭 제거를 위한 방법이 도 3 내지 도 6을 참조하여 구체적으로 설명될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이더 시스템에서 간섭 제거를 위한 동작 방법을 도시한 흐름도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 레이더 시스템에서 간섭 제거를 위한 동작 방법은 레이더 시스템에 포함된 복수의 레이더들 중 제1 레이더에 의해 수행될 수 있다. 여기서, 제1 레이더는 도 1을 참조하여 설명된 동작 장치(100)에서 수행되는 동작 방법 및 도 2를 참조하여 설명된 제1 레이더(100)에서 수행되는 동작 방법을 수행할 수 있다.
먼저, 제1 레이더는 제1 레이더의 안테나를 통해 레이더 신호를 수신할 수 있다(S100). 여기서, 레이더 신호는 레이더 시스템에 포함된 복수의 레이더들의 신호에 의한 간섭 신호가 포함된 레이더 신호일 수 있다.
이후 제1 레이더는 복수의 레이더들의 코드를 기반으로 레이더 신호의 간섭량을 측정할 수 있다(S200). 여기서, 복수의 레이더들의 코드는 복수의 레이더들 각각에 대하여 미리 할당된 서로 다른 직교 코드(orthogonal code)일 수 있다. 또한, 복수의 레이더들의 코드는 제1 레이더에 미리 저장될 수 있다.
예를 들어, 레이더 시스템에 5개의 레이더들이 포함된 경우, 제1 레이더, 제2 레이더, 제3 레이더, 제4 레이더 및 제5 레이더에 대한 각 코드는 제1 레이더에 미리 저장된 상태일 수 있다.
이에 따라, 제1 레이더는 레이더 시스템에 포함된 복수의 레이더들의 코드에 상응하는 정합 필터를 포함할 수 있다. 즉, 제1 레이더는 레이더 시스템에 포함된 복수의 레이더들의 코드에 상응하는 정합 필터를 기반으로 레이더 시스템에 포함된 복수의 레이더들 각각에 의한 간섭량을 측정할 수 있다.
이하에서, 도 4를 참조하여 제1 레이더에서 레이더 시스템에 포함된 복수의 레이더들의 코드에 상응하는 정합 필터를 기반으로 간섭량을 측정하는 구체적인 방법이 설명될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이더 시스템에서 간섭 제거를 위한 동작 방법에서 복수의 레이더들에 대한 정합 필터를 도시한 개념도이다.
도 4를 참조하면, 제1 레이더는 제1 레이더의 안테나를 통해 수신된 레이더 신호(1)를 레이더 시스템에 포한된 복수의 레이더들 중 제1 레이더를 제외한 나머지 레이더의 코드에 상응하는 정합 필터에 입력할 수 있다. 또한, 도 4를 참조하여 설명되는 레이더 시스템은 4개의 레이더들을 포함하는 것으로 가정하여 설명될 수 있다.
구체적으로, 제1 레이더는 레이더 신호(1)를 제1 정합 필터(101-1), 제2 정합 필터(101-2), 제3 정합 필터(101-3) 및 제4 정합 필터(101-4)에 입력할 수 있다. 여기서, 제1 정합 필터(101-1)는 제1 레이더의 코드인 제1 코드에 상응하는 정합 필터를 의미할 수 있다. 또한, 제2 정합 필터(101-2)는 제2 레이더의 코드인 제2 코드에 상응하는 정합 필터를 의미할 수 있다. 또한, 제3 정합 필터(101-3)는 제3 레이더의 코드인 제3 코드에 상응하는 정합 필터를 의미할 수 있다. 또한, 제4 정합 필터(101-4)는 제4 레이더의 코드인 제4 코드에 상응하는 정합 필터를 의미할 수 있다.
이후, 복수의 정합 필터들은 복수의 레이더들 각각의 신호에 의한 간섭량을 출력할 수 있다. 구체적으로, 제1 정합 필터(101-1)는 레이더 신호에 포함된 제1 레이더의 신호에 의한 간섭량인 제1 간섭량을 출력할 수 있다. 또한, 제2 정합 필터(101-2)는 레이더 신호에 포함된 제2 레이더의 신호에 의한 간섭량인 제2 간섭량을 출력할 수 있다. 또한, 제3 정합 필터(101-3)는 제3 레이더의 신호에 의한 간섭량인 제3 간섭량을 출력할 수 있다. 또한, 제4 정합 필터(101-4)는 제4 레이더의 신호에 의한 간섭량인 제4 간섭량을 출력할 수 있다. 여기서, 간섭량은 레이더의 신호에 의해 발생된 간섭 신호의 에너지 크기를 의미할 수 있다. 예를 들어, 제2 정합 필터(101-2)에서 출력되는 제2 간섭량은 제2 레이더에서 송신되는 레이더 신호로 인해 발생된 간섭 신호의 에너지 크기를 의미할 수 있다.
상술한 바와 같은 방법을 통해, 도 4에 도시된 제1 레이더는 복수의 정합 필터들을 기반으로 복수의 레이더들 각각의 신호에 의한 간섭량을 측정할 수 있다.
다시 도 3을 참조하면, 제1 레이더는 측정된 간섭량을 기반으로 레이더 시스템의 간섭 제거를 위한 알고리즘에서 사용되는 임계값을 설정할 수 있다(S300). 여기서, 간섭 제거를 위한 알고리즘은 미리 설정된 임계값을 기반으로 레이더 신호의 간섭 제거를 반복적으로 수행하는 클린 알고리즘(clean algorithm)일 수 있다.
여기서, 임계값은 간섭 제거를 위한 알고리즘에서 알고리즘의 종료 시점(예를 들어, 종료 조건과 동일한 의미일 수 있음)을 결정하기 위한 기준으로 사용될 수 있다. 이후, 제1 레이더는 설정된 임계값을 간섭 제거를 위한 알고리즘에 적용하여 레이더 신호에 포함된 간섭을 제거할 수 있다(S400). 구체적으로, 제1 레이더에서 간섭 제거를 위한 알고리즘을 기반으로 레이더 신호에 포함된 간섭을 제거하는 방법은 도 5를 참조하여 설명될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이더 시스템에서 간섭 제거를 위한 알고리즘이 수행되는 제1 실시예를 도시한 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 제1 레이더는 간섭 제거를 위한 알고리즘을 기반으로 레이더 신호에 대한 복원 절차를 수행하여 제1 복원 신호를 출력할 수 있다(S410). 여기서, 여기서, 간섭 제거를 위한 알고리즘은 레이더 신호의 간섭을 제거 가능한 클린 알고리즘을 의미할 수 있다. 즉, 제1 레이더에서 제1 복원 신호를 출력하는 구체적인 방법은 클린 알고리즘에서 간섭 제거를 위해 수행되는 방법과 동일할 수 있다.
이후, 제1 레이더는 단계 S100에서 수신된 레이더 신호 및 단계 S410에서 출력된 제1 복원 신호 간의 차이를 산출할 수 있다. 이후, 제1 레이더는 레이더 신호 및 제1 복원 신호 간의 차이를 임계값과 비교할 수 있다(S420). 여기서, 임계값은 단계 S300에서 간섭 제거를 위한 알고리즘을 위해 설정된 임계값을 의미할 수 있다.
이후, 제1 레이더는 레이더 신호 및 제1 복원 신호 간의 차이와 임계값의 비교 결과에 기초하여 간섭 제거를 위한 알고리즘의 종료 여부를 결정할 수 있다(S430). 즉, 제1 레이더는 레이더 신호 및 제1 복원 신호 간의 차이와 임계값의 비교 결과에 기초하여 간섭 제거를 위한 알고리즘을 종료할 것인지, 간섭 제거를 위한 알고리즘을 통해 반복적으로 간섭 제거를 수행할 것인지를 판단할 수 있다.
구체적으로, 제1 레이더는 레이더 신호 및 제1 복원 신호 간의 차이가 임계값 이하인 경우, 간섭 제거를 위한 알고리즘을 종료하는 것으로 결정할 수 있다. 즉, 제1 레이더는 레이더 신호 및 제1 복원 신호 간의 차이가 임계값 이하인 경우, 제1 복원 신호를 제1 레이더에서 수신하고자 하는 표적 신호인 것으로 판단할 수 있다. 이후, 제1 레이더는 제1 복원 신호로부터 기상 파라미터(weather parameter)를 산출할 수 있다.
반면, 제1 레이더에서 레이더 신호 및 제1 복원 신호 간의 차이가 임계값을 초과하는 경우가 발생할 수 있다. 이와 같은 경우, 제1 레이더에서 수행되는 동작은 이하에서 도 6을 참조하여 구체적으로 설명될 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이더 시스템에거 간섭 제거를 위한 알고리즘이 수행되는 제2 실시예를 도시한 흐름도이다.
도 6을 참조하면, 제1 레이더는 레이더 신호 및 제1 복원 신호 간의 차이가 임계값을 초과하는 경우, 간섭 제거 알고리즘을 종료하지 않는 것으로 결정할 수 있다(S431). 여기서, 레이더 신호 및 제1 복원 신호 간의 차이가 임계값을 초과하는 것은 레이더 시스템에 포함된 복수의 레이더들 중에서 제1 레이더를 제외한 나머지 레이더의 신호에 의한 간섭 신호가 남아있다는 것을 의미할 수 있다.
이후, 제1 레이더는 간섭 제거 알고리즘을 기반으로 제1 복원 신호에 대한 복원 절차를 수행하여 제2 복원 신호를 출력할 수 있다(S432). 여기서, 제1 레이더는 레이더 신호에 대하여 복원 절차를 수행한 것과 동일한 방법으로 제1 복원 신호에 대하여 복원 절차를 수행하여 제2 복원 신호를 출력할 수 있다.
이후, 제1 레이더는 레이더 신호 및 제2 복원 신호 간의 차이와 임계값 간의 비교 결과에 기초하여 간섭 제거를 위한 알고리즘의 종료 여부를 결정할 수 있다(S433). 구체적으로, 제1 레이더는 레이더 신호 및 제2 복원 신호 간의 차이가 임계값 이하인 경우, 제2 복원 신호를 제1 레이더에서 수신하고자 하는 표적 신호인 것으로 판단할 수 있다. 이후, 제1 레이더는 제1 복원 신호로부터 기상 파라미터를 산출할 수 있다.
반면, 제1 레이더에서 레이더 신호 및 제2 복원 신호 간의 차이가 임계값을 초과하는 경우가 발생할 수 있다. 이와 같은 경우, 제1 레이더는 간섭 제거 알고리즘을 기반으로 제2 복원 신호에 대한 복원 절차를 수행하여 제3 복원 신호를 출력할 수 있다. 이후, 제1 레이더는 레이더 신호 및 제3 복원 신호 간의 차이를 임계값과 비교할 수 있고, 비교 결과에 기초하여 간섭 제거를 위한 알고리즘의 종료 여부를 결정할 수 있다.
상술한 바와 같은 방법을 통해, 제1 레이더는 반복적으로 간섭 제거를 위한 알고리즘을 통해 레이더 신호에 대한 복원 절차를 수행할 수 있다. 즉, 제1 레이더는 간섭 제거를 위한 알고리즘에 임계값을 적용하여 레이더 신호로부터 표적 신호를 추출할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 레이더 시스템의 간섭 제거를 위한 동작 방법을 수행하는 제1 레이더는 기상을 관측 가능한 기상 관측 레이더, 차량에 설치 가능한 차량용 레이더, 군용 장비에 설치 가능한 군용 레이더 및 항공기를 위한 항공 레이더 등을 의미할 수 있다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 레이더 시스템의 간섭 제거를 위한 동작 방법을 수행하는 제1 레이더는 레이더 시스템에 포함된 복수의 레이더들과 주파수 자원을 공유하는 레이더를 의미할 수 있다.
본 발명에 따른 방법들은 다양한 컴퓨터 수단을 통해 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위해 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.
컴퓨터 판독 가능 매체의 예에는 롬(rom), 램(ram), 플래시 메모리(flash memory) 등과 같이 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러(compiler)에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터(interpreter) 등을 사용해서 컴퓨터에 의해 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상술한 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 적어도 하나의 소프트웨어 모듈로 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (18)

  1. 레이더 시스템(radar system)에 포함된 복수의 레이더들 중 제1 레이더에 의해 수행되는 간섭 제거를 위한 동작 방법으로서,
    상기 제1 레이더의 안테나를 통해 레이더 신호를 수신하는 단계;
    상기 복수의 레이더들의 코드를 기반으로 상기 레이더 신호의 간섭량을 측정하는 단계;
    상기 측정된 간섭량을 기반으로 상기 레이더 시스템의 간섭 제거를 위한 알고리즘(algorithm)에서 사용되는 임계값을 설정하는 단계; 및
    상기 설정된 임계값을 상기 간섭 제거를 위한 알고리즘에 적용하여 상기 레이더 신호에 포함된 간섭을 제거하는 단계를 포함하는, 간섭 제거를 위한 동작 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수의 레이더들의 코드는,
    상기 복수의 레이더들 각각에 미리 할당된 서로 다른 직교 코드(orthogonal code)인 것을 특징으로 하는 간섭 제거를 위한 동작 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수의 레이더들의 코드는,
    상기 동작 방법을 수행하는 제1 레이더에 미리 저장되는 것을 특징으로 하는 간섭 제거를 위한 동작 방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 간섭량을 측정하는 단계는,
    상기 복수의 레이더들의 각 코드에 상응하는 정합 필터(matched filter)를 기반으로 상기 복수의 레이더들 각각에 의한 간섭량을 측정하는 것을 특징으로 하는 간섭 제거를 위한 동작 방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 간섭 제거를 위한 알고리즘은,
    상기 임계값을 기반으로 상기 레이더 신호의 간섭 제거를 반복적으로 수행하는 클린 알고리즘(clean algorithm)인 것을 특징으로 하는 간섭 제거를 위한 동작 방법.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 임계값은,
    상기 간섭 제거를 위한 알고리즘에서 상기 알고리즘의 종료 시점을 결정하기 위한 기준으로 사용되는 것을 특징으로 하는 간섭 제거를 위한 동작 방법.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 레이더 신호에 포함된 간섭을 제거하는 단계는,
    상기 간섭 제거를 위한 알고리즘을 기반으로 상기 레이더 신호에 대한 복원 절차를 수행하여 제1 복원 신호를 출력하는 단계;
    상기 레이더 신호 및 상기 제1 복원 신호 간의 차이를 상기 임계값과 비교하는 단계; 및
    상기 비교 결과에 기초하여 상기 알고리즘의 종료를 여부를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 간섭 제거를 위한 동작 방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 알고리즘의 종료 여부를 결정하는 단계는,
    상기 레이더 신호 및 상기 제1 복원 신호 간의 차이가 상기 임계값을 초과하는 경우, 상기 간섭 제거 알고리즘을 종료하지 않는 것으로 결정하는 단계;
    상기 간섭 제거 알고리즘을 기반으로 상기 제1 복원 신호에 대한 복원 절차를 수행하여 제2 복원 신호를 출력하는 단계; 및
    상기 레이더 신호 및 상기 제2 복원 신호 간의 차이와 상기 임계값 간의 비교 결과에 기초하여 상기 알고리즘의 종료 여부를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 간섭 제거를 위한 동작 방법.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 알고리즘의 종료 여부를 결정하는 단계는,
    상기 레이더 신호 및 상기 제1 복원 간의 차이가 상기 임계값 이하인 경우, 상기 간섭 제거를 위한 알고리즘을 종료하는 것으로 결정하는 것을 특징으로 하는 간섭 제거를 위한 동작 방법.
  10. 레이더 시스템(radar system)에 포함된 복수의 레이더들 중 간섭 제거를 위한 동작 방법을 수행하는 제1 레이더로서,
    프로세서(processor); 및
    상기 프로세서를 통해 실행되는 적어도 하나의 명령이 저장된 메모리(memory)를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 명령은,
    상기 제1 레이더의 안테나를 통해 레이더 신호를 수신하고;
    상기 복수의 레이더들의 코드를 기반으로 상기 레이더 신호의 간섭량을 측정하고;
    상기 측정된 간섭량을 기반으로 상기 레이더 시스템의 간섭 제거를 위한 알고리즘(algorithm)에서 사용되는 임계값을 설정하고; 그리고
    상기 설정된 임계값을 상기 간섭 제거를 위한 알고리즘에 적용하여 상기 레이더 신호에 포함된 간섭을 제거하도록 실행되는 것을 특징으로 하는 제1 레이더.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 복수의 레이더들의 코드는,
    상기 복수의 레이더들 각각에 미리 할당된 서로 다른 직교 코드(orthogonal code)인 것을 특징으로 하는 제1 레이더.
  12. 청구항 10에 있어서,
    상기 복수의 레이더들의 코드는,
    상기 동작 방법을 수행하는 제1 레이더에 미리 저장되는 것을 특징으로 하는 제1 레이더.
  13. 청구항 10에 있어서,
    상기 적어도 하나의 명령은,
    상기 간섭량을 측정하는 과정에서, 상기 복수의 레이더들의 각 코드에 상응하는 정합 필터(matched filter)를 기반으로 상기 복수의 레이더들 각각에 의한 간섭량을 측정하도록 실행되는 것을 특징으로 하는 제1 레이더.
  14. 청구항 10에 있어서,
    상기 간섭 제거를 위한 알고리즘은,
    상기 임계값을 기반으로 상기 레이더 신호의 간섭 제거를 반복적으로 수행하는 클린 알고리즘(clean algorithm)인 것을 특징으로 하는 제1 레이더.
  15. 청구항 10에 있어서,
    상기 임계값은,
    상기 간섭 제거를 위한 알고리즘에서 상기 알고리즘의 종료 시점을 결정하기 위한 기준으로 사용되는 것을 특징으로 하는 제1 레이더.
  16. 청구항 10에 있어서,
    상기 적어도 하나의 명령은,
    상기 레이더 신호에 포함된 간섭을 제거하는 과정에서, 상기 간섭 제거를 위한 알고리즘을 기반으로 상기 레이더 신호에 대한 복원 절차를 수행하여 제1 복원 신호를 출력하고;
    상기 레이더 신호 및 상기 제1 복원 신호 간의 차이를 상기 임계값과 비교하고; 그리고
    상기 비교 결과에 기초하여 상기 알고리즘의 종료를 여부를 결정하도록 실행되는 것을 특징으로 하는 제1 레이더.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 적어도 하나의 명령은,
    상기 알고리즘의 종료 여부를 결정하는 과정에서, 상기 레이더 신호 및 상기 제1 복원 신호 간의 차이가 상기 임계값을 초과하는 경우, 상기 간섭 제거 알고리즘을 종료하지 않는 것으로 결정하고;
    상기 간섭 제거 알고리즘을 기반으로 상기 제1 복원 신호에 대한 복원 절차를 수행하여 제2 복원 신호를 출력하고; 그리고
    상기 레이더 신호 및 상기 제2 복원 신호 간의 차이와 상기 임계값 간의 비교 결과에 기초하여 상기 알고리즘의 종료 여부를 결정하도록 실행되는 것을 특징으로 하는 제1 레이더.
  18. 청구항 16에 있어서,
    상기 적어도 하나의 명령은,
    상기 알고리즘의 종료 여부를 결정하는 과정에서, 상기 레이더 신호 및 상기 제1 복원 간의 차이가 상기 임계값 이하인 경우, 상기 간섭 제거를 위한 알고리즘을 종료하는 것으로 결정하도록 실행되는 것을 특징으로 하는 제1 레이더.
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