KR20140102986A - Automotive radar and operating method for the same - Google Patents

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Abstract

An automotive radar includes: a downlink control data receiving unit which receives downlink control data of a mobile communications system and acquires a first sync having a first cycle and a second sync included in the first sync and having a second cycle which is a uniform subdivision of the first cycle; a signal control unit which subdivides the second cycle into basic unit time slots based on the first and the second sync and selects at least one among the basic unit time slots as an exclusive time slot of an individual radar for the output of a transmission pulse; a transmission unit which outputs the transmission pulse repetitively within the exclusive time slot according to the control by the signal control unit; and a receiving unit which receives a reflection pulse of the transmission pulse reflected by a reflection body.

Description

차량 레이더 및 그 운영 방법{AUTOMOTIVE RADAR AND OPERATING METHOD FOR THE SAME}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a vehicle radar,

본 발명은 차량 레이더 및 그 운영 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 협대역 펄스(narrow band pulse)를 사용하는 차량 레이더 및 그 운영 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a vehicle radar and a method of operating the same, and more particularly, to a vehicle radar using a narrow band pulse and a method of operating the same.

중장비는 일반 차량에 비하여 그 크기가 아주 크고, 사각지대의 범위도 상대적으로 넓다. 중장비의 경우, 후진 시에 사각지대 및 관찰 소홀로 인하여 인명 사고, 차량 추돌, 건축물 추돌 등의 사고가 가장 빈번하게 발생하고 있다.Heavy equipment is very large in size compared to general vehicles, and the range of blind spots is relatively large. In the case of heavy equipment, accidents such as human accidents, vehicle collisions, and building collisions occur most frequently due to blind spots and obsolescence at the time of backward movement.

미국 국립산업안전보건연구원(National Institute of Occupational Safety & Health, NIOSH)이 2007년 공사용 덤프트럭의 사고 유형을 조사할 결과에 따르면 공사용 덤프트럭의 전체 사고 중에서 후진 사고가 68% 이었다.[1]According to the National Institute of Occupational Safety & Health (NIOSH) of the United States of America in 2007, an investigation of accident types in construction dump trucks revealed that 68% of accidents occurred during the entire construction dump truck accident. [1]

국내의 경우에도 한국 산업안전공단에 보고된 산업별 산업재해 발생 현황을 보면, 2006년 건설업 사망자수는 609명으로 전 산업의 24.4%를 차지하고 있으며 전년대비 약 23% 증가하였다. 또한, 건설 중장비를 포함한 설비, 기계에 의한 사망자수는 78명으로 건설업 사망자수의 16.6%로 많은 비율을 차지하였다. 건설 중장비 중에서 재해 발생 사례가 많은 굴삭기, 크레인, 지게차를 2004년부터 2006년까지 조사해 본 결과 굴삭기 34건, 크레인 33건, 지게차 4건으로 굴삭기의 재해사례가 가장 많았다. 굴삭기의 재해 발생 형태별 비율은 협착, 감김이 41.5%로 가장 많았고, 다음으로 낙하, 비래 23.4%이고, 충돌, 접촉이 13.8%인 것으로 분석되었다.[2]In Korea, the number of industrial accidents reported by the Korea Occupational Safety and Health Agency (KOSHA) is 609 in 2006, which accounts for 24.4% of all industries and increased about 23% from the previous year. In addition, the number of deaths due to facilities and machinery including construction heavy equipment was 78, which accounted for 16.6% of the construction industry deaths. A survey of excavators, cranes, and forklifts with many disasters in construction heavy equipment from 2004 to 2006 revealed that excavators were the most frequent with 34 excavators, 33 cranes, and 4 forklifts. Striking and pulling of the excavator were the most frequent by 41.5%, followed by falling and heading 23.4%, collision, and contact 13.8%. [2]

이러한 중장비에 의한 인명과 재산 피해를 최소화하기 위해서, 중장비에 사용 가능한 후방감지 센서의 필요성이 대두되고 있다.In order to minimize damage caused by such heavy equipment, there is a need for a rear sensor that can be used for heavy equipment.

후방감지 센서 중에서 초음파 센서는 일반 승용차에 가장 광범위하게 사용되고 있다. 그러나 초음파 센서는 진흙, 먼지 등에 의하여 신호의 감쇄가 매우 크기 때문에 진흙, 먼지 등이 상존하는 열악한 환경에서 사용되는 중장비용 센서로 사용하기에는 오동작율이 너무 크므로 그 성능의 신뢰성에 문제가 있다. Ultrasonic sensors among the rear detection sensors are widely used in general passenger cars. However, since ultrasonic sensors are very damped by dirt, dust, etc., there is a problem in the reliability of the ultrasonic sensors because the malfunction rate is too high to be used as a heavy-duty sensor used in a harsh environment where dirt and dust are present.

또한, 일부의 중장비에는 사고 방지의 목적으로 후방감지 카메라가 장착되어 있는데, 후방감지 카메라의 사용은 전적으로 운전자의 주의에 의해서만 정상적인 감지를 할 수 있으므로 운전자의 컨디션에 따라 사고율이 달라지는 문제가 있다.Also, in some heavy equipment, a rear detection camera is installed for the purpose of prevention of accidents. However, since the rear detection camera can be normally detected only by the driver's attention, the accident rate varies depending on the condition of the driver.

따라서 건설 현장과 같은 열악한 환경에서도 그 성능이 보장되고 사고 위험을 자동 감지하여 운전자에게 즉시 알려줄 수 있는 센서의 개발이 필요하다. Therefore, it is necessary to develop a sensor that guarantees its performance even in a harsh environment such as a construction site, and automatically detects an accident risk and informs the driver immediately.

[1] NIOSH RI 9672, "Recommendations for Evaluating & Implementing Proximity Warning Systems on Surface Mining Equipment", 2007, pp3-5.[1] NIOSH RI 9672, "Recommendations for Evaluating and Implementing Proximity Warning Systems on Surface Mining Equipment", 2007, pp3-5. [2] - 김선국, "중장비 재해발생 분석", 한국건축시공학회 논문집[2] - Seon-Kook Kim, "Analysis on the Occurrence of Heavy Equipment Failure", Journal of Korean Society of Construction Engineering [3] ECC/DEC/(04)10[3] ECC / DEC / (04) 10 [4] M. I. Skolink, "Introduction to radar systems", 3rd edition, McGraw Hill Press[4] M. I. Skolink, "Introduction to radar systems", 3rd edition, McGraw Hill Press [5] ETSI EN 302 858-1[5] ETSI EN 302 858-1 [6] FCC 02-48, section 15.515[6] FCC 02-48, section 15.515 [7] C. Sturm, T. Zwick, W. Wiesbeck, and M. Braun, "Performance Verification of Symbol-based OFDM Radar Processing," IEEE Radar Conference, 2010, 2010, pp. 60 - 63.[7] C. Sturm, T. Zwick, W. Wiesbeck, and M. Braun, "Performance Verification of Symbol-based OFDM Radar Processing," IEEE Radar Conference, 2010, 2010, pp. 60 - 63. [8] N. Levanon, "Multifrequency complementary phase-coded radar signal", Radar, Sonar and Navigation, IEE Proceedings -, vol. 147, no. 6, 2000, pp. 276 - 284.[8] N. Levanon, "Multifrequency complementary phase-coded radar signal", Radar, Sonar and Navigation, IEE Proceedings -, vol. 147, no. 6, 2000, pp. 276 - 284. [9] ETSI EN 301 091-1[9] ETSI EN 301 091-1

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 열악한 환경에서도 그 성능이 보장되는 차량 레이더 및 그 운영 방법을 제공하기 위한 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a vehicle radar and a method of operating the same which ensure the performance even in a harsh environment.

본 발명의 일 실시예에 따른 차량 레이더는 이동통신 시스템의 하향링크 제어 데이터를 수신하여 제1 주기를 갖는 제1 동기 및 상기 제1 주기에 포함되어 제1 주기가 균일하게 세분된 제2 주기를 갖는 제2 동기를 획득하는 하향링크 제어 데이터 수신부, 상기 제1 동기 및 상기 제2 동기를 기반으로 상기 제2 주기를 기본 단위의 시간 슬롯으로 세분하고, 상기 기본 단위의 시간 슬롯 중에서 적어도 어느 하나를 송신 펄스의 출력을 위한 개별 레이더 자신의 배타적인 시간 슬롯으로 선택하는 신호 제어부, 상기 신호 제어부의 제어에 따라 상기 배타적인 시간 슬롯 내에서 상기 송신 펄스를 반복적으로 출력하는 송신부, 및 상기 송신 펄스가 반사체에 반사되어 되돌아오는 반사 펄스를 수신하는 수신부를 포함한다.A vehicle radar according to an embodiment of the present invention receives downlink control data of a mobile communication system and generates a first period of a first period having a first period and a second period of a first period included in the first period, Wherein the second period is divided into time slots of a basic unit based on the first synchronization and the second synchronization, and at least one of the time slots of the basic unit is divided into A signal controller for selecting an exclusive time slot of an individual radar for outputting a transmission pulse, a transmitter for repeatedly outputting the transmission pulse in the exclusive time slot under the control of the signal controller, And a receiving unit that receives reflected pulses that are reflected and returned.

상기 이동통신 시스템은 3GPP WCDMA 이동통신 시스템이고, 상기 하향링크 제어 데이터는 BCH(Broadcast Channel)을 통해 전송되는 시스템 정보, SCH(Synchronous Channel)을 통해 전송되는 동기 신호 및 CPICH(Common Pilot Channel)을 통해 전송되는 파일럿 신호를 포함하고, 상기 하향링크 제어 데이터 수신부는 상기 시스템 정보, 상기 동기 신호 및 상기 파일럿 신호를 이용하여 상기 제1 동기 및 제2 동기를 획득할 수 있다.The mobile communication system is a 3GPP WCDMA mobile communication system, and the downlink control data includes system information transmitted through a BCH (Broadcast Channel), a synchronization signal transmitted through an SCH (Synchronous Channel), and a CPICH (Common Pilot Channel) And the downlink control data receiver may acquire the first synchronization and the second synchronization using the system information, the synchronization signal, and the pilot signal.

상기 신호 제어부는 상기 기본 단위의 시간 슬롯의 크기를 상기 제2 주기에 대응하여 제2 주기의 크기로 설정할 수 있다.The signal controller may set a size of a time slot of the basic unit to a size of a second period corresponding to the second period.

상기 신호 제어부는 레이더의 내부 클럭 신호를 이용하여 상기 제2 주기를 세분화하여 상기 기본 단위의 시간 슬롯의 크기를 설정할 수 있다.The signal controller may set the size of the time slot of the basic unit by subdividing the second period using the internal clock signal of the radar.

상기 신호 제어부는 상기 수신부를 통해 인접 차량 레이더가 출력하는 송신 펄스를 수신하여 복수의 시간 슬롯 중에서 적어도 하나의 미사용 시간 슬롯을 검출할 수 있다.The signal controller may detect at least one unused time slot among a plurality of time slots by receiving a transmission pulse output from an adjacent vehicle radar through the receiver.

상기 신호 제어부는 상기 적어도 하나의 미사용 시간 슬롯 중에서 상기 배타적 시간 슬롯을 선택할 수 있다. The signal controller may select the exclusive time slot from among the at least one unused time slot.

상기 신호 제어부는 GPS(Global Positioning System)의 위치 신호로부터 RAS(Radio Astronomy Site) 근처에서 정해진 반경으로 접근했을 때 레이더 기능을 불활성시킬 수 있다.The signal controller can disable the radar function when approaching a predetermined radius from a position signal of a GPS (Global Positioning System) near a Radio Astronomy Site (RAS).

LO(local oscillator) 신호를 생성하여 상기 송신부에 공급하고, 상기 LO 신호를 쿼드 신호(quadrature signal)로 변환하여 상기 수신부에 공급하는 신호 합성부를 더 포함할 수 있다.And a signal synthesizer for generating a local oscillator (LO) signal and supplying the LO signal to the transmitter, converting the LO signal into a quadrature signal, and supplying the quadrature signal to the receiver.

상기 송신부는, 베이스밴드 펄스 신호(baseband pulse signal)를 생성하는 펄스-타임 생성기, 상기 베이스밴드 펄스 신호에서 잡음을 제거하는 저주파 통과 필터, 및 상기 LO 신호를 이용하여 상기 베이스밴드 펄스 신호를 RF(radio frequency)신호로 상향 변환하는 DSB 믹서(Double-Sideband mixer)를 포함할 수 있다.The transmitter includes a pulse-time generator for generating a baseband pulse signal, a low-pass filter for removing noise from the baseband pulse signal, and an RF a double-sideband mixer that upconverts the signal to a radio frequency signal.

상기 송신부는, 상기 RF 신호에서 잡음을 제거하는 송신 주파수 대역 통과 필터를 더 포함할 수 있다.The transmitting unit may further include a transmission frequency band pass filter for removing noise from the RF signal.

상기 송신부는, 상기 RF 신호를 증폭하여 송신 안테나를 통해 상기 송신 펄스로서 출력하는 전력 증폭기를 더 포함할 수 있다.The transmitting unit may further include a power amplifier for amplifying the RF signal and outputting the amplified RF signal as the transmission pulse through a transmission antenna.

상기 송신부는, 상기 송신 펄스의 순간 최고 전력을 측정하여 상기 펄스-타임 생성기에 측정값을 전달하는 순간 최고 전력 측정기를 더 포함하고, 상기 펄스-타임 생성기는 상기 측정값을 기준으로 상기 베이스밴드 펄스 신호의 최대 진폭을 조절할 수 있다.The transmitter may further comprise an instantaneous peak power meter for measuring instantaneous peak power of the transmitted pulse and delivering the measured value to the pulse-time generator, wherein the pulse- The maximum amplitude of the signal can be adjusted.

상기 수신부는, 상기 반사 펄스의 잡음에 의한 신호대잡음비의 저하를 방지하는 저잡음 증폭기, 상기 저잡음 증폭기에서 증폭된 반사 펄스에서 잡음을 제거하는 수신 주파수 대역 통과 필터, 및 상기 쿼드 신호에 의해 구동되어 상기 수신 주파수 대역 통과 필터를 통과한 반사 펄스를 베이스밴드 쿼드 기저 신호로 하향 변환하는 수신 쿼드 믹서를 포함할 수 있다.Wherein the receiving unit comprises: a low noise amplifier for preventing a decrease in the signal-to-noise ratio due to the noise of the reflected pulse; a receiving frequency band pass filter for removing noise from the reflected pulse amplified by the low noise amplifier; And a receive quad mixer that downconverts the reflected pulse passing through the frequency band pass filter to a baseband quad base signal.

상기 수신부는, 상기 베이스밴드 쿼드 기저 신호에서 대역 밖의 잡음을 제거하는 베이스밴드 필터를 더 포함할 수 있다.The receiving unit may further include a baseband filter for removing noise out of the baseband quad baseband signal.

상기 수신부는, 상기 베이스밴드 쿼드 기저 신호를 기준 전압을 가진 아날로그 수신 신호로 변환하는 P/VGA(programmable or variable gain amplifier)를 더 포함할 수 있다.The receiving unit may further include a programmable or variable gain amplifier (P / VGA) for converting the baseband quad base signal into an analog reception signal having a reference voltage.

상기 수신부는, 상기 펄스-타임 생성기에서 프로그램된 시간에 대응하여 상기 베이스밴드 쿼드 기저 신호를 샘플링 및 홀딩하여 순시적으로 저장하는 아날로그 메모리를 더 포함할 수 있다.The receiver may further include an analog memory for sampling and holding the baseband quad base signal corresponding to the time programmed in the pulse-time generator and momentarily storing the baseband quad base signal.

상기 펄스-타임 생성기는 24GHz 협대역에서 SRR(short range radar)의 규격을 만족하는 최소 FWHM을 가지는 삼각형 파형을 출력할 수 있다.The pulse-time generator can output a triangular waveform having a minimum FWHM that meets the standard of a short range radar (SRR) at a narrowband of 24 GHz.

상기 펄스-타임 생성기는 77GHz 협대역에서 SRR(short range radar)의 규격을 만족하는 최소 FWHM을 가지는 삼각형 파형을 출력할 수 있다.The pulse-time generator can output a triangular waveform having a minimum FWHM that meets the standard of SRR (Short Range Radar) at a narrowband of 77 GHz.

본 발명의 다른 실시예에 따른 차량 레이더의 운영 방법은 이동통신 시스템의 제어 데이터를 수신하여 주기를 가지는 시간 동기를 획득하는 단계, 상기 시간 동기의 주기를 균등 분할된 복수의 시간 슬롯으로 설정하는 단계, 상기 복수의 시간 슬롯 중 적어도 어느 하나를 통해 전송 펄스를 출력하는 단계, 상기 전송 펄스가 반사체에 반사되어 되돌아오는 반사 펄스를 수신하는 단계, 및 상기 반사 펄스를 처리하여 상기 반사체와의 거리를 산출하는 단계를 포함한다. According to another aspect of the present invention, there is provided a method of operating a vehicle radar, including: receiving control data of a mobile communication system to obtain time synchronization having a period; setting a period of the time synchronization to a plurality of time slots , Outputting a transmission pulse through at least one of the plurality of time slots, receiving a reflected pulse that is reflected back from the reflector, and processing the reflected pulse to calculate the distance to the reflector .

제안하는 차량 레이더는 건설 현장과 같은 열악한 환경에서도 그 성능이 보장된다. The performance of the proposed vehicle radar is ensured even in a harsh environment such as a construction site.

주변의 다수의 차량 레이더가 운영되더라도 다수의 차량 레이더 간에 간섭을 최소화하여 차량 레이더의 감지 성능을 향상시킬 수 있다. It is possible to improve the detection performance of the vehicle radar by minimizing interference between a plurality of vehicle radars even when a plurality of surrounding vehicle radars are operated.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 이동통신 시스템을 이용한 차량 레이더 시스템을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 시간 동기 획득 방법 및 시분할 다중 방식으로 송신 펄스를 출력하는 방법을 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 레이더의 구성을 나타낸다.
도 4는 베이스밴드 펄스 신호의 일예를 나타내는 그래프로서 sine 반파의 파형이다.
도 5는 도 4의 베이스밴드 펄스 신호가 본 발명의 송신부에 의하여 RF(radio frequency)로 주파수 상향 변환된 송신 신호의 일예를 나타내는 그래프이다.
도 6은 도 5의 송신신호가 본 발명의 수신단에서 베이스밴드 신호로 복원되어P/VGA에 서 출력되는 I 포트의 출력 파형의 일예를 나타내는 그래프이다.
도 7은 도 6과 같은 조건에서 P/VGA에서 출력되는 Q 포트의 출력 파형의 일예를 나타내는 그래프이다.
도 8은 도 6과 도7의 P/VGA에서의 (I2+Q2) 파형의 일예를 나타내는 그래프이다.
도 9는 Sine 반파, 삼각형 파형 및 가우시안(Gaussian) 파형에 대한 FWHM에 따른 송신 전력에 대하여 점유대역폭 내의 송신전력비율을 계산한 결과를 나타내는 그래프이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 레이더의 운영 방법을 나타내는 흐름도이다.1 shows a vehicle radar system using a mobile communication system according to an embodiment of the present invention.
2 shows a time synchronization acquisition method and a method of outputting a transmission pulse in a time division multiplexing method according to an embodiment of the present invention.
3 shows a configuration of a vehicle radar according to an embodiment of the present invention.
4 is a graph showing an example of a baseband pulse signal, which is a half sine waveform.
FIG. 5 is a graph illustrating an example of a transmission signal in which the baseband pulse signal of FIG. 4 is frequency up-converted to RF (radio frequency) by the transmitter of the present invention.
6 is a graph showing an example of an output waveform of an I port output from the P / VGA after the transmission signal of FIG. 5 is restored as a baseband signal in the receiver of the present invention.
7 is a graph showing an example of the output waveform of the Q port output from the P / VGA under the condition shown in FIG.
8 is a graph showing an example of (I 2 + Q 2 ) waveforms in the P / VGA in FIGS. 6 and 7. FIG.
9 is a graph showing a result of calculating a transmission power ratio within an occupied bandwidth with respect to a transmission power according to FWHM for Sine half wave, triangular wave shape, and Gaussian waveform.
10 is a flowchart illustrating a method of operating a vehicle radar according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, which will be readily apparent to those skilled in the art to which the present invention pertains. The present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein.

또한, 여러 실시예들에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적으로 제1 실시예에서 설명하고, 그 외의 실시예에서는 제1 실시예와 다른 구성에 대해서만 설명하기로 한다.In addition, in the various embodiments, components having the same configuration are represented by the same reference symbols in the first embodiment. In the other embodiments, only components different from those in the first embodiment will be described .

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and the same or similar components are denoted by the same reference numerals throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout the specification, when an element is referred to as "comprising ", it means that it can include other elements as well, without excluding other elements unless specifically stated otherwise.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 이동통신 시스템을 이용한 차량 레이더 시스템을 나타낸다.1 shows a vehicle radar system using a mobile communication system according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 이동통신 시스템에는 CDMA(Code Division Multiple Access) 시스템, WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access) 시스템, TDMA(Time Division Multiple Access) 시스템, FDMA(Frequency Division Multiple Access) 시스템, IMT-2000(International Mobile Telecommunication in the year 2000) 시스템, GSM(Global System for Mobile communication) 시스템, LTE(Long Term Evolution) 시스템 등이 있다. 1, a mobile communication system includes a CDMA (Code Division Multiple Access) system, a WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access) system, a TDMA (Time Division Multiple Access) system, an FDMA (International Mobile Telecommunication in the Year 2000) system, a Global System for Mobile communication (GSM) system, and an LTE (Long Term Evolution) system.

여기서 예로든 이동통신 시스템이 현재 가장 널리 서비스되고 있는 방식의 하나인 3GPP(3rd 하나인 Generation Partnership Project)의 WCDMA 시스템인 것으로 가정하여 설명하지만, 제안하는 차량 레이더 시스템은 이에 한정되지 않으며, 모든 이동통신들이 디지털 데이터의 복조를 위하여 시간 동기가 필수적인 요소이므로 다양한 이동통신 시스템을 이용할 수 있다. Here, it is assumed that the exemplary mobile communication system is a WCDMA system of 3GPP (3rd Generation Partnership Project), which is one of the most widely used methods. However, the proposed vehicle radar system is not limited to this, Time synchronization is indispensable for demodulating digital data, so that various mobile communication systems can be used.

이동통신 시스템을 이용한 동기신호 획득만이 유일한 방법은 아니다. 구체적인 운용 예를 생략하지만, 예를 들어 유럽향 24GHz 협대역 (NB; narrow-band) 차량용 레이더를 사용하는 경우에는 점유대역이 24.05GHz~24.25GHz를 사용하는데 유럽의 선진국들인 프랑스, 독일, 러시아 등에서는 오래 전부터 외계 생명체와의 교신을 위하여 RAS (Radio Astronomy Site)를 여러 곳 운용하여 왔다. 이들은 23.6~24GHz 대역을 사용하는데 RAS용 초대형 안테나는 하늘을 향하여 있지만 극단적으로 미약한 신호를 수신하여야 한다. 따라서, RAS의 중심에서 규모에 따라 수 km에서 10km 이상의 영역에서는 인접 대역을 사용하는 무선 디바이스들의 불요 방사(unwanted emission)가 RAS 대역으로 간섭을 일으키는 간섭전력의 최대치를 일반적인 기준보다 훨씬 엄격하게 규정되고 있다.[3] 이를 만족하지 못하는 무선 디바이스는 RAS 반경 내에서는 사용할 수 없다. 상기의 경우에는 GPS(Global Positioning System)가 필요하며 GPS가 장착된 레이더는 동기 시간을 GPS로부터 획득할 수 있다.The acquisition of synchronous signals using a mobile communication system is not the only method. For example, when a 24 GHz Narrow-Band (NB) vehicle radar is used in Europe, the occupied band is used in the range of 24.05 GHz to 24.25 GHz. However, in advanced European countries such as France, Germany and Russia Has been using RAS (Radio Astronomy Site) for a long time to communicate with extraterrestrial life forms. They use the 23.6- to 24-GHz band, and the RAS super-sized antenna should receive an extremely weak signal towards the sky. Therefore, in the center of the RAS, the maximum value of the interference power that unwanted emissions of the wireless devices using the adjacent band cause interference to the RAS band in the range of several km to 10 km or more depending on the scale is stricter than the general standard [3] Wireless devices that do not satisfy this can not be used within the radius of the RAS. In this case, a GPS (Global Positioning System) is required and the radar equipped with the GPS can acquire the synchronization time from the GPS.

이동통신 시스템은 기지국(10) 및 단말(20)을 포함한다. 기지국(10)은 일반적으로 단말(20)과 통신하는 고정된 지점(fixed station)을 말하며, eNB(evolved-NodeB), BTS(Base Transceiver System), 액세스 포인트(Access Point) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 단말(20)은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, UE(User Equipment), MS(Mobile station), UT(User Terminal), SS(Subscriber Station), 무선기기(Wireless Device) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. The mobile communication system includes a base station 10 and a terminal 20. The base station 10 generally refers to a fixed station that communicates with the terminal 20 and may be referred to in other terms such as an evolved-NodeB (eNB), a base transceiver system (BTS), an access point have. The terminal 20 may be fixed or mobile and may be referred to by other terms such as User Equipment (UE), Mobile Station (MS), User Terminal (UT), Subscriber Station (SS) .

기지국(10)에는 하나 이상의 셀이 존재할 수 있다. 기지국(10)은 자신의 셀 내에 위치하는 하나 이상의 단말(20)과 제어 데이터 및 사용자 데이터를 송수신한다. 기지국(10)이 단말(20)에 전송하는 제어 데이터는 BCH(Broadcast Channel), SCH(Synchronous Channel), CPICH(Common Pilot Channel) 등을 통하여 전송될 수 있다. The base station 10 may have more than one cell. The base station 10 transmits and receives control data and user data to one or more terminals 20 located in its own cell. The control data transmitted by the base station 10 to the terminal 20 may be transmitted through a broadcast channel (BCH), a synchronous channel (SCH), a common pilot channel (CPICH), or the like.

BCH는 기지국(10)이 이동통신 시스템의 시스템 정보를 브로드캐스팅하기 위한 하향링크(downlink) 제어채널이다. 하향링크(downlink)는 기지국(10)에서 단말(20)로의 전송을 의미한다. The BCH is a downlink control channel for the base station 10 to broadcast system information of the mobile communication system. The downlink refers to transmission from the base station 10 to the terminal 20.

SCH는 기지국(10)에서 단말(20)로 동기 신호를 전송하기 위한 하향링크 제어채널이다. SCH을 통해 전송되는 동기 신호에는 기지국(10)에 대한 정보, 파일럿 송신 전력, 파일럿의 위상 오프셋 등에 관한 정보가 포함된다. SCH is a downlink control channel for transmitting a synchronization signal from the Node B 10 to the UE 20. The synchronization signal transmitted through the SCH includes information on the base station 10, pilot transmission power, pilot phase offset, and the like.

CPICH는 기지국(10)에서 변조되지 않은 직접 시퀀스 확산 스펙트럼 신호인 파일럿 신호를 전송하기 위한 하향링크 채널이다. CPICH은 단말(20)이 하향링크 채널의 타이밍을 포착하도록 하며, 코히런트(coherent) 변조를 위한 기준 위상을 제공한다.The CPICH is a downlink channel for transmitting a pilot signal, which is a direct sequence spread spectrum signal that is not modulated in the base station 10. The CPICH allows the terminal 20 to capture the timing of the downlink channel and provides a reference phase for coherent modulation.

차량 레이더 시스템은 이동통신 시스템의 기지국(10) 및 차량(30)에 부착된 차량 레이더(도 3의 100)를 포함한다. 차량(30)은 건설 현장에서 운행되는 중장비를 의미할 수 있다. 건설 현장에서 다수의 중장비(30)가 운행될 수 있으며, 각각의 중장비(30)에 부착된 차량 레이더(100)는 기지국(10)으로부터 전송되는 제어 데이터를 수신하여 시간 동기를 획득한다. 즉, 차량 레이더(100)는 BCH, SCH, CPICH를 통해 시스템 정보, 동기 신호, 파일럿 신호 등을 수신하고, 이를 이용하여 송신 펄스의 출력 동기를 획득할 수 있다. 그리고 복수의 차량 레이더(100)는 획득한 시간 동기를 기반으로 시분할 다중 방식(time division multiplex)으로 송신 펄스를 출력하여 서로 간에 간섭이 발생하지 않도록 한다. The vehicle radar system includes a base station 10 of a mobile communication system and a vehicle radar (100 of Fig. 3) attached to the vehicle 30. [ The vehicle 30 may mean a heavy equipment operated at a construction site. A plurality of heavy equipment 30 can be operated at the construction site, and the vehicle radar 100 attached to each heavy equipment 30 receives control data transmitted from the base station 10 to acquire time synchronization. That is, the vehicle radar 100 can receive the system information, the synchronization signal, the pilot signal, and the like through the BCH, the SCH, and the CPICH, and obtain the output synchronization of the transmission pulse using the system information, the synchronization signal, and the pilot signal. The plurality of vehicle radars 100 output transmission pulses in a time division multiplex manner based on the acquired time synchronization so that interference does not occur between them.

이하, 도 2를 참조하여 복수의 차량 레이더(100)가 시간 동기를 획득하고 시분할 다중 방식으로 송신 펄스를 출력하는 방법에 대하여 설명한다.Hereinafter, with reference to FIG. 2, a description will be given of a method in which a plurality of vehicle radars 100 acquire time synchronization and output transmission pulses in a time division multiplexing manner.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 시간 동기 획득 방법 및 시분할 다중 방식으로 송신 펄스를 출력하는 방법을 나타낸다. 2 shows a time synchronization acquisition method and a method of outputting a transmission pulse in a time division multiplexing method according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 이동통신 시스템의 슈퍼 프레임(super frame)은 복수의 프레임(frame)을 포함한다. 여기서는 슈퍼 프레임이 80ms의 크기를 가지고, 슈퍼 프레임에 10ms 크기의 프레임이 8개(#0 내지 #7) 포함되는 것으로 가정한다. Referring to FIG. 2, a super frame of a mobile communication system includes a plurality of frames. Here, it is assumed that the superframe has a size of 80 ms and eight frames (# 0 to # 7) of 10 ms in size are included in the superframe.

이동통신 시스템의 유형에 따라 프레임은 다양한 계층 구조와 크기를 가질 수 있으며, 제안하는 차량 레이더(100)는 이동통신 시스템의 프레임 계층 구조와 크기에 따라 다양하게 전송되는 동기 신호를 수신하여 이용할 수 있을 것이다. The frame may have various hierarchical structures and sizes according to the type of the mobile communication system. The proposed radar 100 can receive and use a synchronous signal transmitted in various ways according to the frame hierarchy and size of the mobile communication system will be.

슈퍼 프레임에는 시간적으로 가장 앞부분에 슈퍼 프레임 헤더(super frame header)가 할당된다. 슈퍼 프레임 헤더에는 BCH(Broadcast Channel)이 포함될 수 있다. BCH를 통해 시스템 정보 및 복수의 프레임에 대한 정보가 전송된다. BCH를 통한 제어 데이터는 슈퍼 프레임의 크기에 대응하여 80ms 간격으로 브로드캐스팅(broadcasting)되므로, BCH를 통한 제어 데이터를 수신하여 80ms 단위의 동기를 획득할 수 있다.In the superframe, a superframe header is allocated at the head of the time. The superframe header may include a broadcast channel (BCH). System information and information on a plurality of frames are transmitted through the BCH. Since control data over the BCH is broadcasted at 80ms intervals corresponding to the size of the superframe, control data over the BCH can be received to obtain synchronization in units of 80ms.

복수의 프레임 각각에는 시간적으로 가장 앞부분에 프레임 헤더(frame header)가 할당된다. 프레임 헤더에는 SCH(Synchronous Channel)이 포함될 수 있다. SCH를 통해 기지국에 대한 정보, 파일럿 송신 전력, 파일럿의 위상 오프셋 등을 포함하는 동기 신호가 전송된다. 파일럿 신호를 전송하는 CPICH(Common Pilot Channel)은 프레임 헤더 또는 프레임 상에 포함될 수 있다. SCH를 통한 동기 신호를 이용하여 CPICH를 통한 파일럿 신호가 정확하게 수신될 수 있다. SCH를 통한 동기 신호 및 CPICH를 통한 파일럿 신호는 프레임의 크기에 대응하여 10ms 간격으로 전송되므로, SCH를 통한 동기 신호 및 CPICH를 통한 파일럿 신호를 수신하여 10ms 단위의 동기를 획득할 수 있다.In each of the plurality of frames, a frame header is allocated at the beginning in time. The frame header may include a SCH (Synchronous Channel). A synchronization signal including information on the base station, pilot transmission power, pilot phase offset, and the like is transmitted through the SCH. A CPICH (Common Pilot Channel) for transmitting a pilot signal may be included in a frame header or a frame. The pilot signal through the CPICH can be correctly received using the synchronization signal through the SCH. Since the synchronization signal through the SCH and the pilot signal through the CPICH are transmitted at intervals of 10 ms corresponding to the size of the frame, the synchronization signal through the SCH and the pilot signal through the CPICH can be received to obtain synchronization in units of 10 ms.

이와 같이, 차량 레이더(100)는 이동통신 시스템의 하향링크 제어 데이터를 수신하여 제1 주기(80ms)를 갖는 제1 동기 및 제1 주기에 포함되는 제2 주기(10ms)를 갖는 제2 동기를 획득할 수 있다. As described above, the vehicle radar 100 receives the downlink control data of the mobile communication system and receives the first synchronization having the first period (80 ms) and the second synchronization having the second period (10 ms) included in the first period Can be obtained.

차량 레이더(100)는 제1 동기 및 제2 동기를 기반으로 제1 주기를 복수의 시간 슬롯으로 구분할 수 있다. 예를 들어, 차량 레이더(100)는 제1 주기에 포함되는 8개의 제2 주기를 송신 펄스를 출력하기 위한 8개의 시간 슬롯으로 설정할 수 있다. 그리고 특정 차량 레이더(100)는 8개의 시간 슬롯 중에서 적어도 어느 하나를 송신 펄스의 출력을 위한 시간 슬롯으로 선택한다. 차량 레이더(100)는 선택된 시간 슬롯을 통해 송신 펄스를 출력한다. 이때, 차량 레이더는 8개의 시간 슬롯 중에서 다른 차량 레이더가 송신 펄스를 출력하지 않는 시간 슬롯을 선택하여 송신 펄스를 출력한다. The vehicle radar 100 may divide the first period into a plurality of time slots based on the first synchronization and the second synchronization. For example, the vehicle radar 100 may set eight second periods included in the first period to eight time slots for outputting a transmission pulse. And the specific vehicle radar 100 selects at least one of the eight time slots as a time slot for outputting a transmission pulse. Vehicle radar 100 outputs a transmit pulse over a selected time slot. At this time, the vehicle radar selects a time slot in which the other vehicle radar does not output the transmission pulse out of the eight time slots, and outputs the transmission pulse.

예를 들어, 제1 차량 레이더가 프레임 #0에 대응하는 제0 시간 슬롯 동안 송신 펄스를 출력하는 경우, 제2 차량 레이더는 프레임 #1에 대응하는 제1 시간 슬롯 동안 송신 펄스를 출력한다. 제2 차량 레이더는 제1 주기(80ms) 간격으로 제1 시간 슬롯을 통해 송신 펄스를 반복적으로 출력한다. 이에 따라, 제2 차량 레이더는 제1 차량 레이더의 송신 펄스와의 간섭을 방지할 수 있다.For example, if the first vehicle radar outputs a transmit pulse during the zeroth time slot corresponding to frame # 0, then the second vehicle radar outputs a transmit pulse during the first time slot corresponding to frame # 1. The second vehicle radar repeatedly outputs the transmission pulse through the first time slot at intervals of the first period (80 ms). Thus, the second vehicle radar can prevent interference with the transmission pulse of the first vehicle radar.

즉, 제1 주기 동안 복수의 차량 레이더에 서로 다른 시간 슬롯이 할당되고, 복수의 차량 레이더는 자신에게만 할당되는 시간 슬롯을 통해 송신 펄스를 출력하는 시분할 다중 방식으로 복수의 차량 레이더가 운용될 수 있다.That is, a plurality of vehicle radars may be operated in a time division multiplexing manner in which a plurality of vehicle radars are assigned different time slots during a first period, and a plurality of vehicle radars output transmission pulses through time slots allocated only to themselves .

이하, 시분할 다중 방식으로 송신 펄스를 출력할 수 있는 차량 레이더의 구체적인 구성에 대하여 설명한다.Hereinafter, a concrete configuration of a vehicle radar capable of outputting a transmission pulse in a time division multiplexing manner will be described.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 레이더의 구성을 나타낸다.3 shows a configuration of a vehicle radar according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 차량 레이더(100)는 하향링크 제어 데이터 수신부(110), 신호 제어부(120), 송신부(130), 수신부(140) 및 신호 합성부(150)를 포함한다.3, the vehicle radar 100 includes a downlink control data receiving unit 110, a signal control unit 120, a transmitting unit 130, a receiving unit 140, and a signal combining unit 150.

하향링크 제어 데이터 수신부(110)는 이동통신 시스템의 하향링크 제어 데이터를 수신하여 동기를 획득한다. 하향링크 제어 데이터 수신부(110)는 WCDMA 시스템의 단말(10)의 수신기와 동일하게 구성될 수 있다.The downlink control data receiving unit 110 receives downlink control data of the mobile communication system and acquires synchronization. The downlink control data receiving unit 110 may be configured in the same manner as the receiver of the terminal 10 of the WCDMA system.

하향링크 제어 데이터 수신부(110)는 RF 부(111), 디맵퍼(112) 및 베이스밴드 복조부(113)를 포함한다.The downlink control data receiving unit 110 includes an RF unit 111, a demapper 112, and a baseband demodulator 113.

RF 부(111)는 기지국(10)으로부터 전송되는 무선 신호를 수신하여 디맵퍼(112)에 전달한다.The RF unit 111 receives the radio signal transmitted from the base station 10 and transmits the radio signal to the demapper 112.

디맵퍼(112)는 변조 방식에 따라 신호 성상(signal constellation) 상의 위치로 표현된 심볼을 부호화된 데이터로 형성한다. 변조 방식(modulation scheme)에는 제한이 없으며, m-PSK(m-Phase Shift Keying) 또는 m-QAM(m-Quadrature Amplitude Modulation)일 수 있다. 예를 들어, m-PSK는 BPSK, QPSK 또는 8-PSK 일 수 있다. m-QAM은 16-QAM, 64-QAM 또는 256-QAM 일 수 있다. 베이스밴드 복조부(113)는 부호화된 데이터를 원래 데이터로 복원한다. The demapper 112 forms symbols represented by positions on the signal constellation according to the modulation scheme from the encoded data. The modulation scheme is not limited and may be m-Phase Shift Keying (m-PSK) or m-Quadrature Amplitude Modulation (m-QAM). For example, m-PSK may be BPSK, QPSK, or 8-PSK. The m-QAM may be 16-QAM, 64-QAM, or 256-QAM. The baseband demodulator 113 restores the encoded data to original data.

베이스밴드 복조부(113)는 복원된 데이터에서 BCH를 통한 제어 데이터를 검출하여 80ms 단위의 동기를 획득할 수 있다. 그리고 베이스밴드 복조부(113)는 복원된 데이터에서 SCH를 통한 동기 신호 및 CPICH를 통한 파일럿 신호를 검출하여 10ms 단위의 동기를 획득할 수 있다. 베이스밴드 복조부(113)는 80ms 단위 및 10ms 단위의 동기 정보를 제어부(121)에 전달한다.The baseband demodulator 113 may detect the control data on the BCH from the recovered data and obtain synchronization in units of 80 ms. The baseband demodulation unit 113 may detect a synchronization signal through the SCH and a pilot signal through the CPICH in the recovered data and obtain synchronization in units of 10 ms. The baseband demodulator 113 transmits synchronization information in units of 80 ms and 10 ms to the controller 121.

신호 제어부(120)는 차량 레이더(100)의 전반적인 기능을 제어한다. 신호 제어부(120)는 송신부(130)의 송신 펄스의 출력, 및 전체적인 시간 및 시기를 제어하고 수신부(140)에 수신된 반사 펄스를 이용하여 반사체와의 거리를 산출한다.The signal controller 120 controls the overall function of the vehicle radar 100. The signal controller 120 controls the output and the overall time and timing of the transmission pulse of the transmitter 130 and calculates the distance to the reflector using the reflection pulse received by the receiver 140. [

신호 제어부(120)는 제어부(121), 외부 인터페이스(122) 및 ADC(Analog-to-Digital Converter)(123)를 포함한다.The signal controller 120 includes a controller 121, an external interface 122, and an analog-to-digital converter (ADC) 123.

제어부(121)는 80ms 주기 및 10ms 주기의 동기를 기반으로 송신 펄스의 출력을 위한 복수의 시간 슬롯을 설정한다. 제어부(121)는 시간 슬롯을 10ms 주기에 대응하여 10ms 크기로 설정할 수 있다. 또는 제어부(121)는 시간 슬롯을 10ms 주기를 세분화하여 10ms 크기 미만으로 설정할 수도 있다. The control unit 121 sets a plurality of time slots for outputting the transmission pulses based on the synchronization of the 80 ms period and the 10 ms period. The control unit 121 may set the time slot to a size of 10 ms corresponding to the 10 ms period. Alternatively, the control unit 121 may subdivide the time slot into 10 ms periods and set it to less than 10 ms in size.

제어부(121)는 복수의 시간 슬롯 중에서 적어도 어느 하나를 송신 펄스의 출력을 위한 시간 슬롯으로 선택한다. 이때, 제어부(121)는 수신부(140)를 통해 인접한 차량 레이더가 출력하는 송신 펄스를 수신하여 복수의 시간 슬롯 중에서 적어도 하나의 미사용 시간 슬롯을 검출하고, 미사용 시간 슬롯 중에서 송신 펄스를 출력할 시간 슬롯을 선택할 수 있다. 제어부(121)는 선택된 시간 슬롯을 통해 송신 펄스가 출력되도록 송신부(130)를 제어한다.The control unit 121 selects at least one of the plurality of time slots as a time slot for outputting the transmission pulse. At this time, the control unit 121 detects at least one unused time slot among a plurality of time slots by receiving a transmission pulse output from an adjacent vehicle radar through the receiving unit 140, and detects a time slot Can be selected. The control unit 121 controls the transmission unit 130 to output the transmission pulse through the selected time slot.

한편, 제어부(121)는 외부 인터페이스(122)를 통해 외부 단말기 또는 디스플레이와 통신할 수 있다. 외부 인터페이스(122)는 외부 단말기 또는 디스플레이와 제어부(121) 간의 통신 인터페이스를 제공한다.On the other hand, the control unit 121 can communicate with an external terminal or a display through the external interface 122. The external interface 122 provides a communication interface between the external terminal or the display and the controller 121.

ADC(123)는 아날로그 메모리(145)에 저장된 아날로그 수신 신호를 디지털 신호로 변환하여 제어부(121)에 전달한다.The ADC 123 converts the analog received signal stored in the analog memory 145 into a digital signal and transmits the digital signal to the controller 121.

송신부(130)는 제어부(121)의 제어에 따라 송신 펄스를 출력한다. The transmission unit 130 outputs a transmission pulse under the control of the control unit 121.

송신부(130)는 펄스-타임 생성기(131), 저주파 통과 필터(132), DSB 믹서(Double-Sideband mixer)(133), 송신 주파수 대역 통과 필터(transmitter radio-frequency band-pass filter)(134), 전력 증폭기(135) 및 순간 최고 전력 측정기(instantaneous peak power detector)(136)를 포함한다.The transmitting unit 130 includes a pulse-time generator 131, a low-pass filter 132, a double-sideband mixer 133, a transmitter radio-frequency band-pass filter 134, A power amplifier 135, and an instantaneous peak power detector 136.

펄스-타임 생성기(131)는 제어부(121)의 제어에 따라 베이스밴드 펄스 신호(baseband pulse signal)를 생성한다. 베이스밴드 펄스 신호는 sine 반파, 삼각형 파형 및 가우시안(Gaussian) 파형 등으로 생성될 수 있다. 펄스-타임 생성기(131)는 FWHM(full width half maximum)에 따른 협대역 점유 대역(Narrowband Occupied Bandwidth) 규정을 고려하여 sine 반파나 가우시안 펄스에 비하여 규정을 만족하면서 가장 짧은 FWHM 시간을 가지는 파형인 삼각형 파형을 베이스밴드 펄스 신호로 생성할 수 있다. 여기서 FWHM은 그 값이 작을수록 공간 분해능이 좋은 것을 의미한다. The pulse-time generator 131 generates a baseband pulse signal under the control of the controller 121. The baseband pulse signal may be generated by a sine half wave, a triangle wave, a Gaussian wave, or the like. The pulse-time generator 131 generates a triangle wave having a shortest FWHM time while satisfying the requirements of the sine half-wave or Gaussian pulse in consideration of the Narrowband Occupied Bandwidth according to the full width half maximum (FWHM) The waveform can be generated as a baseband pulse signal. Here, FWHM means that the smaller the value, the better the spatial resolution.

예를 들어, 펄스-타임 생성기(131)는 24GHz 협대역에서 SRR(short range radar)의 규격[5]을 만족하는 최소 FWHM을 가지는 삼각형 파형을 출력할 수 있다. 펄스-타임 생성기(131)는 77GHz 협대역에서 SRR의 규격[9]을 만족하는 최소 FWHM을 가지는 삼각형 파형을 출력할 수도 있다.For example, the pulse-time generator 131 may output a triangular waveform having a minimum FWHM satisfying the specification of SRR (short range radar) at a 24 GHz narrow band. The pulse-time generator 131 may output a triangular waveform having a minimum FWHM satisfying the specification of SRR [77] at 77 GHz narrow band.

베이스밴드 펄스 신호는 저주파 통과 필터(132)에 전달되고, 저주파 통과 필터(132)는 베이스밴드 펄스 신호에서 원하지 않는 신호 및 잡음을 제거한다.The baseband pulse signal is passed to a low pass filter 132, which removes unwanted signals and noise from the baseband pulse signal.

저주파 통과 필터(132)를 통과한 베이스밴드 펄스 신호는 DSB 믹서(133)에 전달된다. The baseband pulse signal passed through the low-pass filter 132 is transmitted to the DSB mixer 133.

DSB 믹서(133)는 LO(local oscillator) 신호를 이용하여 베이스밴드 펄스 신호를 RF(radio frequency) 신호로 상향 변환한다.The DSB mixer 133 up-converts the baseband pulse signal to a radio frequency (RF) signal using a local oscillator (LO) signal.

송신 주파수 대역 통과 필터(134)는 상향 변환된 RF 신호에서 원하지 않는 신호 및 잡음을 제거한다.Transmit frequency bandpass filter 134 removes unwanted signals and noise from the upconverted RF signal.

전력 증폭기(135)는 송신 주파수 대역 통과 필터(134)를 통과한 RF 신호를 증폭하여 송신 안테나를 통해 송신 펄스로서 출력한다.The power amplifier 135 amplifies the RF signal that has passed through the transmission frequency band pass filter 134 and outputs the amplified RF signal as a transmission pulse through a transmission antenna.

순간 최고 전력 측정기(136)는 송신 전력을 제어하기 위하여 송신 펄스의 순간 최고 전력을 측정한다. 순간 최고 전력 측정기(136)에서 측정된 값은 펄스-타임 생성기(131)에 전달되고, 측정된 값을 기준으로 펄스-타임 생성기(131)는 협대역 무선규정에 맞추어 베이스밴드 펄스 신호의 최대 진폭과 FWHM을 조절할 수 있다.The instantaneous peak power meter 136 measures the instantaneous peak power of the transmitted pulse to control the transmitted power. The measured value at the instantaneous peak power meter 136 is transmitted to the pulse-time generator 131, and based on the measured value, the pulse-time generator 131 calculates the maximum amplitude of the baseband pulse signal And FWHM.

수신부(140)는 송신 펄스가 반사체에 반사되어 되돌아오는 반사 펄스를 수신한다. The receiving unit 140 receives a reflected pulse that is reflected by the reflector and is returned.

수신부(140)는 저잡음 증폭기(low noise amplifier, LNA)(141), 수신 주파수 대역 통과 필터(142), 수신 쿼드 믹서(receiver quadrature mixer)(143), 베이스밴드 필터(144), P/VGA(programmable or variable gain amplifier)(145) 및 아날로그 메모리(146)를 포함한다.The receiver 140 includes a low noise amplifier (LNA) 141, a receive frequency bandpass filter 142, a receiver quadrature mixer 143, a baseband filter 144, a P / VGA a programmable or variable gain amplifier 145 and an analog memory 146.

저잡음 증폭기(141)는 수신 안테나를 통해 수신되는 반사 펄스의 잡음에 의한 신호대잡음비의 저하를 최소화하여 신호를 증폭한다.The low noise amplifier 141 amplifies the signal by minimizing the degradation of the signal-to-noise ratio due to the noise of the reflected pulse received through the reception antenna.

수신 주파수 대역 통과 필터(142)는 증폭된 반사 펄스에서 잡음을 제거한다.A receive frequency band pass filter 142 removes noise from the amplified reflected pulse.

수신 쿼드 믹서(143)는 신호 합성부(150)에서 전달되는 쿼드 LO 신호(quadrature signal)에 의해 구동되어 반사 펄스를 베이스밴드 쿼드 기저 신호로 하향 변환한다. The reception quad mixer 143 is driven by a quadrature signal transmitted from the signal combiner 150 to downconvert the reflection pulse to a baseband quad base signal.

베이스밴드 필터(144)는 베이스밴드 쿼드 기저 신호에서 잡음을 제거한다. The baseband filter 144 removes noise from the baseband quad baseband signal.

P/VGA(145)는 베이스밴드 쿼드 기저 신호를 기준 전압을 가진 아날로그 쿼드 수신 신호로 변환한다. P/VGA(145)는 1V 미만의 미약한 베이스밴드 쿼드 기저 신호를 증폭시켜 1V 정도의 신호로 조절하거나 1V 보다 큰 베이스밴드 쿼드 기저 신호를 감소시켜 1V 정도의 신호로 조절할 수 있다.The P / VGA 145 converts the baseband quad base signal to an analog quad receive signal with a reference voltage. The P / VGA 145 can amplify a weak baseband quad base signal of less than 1V and adjust it to a signal of about 1V or a baseband quad base signal of greater than 1V to a signal of about 1V.

아날로그 메모리(146)는 펄스-타임 생성기(131)에서 프로그램된 시간에 대응하여 반사 펄스에 의한 아날로그 수신 신호를 샘플링 및 홀딩하여 순시적으로 저장한다. The analog memory 146 samples and holds the analog received signal by the reflected pulse corresponding to the time programmed in the pulse-time generator 131 and momentarily stores it.

아날로그 메모리(146)에 아날로그 수신 신호의 저장이 완료되면, ADC(123)를 통해 아날로그 수신 신호는 디지털 신호로 변환되고, 제어부(121)가 디지털 신호를 순차적으로 읽어서 데이터를 저장하고 반사체와의 거리를 산출한다.When the analog receiving signal is stored in the analog memory 146, the analog receiving signal is converted into a digital signal through the ADC 123, and the controller 121 sequentially reads the digital signal to store the data, .

신호 합성부(150)는 LO(local oscillator) 신호를 생성하여 DSB 믹서(133)에 공급하여 DSB 믹서(133)를 구동시킨다. 신호 합성부(150)는 LO 신호를 쿼드 신호로 변환하여 수신 쿼드 믹서(143)에 공급하여 수신 쿼드 믹서(143)를 구동시킨다.The signal synthesizer 150 generates a local oscillator (LO) signal and supplies it to the DSB mixer 133 to drive the DSB mixer 133. The signal synthesizer 150 converts the LO signal into a quad signal and supplies the quad signal to the reception quad mixer 143 to drive the reception quad mixer 143.

여기서는 송신 안테나와 수신 안테나를 별도인 바이스테틱 레이더(bistatic radar)로 도시하였으나, 차량 레이더(100)는 송수신 단일 안테나로 동작하는 모노스테틱 레이더(monostatic radar)로 구현될 수도 있다. 이때, 모노스테틱 레이더는 아이솔레이터(isolator)를 구비함으로써, 송신 신호가 수신부(140)의 저잡음증폭기(141)로 누설되어 수신기(140)가 포화된 후 정상 상태로 회복 되는 시간에 따라 근접 신호를 감지하는 것이 불가능해지는 현상을 최소화할 수 있다.Here, the transmission antenna and the reception antenna are shown as separate bistatic radars, but the vehicle radar 100 may be implemented as a monostatic radar operating as a single transmission / reception antenna. At this time, the monostatic radar has an isolator, so that the mono-static radar can detect the proximity signal according to the time when the transmission signal is leaked to the low noise amplifier 141 of the receiver 140, It is possible to minimize the phenomenon that detection becomes impossible.

또한, 차량 레이터(100)는 하향링크 제어 데이터 수신부(110)를 대신하여 GPS를 이용하여 절대 시간을 획득하는 GPS 장치(미도시)를 구비할 수 있으며, 이때 신호 제어부(120)는 절대 시간을 이용하여 제1 주기와 제2 주기를 설정할 수 있다. 그리고 신호 제어부(120)는 GPS의 위치 신호로부터 RAS(Radio Astronomy Site) 근처에서 정해진 반경으로 접근했을 때 레이더 기능을 불활성시킬 수 있다.The vehicle controller 100 may further include a GPS device (not shown) that acquires an absolute time using GPS instead of the downlink control data receiver 110. In this case, the signal controller 120 calculates an absolute time The first period and the second period can be set. The signal controller 120 can disable the radar function when approaching a predetermined radius from the position signal of the GPS in the vicinity of the RAS (Radio Astronomy Site).

이제, 도 4 내지 8을 참조하여 상술한 차량 레이더(100)의 송수신 파형에 대하여 설명한다. 도 4는 베이스밴드 펄스 신호의 일예를 나타내는 그래프로서 sine 반파의 파형이다. 도 5는 도 4의 베이스밴드 펄스 신호가 본 발명의 송신부에 의하여 RF(radio frequency)로 주파수 상향 변환된 송신 신호의 일예를 나타내는 그래프이다. 도 6은 도 5의 송신신호가 본 발명의 수신단에서 베이스밴드 신호로 복원되어 P/VGA에 서 출력되는 I 포트의 출력 파형의 일예를 나타내는 그래프이다. 도 7은 도 6과 같은 조건에서 P/VGA에서 출력되는 Q 포트의 출력 파형의 일예를 나타내는 그래프이다. 도 8은 도 6과 도7의 P/VGA에서의 (I2+Q2) 파형의 일예를 나타내는 그래프이다. The transmission / reception waveform of the vehicle radar 100 described above with reference to Figs. 4 to 8 will now be described. 4 is a graph showing an example of a baseband pulse signal, which is a half sine waveform. FIG. 5 is a graph illustrating an example of a transmission signal in which the baseband pulse signal of FIG. 4 is frequency up-converted to RF (radio frequency) by the transmitter of the present invention. 6 is a graph showing an example of an output waveform of an I port output from the P / VGA after the transmission signal of FIG. 5 is restored to the baseband signal at the receiving end of the present invention. 7 is a graph showing an example of the output waveform of the Q port output from the P / VGA under the condition shown in FIG. 8 is a graph showing an example of (I 2 + Q 2 ) waveforms in the P / VGA in FIGS. 6 and 7. FIG.

도 4를 참조하면, 베이스밴드 펄스 신호로써 sine 반파(half-wave)가 출력된 일예이다. 즉, 펄스-타임 생성기(131)는 베이스밴드 펄스 신호로써 sine 반파를 출력할 수 있다. 주파수 40MHz인 유니폴라(unipolar) 반파로 지속시간 12.5ns의 파형이다. Referring to FIG. 4, a sine half-wave is output as a baseband pulse signal. That is, the pulse-time generator 131 can output the sine half wave as the baseband pulse signal. It is a unipolar half-wave with a frequency of 40 MHz and a waveform with a duration of 12.5 ns.

도 5를 참조하면, 신호 합성부(150)에서 LO(local oscillator) 신호가 1GHz로 공급됨에 따라 DSB 믹서(133)에서 sine 반파인 베이스밴드 펄스 신호가 LO 신호에 의해 변조되어 RF 주파수 신호로써 출력된 일예이다. RF 주파수 신호의 시작부터 끝까지의 시간이 12.5ns로 기저대역이 전체 파형의 엔빌로프(envelope)가 되는 것을 알 수 있다. 송신 펄스의 반복적 출력에 따라 RF 주파수 신호는 소정의 지연 간격으로 반복적으로 출력되는데, 여기서는 제1 RF 주파수 신호(out_delay1) 및 제2 RF 주파수 신호(out_delay2)를 도시하였다. Referring to FIG. 5, the signal synthesizer 150 supplies a local oscillator (LO) signal at 1 GHz and the baseband pulse signal, which is sine half wave in the DSB mixer 133, is modulated by the LO signal and output as an RF frequency signal It is an example. The time from start to end of the RF frequency signal is 12.5 ns, which indicates that the baseband is the envelope of the entire waveform. The RF frequency signal is repeatedly output at a predetermined delay interval according to the repetitive output of the transmission pulse. Here, the first RF frequency signal out_delay1 and the second RF frequency signal out_delay2 are shown.

도 6 내지 8을 참조하면, P/VGA(145)에서 출력되는 I 포트 및 Q 포트 각각의 출력 파형을 보면, 출력 파형이 지연 시간(delay1, delay2)에 따라 일정하지 않은 것을 볼 수 있다. 여기서 지연 시간(delay1, delay2)은 송신 펄스가 반사체에 반사되어 되돌아오는 거리에 비례한다. 그러나 (I2+Q2) 파형을 보면 송신 베이스밴드 펄스 신호와 같은 파형이 복원되는 것을 볼 수 있다. 그리고 지연 시간(delay1, delay2)의 변화에 따라 반사 펄스의 수신 시간도 지연 시간과 같은 값으로 지연되는 것을 볼 수 있다.Referring to FIGS. 6 to 8, it can be seen that the output waveforms of the I and Q ports output from the P / VGA 145 are not constant according to the delay times (delay 1 and delay 2). Here, the delay times (delay1 and delay2) are proportional to the distance that the transmission pulse is reflected back to the reflector. However, the waveform of (I 2 + Q 2 ) shows that the same waveform as the transmission baseband pulse signal is restored. Also, it can be seen that the reception time of the reflection pulse is delayed to the same value as the delay time according to the change of the delay time (delay1, delay2).

따라서, 제안하는 차량 레이더(100)는 베이스밴드 펄스 신호의 정점의 시간 축에 대한 지연 정보와 알려진 거리를 가진 반사체로부터 측정된 교정(calibration) 정보를 이용하여 반사체와의 거리를 산출할 수 있다. 그 계산식은 다음과 같다.[4]Accordingly, the proposed vehicle radar 100 can calculate the distance to the reflector using calibration information measured from a reflector having a known distance from the delay information for the time axis of the apex of the baseband pulse signal. The calculation is as follows: [4]

Figure pat00001
Figure pat00001

여기서 R은 반사체와 레이더 간의 거리, c는 공기에서 빛의 전파 속도, τ는 반사된 시간을 나타낸다.Where R is the distance between the reflector and the radar, c is the propagation speed of light in air, and τ is the reflected time.

제안하는 차량 레이더(100)는 차량 레이더를 위해 허가된 24GHz 협대역 주파수를 사용하는 협대역 펄스 레이더(narrow band pulse radar)일 수 있다. 협대역 펄스 레이더에 가장 적합한 파형은 파형이 뾰족한 것으로서 FWHM(full width half maximum) 값이 가장 작은 것이어야 한다. 협대역 펄스 레이더에 가장 적합한 파형을 찾기 위해, sine 반파, 삼각형 파형 및 가우시안(Gaussian) 파형에 대한 FWHM에 따른 점유대역 스펙트럼 전력율 (Ratio of Occupied-Bandwidth Spectral Power)을 분석하였다. 관련 협대역 규정은 24~24.3GHz 대역에서 적분된 전력에 대하여 점유대역인 24.05~24.25Ghz 대역에서 적분된 전력이 99%를 넘어야 한다는 것이다.[5]The proposed vehicle radar 100 may be a narrow band pulse radar using a 24 GHz narrow band frequency allowed for a vehicle radar. Waveforms most suitable for narrow-band pulse radars are those with sharp corrugations and must have the smallest full width half maximum (FWHM). In order to find the most suitable waveform for narrowband pulse radar, the Ratio of Occupied-Bandwidth Spectral Power according to FWHM for sine half wave, triangle wave and Gaussian wave was analyzed. The relevant narrowband regulation is that for integrated power in the 24-24.3 GHz band, the integrated power in the occupied band 24.05-24.25 GHz must exceed 99%. [5]

도 9는 Sine 반파, 삼각형 파형 및 가우시안(Gaussian) 파형에 대한 FWHM에 따른 점유대역폭 스펙트럼을 계산한 결과를 나타내는 그래프이다.9 is a graph showing the results of calculation of the occupied bandwidth spectrum according to the FWHM for Sine half wave, triangle wave, and Gaussian waveform.

도 9를 참조하면, FWHM에 따른 점유대역 스펙트럼 전력율이 99%를 넘는 FWHM 값을 0.5ns 단위로 계산하면 삼각형 파형이 6.5ns, 가우시안 파형이 7ns, sine 반파가 7.5ns로 산출된다. 즉, FWHM에 따른 점유대역 스펙트럼은 삼각형 파형이 가장 우수한 것을 볼 수 있다. 6ns의 FWHM은 수학식 1의 R을 ΔR, τ를 FWHM으로 변환하여 공간 분해능(spatial resolution) 수식으로 변환시켜 계산해보면 90cm 임을 알 수 있는데, 이는 아래의 공간분해능의 최소 이론치 값이 75cm와 거의 근접함을 알 수 있다. Referring to FIG. 9, when the FWHM value of the occupied band spectral power ratio exceeding 99% according to the FWHM is calculated in 0.5 ns unit, the triangular waveform is calculated as 6.5 ns, the Gaussian waveform is 7 ns, and the sine half wave is 7.5 ns. That is, it can be seen that the triangular waveform has the best occupied band spectrum according to the FWHM. The FWHM of 6 ns converts R of Equation 1 into ΔR and τ into FWHM and transforms it into a spatial resolution equation to find that it is 90 cm since the minimum theoretical value of the spatial resolution below is close to 75 cm .

Figure pat00002
Figure pat00002

여기서 BW는 대역폭을 나타내며 24GHz 협대역 레이더에서는 200MHz이다.[4]Where BW represents the bandwidth and 200 MHz for the 24 GHz narrowband radar. [4]

이때, 최대 출력 전력 값은 삼각형 파형을 기준으로 가우시안 파형이 -2.3dB이고, sine 반파가 -1.2dB 이다. 삼각형 파형이 가장 큰 피크(peak) 값을 가질 수 있으므로 펄스 폭 및 최대 출력 진폭 부분에서 가장 좋은 파형임을 알 수 있다. At this time, the maximum output power value is -2.3dB for Gaussian waveform and -1.2dB for sine half wave based on the triangular waveform. It can be seen that the triangular waveform has the largest peak value, which is the best waveform in the pulse width and maximum output amplitude portion.

이하, 건설 현장에서 다수의 차량 레이더(100)가 운용될 때, 다수의 차량 레이더(100) 간에 간섭을 발생시키지 않고 차량 레이더(100)를 운용하는 방법에 대하여 설명한다.Hereinafter, a method of operating the vehicle radar 100 without causing interference between a plurality of vehicle radars 100 when a plurality of vehicle radars 100 are operated at a construction site will be described.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 레이더의 운영 방법을 나타내는 흐름도이다.10 is a flowchart illustrating a method of operating a vehicle radar according to an embodiment of the present invention.

도 10을 참조하면, 차량 레이더(100)는 이동통신 시스템의 기지국(10)이 전송하는 제어 데이터를 수신한다(S110). 제어 데이터에는 BCH(Broadcast Channel)를 통해 전송되는 시스템 정보, SCH(Synchronous Channel)를 통해 전송되는 동기 신호, CPICH(Common Pilot Channel)을 통해 전송되는 파일럿 신호 등이 있다.Referring to FIG. 10, the vehicle radar 100 receives control data transmitted from the base station 10 of the mobile communication system (S110). The control data includes system information transmitted through a broadcast channel (BCH), a synchronization signal transmitted through a SCH (Synchronous Channel), and a pilot signal transmitted through a CPICH (Common Pilot Channel).

차량 레이더(100)는 제어 데이터를 수신함으로써 시간 동기를 획득한다(S120). BCH를 통한 제어 데이터는 80ms 간격으로 브로드캐스팅될 수 있고, 차량 레이더(100)는 BCH를 통한 제어 데이터를 수신하여 80ms 주기의 동기를 획득할 수 있다. 그리고, SCH를 통한 동기 신호는 10ms 간격으로 전송될 수 있고, 차량 레이더(100)는 SCH를 통한 동기 신호를 수신하여 10ms 주기의 동기를 획득할 수 있다.The vehicle radar 100 acquires time synchronization by receiving control data (S120). The control data over the BCH may be broadcast at 80 ms intervals, and the vehicle radar 100 may receive control data over the BCH to obtain synchronization of 80 ms cycles. The synchronization signal through the SCH may be transmitted at intervals of 10 ms, and the vehicle radar 100 may receive the synchronization signal through the SCH to acquire the synchronization of 10 ms.

즉, 차량 레이더(100)는 이동통신 시스템의 제1 하향링크 제어채널을 통해 전송되는 제1 제어 데이터를 수신하여 제1 주기의 제1 동기를 획득하고, 이동통신 시스템의 제2 하향링크 제어채널을 통해 전송되는 제2 제어 데이터를 수신하여 제2 주기의 제2 동기를 획득할 수 있다. 제2 주기는 제1 주기에 포함될 수 있다.That is, the vehicle radar 100 receives the first control data transmitted through the first downlink control channel of the mobile communication system to obtain the first synchronization of the first period, and the second downlink control channel And acquire the second synchronization of the second period. The second period may be included in the first period.

복수의 차량 레이더(100)가 동일한 이동통신 시스템으로부터 시간 동기를 획득함으로써, 복수의 차량 레이더(100)는 서로 간의 출력 동기를 일치시킬 수 있다.The plurality of vehicle radars 100 acquire time synchronization from the same mobile communication system, so that the plurality of vehicle radars 100 can synchronize output synchronization with each other.

차량 레이더(100)는 시간 동기를 획득한 후 시간 슬롯을 설정한다(S130). 차량 레이더(100)는 획득된 시간 동기를 기준으로 미리 정해진 방식에 따라 전송 시간 간격(transmitting time interval) 및 시간 슬롯을 설정할 수 있다. 예를 들어, 80ms 주기의 동기 및 10ms 주기의 동기에 대응하여, 10ms 크기의 시간 슬롯을 8개 포함하는 80ms 크기의 전송 시간 간격을 설정할 수 있다. 전송 시간 간격은 차량 레이더(100)가 송신 펄스를 출력하는 간격을 의미하고, 시간 슬롯은 송신 펄스가 출력되는 시간을 의미한다. 즉, 전송 간격에 포함되는 복수의 시간 슬롯 중에서 적어도 어느 하나를 통해 송신 펄스가 출력될 수 있다. 시간 슬롯의 크기는 제2 주기에 일치될 필요는 없으며, 차량 레이더(100)가 가진 클록 신호를 기준으로 10ms를 더욱 세분화하여 시간 슬롯이 설정될 수 있다.The vehicle radar 100 sets a time slot after acquiring time synchronization (S130). The vehicle radar 100 can set a transmitting time interval and a time slot according to a predetermined method based on the acquired time synchronization. For example, a transmission time interval of 80 ms including 8 time slots of 10 ms in size can be set corresponding to synchronization of 80 ms period and synchronization of 10 ms period. The transmission time interval means an interval at which the vehicle radar 100 outputs a transmission pulse, and the time slot means a time at which a transmission pulse is output. That is, a transmission pulse may be output through at least one of a plurality of time slots included in the transmission interval. The size of the time slot does not need to be matched to the second period, and the time slot can be set by further subdividing 10 ms based on the clock signal of the vehicle radar 100.

차량 레이더(100)는 설정된 시간 슬롯을 스캐닝한다(S140). 차량 레이더(100)는 송신 펄스를 출력하지 않는 상태에서 다른 차량 레이더가 출력하는 송신 펄스를 수신하여 다른 차량 레이더가 사용하고 있는 시간 슬롯을 검출한다. 시간 슬롯을 스캐닝하는 기간은 1 전송 시간 간격 이상으로 다른 레이더가 사용하고 있는 시간 슬롯을 충분히 검출할 수 있는 시간으로 설정될 수 있다.The vehicle radar 100 scans the set time slot (S140). The vehicle radar 100 receives a transmission pulse output from another vehicle radar in a state in which a transmission pulse is not output, and detects a time slot used by another vehicle radar. The time period for scanning the time slot can be set to a time that can sufficiently detect the time slot used by another radar over one transmission time interval.

하나의 시간 슬롯이 10ms라고 하면, 다른 차량 레이더가 출력하는 송신 펄스는 10ms 동안 최대거리 30km까지 전송되므로, 30km 반경 내에서 운용되고 있는 다른 차량 레이더가 사용하는 시간 슬롯을 검출할 수 있다. 즉, 다른 차량 레이더가 출력하는 송신 펄스를 수신하는 것만으로 다른 차량 레이더가 사용하고 있는 시간 슬롯을 충분히 검출할 수 있다. If one time slot is 10 ms, the transmission pulse output by another vehicle radar is transmitted up to a maximum distance of 30 km for 10 ms, so that a time slot used by another vehicle radar operating within a 30 km radius can be detected. That is, the time slot used by another vehicle radar can be sufficiently detected by only receiving the transmission pulse output from the other vehicle radar.

차량 레이더(100)는 시간 슬롯을 스캐닝하여 미사용 시간 슬롯이 있는지 여부를 판단한다(S150). 전송 시간 간격에 포함된 복수의 시간 슬롯이 모두 사용 중인 경우, 차량 레이더(100)는 시간 슬롯 스캐닝을 다시 수행한다.The vehicle radar 100 scans the time slot to determine whether there is an unused time slot (S150). If a plurality of time slots included in the transmission time interval are all in use, the vehicle radar 100 performs time slot scanning again.

전송 시간 간격에 포함되는 복수의 시간 슬롯 중에서 적어도 하나의 미사용 시간 슬롯이 검출되면, 차량 레이더(100)는 미사용 시간 슬롯 중에서 자신이 사용할 시간 슬롯을 선택한다(S160). 예를 들어, 전송 시간 간격에 포함된 8개의 시간 슬롯 중에서 7번째 시간 슬롯 및 8번째 시간 슬롯이 미사용 중인 경우에, 차량 레이더(100)는 7번째 시간 슬롯 및 8번째 시간 슬롯 중에서 어느 하나를 자신이 사용할 시간 슬롯으로 선택할 수 있다. When at least one unused time slot among the plurality of time slots included in the transmission time interval is detected, the vehicle radar 100 selects a time slot to be used in the unused time slot (S160). For example, in a case where the seventh time slot and the eighth time slot are unused among the eight time slots included in the transmission time interval, the vehicle radar 100 selects any one of the seventh time slot and the eighth time slot as self Can be selected by the time slot to be used.

차량 레이더(100)는 선택한 시간 슬롯을 통하여 송신 펄스를 출력한다(S170). 차량 레이더(100)는 전송 시간 간격으로 선택한 시간 슬롯마다 송신 펄스를 반복적으로 출력한다. 송신 펄스는 24.05~24.25GHz 범위의 200MHz 대역폭을 가질 수 있다. 출력된 송신 펄스는 반사체에 반사되어 차량 레이더(100)로 되돌아온다.The vehicle radar 100 outputs a transmission pulse through the selected time slot (S170). The vehicle radar 100 repeatedly outputs transmission pulses for each time slot selected as the transmission time interval. The transmit pulse may have a bandwidth of 200 MHz ranging from 24.05 to 24.25 GHz. The output transmission pulse is reflected on the reflector and returned to the vehicle radar 100.

차량 레이더(100)는 반사체에 반사되어 되돌아오는 반사 펄스를 수신한다(S180). The vehicle radar 100 receives the reflected pulse reflected by the reflector and returns (S180).

차량 레이더(100)는 반사 펄스를 처리하여 반사체와의 거리를 산출한다(S190).The vehicle radar 100 processes the reflection pulse to calculate the distance to the reflector (S190).

후방감지 센서 중에서 초음파 센서는 초음파 센서는 진흙, 먼지 등에 의하여 신호의 감쇄가 매우 크기 때문에 진흙, 먼지 등이 상존하는 열악한 환경에서 사용되는 중장비용 센서로 사용하기에는 오동작율이 매우 크다. Ultrasonic sensor among the rear detection sensors is extremely malfunction rate for use as a heavy-duty sensor used in a harsh environment where mud, dust, etc. exist because the ultrasonic sensor has a very large signal attenuation due to mud or dust.

그러나, 차량 레이더(100)는 레이더의 케이스에 진흙, 먼지 등에 오염되더라도 그 성능의 열화가 거의 되지 않으므로, 건설 현장에서 사용되는 중장비용 센서로 적합니다. However, even if the vehicle radar 100 is contaminated with mud, dust or the like in the case of the radar, the performance of the radar 100 is hardly deteriorated. Therefore, the vehicle radar 100 is used as a heavy-duty sensor used in a construction site.

레이더 기술은 CW(continuous wave) 방식과 펄스 방식으로 구분할 수 있다. CW 방식의 레이더에는 FMCW(frequency modulated CW) 레이더가 있으며, 펄스 방식의 레이더에는 UWB(ultra-wideband) 레이더가 있다. Radar technology can be divided into CW (continuous wave) method and pulse method. There are FMCW (frequency modulated CW) radars on CW radar and UWB (ultra-wideband) radar on pulse radar.

FMCW 레이더는 최대 송신전력, 대역폭 등이 동일한 주파수 자원에서 신호대잡음비(signal-to-noise ratio, 이하 SNR)가 매우 좋으며 가장 널리 이용되는 레이더이다. FMCW 레이더는 차동차에서 엑츄에이터(actuator)와 연동하여 앞차와의 차간 간격 자동유지 및 ACC(automatic cruise control) 기능을 구현하기 위한 LRR(long range radar)로써 다양한 차량에 장착되어 사용되고 있다. FMCW radar is the most widely used radar with the highest signal-to-noise ratio (SNR) in frequency resources with the same maximum transmit power and bandwidth. The FMCW radar is used as a long range radar (LRR) in various vehicles in order to implement automatic cruise control (ACC) function and automatic maintenance of inter-vehicle distance from the front car in conjunction with an actuator in a differential.

FMCW 레이더의 송신 펄스는 대략 한번에 수백 us에서 10ms 정도이며 한번의 송신과 반사파의 신호처리로도 원하는 전 영역의 스캔이 충분한 신호대잡음비 (SNR; signal to noise ratio)를 얻으면서 가능하므로 최대 시간인 10ms를 상정하더라도 상기 예를 든 WCDMA 동기를 사용하는 경우 최대 8대의 중장비레이더를 동시에 간섭 없이 초당 10번 이상의 충분한 update rate으로 운용할 수 있다.The transmission pulse of the FMCW radar is about several hundreds of us to about 10ms at a time, and it is possible to obtain enough signal-to-noise ratio (SNR) by scanning all the desired areas with one transmission and reflection signal processing. Even in the case of using the above-described WCDMA synchronization, it is possible to operate up to 8 heavy equipment radar at a sufficient update rate of 10 times per second without interference at the same time.

참고로 인체의 안전을 고려하여 보통 SNR=16dB를 기준으로 하는데 이는 감지 확률이 99% 이상이며 오감지 확률이 10-10의 고 신뢰성을 요구하는 것을 기준으로 한다.[4]For reference, considering the safety of human body, it is based on SNR = 16dB, which is based on the requirement of high reliability with a detection probability of 99% or more and a false detection probability of 10 -10 .

그러나, 중장비의 경우에는 차체가 크고 돌출 부위가 많아서 차제가 클러터(clutter)로 작용할 수 있다. FMCW 레이더는 차체 클러터에 취약하여 차체 클러터 신호는 가장 근접한 신호이며 보통 반사율이 높은 금속으로 이루어져 있으므로 신호의 크기가 가장 커서 반사 신호를 측정하는 동안 가장 큰 신호가 된다. 반면에 가장 큰 안전이 요구되는 인체에 의한 반사 신호는 반사율이 금속에 비하여 아주 작아 차체 클러터 신호에 비하여 아주 미약하므로 인체 감지에 대한 측정 감도가 떨어지는 문제가 발생할 수 있다. 즉, FMCW 레이더는 차체 반사에 의한 클러터에 유의하여야 하는 장착상의 제약이 있으며 또는 이를 하드웨어적으로 해결하기 위해서는 구현하기가 용이하지 않은 수신부 베이스밴드의 높은 Q(quality factor)를 가지는 고성능 주파수 가변 필터를 장착하여야 한다. However, in the case of heavy equipment, the car body is large and the protruding parts are large, so that the car body can act as a clutter. Since the FMCW radar is vulnerable to vehicle body clutter, the vehicle body clutter signal is the closest signal and is usually made of metal with high reflectance, which is the largest signal and is the largest signal during the measurement of the reflected signal. On the other hand, the reflection signal by the human body, which requires the greatest safety, is very small compared with the body clutter signal because the reflectance is very small compared with the metal, so that the measurement sensitivity to the human body detection may be lowered. That is, the FMCW radar has a limitation on the mounting due to the reflection of the vehicle body, or a high performance frequency variable filter having a high quality factor of the receiver baseband which is not easy to implement in order to solve it hardwarely. .

UWB 레이더는 광대역을 사용하므로 거리 분해능이 좋은 장점이 있어 보행자 인식이나 자동주차 등의 거리 해상도가 아주 좋아야 하는 응용에 필수적인 레이더이다. 그리고 UWB 레이더는 펄스 레이더로서 짧은 시간 동안 펄스를 송신하므로 차제 반사에 의한 장착상의 제약이 없는 장점이 있다.Because UWB radar uses a wide bandwidth, it has a good distance resolution and is a radar essential for applications where distance resolution such as pedestrian recognition or automatic parking is very good. The UWB radar is a pulse radar that transmits pulses for a short period of time.

그러나, UWB 레이더는 광대역이어서 기존의 다른 분야에서 사용하고 있는 주파수 대역과 겹치게 되어 기존 레이더와의 간섭을 최소화하기 위하여 송신상 최대전력 제약이 크다.However, since the UWB radar is broadband, it overlaps with the frequency band used in other fields, so that the maximum transmission power limitation is large in order to minimize the interference with the existing radar.

미국 연방통신위원회(Federal Communications Commission, FCC)와 유럽 전기통신 표준협회(European Telecommunications Standards Institute)의 규약에 의하면, UWB 레이더의 최대 송신전력(instantaneous transmitting peak power)은 0dBm/50MHz 이하로 제한되며, 평균 송신 전력은 -41.3dBm/MHz로 제한된다.[6]According to the codes of the Federal Communications Commission (FCC) and the European Telecommunications Standards Institute, the UWB radar's instantaneous transmitting peak power is limited to below 0 dBm / 50 MHz, The transmit power is limited to -41.3 dBm / MHz. [6]

반면, 제안하는 차량 레이더(100)는 24GHz 협대역 레이더로서 최대 송신전력이 20dBm/200MHz 이다.[5] On the other hand, the proposed vehicle radar 100 is a 24 GHz narrowband radar with a maximum transmission power of 20 dBm / 200 MHz. [5]

UWB 레이더를 24GHz 협대역 레이더와 비교하면, 24GHz UWB 레이더의 출력전력은 출력 전력이 점유 주파수 대역에서 평탄할 수 없으므로 가우시안, 모노펄스 등의 표준 UWB impulse에 대하여 출력 전력을 계산하면 최대 10dBm/500MHz 이하의 값으로 환산된다. 이를 신호대잡음비의 비로하면 UWB가 대략 1/25 정도로 낮은 값을 가진다. Comparing UWB radar with 24GHz narrowband radar, the output power of a 24GHz UWB radar can not be flat in the occupied frequency band, so the output power for a standard UWB impulse such as Gaussian or monopulse can be calculated to be less than 10dBm / 500MHz . UWB is about 1/25 of the signal-to-noise ratio.

레이더의 SNR을 높이는 가장 잘 알려진 방법은 송수신을 재빨리 여러 번 반복하여 코히런트(coherent) 적분하는 것이다. Nc번 반복하여 코히런트 적분하면 SNR이 N배 높아지게 된다. SNR=16dB를 만족하는 24GHz 협대역 레이더는 아래의 코히런트 적분 레이더 수식(수학식3)을 사용하여 계산해보면 24GHz 협대역 레이더는 Nc=110을 얻는다. 따라서 UWB의 경우는 25를 곱하면 Nc=2750을 얻는다.The best known way to increase the SNR of a radar is to repeat the transmission and reception quickly several times to perform coherent integration. Repeating Nc times and coherent integration increases the SNR by N times. A 24 GHz narrowband radar that satisfies SNR = 16 dB is calculated using the following coherent integral radar equation (Equation 3): 24 GHz narrowband radar obtains Nc = 110. Therefore, for UWB, multiply by 25 to obtain Nc = 2750.

Figure pat00003
Figure pat00003

여기서 Ga는 안테나 이득, PRx 는 수신전력, PTx 는 송신전력, σ 는 레이더 크로스 섹션, R은 반사체 거리 및 N은 노이즈 전력값이다. 계산에서는 σ는 인체의 경우 0.01~1m2 인데 기하 평균값인 0.1m2을 사용하였으며 R은 5m 이다.[4]Where Ga is the antenna gain, P Rx is the received power, P Tx is the transmit power, σ is the radar cross section, R is the reflector distance and N is the noise power value. In the calculations, σ is 0.01 to 1 m 2 for the human body, using a geometric mean of 0.1 m 2 and R 5 m. [4]

24GHz 협대역 레이더의 경우 최적화된 삼각파의 FWHM이 6ns이므로 수신단 베이스밴드 아날로그 메모리에 1ns 간격으로 반사파의 파형을 저장한다면 거리 단위가 15cm 이므로 예상 최소분해능 90cm에 비하여 충분하며 1~10m로 스캔할 경우 61개의 샘플&홀드가 필요하다. 이 경우는 예를 들어 0.13um CMOS같은 적당한 가격의 반도체 공정으로 크지 않은 면적으로 하드웨어를 구현할 수 있다. 한번 송수신하고 데이터를 DSP(Digital Signal Processor)에서 처리하는 것을 저가형으로 구성하려면 10us 정도이면 여유가 있는데 이 경우 Nc=110회 시행하는데 1.1ms이면 되므로 기본 슬롯의 예시 주기인 10ms는 충분하며 경우에 따라 5ms 등 더 짧은 시간으로 설정 가능하여 동시 사용 가능한 레이더 수가 8개 보다 16개 등으로 늘어 날 수 있음을 알 수 있다. 신호처리에 시간이 걸려 자기에게 할당된 시간을 넘기더라도 다음 사용시까지 타 레이더 들이 송수신을 진행하는 추가 슬롯 시간이 있으므로 DSP의 사양도 아주 높을 필요가 없다.In case of 24GHz narrow band radar, the optimized triangular wave FWHM is 6ns. Therefore, if the waveform of the reflected wave is stored in 1ns interval of receiving baseband analog memory, the distance unit is 15cm, which is enough compared to the expected minimum resolution of 90cm. Sample & Hold is required. In this case, for example, a semiconductor process at a reasonable price such as 0.13um CMOS can realize hardware with a small area. In order to construct a low-cost type of data transmission / reception in a DSP (Digital Signal Processor), there is a margin of about 10 μs. In this case, Nc = 110 times is required to be 1.1 ms. 5ms, and the number of simultaneous radars can be increased from 16 to 16 instead of 8. Even if the signal processing time is longer than the time assigned to the user, there is no need for the DSP specification because there is an additional slot time for other radars to transmit and receive until the next use.

24GHz 광대역 레이더의 경우 Nc=2750이므로 협대역 레이더와 같은 계산을 진행하면 측정에만 27.5ms가 소요되므로 시분할 방식으로 레이더간 간섭을 제거하는 것이 문제가 있음을 알 수 있다. UWB 레이더는 최소 대역폭이 500MHz 이상이 되어야 하므로 이는 FWHM이 0.5ns 펄스에 해당된다. 이 경우는 실시간 샘플링을 하여 데이터 획득 시간을 줄이기 위해서는 최소한 10Gsps의 샘플링 레이트가 필요하다. 현재 1Gsps 정도의 ADC가 너무 비싸므로 10Gsps의 샘플링 레이트의 ADC로 구현하는 것은 불가능하다. 또한 위의 방식으로 0.1ns 간격으로 S&H를 구성하게 되면 610개로 면적 문제가 심각하며 구현될 반도체 공정의 가격도 경제성이 없다. 또한 저가격으로 하드웨어를 구현하고 측정 주기를 늘리기 위한 방법의 대부분은 non-coherent 감지 방법을 사용한다. 이 경우는 non-coherent 적분에 의하여 coherent 적분보다 같은 Nc에 대하여 SNR의 증가율이 작아지는 손실이 있다. Non-coherent 적분에 의하여 SNR=16dB를 만족하려면 Nc가 100,000이상을 수행하여야 하므로 측정 시간을 줄이기 어렵다. In the case of 24GHz wideband radar, Nc = 2750, it is 27.5ms only for the calculation of narrowband radar. Therefore, it is problematic to eliminate inter-radar interference by time division method. The UWB radar must have a minimum bandwidth of 500MHz or higher, which corresponds to a 0.5ns pulse of FWHM. In this case, a sampling rate of at least 10Gsps is required to reduce data acquisition time by real-time sampling. At present, 1Gsps ADC is too expensive, so it is impossible to implement with ADC of 10Gsps sampling rate. In addition, if S & H is configured at 0.1 ns intervals in the above manner, the area problem is serious with 610, and the price of the semiconductor process to be implemented is not economical. Most of the methods for implementing hardware at low cost and increasing measurement cycles use non-coherent sensing methods. In this case, there is a loss in the SNR growth rate for the same Nc than the coherent integration due to the non-coherent integration. In order to satisfy SNR = 16dB by non-coherent integration, it is difficult to reduce the measurement time because Nc must be greater than 100,000.

Phase code 방식도 SNR을 높이기 위하여 많이 쓰이는 방법 중에 하나인데 이는 pulse compression 방식의 하나로 phase code를 이용하여 연속적인 여러 개의 긴 펄스로 송신하는 방법이다. Barkercode, polyphase code, Costas code 등이 있으며 autocorrelation에서 단일 펄스에서만 peak를 이루므로 SNR을 높일 수 있다. SNR의 증가는 연속적인 펄스의 개수, 즉 코드 개수에 비례한다. 그러나 이 방법은 펄스 레이더 자체가 송신 신호의 누설 문제 때문에 펄스의 송신이 끝날 때까지 수신을 시작할 수 없는 문제가 있어서 펄스 코드의 개수를 너무 늘리면 측정 가능한 최소 거리가 제한 되므로 개수를 무한정 늘릴 수 없는 단점이 있어 SNR의 증가가 제한되는 단점이 있다. 따라서 UWB 레이더의 경우는 시분할 방식으로 운용하기에는 구현 가격과 측정 시간의 적당한 타협점이 없는 것이 현실이다.The phase code scheme is one of the most popular methods for increasing the SNR. This is one of the pulse compression schemes, in which the phase code is used to continuously transmit multiple long pulses. Barkercode, polyphase code, and Costas code. In autocorrelation, the SNR can be increased because it forms a peak only in a single pulse. The increase in SNR is proportional to the number of consecutive pulses, i. However, this method has a problem that the pulse radar itself can not start receiving until the transmission of the pulse is completed due to the transmission signal leakage problem. Therefore, if the number of pulse codes is increased too much, There is a disadvantage that the increase of the SNR is limited. Therefore, in case of UWB radar, there is no proper compromise between implementation price and measurement time to operate in time division mode.

멀티플렉싱 방법은 이동통신에서 간섭을 최소화하여 여러 사용자가 동시에 사용하는 방법으로 널리 사용되고 있다. 상기 언급된 시분할방식뿐 만 아니라 주파수 분할(FDMA; frequency domain multiple access)나 코드분할(CDMA; code division multiple access)이 있으며 OFDM(orthogonal frequency domain multiplexer)와 CDMA(code domain multiple access)가 각각 대표적인 방식이다.The multiplexing method is widely used as a method of minimizing interference in mobile communication and being used by multiple users at the same time. (FDMA) or code division multiple access (CDMA) as well as the above-mentioned time division method, orthogonal frequency domain multiplexers (OFDM) and code domain multiple access (CDMA) to be.

ITS(intelligent transportation system) 같은 경우는 충돌 방지를 위한 레이더뿐 만 아니라 차량간의 통신도 동시에 필요하므로 레이더-통신이 같은 방식으로 가능한 멀티플렉싱 방법이 연구되고 있다.[7,8] 이러한 방식은 OFDM이든 CDMA이든 레이더를 사용할 경우에는 공간분해능은 사용 대역의 역수에 비례하므로 수학식 2에서 보듯이 최대한 넓은 대역을 사용하여야 하므로 레이더 방식으로 사용할 경우 필요한 시간의 동기가 아주 작은 시간 단위가 되므로 구현하기 아주 어렵다. 예를 들어 24GHz 협대역을 OFDM과 CDMA 레이더로 사용하려면 전대역인 200MHz를 동시에 출력하고 수신하여 처리하여야 하므로 하드웨어의 구현이 불가능하며 실제로 이러한 레이더의 데모는 고가의 계측기를 사용하여서만 구현되었다.In the case of intelligent transportation system (ITS), a radar-communication method can be used in the same way as the radar-to-vehicle communication is also required. [7,8] The spatial resolution is proportional to the reciprocal of the used band. Therefore, as shown in Equation (2), it is very difficult to implement the radar system because the time required for the radar system is very small. For example, in order to use 24GHz narrow band as OFDM and CDMA radar, it is impossible to implement hardware because it is necessary to simultaneously output and receive 200MHz of full bandwidth, so that the demonstration of this radar is realized only by using expensive instrument.

제안하는 차량 레이더(100)는 차량 레이더를 위해 허가된 24GHz 협대역 주파수를 사용하는 협대역 펄스 레이더(narrow band pulse radar)로서, UWB 레이더에 비해 펄스 반복 횟수가 낮으므로 펄스의 송수신 점유 시간이 짧다. 따라서 간섭이 일어날 수 있는 공간 내에서 더욱 많은 수의 차량 레이더(100)가 운용될 수 있다. 뿐만 아니라, 차량 레이더(100)는 시분할 다중 방식으로 송신 펄스를 출력하므로 복수의 차량 레이더(100) 간의 간섭을 회피할 수 있다.The proposed vehicle radar 100 is a narrow band pulse radar using a 24 GHz narrow band frequency which is permitted for a vehicle radar. Since the number of pulse repetitions is lower than that of a UWB radar, the transmission / reception occupation time of the pulse is short . Therefore, a larger number of vehicle radars 100 can be operated in a space where interference can occur. In addition, since the vehicle radar 100 outputs transmission pulses in a time division multiplexing manner, interference between a plurality of vehicle radars 100 can be avoided.

지금까지 참조한 도면과 기재된 발명의 상세한 설명은 단지 본 발명의 예시적인 것으로서, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description of the present invention are illustrative and explanatory only and are intended to be illustrative of the invention and are not to be construed as limiting the scope of the invention as defined by the appended claims. It is not. Therefore, those skilled in the art will appreciate that various modifications and equivalent embodiments are possible without departing from the scope of the present invention. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.

100 : 차량 레이더
110 : 하향링크 제어 데이터 수신부
120 : 신호 제어부
130 : 송신부
140 : 수신부
150 : 신호 합성부100: vehicle radar
110: Downlink control data receiver
120:
130:
140: Receiver
150:

Claims (19)

이동통신 시스템의 하향링크 제어 데이터를 수신하여 제1 주기를 갖는 제1 동기 및 상기 제1 주기에 포함되어 제1 주기가 균일하게 세분된 제2 주기를 갖는 제2 동기를 획득하는 하향링크 제어 데이터 수신부;
상기 제1 동기 및 상기 제2 동기를 기반으로 상기 제2 주기를 기본 단위의 시간 슬롯으로 세분하고, 상기 기본 단위의 시간 슬롯 중에서 적어도 어느 하나를 송신 펄스의 출력을 위한 개별 레이더 자신의 배타적인 시간 슬롯으로 선택하는 신호 제어부;
상기 신호 제어부의 제어에 따라 상기 배타적인 시간 슬롯 내에서 상기 송신 펄스를 반복적으로 출력하는 송신부; 및
상기 송신 펄스가 반사체에 반사되어 되돌아오는 반사 펄스를 수신하는 수신부를 포함하는 차량 레이더.A method of receiving downlink control data of a mobile communication system, the method comprising: receiving a downlink control data of a mobile communication system, the downlink control data including a first synchronization having a first period and a second synchronization having a second period uniformly subdivided by a first period, A receiving unit;
Dividing the second period into time slots of a basic unit based on the first synchronization and the second synchronization and outputting at least one of the time slots of the basic unit as an exclusive time of an individual radar for outputting a transmission pulse A signal controller for selecting a slot;
A transmitter for repeatedly outputting the transmission pulse within the exclusive time slot under the control of the signal controller; And
And a receiving section for receiving reflected pulses of the transmission pulses reflected by the reflector. 제1 항에 있어서,
상기 이동통신 시스템은 3GPP WCDMA 이동통신 시스템이고, 상기 하향링크 제어 데이터는 BCH(Broadcast Channel)을 통해 전송되는 시스템 정보, SCH(Synchronous Channel)을 통해 전송되는 동기 신호 및 CPICH(Common Pilot Channel)을 통해 전송되는 파일럿 신호를 포함하고,
상기 하향링크 제어 데이터 수신부는 상기 시스템 정보, 상기 동기 신호 및 상기 파일럿 신호를 이용하여 상기 제1 동기 및 제2 동기를 획득하는 차량 레이더.The method according to claim 1,
The mobile communication system is a 3GPP WCDMA mobile communication system, and the downlink control data includes system information transmitted through a BCH (Broadcast Channel), a synchronization signal transmitted through an SCH (Synchronous Channel), and a CPICH (Common Pilot Channel) Comprising a transmitted pilot signal,
And the downlink control data receiver acquires the first synchronization and the second synchronization using the system information, the synchronization signal, and the pilot signal. 제1 항에 있어서,
상기 신호 제어부는 상기 기본 단위의 시간 슬롯의 크기를 상기 제2 주기에 대응하여 제2 주기의 크기로 설정하는 차량 레이더.The method according to claim 1,
Wherein the signal controller sets a size of a time slot of the basic unit to a size of a second period corresponding to the second period. 제1 항에 있어서,
상기 신호 제어부는 레이더의 내부 클럭 신호를 이용하여 상기 제2 주기를 세분화하여 상기 기본 단위의 시간 슬롯의 크기를 설정하는 차량 레이더.The method according to claim 1,
Wherein the signal controller sets the size of the time slot of the basic unit by subdividing the second period using an internal clock signal of the radar. 제1 항에 있어서,
상기 신호 제어부는 상기 수신부를 통해 인접 차량 레이더가 출력하는 송신 펄스를 수신하여 복수의 시간 슬롯 중에서 적어도 하나의 미사용 시간 슬롯을 검출하는 차량 레이더.The method according to claim 1,
Wherein the signal controller detects at least one unused time slot among a plurality of time slots by receiving a transmission pulse output from an adjacent vehicle radar through the receiver. 제5 항에 있어서,
상기 신호 제어부는 상기 적어도 하나의 미사용 시간 슬롯 중에서 상기 배타적 시간 슬롯을 선택하는 차량 레이더.6. The method of claim 5,
Wherein the signal controller selects the exclusive time slot from among the at least one unused time slot. 제1 항에 있어서,
상기 신호 제어부는 GPS(Global Positioning System)의 위치 신호로부터 RAS(Radio Astronomy Site) 근처에서 정해진 반경으로 접근했을 때 레이더 기능을 불활성시키는 차량 레이더.The method according to claim 1,
Wherein the signal control unit disables the radar function when approaching a predetermined radius from a position signal of a GPS (Global Positioning System) near a Radio Astronomy Site (RAS). 제1 항에 있어서,
LO(local oscillator) 신호를 생성하여 상기 송신부에 공급하고, 상기 LO 신호를 쿼드 신호(quadrature signal)로 변환하여 상기 수신부에 공급하는 신호 합성부를 더 포함하는 차량 레이더.The method according to claim 1,
Further comprising: a signal synthesizer for generating a local oscillator (LO) signal and supplying it to the transmitter, and converting the LO signal into a quadrature signal and supplying the quadrature signal to the receiver. 제8 항에 있어서,
상기 송신부는,
베이스밴드 펄스 신호(baseband pulse signal)를 생성하는 펄스-타임 생성기;
상기 베이스밴드 펄스 신호에서 잡음을 제거하는 저주파 통과 필터; 및
상기 LO 신호를 이용하여 상기 베이스밴드 펄스 신호를 RF(radio frequency)신호로 상향 변환하는 DSB 믹서(Double-Sideband mixer)를 포함하는 차량 레이더.9. The method of claim 8,
The transmitter may further comprise:
A pulse-time generator for generating a baseband pulse signal;
A low pass filter for removing noise from the baseband pulse signal; And
And a DSB (Double Sideband) mixer for up-converting the baseband pulse signal to a radio frequency (RF) signal using the LO signal. 제9 항에 있어서,
상기 송신부는,
상기 RF 신호에서 잡음을 제거하는 송신 주파수 대역 통과 필터를 더 포함하는 차량 레이더.10. The method of claim 9,
The transmitter may further comprise:
Further comprising a transmit frequency band pass filter that removes noise from the RF signal. 제10 항에 있어서,
상기 송신부는,
상기 RF 신호를 증폭하여 송신 안테나를 통해 상기 송신 펄스로서 출력하는 전력 증폭기를 더 포함하는 차량 레이더.11. The method of claim 10,
The transmitter may further comprise:
And a power amplifier amplifying the RF signal and outputting the amplified RF signal as the transmission pulse through a transmission antenna. 제11 항에 있어서,
상기 송신부는,
상기 송신 펄스의 순간 최고 전력을 측정하여 상기 펄스-타임 생성기에 측정값을 전달하는 순간 최고 전력 측정기를 더 포함하고,
상기 펄스-타임 생성기는 상기 측정값을 기준으로 상기 베이스밴드 펄스 신호의 최대 진폭을 조절하는 차량 레이더.12. The method of claim 11,
The transmitter may further comprise:
Further comprising an instantaneous peak power meter measuring an instantaneous peak power of the transmitted pulse and delivering the measured value to the pulse-time generator,
And the pulse-time generator adjusts the maximum amplitude of the baseband pulse signal based on the measured value. 제12 항에 있어서,
상기 수신부는,
상기 반사 펄스의 잡음에 의한 신호대잡음비의 저하를 방지하는 저잡음 증폭기;
상기 저잡음 증폭기에서 증폭된 반사 펄스에서 잡음을 제거하는 수신 주파수 대역 통과 필터; 및
상기 쿼드 신호에 의해 구동되어 상기 수신 주파수 대역 통과 필터를 통과한 반사 펄스를 베이스밴드 쿼드 기저 신호로 하향 변환하는 수신 쿼드 믹서를 포함하는 차량 레이더.13. The method of claim 12,
The receiver may further comprise:
A low noise amplifier for preventing a reduction of the signal-to-noise ratio due to the noise of the reflection pulse;
A reception frequency band pass filter for removing noise from the reflected pulse amplified by the low noise amplifier; And
And a receive quad mixer driven by the quad signal to downconvert the reflected pulse passing through the receive frequency band pass filter to a baseband quad base signal. 제13 항에 있어서,
상기 수신부는,
상기 베이스밴드 쿼드 기저 신호에서 대역 밖의 잡음을 제거하는 베이스밴드 필터를 더 포함하는 차량 레이더.14. The method of claim 13,
The receiver may further comprise:
Further comprising a baseband filter that removes out-of-band noise from the baseband quad base signal. 제14 항에 있어서,
상기 수신부는,
상기 베이스밴드 쿼드 기저 신호를 기준 전압을 가진 아날로그 수신 신호로 변환하는 P/VGA(programmable or variable gain amplifier)를 더 포함하는 차량 레이더.15. The method of claim 14,
The receiver may further comprise:
And a P / VGA (programmable or variable gain amplifier) for converting the baseband quad base signal into an analog receive signal having a reference voltage. 제15 항에 있어서,
상기 수신부는,
상기 펄스-타임 생성기에서 프로그램된 시간에 대응하여 상기 베이스밴드 쿼드 기저 신호를 샘플링 및 홀딩하여 순시적으로 저장하는 아날로그 메모리를 더 포함하는 차량 레이더.16. The method of claim 15,
The receiver may further comprise:
Further comprising: an analog memory for sampling and holding the baseband quadrature baseband signal in response to the time programmed in the pulse-time generator and momentarily storing the baseband quadrature baseband signal. 제9항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 펄스-타임 생성기는 24GHz 협대역에서 SRR(short range radar)의 규격을 만족하는 최소 FWHM을 가지는 삼각형 파형을 출력하는 차량 레이더.17. The method according to any one of claims 9 to 16,
Wherein the pulse-time generator outputs a triangular waveform having a minimum FWHM satisfying a standard of a short range radar (SRR) at a 24 GHz narrow band. 제17 항에 있어서,
상기 펄스-타임 생성기는 77GHz 협대역에서 SRR(short range radar)의 규격을 만족하는 최소 FWHM을 가지는 삼각형 파형을 출력하는 차량 레이더.18. The method of claim 17,
Wherein the pulse-time generator outputs a triangular waveform having a minimum FWHM satisfying a standard of SRR (Short Range Radar) at a narrow frequency of 77 GHz. 이동통신 시스템의 제어 데이터를 수신하여 주기를 가지는 시간 동기를 획득하는 단계;
상기 시간 동기의 주기를 균등 분할된 복수의 시간 슬롯으로 설정하는 단계;
상기 복수의 시간 슬롯 중 적어도 어느 하나를 통해 전송 펄스를 출력하는 단계;
상기 전송 펄스가 반사체에 반사되어 되돌아오는 반사 펄스를 수신하는 단계; 및
상기 반사 펄스를 처리하여 상기 반사체와의 거리를 산출하는 단계를 포함하는 차량 레이더의 운영 방법.Receiving control data of a mobile communication system and obtaining time synchronization with a period;
Setting a period of the time synchronization to a plurality of time slots evenly divided;
Outputting a transmission pulse through at least one of the plurality of time slots;
Receiving reflected pulses of the transmitted pulses reflected by the reflector; And
And processing the reflected pulse to calculate the distance to the reflector.
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