KR20190020458A - Apparatus and method for detecting spread spectrum signal - Google Patents

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KR20190020458A
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Abstract

According to an embodiment of the present invention, an apparatus for detecting a spread spectrum signal comprises: a dividing unit for dividing a target signal by a predetermined length to generate a plurality of divided target signals; a PAPR calculation unit for calculating a peak-to-average power ratio (PAPR) of each of the plurality of divided target signals; an average calculation unit for calculating an average value of the PAPR; and a comparing unit for comparing the average value with a predetermined threshold value to determine whether or not a spread spectrum signal is included in the target signal.

Description

확산 대역 신호 판별 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR DETECTING SPREAD SPECTRUM SIGNAL}[0001] APPARATUS AND METHOD FOR DETECTING SPREAD SPECTRUM SIGNAL [0002]

본 발명은 확산 대역 신호 판별 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 타겟 신호에 확산 대역 신호가 존재하는 지를 판별하는 확산 대역 신호 판별 장치 및 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a spreading-band signal discrimination apparatus and method, and more particularly, to a spreading-band signal discrimination apparatus and method for discriminating whether a spreading-band signal exists in a target signal.

확산 대역 신호 통신 방식은 원신호가 점유하고 있는 본래의 주파수 대역보다 넓은 주파수 대역에 원신호의 성분을 확산시켜 잡음, 간섭 신호, 교란 신호 등의 영향을 최소화하는 통신 방식이다. 그 중 직접 수열 확산 대역 신호 방식은 신호 자체에 의사 잡음성 코드(PN 코드)를 곱하여 넓은 주파수 대역에 신호 성분을 퍼뜨리는 효과를 가지며 이를 확산 효과라고 한다. Diffusion band signal communication method is a communication method that minimizes the influence of noise, interference signal, and disturbance signal by spreading the component of the original signal in a frequency band wider than the original frequency band occupied by the original signal. Among them, the direct sequence spread spectrum signaling method has the effect of multiplying the signal itself by a pseudo noise voice code (PN code), spreading a signal component in a wide frequency band, which is called a spreading effect.

이때 확산 효과가 클수록 확산 대역 신호의 밀도는 잡음 신호의 전력 밀도보다 더 낮아지며, 이에 따라 수신단 측에서는 확산 대역 신호보다 더 큰 크기의 잡음 신호를 수신하게 된다. 이때 수신단 측에서 의사 잡음성 코드를 가지고 있는 경우 잡음 신호로부터 확산 대역 신호 성분만을 추출할 수 있지만, 송신단과 수신단 사이에 아무런 규약이 없는 환경에서는 확산 대역 신호를 원신호로 복원하는 것은 불가능에 가깝기 때문에 군사적인 용도로 많이 활용되고 있다.In this case, the larger the spreading effect is, the lower the density of the spread signal is, the lower the power density of the noise signal, and the receiving end receives the noise signal having a size larger than that of the spread signal. At this time, if the receiving end has the pseudo noise code, only the spread signal component can be extracted from the noise signal. However, in an environment where there is no protocol between the transmitting end and the receiving end, it is impossible to restore the spread signal to the original signal It is widely used for military purposes.

한국 공개특허공보 제10-2010-0107716호: 대역 확산 부호 획득 장치 및 그 방법Korean Patent Publication No. 10-2010-0107716: Spreading Code Acquisition Device and Method Thereof

본 발명의 실시예에서 해결하고자 하는 과제는 의사 잡음성 코드를 알지 못하는 수신 측에서 타겟 신호에 확산 대역 신호가 존재하는 지를 판별하는 기술을 제공하는 것이다. A problem to be solved by an embodiment of the present invention is to provide a technique for determining whether a spreading-band signal exists in a target signal on a receiving side that does not know a pseudo-random code.

특히, 본 발명의 실시예는 잡음의 에너지에 대한 추정 없이 타겟 신호에 확산 대역 신호가 포함되어 있는 지를 판별하고자 한다. In particular, embodiments of the present invention seek to determine whether a spreading signal is included in a target signal without estimating the energy of the noise.

다만, 본 발명의 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 이하에서 설명할 내용으로부터 통상의 기술자에게 자명한 범위 내에서 다양한 기술적 과제가 도출될 수 있다.It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are intended to provide further explanation of the invention as claimed.

본 발명의 일 실시예에 따른 확산 대역 신호 판별 장치는 타겟 신호를 소정의 길이로 분할하여 복수의 분할된 타겟 신호를 생성하는 분할부, 상기 분할된 타겟 신호 각각의 PAPR(peak to average power ratio)을 계산하는 PAPR 계산부, 상기 PAPR의 평균값을 계산하는 평균 계산부 및 상기 평균값과 소정의 임계치를 비교하여 상기 타겟 신호에 확산 대역 신호가 포함되어 있는지를 판별하는 비교부를 포함한다. A spread spectrum signal discrimination apparatus according to an embodiment of the present invention includes a divider for dividing a target signal into a predetermined length to generate a plurality of divided target signals, a peak to average power ratio (PAPR) And a comparator for comparing the average value with a predetermined threshold value to determine whether the spread signal is included in the target signal.

이때 상기 타겟 신호가 아날로그 신호인 경우 상기 타겟 신호를 디지털 신호로 변환하는 컨버팅부를 더 포함할 수 있다. In this case, when the target signal is an analog signal, the apparatus may further include a converting unit for converting the target signal into a digital signal.

또한 상기 분할부는 non-overlap rectangular window 알고리즘을 사용하여 상기 타겟 신호를 분할할 수 있다. The divider may also divide the target signal using a non-overlapping rectangular window algorithm.

본 발명의 일 실시예에 따른 확산 대역 신호 판별 방법은 하나 이상의 프로세서에 의해 수행되고, 타겟 신호를 소정의 길이로 분할하여 복수의 분할된 타겟 신호를 생성하는 단계, 상기 분할된 타겟 신호 각각의 PAPR(peak to average power ratio)을 계산하는 단계, 상기 PAPR의 평균값을 계산하는 단계 및 상기 평균값과 소정의 임계치를 비교하여 상기 타겟 신호에 확산 대역 신호가 포함되어 있는지를 판별하는 단계를 포함한다. A method of determining a spread spectrum signal according to an exemplary embodiment of the present invention includes: generating a plurality of divided target signals by dividing a target signal into a predetermined length, which is performed by one or more processors; calculating a mean value of the PAPR, and comparing the average value with a predetermined threshold value to determine whether the spread signal is included in the target signal.

본 발명의 실시예에 따르면, PAPR 값을 이용하여 잡음 신호의 에너지에 대한 추정 없이 타겟 신호에 확산 대역 신호가 포함되어 있는지를 판별하므로 교란 신호, 전파 방해, 소음 교란이 일어나는 상황에서 효과적으로 확산 대역 신호의 존재를 판별할 수 있다. According to the embodiment of the present invention, it is determined whether or not the spreading signal is included in the target signal without estimating the energy of the noise signal using the PAPR value. Therefore, in a situation where the disturbance signal, radio wave disturbance, Can be determined.

따라서 본 발명의 실시예가 군사적인 용도로 활용되는 경우 적군의 통신에 대한 정보(예를 들어, 의사 잡음성 코드 등)를 모르는 상황에서 적군의 통신 여부를 확인하는 데에 도움을 줄 수 있다. Therefore, when the embodiment of the present invention is used for a military purpose, it can help confirm whether or not the enemy army is communicating in a state in which information on the enemy army communication (for example, a pseudo work voice code, etc.) is unknown.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 확산 대역 신호 판별 장치의 기능 블럭도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 확산 대역 신호 판별 장치를 통해 확산 대역 신호가 포함된 타겟 신호와 확산 대역 신호가 포함되지 않은 타겟 신호로부터 PAPR의 평균을 도출한 실험 결과이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 확산 대역 신호 판별 장치와 기존 기술을 사용한 장치의 성능을 비교한 실험 결과이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 확산 대역 신호 판별 방법의 단계를 도시한 흐름도이다. 1 is a functional block diagram of a spread spectrum signal discrimination apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is an experimental result of deriving an average of PAPR from a target signal including a spread spectrum signal and a target signal not including a spread spectrum signal through a spread spectrum signal discrimination apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a graph illustrating the performance of a conventional spread spectrum signal discrimination apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a flowchart illustrating a method of determining a spread spectrum signal according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.

본 발명의 이점 및 특징,　그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.　　그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있으며,　단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고,　본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며,　본 발명의 범주는 청구항에　의해 정의될 뿐이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention and the manner of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings. It should be understood, however, that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but may be embodied in various forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein, To fully disclose the scope of the invention to a person skilled in the art, and the scope of the invention is only defined by the claims.

본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 실시예들을 설명함에 있어 실제로 필요한 경우 외에는 생략될 것이다.　　그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다.　　그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.In describing embodiments of the present invention, a detailed description of well-known functions or constructions will be omitted unless otherwise described in order to describe embodiments of the present invention. The following terms are defined in consideration of the functions in the embodiments of the present invention, which may vary depending on the intention of the user, the intention or the custom of the operator. Therefore, the definition should be based on the contents throughout this specification.

도면에 표시되고 아래에 설명되는 기능 블록들은 가능한 구현의 예들일 뿐이다. 다른 구현들에서는 상세한 설명의 사상 및 범위를 벗어나지 않는 범위에서 다른 기능 블록들이 사용될 수 있다. 또한 본 발명의 하나 이상의 기능 블록이 개별 블록들로 표시되지만, 본 발명의 기능 블록들 중 하나 이상은 동일 기능을 실행하는 다양한 하드웨어 및 소프트웨어 구성들의 조합일 수 있다.The functional blocks shown in the drawings and described below are merely examples of possible implementations. In other implementations, other functional blocks may be used without departing from the spirit and scope of the following detailed description. Also, while one or more functional blocks of the present invention are represented as discrete blocks, one or more of the functional blocks of the present invention may be a combination of various hardware and software configurations that perform the same function.

또한 어떤 구성 요소들을 포함한다는 표현은 개방형의 표현으로서 해당 구성 요소들이 존재하는 것을 단순히 지칭할 뿐이며, 추가적인 구성 요소들을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다.Also, to the extent that the inclusion of certain elements is merely an indication of the presence of that element as an open-ended expression, it should not be understood as excluding any additional elements.

나아가 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 연결되어 있다거나 접속되어 있다고 언급될 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 한다. Further, when a component is referred to as being connected or connected to another component, it may be directly connected or connected to the other component, but it should be understood that there may be other components in between.

일 실시예에 따른 구성 요소를 설명하기에 앞서, 본 발명의 실시예들을 발명하게 된 동기를 설명한다. 우선, 확산 대역 신호는 원신호가 점유하고 있는 주파수 대역 보다 넓은 주파수 대역을 이용하여 잡음, 간섭 신호, 교란 신호 등의 영향을 최소화하는 통신 방식이다. 예를 들어, 직접 수열 확산 대역 신호는 원신호에 주파수가 높은 디지털 신호인 의사 잡음성(PN 코드)를 곱(XOR)하여 원신호를 보다 넓은 주파수 대역에 확산(Spreading)시킬 수 있다. Prior to describing the components according to one embodiment, the motivation for inventing the embodiments of the present invention will be described. First, the spread-spectrum signal is a communication scheme that minimizes the influence of noise, interference signals, and disturbance signals using a frequency band that is wider than the frequency band occupied by the original signal. For example, the direct sequence spread spectrum signal can multiply the original signal by a pseudo noise (PN code), which is a high frequency digital signal, to spread the original signal over a wider frequency band.

이와 같은, 확산 대역 신호를 만들기 위해 원신호에 곱해지는 의사 잡음성 코드는 원신호의 첨두치에는 영향을 미치지 않는 성질을 가지며, 또한 확산 대역 신호는 원신호 보다 넓은 주파수 대역에 확산되어 있기 때문에 수신단에서 확산 대역 신호를 수신하는 경우 함께 포함되는 잡음 신호는 확산 대역 신호에 비해 큰 첨두치를 가진다는 성질이 있다. Since the pseudo-noise speech code multiplied by the original signal to produce the spread-spectrum signal does not affect the peak value of the original signal and the spread-band signal is spread over a wider frequency band than the original signal, The noise signal included in the spread signal has a larger peak value than that of the spread signal.

본 발명의 실시예들은 이러한 두 성질을 이용해 타겟 신호의 첨두 전력 대 평균 전력비(peak to average power ratio, 이하 'PAPR')를 잡음 신호 대 확산 대역 신호의 밀도를 판단할 수 있는 척도로서 이용하여 타겟 신호에 확산 대역 신호가 포함되어 있는지를 판별한다. 이하에서는 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대해 설명하도록 한다. Embodiments of the present invention use these two properties to measure the peak to average power ratio (PAPR) of the target signal as a measure for determining the density of the noise signal to spread spectrum signal, It is determined whether or not the spreading-band signal is included in the signal. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 확산 대역 신호 판별 장치(100)의 기능 블럭도이다. 1 is a functional block diagram of a spread spectrum signal discrimination apparatus 100 according to an embodiment of the present invention.

본 별명의 일 실시예에 따른 확산 대역 신호 판별 장치(100)는 타겟 신호에 확산 대역 신호가 포함되어 있는지를 판별하는데, 여기서 타겟 신호란 잡음 신호 속에 확산 대역 신호가 포함되어 있는지 확인의 대상이 되는 신호이다. The spread spectrum signal discrimination apparatus 100 according to an embodiment of the present invention discriminates whether or not a spread spectrum signal is included in a target signal. Here, the target signal is a target signal, which is an object of checking whether a spread spectrum signal is included in a noise signal Signal.

예를 들어, 아래 수학식 1과 같이 타겟 신호(

Figure pat00001
)에 확산 대역 신호가 포함되어 있지 않은 경우(
Figure pat00002
)에는 잡음 신호(
Figure pat00003
만 포함되어 있을 것이며, 타겟 신호(
Figure pat00004
)에 확산 대역 신호가 포함되어 있는 경우(
Figure pat00005
)에는 잡음 신호(
Figure pat00006
와 확산 대역 신호(
Figure pat00007
)가 같이 포함되어 있을 것이다. 그러나 의사 잡음성 코드 없이는 잡음 신호와 확산 대역 신호를 직접 구분하기 어렵기 때문에 본 발명의 일 실시예는
Figure pat00008
값만 아는 상태에서
Figure pat00009
의 존재를 판별한다. For example, as shown in Equation 1 below,
Figure pat00001
) Does not include the spread-spectrum signal
Figure pat00002
) Includes a noise signal
Figure pat00003
And the target signal (
Figure pat00004
) Contains a spread-spectrum signal (
Figure pat00005
) Includes a noise signal
Figure pat00006
And the spread spectrum signal (
Figure pat00007
) Will be included together. However, since it is difficult to directly distinguish a noise signal from a spread-spectrum signal without a pseudo noise speech code, an embodiment of the present invention
Figure pat00008
Knowing only the value
Figure pat00009
Is determined.

Figure pat00010
Figure pat00010

이때 수학식 1에서 n은 타겟 신호에 포함된 샘플의 식별 번호를 의미하며, N은 타겟 신호가 포함하는 샘플의 총 개수를 의미한다. 여기서, 샘플이란 아날로그 기반의 타겟 신호를 소정의 샘플링 레이트로 샘플링하여 얻어진 데이터를 의미할 수 있다. In Equation 1, n denotes an identification number of a sample included in the target signal, and N denotes a total number of samples included in the target signal. Here, the sample may mean data obtained by sampling an analog-based target signal at a predetermined sampling rate.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 확산 대역 신호 판별 장치(100)는 분할부(110), PAPR 계산부(120), 평균 계산부(130) 및 비교부(140)를 포함한다. 이때 일 실시예에 따른 확산 대역 신호 판별 장치(100)는 추가적으로 컨버팅부(150)를 더 포함할 수 있다.1, a spread spectrum signal discrimination apparatus 100 according to an embodiment of the present invention includes a dividing unit 110, a PAPR calculating unit 120, an averaging calculating unit 130, and a comparing unit 140 do. At this time, the spread-spectrum signal discriminator 100 according to an embodiment may further include a converting unit 150. [

분할부(110)는 타겟 신호를 소정의 길이로 분할하여 복수의 분할된 타겟 신호를 생성한다. 이때 분할부(110)는 타겟 신호를 시간 대역을 기준으로 분할하거나, 또는 주파수 대역을 기준으로 분할할 수 있다. The division unit 110 divides the target signal into a predetermined length to generate a plurality of divided target signals. At this time, the division unit 110 may divide the target signal based on the time band, or divide the target signal based on the frequency band.

예를 들어, 분할부(110)는 non-overlap rectangular window 알고리즘을 사용하여 타겟 신호를 복수 개의 윈도우로 분할할 수 있다. 가령, 타겟 신호를 샘플 수 M 크기의 창으로 분할한 타겟 신호를 아래 수학식 2와 같이 나타낼 수 있다. For example, the partitioning unit 110 may divide the target signal into a plurality of windows using a non-overlapping rectangular window algorithm. For example, a target signal obtained by dividing a target signal into a window having a size of M samples can be expressed as shown in Equation 2 below.

Figure pat00011
Figure pat00011

이때 수학식 2에서

Figure pat00012
은 분할된 타겟 신호로서 k는 분할된 타겟 신호의 식별 번호를 의미하며, 이때 M은 하나의 분할된 타겟 신호에 존재하는 샘플의 개수를 의미한다. In this case,
Figure pat00012
Denotes a divided target signal, and k denotes an identification number of the divided target signal, where M denotes the number of samples present in one divided target signal.

PAPR 계산부(120)는 분할된 타겟 신호 각각의 PAPR을 계산한다. 예를 들면, 아래 수학식 3에 따라 분할된 타겟 신호 각각의 PAPR을 계산할 수 있다. The PAPR calculation unit 120 calculates the PAPR of each of the divided target signals. For example, the PAPR of each of the divided target signals can be calculated according to Equation (3) below.

Figure pat00013
Figure pat00013

이때 수학식 3에서 PAPRk는 분할된 타겟 신호

Figure pat00014
로부터 계산된 PAPR이고, k는 분할된 타겟 신호의 식별 번호를 의미하고, n은 분할된 타겟 신호에 포함된 샘플의 식별 번호를 의미하며, M은 분할된 타겟 신호에 포함된 샘플의 개수를 의미한다. In Equation (3), PAPR k denotes a divided target signal
Figure pat00014
Where k denotes the identification number of the divided target signal, n denotes the identification number of the sample included in the divided target signal, and M denotes the number of samples included in the divided target signal do.

한편, 상술한 바와 같이 확산 대역 신호의 통신 방식에서는 확산 대역 신호를 만들기 위해 원신호에 곱해지는 의사 잡음성 코드가 원신호의 첨두치에 영향을 미치지 않는 성질을 가지며, 확산 대역 신호의 첨두치 보다 잡음 신호의 첨두치가 크다는 성질을 가지기 때문에 타겟 신호에서 추출되는 PAPR을 계산하기 위해 분자로 사용되는 인자로서 첨두 전력은 확산 대역 신호보다 상대적으로 큰 잡음 신호의 크기를 반영할 수 있고, PAPR을 계산하기 위해 분모로 사용되는 인자로서 평균 전력은 확산 대역 신호가 얼마나 포함되어 있느냐에 따라 달라지므로 평균 전력은 확산 대역 신호의 밀도를 반영할 수 있다.On the other hand, as described above, in the spread spectrum signal communication method, the pseudo noise code multiplied by the original signal has no influence on the peak value of the original signal in order to generate the spread spectrum signal. Since the peak value of the noise signal is large, the peak power as a factor used as a molecule to calculate the PAPR extracted from the target signal can reflect the size of the noise signal which is relatively larger than the spread spectrum signal, As a factor used as the denominator, the average power depends on how much the spread spectrum signal is included, so the average power can reflect the density of the spread spectrum signal.

이때 잡음 신호는 타겟 신호의 시간 대역 및 주파수 대역에 따라 불균일한 크기로 포함될 수 있으므로 타겟 신호에 대한 분할 없이 전체 구간을 대상으로 PAPR을 계산하는 것에 비하여, 타겟 신호를 복수의 구간으로 분할하여 각 구간마다 구한 PAPR은 타겟 신호에 포함된 잡음 신호의 밀도에 대한 확산 신호 밀도의 비율을 보다 정밀하게 반영할 수 있다.Since the noise signal can be included in a non-uniform size according to the time band and the frequency band of the target signal, the PAPR is calculated for the entire section without dividing the target signal. In contrast, the target signal is divided into a plurality of sections, Can more accurately reflect the ratio of the density of the spread signal to the density of the noise signal included in the target signal.

평균 계산부(130)는 분할된 타겟 신호 각각으로부터 PAPR 계산부(120)가 계산한 PAPR의 평균값을 계산한다. 상술한 설명에 따라 PAPR의 평균값은 타겟 신호에 대한 분할 없이 전체 구간을 대상으로 PAPR을 계산하는 것에 비해 타겟 신호에 포함된 잡음 신호의 밀도에 대한 확산 신호 밀도의 비율을 보다 정확하게 나타낸다. The average calculation unit 130 calculates the average value of the PAPR calculated by the PAPR calculation unit 120 from each of the divided target signals. According to the above description, the average value of the PAPR more accurately represents the ratio of the density of the spread signal to the density of the noise signal included in the target signal, as compared with calculating the PAPR for the entire section without dividing the target signal.

따라서 PAPR은 물리적으로 첨두 전력 대 평균 전력의 비를 의미하지만, 상술한 성질을 고려하면 분할된 타겟 신호 각각으로부터 구해진 PAPR의 평균값은 잡음 신호 대 확산 대역 신호의 밀도를 반영할 수 있다. 이에 따라 본 발명의 실시예에 따르면 PAPR의 평균값이 낮을수록 확산 대역 신호가 포함되어 있을 확률이 크다. Therefore, PAPR physically means the ratio of peak power to average power. However, considering the above-mentioned property, the average value of PAPR obtained from each divided target signal may reflect the density of noise signal to spread signal. Accordingly, according to the embodiment of the present invention, the lower the average value of the PAPR is, the greater the probability that the spreading-band signal is included.

비교부(140)는 PAPR의 평균값과 소정의 임계치를 비교하여 타겟 신호에 확산 대역 신호가 포함되어 있는지를 판별한다. 예를 들어, 아래 수학식 4와 같이 PAPR의 평균값이

Figure pat00015
보다 크면 타겟 신호에 확산 대역 신호가 포함되어 있지 않다고 판별(
Figure pat00016
)하고, PAPR의 평균값이
Figure pat00017
보다 작으면 타겟 신호에 확산 대역 신호가 포함되어 있다고 판별(
Figure pat00018
)할 수 있다. The comparator 140 compares the average value of the PAPR with a predetermined threshold to determine whether the spread signal is included in the target signal. For example, if the average value of the PAPR is
Figure pat00015
It is determined that the target signal does not include the spread spectrum signal (
Figure pat00016
), And the average value of PAPR is
Figure pat00017
It is determined that the target signal includes the spread-spectrum signal (
Figure pat00018
)can do.

Figure pat00019
Figure pat00019

이때 수학식 4에서

Figure pat00020
은 PAPR의 평균값,
Figure pat00021
은 임계치, k는 분할된 타겟 신호의 식별 번호, K는 분할된 타겟 신호의 개수를 의미한다. In Equation 4,
Figure pat00020
Is the mean value of PAPR,
Figure pat00021
K is the identification number of the divided target signal, and K is the number of the divided target signals.

이때 임계치는 잡음 신호가 측정되는 환경에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 잡음 신호가 크게 측정되는 환경에서는 잡음 신호가 작게 측정되는 환경에 비해 상대적으로 임계치를 큰 값으로 설정할 수 있다.The threshold may vary depending on the environment in which the noise signal is measured. For example, in an environment in which a noise signal is largely measured, the threshold value can be set to a relatively large value in comparison with an environment in which a noise signal is measured small.

한편, 일 실시예에 따른 확산 대역 신호 판별 장치(100)는 추가적으로 컨버팅부(150)를 더 포함할 수 있다. 컨버팅부(150)는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환한다. 이를 위해, 컨버팅부(150)는 ADC(analog-to-digital convertor)를 포함할 수 있으나 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 구성이 이에 한정되지 않는다. 따라서 본 발명의 일 실시예가 사용되는 분야에서 다루는 타겟 신호가 아날로그 신호인 경우에는 컨버팅부(150)를 더 포함하여 아날로그 신호 기반의 타겟 신호를 디지털 신호 기반의 타겟 신호로 변환할 수 있다. In addition, the spread-spectrum signal discrimination apparatus 100 according to an embodiment may further include a converting unit 150. The converting unit 150 converts an analog signal into a digital signal. To this end, the converting unit 150 may include an analog-to-digital converter (ADC), but the configuration for converting an analog signal to a digital signal is not limited thereto. Therefore, when the target signal covered by an embodiment of the present invention is an analog signal, the converting unit 150 may further include a converting unit 150 to convert the analog signal-based target signal into a digital signal-based target signal.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 확산 대역 신호 판별 장치(100)를 통해 확산 대역 신호가 포함된 타겟 신호와 확산 대역 신호가 포함되지 않은 타겟 신호로부터 PAPR의 평균을 도출한 실험 결과이다. 도 2의 그래프 가로축은 PAPR의 평균값을 나타내며 단위가 없다. 또한 세로축은 PAPR 평균값의 확률 분포를 나타낸다. FIG. 2 is an experimental result of deriving an average of PAPR from a target signal including a spreading-band signal and a target signal not including a spreading-band signal through the spreading-band signal discriminating apparatus 100 according to an embodiment of the present invention. The horizontal axis of the graph in FIG. 2 represents the average value of the PAPR and there is no unit. The vertical axis represents the probability distribution of the PAPR average value.

한편, 도 2의 실험에 사용된 타겟 신호에 포함된 샘플 수는 105개이고, 이때 타겟 신호를 104개의 윈도우로 분할하여 분할된 윈도우에 포함된 타겟 신호에는 10개의 샘플이 포함되도록 설계하였다. 이에 따라, 타겟 신호에 확산 대역 신호가 포함되어 있지 않은 경우(

Figure pat00022
)의 PAPR 평균값은 2.9289 이고, 타겟 신호에 확산 대역 신호가 포함된 경우(
Figure pat00023
)의 PAPR 평균값은 2.6293 이다. 이를 통하여, 타겟 신호에 확산 대역 신호가 포함된 경우 타겟 신호에 확산 대역 신호가 포함되어 있지 않은 경우보다 PAPR의 평균값이 낮음을 확인할 수 있다. In the meantime, the number of samples included in the target signal used in the experiment of FIG. 2 is 10 5 , and the target signal is divided into 10 4 windows, and 10 samples are included in the target signal included in the divided window. Accordingly, when the spread signal is not included in the target signal
Figure pat00022
) Is 2.9289, and when the spread signal is included in the target signal (
Figure pat00023
) Has an average PAPR of 2.6293. Accordingly, when the spread signal is included in the target signal, it can be seen that the average value of the PAPR is lower than when the spread signal is not included in the target signal.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 확산 대역 신호 판별 장치(100)와 기존 기술을 사용한 장치의 성능을 비교한 실험 결과이다. 도 3의 그래프 가로축은 통신 환경으로서 SNR(signal to noise ratio)을 나타내며, 세로축은 확산 대역 신호의 유무를 올바르게 판단한 통계를 나타낸다. FIG. 3 is a graph illustrating the performance of a conventional spread spectrum signal discrimination apparatus 100 according to an embodiment of the present invention. The horizontal axis of the graph in FIG. 3 represents a signal to noise ratio (SNR) as a communication environment, and the vertical axis represents statistics that correctly determine the presence or absence of a spread spectrum signal.

이때 도 3에 도시된 PAPR은 본 발명의 실시예에 따라 실험된 결과를 나타내며, 분할된 타겟 신호의 윈도우 크기는 모두 동일하되 분할된 타겟 신호 안에 포함된 샘플의 개수는 M에 나타낸 수치와 같이 달리하여 실험하였다. 또한 도 3에 도시된 ED는 잡음의 에너지를 추정하여 확산 대역 신호를 판별하는 기존 기술에 따라 실험한 결과를 나타내며 이때 사용된 잠읍 추정 불확실성은 U에 나타난 수치와 같이 달리하여 실험하였다. The PAPR shown in FIG. 3 shows experimental results according to an embodiment of the present invention. The window sizes of the divided target signals are all the same, but the number of samples included in the divided target signals is different Respectively. Also, the ED shown in FIG. 3 shows experimental results according to the existing technique of estimating the noise energy and determining the spread spectrum signal, and the estimated uncertainty used at that time is different from the value shown in U.

도 3을 참조하면, 잡음의 에너지를 추정하여 확산 대역 신호를 판별하는 기존 기술은 잡음의 에너지를 정확히 추정하지 못한다면 탐지 성능에 열화가 발생함을 확인할 수 있으나, 본 발명의 실시예들은 잡음 에너지를 추정하지 않으며 분할된 타겟 신호 내 샘플 수만 충분히 보장된다면 기존 기술보다 성능이 뛰어남을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 3, it can be seen that the existing technology for estimating the noise energy and determining the spread spectrum signal deteriorates the detection performance if the noise energy can not be accurately estimated. However, And if the number of samples in the divided target signal is sufficiently ensured, it can be confirmed that the performance is superior to the existing technology.

상술한 실시예에 따르면, PAPR 값을 이용하여 잡음 신호의 에너지에 대한 추정 없이 타겟 신호에 확산 대역 신호가 포함되어 있는지를 판별하므로 교란 신호, 전파 방해, 소음 교란이 일어나는 상황에서 효과적으로 확산 대역 신호의 존재를 판별할 수 있다. According to the above-described embodiment, it is determined whether or not the spreading signal is included in the target signal without estimating the energy of the noise signal by using the PAPR value. Therefore, in a situation where disturbance signal, radio wave disturbance, The presence can be determined.

따라서 본 발명의 실시예가 군사적인 용도로 활용되는 경우 적군의 통신에 대한 정보(예를 들어, 의사 잡음성 코드 등)를 모르는 상황에서 적군의 통신 여부를 확인하는 데에 도움을 줄 수 있다. Therefore, when the embodiment of the present invention is used for a military purpose, it can help confirm whether or not the enemy army is communicating in a state in which information on the enemy army communication (for example, a pseudo work voice code, etc.) is unknown.

상술한 실시예가 포함하는 분할부(110), PAPR 계산부(120), 비교부(140) 및 컨버팅부(150)는 이들의 기능을 수행하도록 프로그램된 명령어를 포함하는 메모리, 및 이들 명령어를 수행하는 마이크로프로세서를 포함하는 연산 장치에 의해 구현될 수 있다. The division unit 110, the PAPR calculation unit 120, the comparison unit 140, and the conversion unit 150, which are included in the above-described embodiments, include memories including instructions programmed to perform these functions, And a microprocessor for performing the functions described herein.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 확산 대역 신호 판별 방법의 단계를 도시한 흐름도이다. 도 4에 따른 확산 대역 신호 판별 방법의 각 단계는 도 1을 통해 설명된 확산 대역 신호 판별 장치(100)에 의해 수행될 수 있으며, 각 단계를 설명하면 다음과 같다.FIG. 4 is a flowchart illustrating a method of determining a spread spectrum signal according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. Each step of the spreading-band signal discrimination method according to FIG. 4 can be performed by the spreading-band signal discrimination apparatus 100 described with reference to FIG. 1, and each step will be described below.

우선, 컨버팅부(150)는 타겟 신호가 아날로그 신호인 경우 타겟 신호를 디지털 신호로 변환하고(S410), 분할부(110)는 타겟 신호를 소정의 길이로 분할하여 복수의 분할된 타겟 신호를 생성하며(S420), PAPR 계산부(120)는 분할된 타겟 신호 각각의 PAPR(peak to average power ratio)을 계산하고(S430), 평균값 계산부는 PAPR의 평균값을 계산하여(S440), 비교부(140)는 평균값과 소정의 임계치를 비교하여 타겟 신호에 확산 대역 신호가 포함되어 있는지를 판별한다(S450). First, when the target signal is an analog signal, the converting unit 150 converts the target signal into a digital signal (S410). The dividing unit 110 divides the target signal into a predetermined length and generates a plurality of divided target signals (S430). The PAPR calculator 120 calculates the peak to average power ratio (PAPR) of each of the divided target signals (S430). The average calculator calculates an average value of the PAPRs (S440) Compares the average value with a predetermined threshold value to determine whether the spread signal is included in the target signal (S450).

한편, 상술한 각 단계의 주체인 구성 요소들이 해당 단계를 실시하기 위한 과정은 도 1과 함께 설명하였으므로 중복된 설명은 생략한다. In the meantime, the processes for performing the steps of the components, which are the subject of each of the above-described steps, have been described with reference to FIG. 1, so that redundant description will be omitted.

상술한 본 발명의 실시예들은 다양한 수단을 통해 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시예들은 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다.The above-described embodiments of the present invention can be implemented by various means. For example, embodiments of the present invention may be implemented by hardware, firmware, software, or a combination thereof.

하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 하나 또는 그 이상의 ASICs(Application Specific Integrated Circuits), DSPs(Digital Signal Processors), DSPDs(Digital Signal Processing Devices), PLDs(Programmable Logic Devices), FPGAs(Field Programmable Gate Arrays), 프로세서, 컨트롤러, 마이크로 컨트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.In the case of hardware implementation, the method according to embodiments of the present invention may be implemented in one or more Application Specific Integrated Circuits (ASICs), Digital Signal Processors (DSPs), Digital Signal Processing Devices (DSPDs), Programmable Logic Devices (PLDs) , FPGAs (Field Programmable Gate Arrays), processors, controllers, microcontrollers, microprocessors, and the like.

펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차 또는 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드 등이 기록된 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터 판독 가능 기록 매체 또는 메모리 유닛에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 메모리 유닛은 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.In the case of an implementation by firmware or software, the method according to embodiments of the present invention may be implemented in the form of a module, a procedure or a function for performing the functions or operations described above. A computer program recorded with a software code or the like may be stored in a computer-readable recording medium or a memory unit and may be driven by a processor. The memory unit is located inside or outside the processor, and can exchange data with the processor by various known means.

이와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Thus, those skilled in the art will appreciate that the present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof. It is therefore to be understood that the embodiments described above are to be considered in all respects only as illustrative and not restrictive. It is intended that the present invention covers the modifications and variations of this invention provided they come within the scope of the appended claims and their equivalents. .

100: 확산 대역 신호 판별 장치
110: 분할부
120: PAPR 계산부
130: 평균 계산부
140: 비교부
150: 컨버팅부 100: spread spectrum signal discriminator
110: minute installment
120: PAPR calculation unit
130:
140:
150: Converting unit

Claims (5)

타겟 신호를 소정의 길이로 분할하여 복수의 분할된 타겟 신호를 생성하는 분할부;
상기 분할된 타겟 신호 각각의 PAPR(peak to average power ratio)을 계산하는 PAPR 계산부;
상기 PAPR의 평균값을 계산하는 평균 계산부; 및
상기 평균값과 소정의 임계치를 비교하여 상기 타겟 신호에 확산 대역 신호가 포함되어 있는지를 판별하는 비교부를 포함하는
확산 대역 신호 판별 장치.A dividing unit dividing a target signal into a predetermined length to generate a plurality of divided target signals;
A PAPR calculation unit for calculating a peak to average power ratio (PAPR) of each of the divided target signals;
An average calculation unit for calculating an average value of the PAPR; And
And a comparison unit for comparing the average value with a predetermined threshold value to determine whether the spread signal is included in the target signal
Spread spectrum signal discrimination device. 제1항에 있어서,
상기 타겟 신호가 아날로그 신호인 경우 상기 타겟 신호를 디지털 신호로 변환하는 컨버팅부를 더 포함하는
확산 대역 신호 판별 장치.The method according to claim 1,
And a converting unit for converting the target signal into a digital signal when the target signal is an analog signal
Spread spectrum signal discrimination device. 제1항에 있어서,
상기 분할부는,
non-overlap rectangular window 알고리즘을 사용하여 상기 타겟 신호를 분할하는
확산 대역 신호 판별 장치.The method according to claim 1,
Wherein,
splitting the target signal using a non-overlapping rectangular window algorithm
Spread spectrum signal discrimination device. 하나 이상의 프로세서에 의해 수행되는 확산 대역 신호 판별 방법에 있어서,
타겟 신호를 소정의 길이로 분할하여 복수의 분할된 타겟 신호를 생성하는 단계;
상기 분할된 타겟 신호 각각의 PAPR(peak to average power ratio)을 계산하는 단계;
상기 PAPR의 평균값을 계산하는 단계; 및
상기 평균값과 소정의 임계치를 비교하여 상기 타겟 신호에 확산 대역 신호가 포함되어 있는지를 판별하는 단계를 포함하는
확산 대역 신호 판별 방법.A spread spectrum signal discrimination method performed by at least one processor,
Dividing the target signal into a predetermined length to generate a plurality of divided target signals;
Calculating a peak to average power ratio (PAPR) of each of the divided target signals;
Calculating an average value of the PAPR; And
And comparing the average value with a predetermined threshold value to determine whether the spread signal is included in the target signal
A method for determining a spread spectrum signal. 타겟 신호를 소정의 길이로 분할하여 복수의 분할된 타겟 신호를 생성하는 단계;
상기 분할된 타겟 신호 각각의 PAPR(peak to average power ratio)을 계산하는 단계;
상기 PAPR의 평균값을 계산하는 단계; 및
상기 평균값과 소정의 임계치를 비교하여 상기 타겟 신호에 확산 대역 신호가 포함되어 있는지를 판별하는 단계
를 프로세서로 하여금 수행하게 하는 명령어를 포함하는 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능 기록매체. Dividing the target signal into a predetermined length to generate a plurality of divided target signals;
Calculating a peak to average power ratio (PAPR) of each of the divided target signals;
Calculating an average value of the PAPR; And
Comparing the average value with a predetermined threshold value to determine whether the spread signal is included in the target signal
And causing the processor to execute the program.
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