KR20240023040A

KR20240023040A - 다중 채널 수신기 시스템에서 샘플링된 무선 주파수의 시간 정렬

Info

Publication number: KR20240023040A
Application number: KR1020237043165A
Authority: KR
Inventors: 토마스 발린; 가브리엘 지티에; 루네 올손
Original assignee: 사브 에이비
Priority date: 2021-06-23
Filing date: 2022-06-21
Publication date: 2024-02-20
Also published as: EP4360370A1; AU2022300011A1; SE545302C2; SE2100107A1; WO2022271066A1; IL309101A

Abstract

본 개시는 다중 채널 무선 주파수 수신 시스템에서 시간 정렬을 동기화하기 위한 방법(100)으로서, 상기 방법은 각 안테나 입력과 연관된 위치에서 다중 채널 수신기의 각 채널에 진폭 변조된 기준 신호를 주입하는 단계(101)를 포함하는 방법에 관한 것이다. 또한, 상기 방법은 시간 샘플 윈도우 내에서 기준 신호의 위치를 검출하는 단계(102)와 수신기 전자 장치 내의 각 채널 사이의 전파 시간 차이를 결정하는 단계(103)를 포함한다. 또한, 상기 방법은 각 채널에 대해 시간 정렬을 동기화하기 위해 조정 파라미터를 결정하는 단계(104)와 각 채널에 대해 결정된 동기화 조정 파라미터에 따라 시간 영역에서 채널을 조정하는 단계(105)를 포함한다.

Description

다중 채널 수신기 시스템에서 샘플링된 무선 주파수의 시간 정렬

본 발명은 시스템의 시간 정렬, 특히 다중 채널 수신 시스템의 채널 시간 정렬을 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.

안테나 어레이는 함께 작동하여 송신 및 수신 기능 모두 하나의 안테나로 작동을 수행하는 여러 안테나를 포함한다. 예를 들어, 트랜시버 또는 별도의 송신기 및 수신기와 같은 제어 장치는 안테나 어레이의 적절한 기능을 제공하기 위해 각 안테나에 대한 신호를 제어한다. 안테나 어레이는 특정 방향의 방사 전력을 제어하거나 다중 채널 수신 시스템에서 수신 지향성을 제어하는 데 사용된다.

일반적으로, 다중 채널 수신 시스템은 무선 통신 애플리케이션, 레이더 애플리케이션, 무선 네트워크, 방송 및 기타 통신 애플리케이션에 적용을 발견한다.

신호 수신 문제가 다중 채널 수신 시스템에서 발생한다. 이를 유발할 수 있는 일반적인 문제는 다중 채널 수신 시스템의 채널 간 시간 영역 지연에 차이가 있다는 것이다. 바람직하게는, 다중 채널 수신 시스템에서 각 채널 사이의 지연은 특정 수준 이하이다. 그러나, 다중 채널 수신 시스템을 제공할 때, 채널 간의 원하는 지연 차이를 얻는 것은 종종 어려운 일이며 어떤 경우에는 구성이 불가능하다. 다중 채널 수신 시스템의 채널 간 지연의 원하는 수준은 시스템의 적절한 기능을 보장하기 위해 달성되어야 한다. 그러나, 원하는 수준에 도달하려면, 효율적이고 신속하며 정확한 방식으로 시스템을 교정해야 한다.

본 기술에서는 신속하고 효율적이며 정확한 방식으로 모든 수신 채널 간의 교정 지연 동일성을 위한 수단을 갖는 다중 채널 수신 시스템을 제공할 필요가 있다. 따라서, 본 기술의 다중 채널 수신 시스템은 다중 채널 수신 시스템에서 채널 간의 시간 정렬을 달성하기 위한 효율적이고 신속하며 정확한 교정 수단을 갖는 다중 채널 수신 시스템을 제공하는 영역을 탐색할 여지가 있다.

이전 방안도 잘 작동할 수도 있지만, 다중 채널 수신에서 채널 간의 시간 정렬을 개선하는 것과 관련된 요구 사항을 해결하기 위해 다중 채널 수신 시스템 및 작동 방법을 제공하는 것이 바람직하다. 특히, 본 기술에서는 다중 채널 무선 주파수 수신 시스템에서 효율적이고 신속하며 정확한 방식으로 시간 정렬을 동기화하기 위해 동작하는 다중 채널 수신 시스템 및 방법을 제공할 필요가 있다.

따라서, 본 개시의 목적은 위에서 식별된 결함 및 단점 중 하나 이상을 완화, 경감 또는 제거하는 방법 및 시스템을 제공하는 것이다.

이 목적은 청구범위에 정의된 시스템, 수신기 및 방법을 통해 달성된다.

본 개시내용은 독립항의 주제에 의해 개시된다. 본 개시내용은 다중 채널 수신 시스템에서 채널 간의 시간 정렬을 개선하는 방법, 수신기 및 시스템을 제공함으로써 이러한 시스템, 수신기 및 이를 운영하는 방법의 더 나은 성능이 제공될 것이라는 통찰력에 적어도 부분적으로 기초하고 있다.

본 발명은 다중 채널 무선 주파수 수신/수신기 시스템에서 시간 정렬을 동기화하는 방법으로서, 상기 방법은:

- 각 안테나 입력과 연관된 위치에서 다중 채널 수신기의 각 채널에 진폭 변조 또는 위상 변조 기준 신호를 주입하는 단계;

- 아날로그에서 디지털로의 변환 후에 각 채널에 대한 시간 샘플 윈도우 내에서 기준 신호의 위치를 검출하는 단계;

- 수신기 전자 장치 내의 각 채널 사이의 전파 시간 차이 및 디지털 동기화 에러를 결정하는 단계;

- 각 채널에 대해 시간 정렬을 동기화하기 위한 조정 파라미터를 결정하는 단계; 및

- 각 채널에 대해 결정된 동기화 조정 파라미터에 따라 시간 영역에서 채널을 조정하는 단계를 포함하는 방법을 제공한다.

이 방법의 이점은 채널 간의 시간 정렬을 동기화하여 수신기가 더 나은 성능으로 작동할 수 있게 한다는 것이다. 예를 들어, 레이더 시스템에서 사이드 로브를 억제하려면 수신기 시스템의 채널 간 시간 정렬이 중요하다. 또한, 본 개시의 방법은 채널을 동기화하기 위해 디지털 조정을 활용하는데, 이는 예를 들어 위상 매칭 케이블을 활용하는 이전 방안에 비해 구현이 더 저렴하고 편리한다. 따라서, 이 방법은 아날로그 전파 지연 및 디지털 동기화 에러가 발생할 수 있는 다중 채널의 동기화를 가능하게 하는 이점을 제공한다.

더욱이, 임의의 신호 변환 이전에 주입된 진폭 변조 신호를 사용함으로써, 시간 샘플 윈도우에서의 위치 검출이 더욱 빠르고 편리해지며, 상기 진폭 변조 신호의 신호파가 수신기 채널에 의해 영향을 받지 않게 된다. 또한, 시간 샘플 윈도우 내에서 기준 신호의 위치를 감지하는 수단을 활용하는 방법을 사용하면 전파 시간 차이 및 디지털 동기화 에러를 정확하게 추정할 수 있으므로, 수신기 시스템의 정확한 보상/교정도 가능하다. 본 개시는 위상 변조된 신호를 사용할 수 있다는 점에 유의해야 한다.

채널은:

- 아날로그-디지털 변환(ADC) 샘플의 정수 크기로 대략적인 지연 이동; 및

- 각 채널의 동기화를 위해 결정된 파라미터에 따라 ADC 샘플의 일부 크기의 미세한 지연 이동 중 적어도 하나에 의해 시간 영역에서 조정될 수 있다.

이것의 이점은 채널이 유연하고 높은 정확도로 조정될 수 있다는 것이다. 시스템은 다양한 상황에서 다양한 방식으로 채널을 조정할 수 있다. 두 가지 조정을 모두 활용하면, 조정이 더 높은 정확도로 수행될 수 있다. 그러나, 일부 실시예에서는, 채널 간의 원하는 시간 정렬을 달성하는 데 단지 대략적인 지연 편이만으로 충분할 수 있다.

기준 신호는 톱니형 신호(즉, 삼각 진폭 변조 신호)이거나 (잘) 정의된 기능(즉, 기준점)을 갖는 임의의 다른 적합한 유형의 신호일 수 있다.

이것의 이점은 기준 신호의 전파 시간 차이와 디지털 동기화 에러를 더 쉽게 결정할 수 있다는 것이다. 톱니파 신호는 잘 정의된 기준점과 함께 잘 정의된 기능으로 구성되어 있어 각 채널의 기준 신호 간의 시간 차이를 더 쉽게 정의하고 확인할 수 있다.

톱니파 신호는 1㎲ 정도의 상승 및 하강 시간을 가질 수 있다. 높은 정확도와 속도로 보상이 결정될 수 있는 충분한 샘플 윈도우를 허용한다. 일부 실시예에서, 상승 및 하강 시간은 1 내지 5㎲이다.

채널을 조정하는 단계는 보간 필터를 사용하는 단계를 포함할 수 있다. 이것의 이점은 조정에 있어 보다 유연한 정확성을 제공할 수 있다는 것이다.

보간 필터는 보간 모듈에서 업샘플링, 샘플 지연, 다운샘플링 단계를 동작시킬 수 있다.

채널을 조정하는 단계는 시프트 레지스터를 사용하는 단계, ADC의 클록 생성 회로를 제어하여 아웃고잉 신호의 위상을 조정하는 단계 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

동기화는 시스템 시작 시 수행될 수 있다. 이것의 이점은 이 방법을 사용하면 실행 중인 시스템 전체에 걸쳐 동기화를 적용할 수 있다는 것이다. 즉, 시스템을 원하는 작동 수준으로 유지하려면 단 하나의 동기화 절차만 필요하다.

다만, 시스템 운용 중에 미리 설정된 간격으로 동기화를 확인할 수 있다. 따라서, 시스템의 적절한 기능을 보장한다.

전파 시간 차이 및 디지털 동기화 에러를 결정하는 단계는 각 채널에 대해 상기 시간 샘플 윈도우 각각에서 미리 결정된 샘플 영역의 기준점 주위의 실제 샘플 분포를 결정하는 단계를 포함할 수 있다. 또한, 상기 기준점 주위에 샘플이 고르게 분포되는 원하는 샘플 분포를 설정한다. 또한, 각 채널별로 원하는 샘플 분포와 실제 샘플 분포 사이의 차이를 결정하고, 채널 간의 차이를 비교할 수도 있다. 이 방법은 아날로그 전파 시간 차이를 고려하면서 디지털 동기화 에러를 조정할 수 있다는 점에 유의해야 한다. 따라서, 본 개시에 따른 조정은 디지털 조정이다.

이것의 이점은 신속하게 수행할 수 있는 시간차를 효율적으로 결정할 수 있다는 것이다. 따라서, 최적화된 보상 절차가 가능하다. 바람직하게는, 기준점은 상기 미리 결정된 샘플 영역의 중심점이며, 이는 샘플이 중심점 주위에 분산될 것이기 때문에 시간차의 보다 정확한 결정을 허용한다.

검출기 장치와 교정 기준 신호는 시간 정확도 요건에 맞게 조정될 수 있다. 검출기 유닛은 N개의 기준 신호 샘플에 대한 공식:

을 사용하여 시간 지연에 비례하는 검출기 신호를 생성할 수 있다.

서로 다른 수신기 채널의 시간 지연을 동기화하기 위한 무선 주파수 수신 시스템으로서, 상기 시스템은 안테나 입력을 갖는 복수의 안테, 복수의 수신기 채널 및 제어 회로을 포함한다. 상기 제어 회로는:

- 각 안테나 입력과 관련된 위치에서 다중 채널 수신기의 각 채널 진폭 변조 또는 위상 변조 기준 신호를 주입하고,

- 아날로그에서 디지털로 변환한 후 각 채널 대한 시간 샘플 윈도우 내에서 기준 신호의 위치를 감지하며,

- 각 채널 간의 전파 시간 차이 및 디지털 동기화 에러를 결정하고,

- 각 채널에 대한 시간 정렬 동기화를 위한 조정 파라미터를 결정하며,

- 각 채널에 대해 결정된 동기화 조정 파라미터에 따라 시간 영역에서 채널을 조정하도록 구성된다.

무선 주파수 수신기 시스템의 하나 이상의 제어 회로에 의해 실행되도록 구성된 하나 이상의 프로그램을 저장하는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체로서, 상기 하나 이상의 프로그램은 본 개시에 따른 방법을 수행하기 위한 명령어를 포함하는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체가 더 제공된다.

또한, 본 개시에 따른 수신 시스템을 포함하는 차량이 제공된다. 차량은 지상 차량일 수도 있고 항공 차량일 수도 있다.

본 발명의 내용에 포함됨.

이하에서, 본 발명은 첨부 도면에 도시된 예시적인 실시예를 참조하여 비제한적인 방식으로 더 자세히 설명될 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 방법을 예시하는 개략적인 블록도이다.
도 2는 조정 전과 조정 후의 Rx 채널 간의 정렬을 도시한 개략적인 블록 다이어그램이다.
도 3은 시간 정렬(지연) 교정 후, 수신기 시스템의 채널에서 미리 결정된 샘플 영역의 기준점 주위의 샘플 분포를 나타내는 예시적인 그래프이다.
도 4는 시간 정렬(지연) 교정 전, 수신기 시스템의 채널에서 미리 결정된 샘플 영역의 기준점 주위의 샘플 분포를 나타내는 예시적인 그래프이다.
도 5는 다중 채널 수신기 시스템을 예시하고 본 발명의 실시예에 따른 채널 동기화를 위한 시스템의 회로를 구체적으로 예시하는 개략적인 블록도이다.
도 6은 도 5에 도시된 RF 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 다중 채널 수신기 시스템을 도시한 개략도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 시스템을 포함하는 차량의 개략도이다.
도 9는 본 개시의 예시적인 실시예에 따른 채널들 간의 채널 동기화 이전 및 이후의 Rx 채널의 개략도이다.

"포함하는"이라는 단어는 나열된 것 이외의 다른 요소 또는 단계의 존재를 배제하지 않으며 요소 앞의 단어 "a" 또는 "an"은 그러한 요소의 복수의 존재를 배제하지 않는다는 점에 유의해야 한다. 임의의 참조 부호는 청구항의 범위를 제한하지 않으며, 본 개시는 적어도 부분적으로 하드웨어와 소프트웨어 모두에 의해 구현될 수 있으며, 여러 "수단" 또는 "유닛"은 동일한 하드웨어 항목으로 표현될 수 있다는 점에 유의해야 한다.

위에서 언급하고 설명된 실시예는 단지 예로서 제시된 것이며 본 발명을 제한해서는 안 된다. 아래 설명된 특허 실시예에서 청구된 바와 같이 본 개시의 범위 내의 다른 방안, 용도, 목적 및 기능이 당업자에게 명백해야 한다.

도 1은 다중 채널 무선 주파수 수신 시스템에서 시간 정렬을 동기화하기 위한 방법(100)의 흐름도를 도시한 것이며, 이 방법은 각 안테나 입력과 관련된 위치에 있는 다중 채널 수신기의 각 채널에 진폭 변조된(또는 위상 변조된) 기준 신호를 주입하는 단계(101)를 포함한다. 아날로그에서 디지털로의 변환 후에 각 채널에 대한 시간 샘플 윈도우 내에서 기준 신호의 위치를 검출하는 단계(102)를 더 포함한다. 또한, 이 방법은 수신기 전자 장치 내의(바람직하게는 검출기 유닛 내의) 각각의 채널 사이의 전파 시간 차이 및 디지털 동기화 에러를 결정하는 단계(103)를 포함한다. 또한, 이 방법은 각 채널에 대해 시간 정렬을 동기화하기 위해 (전파 시간 차이에 기초하여) 조정 파라미터를 결정하는 단계(104)를 포함한다. 또한, 이 방법은 각 채널에 대해 결정된 동기화 조정 파라미터에 따라 시간 영역에서 채널을 조정한다(105).

채널을 조정하는 단계(105)는 보간 필터를 사용하는 단계를 포함할 수 있다. 보간 필터는 보간 모듈에서 업샘플링, 샘플 지연, 다운샘플링 단계를 동작시킬 수 있다. 또한, 채널을 조정하는 단계(105)는 시프트 레지스터를 사용하는 단계 및 ADC의 클록 생성 회로(14)(도 7에 도시됨)를 제어하여 아웃고잉 신호의 미세한 시간 지연을 조정하는 (즉, 미세한 시간 지연으로 작동될 수 있는) 단계 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 조정을 통해 채널을 동기화할 수 있다.

도 1에 추가로 도시된 바와 같이, 전파 시간 차이 및 디지털 동기화 에러를 결정하는 단계(103)는, 각 채널에 대해, 상기 시간 샘플 윈도우 각각에서 미리 결정된 샘플 영역의 기준점 주위의 실제 샘플 분포를 결정하는 단계(103a)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 기준점 주위에 균등하게 분포된 샘플을 갖는 원하는 샘플 분포를 설정(103b)한다. 더욱이, 각각의 채널에 대한 각각의 원하는 샘플 분포와 각각의 실제 샘플 분포 사이의 차이를 결정(103c)한다. 또한, 채널 간의 차이를 비교(103d)한다.

도 2는 (복수의 점선을 도시한) 동기화 이전의 수신기 채널, 즉 동기화되지 않은 Rx 채널을 보여주는 그래프를 도시하고, 그래프는 또한 본 개시의 방법(100)에 따라 Rx 채널을 동기화/교정한 후 정렬된 Rx 채널을 도시한다. 따라서, 시간 정렬된 Rx 채널을 도시한다.

도 3은 시간 샘플 윈도우 내에서 기준 신호(30)의 위치 검출(102)을 도시하는 예시적인 그래프를 도시한다. 구체적으로, 도 3은 미리 정해진 샘플 영역에서 기준점(32)을 중심으로 실제 샘플 분포(31)를 도시한다. 이는 원하는 샘플 분포와 추가로 비교되어 원하는 샘플 분포와 실제 샘플 분포(31) 간의 차이를 결정하여 채널 간의 차이를 비교할 수 있다.

도 3에서, 기준점(32) 주위에 샘플(31)(기준점의 각 측면에 있는 16개의 샘플 포인트)이 균일하게 분포되어 있다. 따라서, 실제 샘플 분포는 도 3의 원하는 샘플 분포와 동일하다. 따라서, 도 3의 채널에 대한 샘플은 조정이 필요하지 않다. 그러나, 샘플이 원하는 방식에 따라 배포되지 않는 수신기 시스템의 다른 채널의 경우, 도 3에 도시된 방식으로 정렬되도록 채널을 조정해야 한다.

도 3에서, 기준점(32)은 상기 미리 결정된 샘플 영역의 중심점이다. 그러나, 일부 실시예에서 기준점(32)은 반드시 중심점일 필요는 없다. 또한, 기준 신호(30)는 도 3에 도시된 바와 같이 톱니파 신호일 수 있지만, 상기 신호(30)는 톱니파 신호로 국한되지 않는다. 톱니파 신호는 1㎲ 정도의 상승 및 하강 시간을 가질 수 있다. 또한, 샘플 포인트의 수는 임의의 샘플 포인트 수일 수 있다.

도 4는 공통 RF 수신 시스템(1)에서 다른 채널(도 3에 도시된 것과 다른 채널)에 대한 시간 샘플 윈도우 내에서 기준 신호(30)의 위치 검출을 나타내는 예시적인 그래프를 도시한다. 상세하게, 도 3은 미리 결정된 샘플 영역의 기준점(32) 주위의 실제 샘플 분포(31)를 도시한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 32개 샘플은 상기 기준점(32) 주위에 고르게 분포되지 않으므로, 상기 채널을 도 3의 채널과 정렬하기 위해 조정이 필요하다. 따라서, 도 3 및 4는 상기 방법(100)에 따라 도 4의 채널을 조정함으로써 수신기 시스템에서 동기화되지 않은 채널을 나타낼 수 있고, 두 채널이 동기화될 수 있다. 시간 샘플 윈도우의 면적과 기준점은 다양할 수 있다는 점에 유의해야 한다.

채널은 각 채널의 동기화를 위해 결정된 파라미터에 따라 아날로그-디지털 변환의 정수배 크기인 대략적인 지연 시프트, ADC, 샘플, ADC 샘플의 분수 크기의 미세한 지연 시프트 중 적어도 하나에 의해 시간 영역에서 조정될 수 있다.

본 개시에 따른 방법(100)은 시스템의 시작 시 수행될 수 있다. 따라서, RF 수신 시스템의 초기 시작부터 적절한 기능을 보장한다. 다만, 시스템이 동작하는 동안 미리 설정된 간격으로 시스템의 채널 간 동기화를 확인할 수 있다.

도 5는 서로 다른 수신기 채널(3)에서 시간 지연을 동기화하기 위한 RF 수신 시스템(1)을 도시한 것으로, 이 시스템은 안테나 입력(2')을 갖는 복수의 안테나(2), 복수의 수신기 채널(3) 및 제어 회로(4)를 포함한다. 제어 회로(4)는 진폭 변조된(또는 위상 변조된 후 회로의 나중 단계에서 진폭 변조되는) 기준 신호를 각 안테나 입력(2')과 관련된 위치에서 다중 채널 수신기(1)의 각 채널(3)에 주입하도록 구성된다. 또한, 제어 회로(4)는 아날로그-디지털 변환 후 각 채널(3)에 대한 시간 샘플 윈도우 내에서 기준 신호의 위치를 검출하도록 구성된다. 또한, 각 채널(3)에 대해, 시간 정렬을 동기화하기 위해, 각 채널(3)과 조정 파라미터 사이의 전파 시간 차이 및 디지털 동기화 에러를 결정한다. 더욱이, 제어 회로(4)는 각 채널(3)에 대한 동기화의 결정된 조정 파라미터에 따라 시간 영역에서 채널을 조정한다.

도 5는 제어 회로(4)가 검출기 유닛(5), 조정 유닛(6) 및 기준 신호 발생기(7)를 포함한다는 것을 도시한다. 기준 신호 발생기는 진폭 변조된(또는 위상 변조된 회로의 다음 단계에서 진폭 변조되는) 기준 신호를 각 안테나 입력(2')과 관련된 위치에서 다중 채널 수신기(1)의 각 채널(3)로 주입하도록 구성될 수 있다.

검출기 유닛(5)은 A/D 컨버터(8)에 의해 아날로그-디지털 변환이 수행된 후 각 채널(3)에 대한 시간 샘플 윈도우 내에서 기준 신호의 위치를 검출하도록 구성될 수 있다. 또한, 검출기 유닛(5)은 각 채널(3)에 대한 시간 정렬을 동기화하기 위해 각 채널(3)과 조정 파라미터 사이의 전파 시간 차이 및 디지털 동기화 에러를 결정하도록 구성될 수 있다. 따라서, 조정 파라미터는 시간 파라미터일 수 있다.

또한, 조정 유닛(6)은 검출기 유닛(5)에 의해 제공되는 결정된 조정에 따라 시간 영역에서 채널을 조정하도록 구성될 수 있다. 조정 유닛(6)과 검출기 유닛(5)은 통합될 수 있다.

도 6은 도 5에 도시된 수신 시스템(1)의 구성요소를 개략적으로 도시한다. 도 6에 도시된 바와 같이, 수신 시스템(1)은 적어도 하나의 메모리 유닛(9), 입출력 인터페이스(10) 및 선택적으로 적어도 하나의 통신 인터페이스(11)를 더 포함할 수 있다. 도 5에서, 입출력 인터페이스(10)는 통합되어 있지만, 이들은 본 개시의 일부 실시예에서는 별도의 모듈일 수 있다. 입출력 인터페이스(10)는 안테나와 연결될 수 있다.

적어도 하나의 메모리 유닛(9)은 영구 저장 장치, 솔리드 스테이트 메모리, 원격 장착 메모리, 자기 매체, 광학 매체, RAM(Random Access Memory), ROM(Read-Only Memory), 대용량 저장 매체(가령, 하드 디스크), 이동식 저장 매체(가령, 플래시 드라이브, 컴팩트 디스크(CD) 또는 디지털 비디오 디스크(DVD)) 및/또는 사용될 수 있는 정보, 데이터 및/또는 명령어를 저장하는 기타 휘발성 또는 비휘발성, 비일시적 장치 판독 가능 및/또는 컴퓨터 실행 가능 메모리 장치를 포함하지만 이에 국한되지 않는 임의의 형태의 휘발성 또는 비휘발성 컴퓨터 판독 가능 메모리를 포함할 수 있다.

제어 회로(4)는 방법(100)을 동작시키기 위해 메모리 유닛(9)의 명령어 세트를 실행하도록 배열될 수 있다. 제어 회로(4)는 마이크로프로세서, 디지털 신호 프로세서(DSP), ASIC(주문형 집적 회로), FPGA(Field Programmable Gate Array) 또는 이들의 조합 또는 명령어 세트를 실행하도록 배열된 기타 유사한 처리 수단과 같은 임의의 적합한 유형일 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 저장 매체는 비휘발성 및/또는 휘발성 유형과 일시적 또는 비일시적 유형; 예를 들어 RAM, EEPROM, 플래시 디스크 등 일 수 있다. 메모리 유닛(9)은 제어 회로(4)와 통합될 수 있다는 점에 유의해야 한다. 또한, 도 5에 도시된 검출기 유닛(5), 조정 유닛(6) 및 기준 신호 생성기(7) 각각은 메모리 유닛(9), 입출력 각각 인터페이스(10) 및 통신 인터페이스(11)를 각각 포함할 수 있다.

통신 인터페이스(11)는 이더넷, I2C 버스, RS232, CAN 버스, IEEE 802.11 기반 또는 셀룰러 기반 기술과 같은 무선 통신 기술, 또는 애플리케이션에 따른 기타 통신 프로토콜과 같은 임의의 적합한 유형일 수 있다. 통신 인터페이스(11)는 안테나(2)로부터의 신호, 소프트웨어 업데이트 및 수신 시스템(1)의 상태를 결정하기 위한 명령어 메시지를 수신하는 데 사용될 수 있다. 또한, 통신 인터페이스(11)는 결과, 메시지, 상태 보고 등을 네트워크, 가령 공용망 또는 사설망을 통해 제어 스테이션이나 서버와 같은 외부 장치 및 제어 장치에 전달하는 데 사용될 수 있다. 네트워크는 수신 시스템(1)의 사용에 따라 근거리 또는 광역 네트워크일 수 있다. 예를 들어, 모바일 레이더 스테이션과 같은 레이더 스테이션에서, 네트워크는 차량에 위치할 수 있다. 공항용 레이더 기지의 경우, 네트워크는 공항의 경우 로컬 네트워크일 수도 있고 원격으로 제어되는 공항의 경우 광역 네트워크일 수도 있다. 또한, 클라우드 솔루션에서는 네트워크를 사설망으로 또는 인터넷 등의 공용망으로 활용할 수도 있다.

도 7은 일부 실시예에 따른 시스템(1)을 도시한 것으로, 시스템(1)은 시스템(1)이 적어도 하나의 보간 모듈(12)을 더 포함한다는 것을 도시한다. 적어도 하나의 보간 모듈(12)은 업샘플링, 샘플 지연 및 다운 샘플링 단계를 동작할 수 있다. 도 7에 도시된 바와 같이 각 채널(3)은 해당 ADC(8) 및 보간 모듈(12)에 연결될 수 있다.

시스템(1)은 안테나 입력(2')에 가까운 아날로그 신호를 주입하기 위해 기준 신호 생성기(7)에 의해 생성된 진폭 변조된(또는 위상 변조된) 기준 신호를 변환하도록 구성된 디지털-아날로그 컨버터(13)를 더 포함할 수 있다.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 RF 수신 시스템(1)을 포함하는 차량(200)을 도시한다.

도 9는 본 발명의 예시적인 시뮬레이션에 따라 일정 기간에 걸쳐 2개의 수신기 채널(Rx 채널 1 및 Rx 채널 2)을 개략적으로 보여주는 그래프를 도시한다. 도 9는 기준/교정 신호 주입 후 채널 사이에 아날로그 전파 지연과 디지털 동기화 에러가 있음을 보여주는 본 개시에 따른 교정/동기화 이전의 채널을 도시한다. 지연 보정 이전의 디지털 비디오 데이터 채널 1과 채널 2(참조 부호 A로 표시된 상자에 도시됨)는 참조 부호 A' 및 A''에서 분명한(즉, 검출 단계(102) 이후에 명백한) 시간 샘플 윈도우에서 다른 신호를 갖는 것으로 나타나 있다. 따라서, 본 개시에 따라 지연/에러를 조정하기 위해, 전파 시간 차이 및 디지털 동기화 에러가 결정되어(103)(또는 예를 들어 103a-103d의 단계를 포함하는 실시예에 따라) 조정 파라미터를 도출할 수 있다.

또한, 도 9는 본 개시의 일부 실시예에 따라 시간 정렬의 교정/동기화 후의 채널을 도시한 것으로, 이는 교정 후의 디지털 비디오가 채널 간에 완전히 동기화되었음을 나타내는 참조 부호 B로 도시된다. 따라서, (예를 들어 방법 단계 103 또는 103a-103d에 의해) 채널 사이의 전파 에러 및 디지털 동기화 에러/차이를 결정한 후, 채널이 동기화되도록 조정될 수 있다. (참조 부호 B' 및 B''에서 알 수 있듯이) 기준점 주위에 샘플 윈도우가 중심을 두게 된다, 이에 따라, 두 채널(Rx 1 및 Rx 2)에 대한 디지털 비디오 데이터 채널이 동기화된다. 따라서, 본 개시는 디지털 및 아날로그 에러/지연 모두를 설명하고 그에 따라 조정할 수 있다. 디지털 동기화 에러는 시작-동기화-도착 차이, 클럭 위상 차이 또는 기타 원인으로 인해 발생할 수 있다. 아날로그 전파 지연은 가령 케이블 길이가 달라 발생할 수 있다.

Claims

다중 채널 무선 주파수 수신 시스템에서 시간 정렬을 동기화하는 방법(100)으로서,
- 각 안테나 입력과 연관된 위치에서 다중 채널 수신기의 각 채널에 진폭 변조 또는 위상 변조 기준 신호를 주입하는 단계(101);
- 아날로그에서 디지털로의 변환 후에 각 채널에 대한 시간 샘플 윈도우 내에서 기준 신호의 위치를 검출하는 단계(102);
- 수신기 전자 장치 내의 각 채널 사이의 전파 시간 차이 및 디지털 동기화 에러를 결정하는 단계(103);
- 각 채널에 대해 시간 정렬을 동기화하기 위한 조정 파라미터를 결정하는 단계(104); 및
- 각 채널에 대해 결정된 동기화 조정 파라미터에 따라 시간 영역에서 채널을 조정하는 단계(105)를 포함하는 방법(100).
제1항에 있어서,
채널은:
- 아날로그-디지털 변환(ADC) 샘플의 정수 크기로 대략적인 지연 이동; 및
- 각 채널의 동기화를 위해 결정된 파라미터에 따라 ADC 샘플의 일부 크기의 미세한 지연 이동 중 적어도 하나에 의해 시간 영역에서 조정되는 방법(100):
제1항에 있어서,
기준 신호는 톱니파 신호인 방법(100).
제2항에 있어서,
톱니파 신호는 1㎲ 정도의 상승 및 하강 시간을 갖는 방법(100).
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
채널을 조정하는 단계(105)는 보간 필터를 사용하는 단계를 포함하는 방법(100).
제5항에 있어서,
보간 필터는 보간 모듈에서 업샘플링, 샘플 지연 및 다운샘플링 단계를 동작시키는 방법(100).
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
채널을 조정하는 단계(105)는 시프트 레지스터를 사용하는 단계 및 아웃고잉 신호의 위상을 조정하기 위해 ADC의 클록 생성 회로를 제어하는 단계 중 적어도 하나를 포함하는 방법(100).
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
시스템 시작 시 동기화가 수행되는 방법(100).
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
시스템이 작동하는 동안 미리 설정된 간격으로 동기화가 검사되는 방법(100).
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
전파 시간 차이 및 디지털 동기화 에러를 결정하는 단계(103)는:
각 채널에 대해, 시간 샘플 윈도우 각각에서 미리 결정된 샘플 영역의 기준점 주위의 실제 샘플 분포를 결정하는 단계(103a);
상기 기준점 주위에 균등하게 분포된 샘플을 갖는 원하는 샘플 분포를 설정하는 단계(103b);
각각의 채널에 대해 각각의 원하는 샘플 분포와 각각의 실제 샘플 분포 사이의 차이를 결정하는 단계(103c); 및
채널들 간의 차이를 비교하는 단계(103d)를 포함하는 방법(100).
제10항에 있어서,
기준점은 상기 미리 결정된 샘플 영역의 중심점인 방법(100).
서로 다른 수신기 채널(3)의 시간 지연을 동기화하기 위한 무선 주파수(RF) 수신 시스템(1)으로서, 상기 RF 수신 시스템(1)은:
- 안테나 입력(2')을 갖는 복수의 안테나(2);
- 복수의 수신기 채널(3); 및
- 제어 회로(4)을 포함하고,
상기 제어 회로(4)는:
- 각 안테나 입력(2')과 관련된 위치에서 다중 채널 수신기의 각 채널(3)에 진폭 변조 또는 위상 변조 기준 신호를 주입하고,
- 아날로그에서 디지털로 변환한 후 각 채널(3)에 대한 시간 샘플 윈도우 내에서 기준 신호의 위치를 감지하며,
- 각 채널(3) 간의 전파 시간 차이 및 디지털 동기화 에러를 결정하고,
- 각 채널(3)에 대한 시간 정렬 동기화를 위한 조정 파라미터를 결정하며,
- 각 채널(3)에 대해 결정된 동기화 조정 파라미터에 따라 시간 영역에서 채널을 조정하도록 구성되는 시스템(1).
무선 주파수 수신기 시스템(1)의 하나 이상의 제어 회로(4)에 의해 실행되도록 구성된 하나 이상의 프로그램을 저장하는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체로서,
상기 하나 이상의 프로그램은 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 방법(100)을 수행하기 위한 명령어를 포함하는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체.
제12항에 따른 RF 수신 시스템(1)을 포함하는 차량(200).