KR102496865B1 - 레이더 신호 처리 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 레이더 신호를 처리하는 장치 및 그 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 본 발명은 인 밴드 간섭신호(In-band interference signal)의 발생을 예측하여 간섭신호를 저감시키는 장치 및 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 미리 설정된 시간 단위로 송신신호를 시간 축에서 다수의 블럭으로 구분하고, 다수의 블럭 중 선택된 하나 이상의 특정 블럭에 간섭 기준 플래그를 설정하는 간섭 기준 플래그 설정부와 수신신호를 이용하여 다수의 블럭 각각에서 임펄시브 노이즈(Impulsive noise) 발생 여부를 검출하는 임펄시브 노이즈 검출부와 임펄시브 노이즈가 검출된 블럭 및 간섭 기준 플래그를 이용하여 인 밴드 플래그를 설정하는 인 밴드 플래그 설정부 및 인 밴드 플래그(In band flag)의 존재 여부에 따라 인 밴드 간섭신호의 유입을 예측하는 간섭신호 예측부를 포함하는 레이더 신호 처리 장치 및 방법을 제공한다.

Description

레이더 신호 처리 장치 및 방법{Apparatus and method for processing radar signal}
본 발명은 레이더 신호를 처리하는 장치 및 그 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 본 발명은 인 밴드 간섭신호(In-band interference signal)의 발생을 예측하여 간섭신호를 저감시키는 장치 및 방법에 관한 것이다.
레이더 장치는 송신신호와 송신신호가 타켓에 반사되어 수신되는 수신신호를 이용하여 타켓을 검출하고, 타켓에 대한 정보를 추출하는 장치로 다양한 분양에서 이용되고 있다. 예를 들어, 레이더 센서는 차량에 탑재되어 도로 상의 물체를 감지하고, 감지된 물체에 대한 정보를 획득하는 데에 사용된다.
이러한 레이더 장치 기술은 RF 기술과 신호처리 기술로 나누어 질 수 있으며, 그 중 신호 처리 기술은 고해상도 거리 및 속도 추출 기술, 다중 타켓 감지 기술, 다중 레이더 간섭 제거 기술, 클러터 제거 기술 등 다양한 분야로 나누어 연구되고 있다.
특히, 무수히 많은 간섭신호가 타켓에 의해서 반사되는 타켓 신호와 함께 수신되는 상황에서 정확하게 타켓 신호만을 획득하여 타켓 정보를 추출하는 간섭 제거 기술은 레이더 장치의 성능과 직접적으로 연관되어 있다.
그러나, 송신신호와 동일한 대역을 사용하는 인 밴드 간섭신호의 경우 랜덤하게 회피하는 기술에 대한 연구만이 진행되고 있는 실정으로, 인 밴드 간섭신호를 검출하지 않고 랜덤하게 회피함에 따라 인 밴드 간섭신호의 발생 가능성이 높게 나타나는 문제점이 있다.
전술한 배경에서 본 발명은 인 밴드 간섭신호의 발생을 예측하여 적절한 회피 방법을 제공하는 레이더 신호 처리 장치 및 방법을 제안하고자 한다.
또한, 본 발명은 하드웨어 추가없이 신호처리 기술로 인 밴드 간섭신호의 발생을 예측하여 미리 회피 방법을 제공함으로써, 보다 효율적인 간섭 제거 기술을 제안하고자 한다.
전술한 과제를 해결하기 위해서 안출된 본 발명은 미리 설정된 시간 단위로 송신신호를 시간 축에서 다수의 블럭으로 구분하고, 다수의 블럭 중 선택된 하나 이상의 특정 블럭에 간섭 기준 플래그를 설정하는 간섭 기준 플래그 설정부와 수신신호를 이용하여 다수의 블럭 각각에서 임펄시브 노이즈(Impulsive noise) 발생 여부를 검출하는 임펄시브 노이즈 검출부와 임펄시브 노이즈가 검출된 블럭 및 간섭 기준 플래그를 이용하여 인 밴드 플래그를 설정하는 인 밴드 플래그 설정부 및 인 밴드 플래그(In band flag)의 존재 여부에 따라 인 밴드 간섭신호의 유입을 예측하는 간섭신호 예측부를 포함하는 레이더 신호 처리 장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 미리 설정된 시간 단위로 송신신호를 시간 축에서 다수의 블럭으로 구분하고, 다수의 블럭 중 선택된 하나 이상의 특정 블럭에 간섭 기준 플래그를 설정하는 간섭 기준 플래그 설정단계와 수신신호를 이용하여 다수의 블럭 각각에서 임펄시브 노이즈(Impulsive noise) 발생 여부를 검출하는 임펄시브 노이즈 검출단계와 임펄시브 노이즈가 검출된 블럭 및 간섭 기준 플래그를 이용하여 인 밴드 플래그를 설정하는 인 밴드 플래그 설정단계 및 인 밴드 플래그(In band flag)의 존재 여부에 따라 인 밴드 간섭신호의 유입을 예측하는 간섭신호 예측단계를 포함하는 레이더 신호 처리 방법을 제공한다.
본 발명은 인 밴드 간섭신호의 유입을 미리 감지함으로써, 인 밴드 간섭신호에 따른 간섭발생을 예방할 수 있는 효과를 제공한다.
또한, 본 발명은 인 밴드 간섭신호의 유입을 감지하고 회피함으로써, 랜덤하게 회피하는 방법에 비해서 회피 확률이 높고, 불필요한 리소스 사용을 방지할 수 있는 효과를 제공한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이더 신호 처리 장치의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 인 밴드 간섭신호에 따라 다운 첩 구간에서 임펄시브 노이즈가 발생하는 현상을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 인 밴드 간섭신호에 따라 업 첩 구간에서 임펄시브 노이즈가 발생하는 현상을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 다운 첩 구간에서 간섭 기준 플래그를 설정하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 업 첩 구간에서 간섭 기준 플래그를 설정하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 임펄시브 노이즈를 검출하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 인 밴드 플래그 설정을 설명하기 위한 일 예를 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 인 밴드 플래그 설정을 설명하기 위한 다른 예를 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 간섭 신호 회피를 위한 구성을 포함하는 레이더 신호 처리 장치의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 간섭신호 회피를 위한 호핑 파라미터를 적용하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 인 밴드 플래그가 설정되는 블럭의 위치에 따른 호핑 파라미터 적용 전후의 간섭신호 회피 효과를 설명하기 위한 일 예를 도시한 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 인 밴드 플래그가 설정되는 블럭위 위치에 따른 호핑 파라미터의 적용 전후의 간섭신호 회피 효과를 설명하기 위한 다른 예를 도시한 도면이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이더 신호 처리 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이더 신호 처리 과정에서 인 밴드 플래그를 업데이트하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명은 레이더 신호 처리 장치 및 방법을 개시한다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
본 명세서에서의 레이더는 송신신호를 공중에 전파하고, 타켓에 반사되어 돌아오는 수신신호를 수신하여 타켓을 검출, 타켓의 정보를 추출하는 장치를 의미한다. 따라서, 본 명세서에서의 레이더는 송신 또는 수신을 위한 안테나를 포함할 수도 있다. 아울러, 본 명세서에서의 레이더는 주파수 변조 연속파(Frequency Modulated Continuous Wave, FMCW)를 이용하는 레이더로 가정하여 설명하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 레이더는 펄스 레이더, FSK(Frequency Shift Keying) 레이더 등에도 적용될 수 있다. 즉, 다양한 레이더의 송신신호의 블럭을 구분하고, 해당 블럭에 설정되는 간섭기준 플래그를 이용하여 간섭신호를 미연에 감지하는 기술은 본 발명의 범주에 포함될 수 있으며, 각 레이더의 특성에 따라 간섭기준 플래그가 설정되는 위치는 다양하게 변형될 수 있다.
한편, 이하에서 설명하는 인 밴드 간섭신호는 레이더의 수신신호에 포함될 수 있는 노이즈 중 해당 레이더가 사용하는 주파수 대역과 동일 또는 유사한 대역을 사용하는 노이즈를 의미한다. 예를 들어, 인 밴드 간섭신호는 타 레이더 장치가 동일 또는 유사한 주파수 대역을 이용하여 송신하는 송신신호가 될 수 있다. 이러한, 인 밴드 간섭신호는 주파수 대역이 상이하게 나타나는 타 노이즈들과는 달리 동일 또는 유사한 주파수 대역을 사용하여 수신된다는 점에서 간섭신호 제거가 매우 어려운 특징이 있다. 따라서, 인 밴드 간섭신호가 유입되는 경우 레이더의 성능이 심각하게 낮아지는 문제점이 발생할 수 있다. 종래에는 이러한 인 밴드 간섭신호를 회피하기 위해서는 랜덤하게 회피하는 방법만이 개시되어 있었으나, 이러한 방법은 회피 가능성이 낮다는 점과 랜덤 회피를 위한 불필요한 자원 낭비가 발생한다는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명에서는 인 밴드 간섭신호가 발생할 수 있는 상황을 미리 감지하고, 회피함으로써 보다 효율적이고 높은 확률로 인 밴드 간섭신호 제거를 수행할 수 있는 장치 및 방법을 제안하고자 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이더 신호 처리 장치의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 레이더 신호 처리 장치(100)는 미리 설정된 시간 단위로 송신신호를 시간 축에서 다수의 블럭으로 구분하고, 다수의 블럭 중 선택된 하나 이상의 특정 블럭에 간섭 기준 플래그를 설정하는 간섭 기준 플래그 설정부(110)와 수신신호를 이용하여 다수의 블럭 각각에서 임펄시브 노이즈(Impulsive noise) 발생 여부를 검출하는 임펄시브 노이즈 검출부(120)와 임펄시브 노이즈가 검출된 블럭 및 간섭 기준 플래그를 이용하여 인 밴드 플래그를 설정하는 인 밴드 플래그 설정부(130) 및 인 밴드 플래그(In band flag)의 존재 여부에 따라 인 밴드 간섭신호의 유입을 예측하는 간섭신호 예측부(140)를 포함하는 레이더 신호 처리 장치를 제공한다.
간섭 기준 플래그 설정부(110)는 송신신호를 미리 설정된 시간 단위로 구분하고, 해당 시간 단위의 송신신호를 시간 축 상에서 다수의 블럭으로 구분한다. 또한, 간섭 기준 플래그 설정부(110)는 구분된 다수의 블럭 각각에서 간섭 기준 플래그 설정 여부를 결정하고, 하나 이상의 선택된 특정 블럭에 간섭 기준 플래그를 설정할 수 있다. 예를 들어, 미리 설정된 시간 단위는 송신신호 주기의 정수배 일 수 있다. 각 블럭의 시간 축 길이는 미리 설정될 수 있으며, 인 밴드 간섭신호의 검출 민감도에 따라 동적으로 설정될 수도 있다.
한편, 간섭 기준 플래그 설정부(110)는 구분된 각 블럭에서 간섭 기준 플래그의 설정 여부를 결정할 수 있다. 간섭 기준 플래그는 임펄시브 노이즈의 검출 여부에 따라 인 밴드 플래그 설정을 결정하는 하나의 인자로 사용된다. 일 예로, 간섭 기준 플래그는 0 또는 1 중 어느 하나의 값으로 설정될 수 있다. 다른 예로, 간섭 기준 플래그는 특정 블럭에만 값이 할당되도록 설정될 수도 있다. 간섭 기준 플래그의 구체적인 값에는 한정이 없으며, 온 또는 오프와 같이 간섭 기준 플래그가 설정되는 블럭과 그렇지 않은 블럭을 구분할 수 있는 다양한 방식으로 설정될 수 있다.
또한, 간섭 기준 플래그 설정부(110)는 FMCW 송신신호의 하나의 주기(예를 들어, 하나의 삼각파)를 중심으로 설명할 때, 업 첩(up chirp)과 다운 첩(down chirp) 중 하나 이상의 구간에 설정될 수 있다. 여기서, 업 첩은 송신신호의 최대 주파수를 중심으로 시간에 따라 주파수가 증가하는 구간을 의미하며, 다운 첩은 송신신호의 최대 주파수를 중심으로 시간에 따라 주파수가 감소하는 구간을 의미한다. 업 첩과 다운 첩의 용어는 이해를 돕기 위한 것으로 FMCW 송신신호에서 시간에 따라 주파수가 변경되는 구간을 나누는 다양한 용어와 혼용될 수 있다. 또한, 간섭 기준 플래그 설정부(110)는 간섭 기준 플래그가 설정되는 특정 블럭을 선택할 때, 연속되도록 선택할 수 있다. 예를 들어, 업 첩 구간에서 두 개의 특정 블럭이 선택되는 경우, 두 개의 특정 블럭은 시간 상으로 연속되는 블럭이다. 마찬가지로, 다운 첩 구간에수 세 개의 특정 블럭이 선택되는 경우, 세 개의 특정 블럭은 시간 상으로 연속되는 블럭이다.
한편, 간섭 기준 플래그 설정부(110)는 간섭 기준 플래그가 설정되는 특정 블럭을 선택함에 있어서 다양한 인자를 이용할 수 있다. 예를 들어, 간섭 기준 플래그 설정부(110)는 송신신호의 최대 주파수에 대한 시간축 위치 정보, 송신신호가 타켓에 반사되어 수신되는 수신신호를 감지하기 위한 최대 수신신호 지연시간 정보, 미리 설정되는 간섭신호 검출 민감도 정보 및 송신신호의 첩 구간 정보 중 적어도 하나의 정보를 인자로 간섭 기준 플래그가 설정될 특정 블럭을 설정할 수 있다. 각 인자의 사용 여부 또는 각 인자를 이용하여 간섭 기준 플래그가 설정되는 특정 블럭을 선택하는 구체적인 방법은 사용자의 시스템 설정 등에 따라 달라질 수 있다. 즉, 본 발명은 간섭 기준 플래그를 사전에 특정 블럭에 설정함으로써, 임펄시브 노이즈가 발생되는 블럭과 특정 블럭의 관계에 따라 인 밴드 간섭신호의 유입을 예측하는 기술을 주요 특징으로 하며, 특정 블럭 설정은 다양하게 변형되어 적용될 수 있다.
예를 들어, 간섭 기준 플래그가 설정되는 특정 블럭은 전술한 업 첩 구간과 다운 첩 구간에서 달리 선택될 수 있다. 일 예로, 간섭 기준 플래그 설정부(110)는 송신신호의 다운 첩 구간에서는 송신신호의 최대 주파수에 대한 시간축 위치를 이용하여 결정되는 기준 블럭과 기준 블럭 이후 N 개의 연속되는 블럭을 하나 이상의 특정 블럭으로 선택하여 간섭 기준 플래그를 설정할 수 있다. 다른 예로, 간섭 기준 플래그 설정부(110)는 송신신호의 업 첩(up chirp) 구간에서는 송신신호의 최대 주파수에 대한 시간축 위치를 이용하여 결정되는 기준 블럭과 기준 블럭 이전 M 개의 연속되는 블럭을 하나 이상의 특정 블럭으로 선택하여 간섭 기준 플래그를 설정할 수 있다. 여기서, N과 M은 자연수이며, 간섭신호를 어느 정도로 민감하게 검출할 것인가에 대한 간섭신호 민감도 정보에 따라 그 값이 결정될 수 있다. 예를 들어, 간섭신호의 유입을 보다 빠르게 검출하고자 하는 경우 간섭신호 민감도 값은 높아지고 N 또는 M 값은 증가하게 된다. 즉, 간섭 기준 플래그가 설정되는 특정 블럭의 개수가 증가되게 된다. 이와 반대로, 정확성을 높이기 위해서 간섭신호 민감도 값을 낮아지게 설정하고자하는 경우에는 N 또는 M 값을 낮게 설정하여 특정 블럭의 개수를 감소시킬 수 있다. 간섭신호 민감도 정보는 시스템 설정 또는 사용자 설정에 따라 변경될 수 있다.
한편, 또 다른 예로, 간섭기준 플래그가 설정되는 특정 블럭은 미리 정해질 수 있다. 예를 들어, 송신신호의 주기에 연동되어 간섭기준 플래그가 설정되는 특정 블럭이 미리 결정될 수도 있다. 이는 시스템에 의해서 사전에 설정될 수도 있고, 간섭신호 민감도 정보의 변동에 따라 동적으로 사전에 설정될 수도 있다.
한편, 임펄시브 노이즈 검출부(120)는 수신신호를 분석하여 임펄시브 노이즈(Impulsive noise)의 발생 여부를 확인할 수 있다. 예를 들어, 임펄시브 노이즈는 수신신호의 시간 도메인에서 발생되는 피크(peak) 성분으로 주파수 도메인에서 노이즈 레벨(noise floor level)이 상승되도록 한다. 임펄시브 노이즈는 다양한 발생조건에 따라 발생될 수 있다. 일 예로, 임펄시브 노이즈는 간섭신호가 유입되는 경우, 송신신호와 간섭신호가 특정 시점에 동일한 주파수 값을 가지는 경우에 발생될 수 있다. 즉, 임펄시브 노이즈는 송신신호의 waveform과 간섭신호의 waveform이 크로스(cross)되는 부분에서 발생될 수 있다. 따라서, 임펄시브 노이즈 검출부(120)는 임펄시브 노이즈가 발생하는지를 신호처리를 통해서 모니터링할 수 있으며, 임펄시브 노이즈가 발생되는 시점이 전술한 송신신호 블럭 중 어느 블럭에 속하는지를 확인할 수도 있다.
또한, 인 밴드 플래그 설정부(130)는 임펄시브 노이즈가 검출된 블럭 및 간섭 기준 플래그를 이용하여 인 밴드 플래그(In band flag)를 설정할 수 있다. 인 밴드 플래그 설정부(130)는 임펄시브 노이즈가 검출되면 해당 임펄시브 노이즈가 검출된 블럭의 간섭 기준 플래그 정보를 이용하여 해당 블럭에 인 밴드 플러그를 설정할지를 결정할 수 있다. 예를 들어, 인 밴드 플래그 설정부(130)는 간섭 기준 플래그가 설정된 특정 블럭에 임펄시브 노이즈 발생이 검출된 경우, 임펄시브 노이즈가 검출된 블럭에 인 밴드 플래그를 설정할 수 있다. 이를 통해서, 해당 블럭 이후로 인 밴드 간섭신호가 유입될 가능성이 있음을 미리 감지할 수 있다.
구체적으로, 송신신호와 수신신호의 waveform이 크로스되는 부분에서 임펄시브 노이즈가 발생될 수 있으며, 크로스되는 부분 중에서 인 밴드 간섭신호가 발생될 위치가 존재한다. 즉, 인 밴드 간섭신호가 발생될 때, 임펄시브 노이즈를 항상 수반할 수 있다. 다만, 송신신호와 수신신호의 시간축 간격이 특정값 이상으로 형성되면 아웃 밴드 간섭신호이고, 특정값 미만으로 형성되면 인 밴드 간섭신호가 발생된다. 따라서, 인 밴드 간섭신호가 송신신호의 업 첩 또는 다운 첩 구간에서 유입되는 경우 임펄시브 노이즈를 수반한다. 즉, 임펄시브 노이즈가 발생되면 특정 상황에서 인 밴드 간섭신호에 따른 노이즈가 발생될 수 있다. 따라서, 인 밴드 플래그 설정부(130)는 임펄시브 노이즈를 검출하여 인 밴드 간섭신호의 유입을 사전에 감지할 수 있다.
다만, 임펄시브 노이즈는 다양한 원인에 의해서 발생될 수 있는바, 임펄시브 노이즈가 발생된 경우에 모두 인 밴드 간섭신호에 따른 노이즈가 발생되는 것은 아니다. 따라서, 인 밴드 플래그 설정부(130)는 미리 설정된 간섭 기준 플래그와 임펄시브 노이즈가 검출된 시점에 대한 두 가지 인자를 이용하여 인 밴드 간섭신호의 유입을 보다 정확하게 감지할 수 있다. 임펄시브 노이즈 검출과 간섭 기준 플래그를 사용하여 인 밴드 플래그를 설정하는 보다 구체적인 방법은 이하 도면을 참조하여 재차 설명하도록 한다.
한편, 간섭신호 예측부(140)는 인 밴드 플래그의 존재 여부에 따라 인 밴드 간섭신호의 유입을 예측한다. 예를 들어, 간섭신호 예측부(140)는 인 밴드 플래그가 설정된 경우, 이후 인 밴드 간섭신호가 유입될 것으로 예측할 수 있다. 반대로, 간섭신호 예측부(140)는 인 밴드 플래그가 설정되지 않은 경우 인 밴드 간섭신호가 유입될 가능성이 낮을 것으로 판단할 수도 있다.
따라서, 송신신호를 미리 설정된 시간 단위로 블럭을 나누고, 특정 블럭에 간섭 기준 플래그를 설정하면, 해당 간섭 기준 플래그는 전술한 시간 단위로 반복되어 설정될 수 있다. 또는, 인 밴드 플래그도 미리 설정된 시간 단위로 반복하여 설정될 수 있다. 이를 통해서 레이더 신호 처리 장치(100)는 인 밴드 플래그를 기준으로 인 밴드 간섭신호의 유입을 미리 감지하여 회피 동작을 수행할 수 있다.
이하에서는 전술한 본 발명의 각 동작을 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 인 밴드 간섭신호에 따라 다운 첩 구간에서 임펄시브 노이즈가 발생하는 현상을 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면, FMCW 레이더는 최대 주파수를 기준으로 시간에 따라 주파수가 증가하는 업 첩(up chirp) 구간과 시간에 따라 주파수가 감소하는 다운 첩(down chirp) 구간으로 구분될 수 있다. 이러한 FMCW 레이더의 송신신호 파형을 삼각파라고 기재하며, 시간에 따라 삼각파가 반복되어 전송된다. 한편, 인 밴드 간섭신호도 송신신호와 동일한 주파수 대역에서 삼각파 형태로 수신될 수 있다. 즉, 다운 첩 구간에서 인 밴드 간섭신호가 유입되는 경우, 송신신호와 인 밴드 간섭신호의 시간차(Td)가 최대 수신신호 지연시간 이내로 발생되는 경우 인 밴드 간섭신호에 따른 신호 간섭 현상이 발생된다. 즉, 도 2에서의 Td가 최대 수신신호 지연시간 보다 작을 경우 인 밴드 간섭신호에 의한 인 밴드 간섭현상이 발생되게 된다.
한편, 임펄시브 노이즈는 수신신호와 간섭신호의 waveform이 크로스되는 지점에서 발생되며, Td가 최대 수신신호 지연시간일 경우, 동일 시간에서 송신신호와 인 밴드 간섭신호의 주파수가 동일한 지점에서도 임펄시브 노이즈가 발생된다. 이후, 인 밴드 간섭신호가 유입되어 Td가 최대 수신신호 지연시간 이내로 좁혀지면 간섭현상이 발생된다. 따라서, 다운 첩 구간에서는 임펄시브 노이즈가 다운 첩 구간의 앞 부분에서 발생된다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 인 밴드 간섭신호에 따라 업 첩 구간에서 임펄시브 노이즈가 발생하는 현상을 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 업 첩 구간에서 인 밴드 간섭신호가 유입되는 경우에도 Td가 최대 수신신호 지연시간 이내일 경우 인 밴드 간섭 현상이 발생한다. 따라서, Td가 최대 수신신호 지연시간일 경우, 동일 시간에서 송신신호와 인 밴드 간섭신호의 주파수가 동일한 지점에서 임펄시브 노이즈가 발생된다. 이후, 인 밴드 간섭신호가 송신신호의 최대 주파수 방향으로 유입되어 Td가 최대 수신신호 지연시간 이내로 접근하면 간섭현상이 발생된다. 따라서, 업 첩 구간에서는 임펄시브 노이즈가 업 첩 구간의 뒷 부분에서 발생된다.
이와 같이, 송신신호와 동일 또는 유사한 주파수 밴드를 사용하고, 송신신호와 동일한 파형을 가지는 인 밴드 간섭신호가 최대 수신신호 지연시간 이내로 유입되면 송신신호가 타켓에 반사되어 수신되는 수신신호와 간섭 현상이 발생되어 정확한 타켓 감지 및 타켓 정보 획득이 어렵게 된다. 다시 말해서, 송신신호와 인 밴드 간섭신호의 waveform의 기울기가 같으며, 최대 수신신호 지연시간 이내로 인 밴드 간섭신호가 유입되면, 송신신호가 타켓에 반사되어 수신되는 수신신호와 간섭 현상이 발생되어 정확한 타켓 정보 획득에 문제가 발생할 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명은 이러한 현상을 미연에 방지하기 위해서 임펄시브 노이즈의 검출을 이용하여 업 첩 구간과 다운 첩 구간에서의 간섭 현상 방지를 위한 기술을 제공한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 다운 첩 구간에서 간섭 기준 플래그를 설정하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
간섭 기준 플래그 설정부(110)는 다운 첩 및 업 첩 구간에서 각각 간섭 기준 플래그를 설정할 수 있다. 도 4를 참조하면, 간섭 기준 플래그 설정부(110)는 다운 첩 구간에서 구분된 블럭에 간섭 기준 플래그를 설정한다. 예를 들어, 각 블럭에 1 값은 간섭 기준 플래그가 설정된 블럭이고, 0 값은 간섭 기준 플래그가 설정되지 않은 블럭을 의미한다. 간섭 기준 플래그는 설정에 따라 다양한 방식으로 설정될 수 있으며, ON 또는 OFF 등으로 구분될 수도 있다.
도 2 및 도 3을 참조하여 설명한 바와 같이, 다운 첩 구간에서 인 밴드 간섭신호가 유입되는 경우, Td가 최대 수신신호 지연시간 이내로 되는 경우 인 밴드 간섭현상이 발생한다. 즉, 도 4의 인 밴드 간섭현상 발생 위치로 인 밴드 간섭신호가 화살표 방향(400)으로 유입되면 인 밴드 간섭현상이 발생하게 된다. 한편, 송신신호와 간섭신호의 waveform이 크로스되는 지점에서 임펄시브 노이즈가 발생될 수 있으며, Td가 최대 수신신호 지연시간인 경우, 송신신호 주파수와 인 밴드 간섭신호 주파수가 동일한 지점에서도 임펄시브 노이즈가 발생될 수 있다.
간섭 기준 플래그 설정부(110)는 송신신호의 다운 첩 구간에서, 송신신호의 최대 주파수에 대한 시간축 위치를 이용하여 결정되는 기준 블럭(401)과 기준 블럭 이후 N 개의 연속되는 블럭(402)을 하나 이상의 특정 블럭으로 선택하여 간섭 기준 플래그를 설정할 수 있다. 도 4에서는 N이 1인 경우로 가정하여 도시하였다. 만약, N이 2이면 기준 블럭(401)과 두 개의 블럭이 특정 블럭으로 선택될 수 있다. 또는 N은 기준 블럭(401)을 포함하는 전체 특정 블럭의 개수로 설정될 수도 있다.
한편, 전술한 바와 같이 N 값에 따라 인 밴드 간섭신호의 유입에 대한 감지도가 달라질 수 있다. 예를 들어, N 값이 낮게 설정되어 인 밴드 간섭현상 발생 위치 내에 특정 블럭(402)이 위치하는 경우, 인 밴드 간섭현상이 발생된 이후에 임펄시브 노이즈가 해당 특정 블럭(402)에서 감지될 수 있다. 이와 달리 N 값이 높게 설정되어 인 밴드 간섭현상 발생 위치가 시작되는 지점에 특정 블럭(402)이 위치하는 경우, 인 밴드 간섭현상 발생위치로 인 밴드 간섭신호가 유입되기 전에 임펄시브 노이즈를 검출하여 간섭현상의 발생을 미리 감지할 수 있다. 따라서, N 값은 하나의 블럭의 길이 및 간섭신호 검출 민감도 중 적어도 하나에 기초하여 결정될 수 있다.
간섭 기준 플래그가 설정된 블럭에 임펄시브 노이즈가 검출되면 인 밴드 간섭현상이 발생될 것으로 예측하여 간섭 회피를 위한 동작을 수행할 수 있다. 즉, 다운 첩 구간에서 인 밴드 간섭현상 발생위치로 인 밴드 간섭신호가 유입되기 전에 미리 유입을 감지하고 회피 동작을 수행할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 업 첩 구간에서 간섭 기준 플래그를 설정하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 간섭 기준 플래그 설정부(110)는 송신신호의 업 첩 구간에서, 송신신호의 최대 주파수에 대한 시간축 위치를 이용하여 결정되는 기준 블럭(501)과 기준 블럭 이전 M 개의 연속되는 블럭(502)을 하나 이상의 특정 블럭으로 선택하여 간섭 기준 플래그를 설정할 수 있다. 예를 들어, 인 밴드 간섭신호가 업 첩 구간에서 화살표 방향(500)으로 유입될 수 있다. 이 경우, 임펄시브 노이즈는 업 첩 구간의 뒷 부분에 발생될 수 있다. 따라서, 간섭 기준 플래그 설정부(110)는 송신신호의 최대 주파수의 시간축 위치를 이용하여 결정되는 기준 블럭(501)과 해당 기준 블럭 이전에 연속되는 M 개의 블럭(502)에 간섭 기준 플래그를 설정할 수 있다. M은 자연수이며, 블럭의 길이 및 간섭신호 검출 민감도 중 적어도 하나에 의해서 결정될 수 있다. 도 5에서는 M이 1인 경우를 가정하여 도시하였다.
예를 들어, 502 블럭이 인 밴드 간섭현상 발생 위치의 첫 부분에 설정되는 경우, 인 밴드 간섭신호가 화살표 방향(500)으로 유입될 때, 502 블럭에서 임펄시브 노이즈가 검출될 수 있다. 따라서, 인 밴드 간섭신호가 인 밴드 간섭현상 발생위치 내로 진입하기 전에 회피 동작을 통해서 간섭현상 발생을 방지할 수 있다. 만약, 502 블럭이 인 밴드 간섭현상 발생 위치 내에 설정되는 경우, 임펄시브 노이즈가 검출되는 경우 이미 인 밴드 간섭현상이 발생되고 있을 수 있다. 따라서, M 값은 효율적인 인 밴드 간섭현상 예측을 위해서 블럭 길이 및 간섭신호 검출 민감도를 이용하여 적절하게 튜닝될 수 있다.
도 4 및 도 5에서는 기준 블럭이 최대 주파수의 시간축 위치를 포함하는 블럭으로 결정되는 경우를 예를 들어 설명하였으나, 기준 블럭은 최대 주파수의 시간축 위치와 최대 수신신호 지연시간을 이용하여 다르게 설정될 수도 있다. 예를 들어, 기준 블럭은 인 밴드 간섭현상 발생위치의 시작점을 포함하여 설정될 수도 있다. 이 경우, 인 밴드 간섭현상 발생위치로 인 밴드 간섭신호가 유입되기 전에 감지할 수 있다는 점에서 장점이 있으며, 간섭신호 검출 민감도가 높아질 수 있다. 구체적으로 다운 첩 구간에서 기준 블럭은 송신신호 최대 주파수의 시간축 위치에서 최대 수신신호 지연시간의 절반만큼 이격된 지점의 블럭으로 결정될 수 있다. 즉, 인 밴드 간섭현상 발생위치로 인 밴드 간섭신호가 유입되기 직전의 블럭이 기준 블럭으로 결정될 수도 있다. 유사하게, 업 첩 구간에서도 송신신호 최대 주파수의 시간축 위치에서 최대 수신신호 지연시간의 절반만큼 이격된 지점의 블럭이 기준 블럭으로 결정될 수 있다. 즉, 기준 블럭이 인 밴드 간섭현상 발생 위치의 시작점에 설정되는 경우, N 및 M 값이 크게 설정되는 경우, 인 밴드 간섭신호가 인 밴드 간섭현상 발생위치에서 멀리 이격된 경우에도 인 밴드 간섭신호의 유입이 예측될 수 있다.
기준 블럭의 결정 방법은 동적으로 결정될 수 있으며, 본 발명에서는 그 제한이 없다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 임펄시브 노이즈를 검출하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하면, 임펄시브 노이즈 검출부(120)는 수신신호를 이용하여 임펄시브 노이즈(600, 610)의 발생을 검출할 수 있다. 임펄시브 노이즈 여부의 판정을 미리 설정된 기준값 이상의 피크 발생 여부를 판정할 수 있다. 또는, 수신신호의 크기 대비 피크의 발생 여부를 기준으로 판정할 수 있다. 임펄시브 노이즈 발생 판단 종래 사용되는 다양한 방식이 적용될 수 있으며, 본 발명에서는 임펄시브 노이즈 발생 판단 방법에 대한 한정은 없다.
임펄시브 노이즈의 발생 지점을 송신신호의 블럭과 대응시키기 위하여 임펄시브 노이즈가 발생된 블럭을 확인할 수 있다. 즉, 600번 피크의 임펄시브 노이즈는 블럭 넘버 5에서 발생된 것으로 판정되고, 610번 피크의 임펄시브 노이즈는 블럭 넘버 6에서 발생된 것으로 판정될 수 있다. 각 블럭에서는 임펄시브 노이즈의 발생을 마킹하기 위한 플래그가 설정될 수도 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 인 밴드 플래그 설정을 설명하기 위한 일 예를 도시한 도면이다.
본 발명의 인 밴드 플래그 설정부(130)는 간섭 기준 플래그가 설정된 특정 블럭에서 임펄시브 노이즈가 검출되는 경우, 해당 블럭에 인 밴드 플래그를 설정할 수 있다.
도 7을 참조하면, 두 개의 임펄시브 노이즈(600, 601) 검출에 따라 블럭 넘버 5와 블럭 넘버 10에 임펄시브 노이즈의 검출이 마킹되었다. 그러나, 간섭기준 플래그는 블럭 넘버 1, 2에만 설정되어 있다.
따라서, 인 밴드 플래그 설정부(130)는 임펄시브 노이즈(600, 610)가 검출된 블럭 넘버 5와 10에 간섭 기준 플래그가 설정 여부를 확인하여 인 밴드 플래그를 설정하지 않는다. 즉, 해당 임펄시브 노이즈(600, 610)는 인 밴드 간섭현상과 관련이 없다고 판단하여 인 밴드 플래그를 설정하지 않는다.
그러나, 전술한 바와 같이 간섭 기준 플래그가 설정되는 특정 블럭의 개수는 동적으로 결정될 수 있다는 점에서 N 또는 M 값이 크게 설정되어 간섭 기준 플래그가 블럭 넘버 1 내지 5로 설정되었다면, 인 밴드 플래그는 블럭 넘버 5에 1로 설정될 수 있을 것이다. 이 경우, 블럭 넘버 5에서 검출된 임펄시브 노이즈(600)는 인 밴드 간섭현상을 발생시킬 수 있다고 판정되어 송신신호의 회피 동작이 수행될 수 있다. 이와 같이, N 또는 M 값의 설정에 따라 인 밴드 간섭현상 검출의 민감도가 결정될 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 인 밴드 플래그 설정을 설명하기 위한 다른 예를 도시한 도면이다.
도 8을 참조하면, 도 8의 임펄시브 노이즈(800)는 블럭 넘버 1에서 검출되었고, 블럭 넘버 1 및 2에 간섭기준 플래그가 설정되어 있다. 따라서, 인 밴드 플래그 설정부(130)는 블럭 넘버 1에 인 밴드 플래그를 설정한다. 또한, 블럭 넘버 5 및 10에 임펄시브 노이즈가 검출될 수도 있다. 이 경우, 블럭 넘버 5 및 10에는 간섭 기준 플래그가 설정되지 않았으므로, 인 밴드 플래그는 설정되지 않는다. 즉, 전술한 바와 같이, 임펄시브 노이즈는 인 밴드 간섭신호가 유입되는 경우 뿐만 아니라, 송신신호와 간섭신호의 주파수가 크로스되는 지점에서 발생될 수 있으므로 블록 넘버 5 및 10에서 검출될 수 있다. 다만, 간섭 기준 플래그가 설정되지 않은 블록에서의 임펄시브 노이즈는 인 밴드 간섭신호 발생과 연계될 가능성이 없으므로 인 밴드 플래그가 설정되지 않는다.
이와 같이, 본 발명의 인 밴드 플래그 설정부(130)는 임펄시브 노이즈의 검출 위치와 간섭 기준 플래그를 이용하여 인 밴드 플래그를 설정함으로써, 오류에 의한 임펄시브 노이즈 검출 또는 인 밴드 간섭신호와 무관한 임펄시브 노이즈에 따른 오작동을 방지할 수 있고, 간섭 기준 플래그가 설정되는 특정 블럭의 개수를 조절하여 간섭신호 검출 민감도를 동적으로 조절할 수 있는 효과를 제공한다.
한편, 간섭 신호 예측부(140)는 인 밴드 플래그가 설정된 블럭이 감지되면, 인 밴드 간섭신호가 유입될 것으로 예측할 수 있다. 즉, 인 밴드 플래그가 설정된 블럭이 감지되는 경우, 인 밴드 간섭현상이 발생될 것으로 예측할 수 있다.
레이더 신호 처리 장치(100)는 인 밴드 간섭현상이 발생할 것으로 예측되면, 송신신호를 제어하여 간섭신호 발생을 회피할 수 있다. 이에 대해서는 이하 도 9 내지 도 12를 참조하여 설명한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 간섭 신호 회피를 위한 구성을 포함하는 레이더 신호 처리 장치의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 레이더 신호 처리 장치(100)는 인 밴드 간섭신호의 유입이 예측되면, 호핑 파라미터를 적용하여 송신신호가 주파수 호핑 또는 시간 호핑되도록 제어하는 간섭신호 회피부(900)를 더 포함할 수 있다. 또한, 간섭 기준 플래그 설정부(110), 임펄시브 노이즈 검출부(120), 인 밴드 플래그 설정부(130) 및 간섭신호 예측부(140)는 도 1 내지 도 8을 참조하여 설명한 동작을 모두 수행할 수 있다.
간섭신호 회피부(900)는 인 밴드 간섭신호의 유입이 예측되는 경우, 송신신호를 주파수 호핑 또는 시간 호핑을 통해서 간섭현상을 미리 회피할 수 있다. 이를 위해서, 간섭신호 회피부(900)는 호핑 파라미터를 송신신호에 적용하여 주파수 호핑 또는 시간 호핑을 수행할 수 있으며, 송신신호의 호핑에 따라 송신신호와 인 밴드 간섭신호의 주파수 또는 시간이 이격되어 간섭현상을 방지할 수 있다.
구체적으로, 송신신호의 호핑에 사용되는 호핑 파라미터는 시스템에 의해서 미리 결정되는 시스템 파라미터와 랜덤하게 발생되는 랜덤 파라미터로 구성될 수 있다. 호핑 파라미터는 인 밴드 플래그가 설정되면 인 밴드 플래그의 설정에 따라 생성될 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 간섭신호 회피를 위한 호핑 파라미터를 적용하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 10에서는 레이더가 자동차에 설치되는 경우를 가정하여 시간 호핑을 중심으로 설명하나, 주파수 호핑의 경우에도 동일하게 적용될 수 있다.
도 10을 참조하면, 호핑 파라미터는 인 밴드 플래그가 설정되는 블럭이 송신신호의 업 첩 구간인지 다운 첩 구간인지에 따라 다르게 생성될 수 있다. 일 예로, 간섭 차량(1009)이 호스트 차량(1000) 방향으로 진행하면서 레이더 신호를 송신하는 경우, 두 차량(1000, 1009) 모두 레이더 신호 처리 장치(100)를 통해서 상대 레이더 송신신호를 인 밴드 간섭신호로 감지할 수 있다.
이 경우, 만약 호스트 차량(1000) 기준으로 다운 첩 블럭에 인 밴드 플래그가 설정되면, 간섭 차량(1009)은 업 첩 블럭에 인 밴드 플래그가 설정될 수 있다. 따라서, 호핑 파라미터를 구성하는 시스템 파라미터는 호스트 차량(1000)의 경우 x 값으로 결정되고, 간섭 차량(1009)의 경우 y 값으로 결정될 수 있다. 랜더 파라미터도 호스트 차량(1000)의 경우 α1로 설정되고, 간섭 차량(1009)의 경우 α2로 설정될 수 있다.
반대로, 호스트 차량(1000) 기준으로 업 첩 블럭에 인 밴드 플래그가 설정되면, 간섭 차량(1009)은 다운 첩 블럭에 인 밴드 플래그가 설정될 수 있다. 따라서, 호핑 파라미터를 구성하는 시스템 파라미터는 호스트 차량(1000)의 경우 y 값으로 결정되고, 간섭 차량(1009)의 경우 x 값으로 결정될 수 있다. 랜더 파라미터도 호스트 차량(1000)의 경우 α2로 설정되고, 간섭 차량(1009)의 경우 α1로 설정될 수 있다.
따라서, 호스트 차량(1000) 및 간섭 차량(1009) 모두 설정된 호핑 파라미터만큼 지연시켜 송신신호를 전송함으로써, 상호 인 밴드 간섭신호에 따른 간섭현상을 방지할 수 있다.
다른 예로, 호스트 차량(1000)에만 레이더 신호 처리 장치(100)가 구성되는 경우에 호스트 차량(1000)만 인 밴드 플래그가 설정된 첩 구간에 따라 호핑 파라미터를 설정할 수 있다.
정리하면, 호핑 파라미터를 구성하는 시스템 파라미터는 송신신호의 다운 첩(down chirp) 구간에 인 밴드 플래그가 설정된 블럭이 위치하는 경우에 미리 설정된 제 1 값(도 10에서의 x 값)으로 결정되고, 송신신호의 업 첩(up chirp) 구간에 인 밴드 플래그가 설정된 블럭이 위치하는 경우에 미리 설정된 제 2 값(도 10에서의 y 값)으로 결정될 수 있다. 또한, 랜덤 파라미터는 랜덤하게 결정될 수 있다. 한편, 제 1 값에서 제 2 값을 차감한 절대값은, 송신신호가 타켓에 반사되어 수신되는 수신신호를 감지하기 위한 최대 수신신호 지연시간을 초과하도록 설정될 수 있다. 이를 통해서, 인 밴드 간섭신호에 따른 간섭현상을 적절하게 방지할 수 있다. 제 1 값 및 제 2 값은 시스템의 설정에 따라 고정된 값일 수 있으며, 랜덤 파라미터를 통해서 호스트 차량(1000)과 간섭 차량(1009)의 동기가 맞는 경우에도 유효한 호핑 동작이 적용되도록 할 수 있다.
도 11 및 도 12는 인 밴드 간섭현상이 발생되는 경우에 도 10의 호핑 파라미터를 이용하여 간섭현상을 회피하는 결과를 도시한다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 인 밴드 플래그가 설정되는 블럭의 위치에 따른 호핑 파라미터 적용 전후의 간섭신호 회피 효과를 설명하기 위한 일 예를 도시한 도면이다. 도 11에서는 호스트 차량(1000)과 간섭 차량(1009) 모두에 레이더 신호 처리 장치(100)가 구성되는 경우를 가정한다.
도 11을 참조하면, 다운 첩 구간에서 인 밴드 간섭신호가 유입됨에 따라 임펄시브 노이즈가 발생되는 경우(1100)에 전술한 시스템 파라미터와 랜덤 파라미터를 적용하여 호핑을 수행한 결과(1101)에 따라 간섭현상이 방지되는 것을 확인할 수 있다. 구체적으로, Td가 최대 수신신호 지연시간 이내인 경우에 인 밴드 간섭신호의 유입에 따른 간섭현상이 발생한다(1100). 이 경우, 시스테 파라미터(x, y)와 랜덤 파라미터(α1, α2)를 적용하면, Td 값이 x-y+Td+α1-α2로 변경되어 간섭현상이 회피된다(1101).
유사하게 업 첩 구간에서 인 밴드 간섭신호가 유입됨에 따라 임펄시브 노이즈가 발생되는 경우(1150)에 전술한 시스템 파라미터와 랜덤 파라미터를 적용하여 호핑을 수행한 결과(1151)에 따라 간섭현상이 방지되는 것을 확인할 수 있다. 구체적으로, Td가 최대 수신신호 지연시간 이내인 경우에 인 밴드 간섭신호의 유입에 따른 간섭현상이 발생한다(1150). 이 경우, 시스테 파라미터(x, y)와 랜덤 파라미터(α1, α2)를 적용하면, Td 값이 y-x+Td-α1+α2로 변경되어 간섭현상이 회피된다(1151).
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 인 밴드 플래그가 설정되는 블럭위 위치에 따른 호핑 파라미터의 적용 전후의 간섭신호 회피 효과를 설명하기 위한 다른 예를 도시한 도면이다. 도 12에서는 호스트 차량(1000)에만 레이더 신호 처리 장치(100)가 구성되는 경우를 가정한다.
도 12를 참조하면, 다운 첩 구간에서 인 밴드 간섭신호가 유입됨에 따라 임펄시브 노이즈가 발생되는 경우(1200)에 전술한 시스템 파라미터와 랜덤 파라미터를 적용하여 호핑을 수행한 결과(1201)에 따라 간섭현상이 방지되는 것을 확인할 수 있다. 구체적으로, Td가 최대 수신신호 지연시간 이내인 경우에 인 밴드 간섭신호의 유입에 따른 간섭현상이 발생한다(1200). 이 경우, 시스테 파라미터(x)와 랜덤 파라미터(α1)를 적용하면, Td 값이 x+Td+α1로 변경되어 간섭현상이 회피된다(1201).
유사하게 업 첩 구간에서 인 밴드 간섭신호가 유입됨에 따라 임펄시브 노이즈가 발생되는 경우(1250)에 전술한 시스템 파라미터와 랜덤 파라미터를 적용하여 호핑을 수행한 결과(1251)에 따라 간섭현상이 방지되는 것을 확인할 수 있다. 구체적으로, Td가 최대 수신신호 지연시간 이내인 경우에 인 밴드 간섭신호의 유입에 따른 간섭현상이 발생한다(1250). 이 경우, 시스테 파라미터(y)와 랜덤 파라미터(α2)를 적용하면, Td 값이 y+Td+α2로 변경되어 간섭현상이 회피된다(1251).
이와 같이, 간섭신호 회피부(900)는 호핑 파라미터를 이용하여 송신신호를 호핑시킴으로써, 인 밴드 간섭신호 유입을 사전에 방지할 수 있다.
도 1 내지 도 12를 참조하여 설명한 본 발명의 동작이 모두 적용될 수 있는 레이더 신호 처리 방법에 대해서 도면을 참조하여 설명한다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이더 신호 처리 방법을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 레이더 신호 처리 방법은 미리 설정된 시간 단위로 송신신호를 시간 축에서 다수의 블럭으로 구분하고, 다수의 블럭 중 선택된 하나 이상의 특정 블럭에 간섭 기준 플래그를 설정하는 간섭 기준 플래그 설정단계와 수신신호를 이용하여 다수의 블럭 각각에서 임펄시브 노이즈(Impulsive noise) 발생 여부를 검출하는 임펄시브 노이즈 검출단계와 임펄시브 노이즈가 검출된 블럭 및 간섭 기준 플래그를 이용하여 인 밴드 플래그를 설정하는 인 밴드 플래그 설정단계 및 인 밴드 플래그(In band flag)의 존재 여부에 따라 인 밴드 간섭신호의 유입을 예측하는 간섭신호 예측단계를 포함한다.
도 11을 참조하면, 레이더 신호 처리 방법은 레이더 신호 처리 방법은 미리 설정된 시간 단위로 송신신호를 시간 축에서 다수의 블럭으로 구분하고, 다수의 블럭 중 선택된 하나 이상의 특정 블럭에 간섭 기준 플래그를 설정하는 간섭 기준 플래그 설정단계를 포함할 수 있다(S1300). 간섭 기준 플래그 설정단계는 송신신호를 미리 설정된 시간 단위로 구분하고, 해당 시간 단위의 송신신호를 시간 축 상에서 다수의 블럭으로 구분한다. 또한, 구분된 다수의 블럭 각각에서 간섭 기준 플래그 설정 여부를 결정하고, 하나 이상의 선택된 특정 블럭에 간섭 기준 플래그를 설정할 수 있다. 또한, 간섭 기준 플래그 설정단계는 구분된 각 블럭에서 간섭 기준 플래그의 설정 여부를 결정할 수 있다. 간섭 기준 플래그는 임펄시브 노이즈의 검출 여부에 따라 인 밴드 플래그 설정을 결정하는 하나의 인자로 사용된다.
또한, 간섭 기준 플래그 설정단계는 FMCW 송신신호의 하나의 주기(예를 들어, 하나의 삼각파)를 중심으로 설명할 때, 업 첩(up chirp)과 다운 첩(down chirp) 중 하나 이상의 구간에 설정될 수 있다. 또한, 간섭 기준 플래그 설정단계는 간섭 기준 플래그가 설정되는 특정 블럭을 선택할 때, 연속되도록 선택할 수 있다. 예를 들어, 업 첩 구간에서 두 개의 특정 블럭이 선택되는 경우, 두 개의 특정 블럭은 시간 상으로 연속되는 블럭이다. 마찬가지로, 다운 첩 구간에수 세 개의 특정 블럭이 선택되는 경우, 세 개의 특정 블럭은 시간 상으로 연속되는 블럭이다.
한편, 간섭 기준 플래그 설정단계는 간섭 기준 플래그가 설정되는 특정 블럭을 선택함에 있어서 다양한 인자를 이용할 수 있다. 예를 들어, 간섭 기준 플래그 설정단계는 송신신호의 최대 주파수에 대한 시간축 위치 정보, 송신신호가 타켓에 반사되어 수신되는 수신신호를 감지하기 위한 최대 수신신호 지연시간 정보, 미리 설정되는 간섭신호 검출 민감도 정보 및 송신신호의 첩 구간 정보 중 적어도 하나의 정보를 인자로 간섭 기준 플래그가 설정될 특정 블럭을 설정할 수 있다.
일 예로, 간섭 기준 플래그 설정단계는 송신신호의 다운 첩 구간에서는 송신신호의 최대 주파수에 대한 시간축 위치를 이용하여 결정되는 기준 블럭과 기준 블럭 이후 N 개의 연속되는 블럭을 하나 이상의 특정 블럭으로 선택하여 간섭 기준 플래그를 설정할 수 있다. 다른 예로, 간섭 기준 플래그 설정단계는 송신신호의 업 첩(up chirp) 구간에서는 송신신호의 최대 주파수에 대한 시간축 위치를 이용하여 결정되는 기준 블럭과 기준 블럭 이전 M 개의 연속되는 블럭을 하나 이상의 특정 블럭으로 선택하여 간섭 기준 플래그를 설정할 수 있다. 여기서, N과 M은 자연수이며, 간섭신호를 어느 정도로 민감하게 검출할 것인가에 대한 간섭신호 민감도 정보에 따라 그 값이 결정될 수 있다.
또한, 레이더 신호 처리 방법은 수신신호를 이용하여 다수의 블럭 각각에서 임펄시브 노이즈(Impulsive noise) 발생 여부를 검출하는 임펄시브 노이즈 검출단계를 포함할 수 있다(S1302). 임펄시브 노이즈 검출단계는 수신신호를 분석하여 임펄시브 노이즈(Impulsive noise)가 발생 여부를 확인할 수 있다. 예를 들어, 임펄시브 노이즈는 수신신호의 시간 도메인에서 발생되는 피크(peak) 성분으로 주파수 도메인에서 노이즈 레벨(noise floor level)이 상승되도록 한다. 임펄시브 노이즈는 다양한 발생조건에 따라 발생될 수 있다. 일 예로, 임펄시브 노이즈는 송신신호의 waveform과 간섭신호의 waveform이 크로스되는 지점에서 발생될 수 있다. 따라서, 인 밴드 간섭신호가 유입되는 경우에도, 송신신호와 인 밴드 간섭신호가 특정 시점에 동일한 주파수 값을 가지는 경우에 발생될 수 있다. 따라서, 임펄시브 노이즈 검출단계는 임펄시브 노이즈가 발생하는지를 신호처리를 통해서 모니터링할 수 있으며, 임펄시브 노이즈가 발생되는 시점이 전술한 송신신호 블럭 중 어느 블럭에 속하는지를 확인할 수도 있다.
레이더 신호 처리 방법은 임펄시브 노이즈가 검출된 블럭 및 간섭 기준 플래그를 이용하여 인 밴드 플래그를 설정하는 인 밴드 플래그 설정단계를 포함할 수 있다(S1304). 인 밴드 플래그 설정단계는 임펄시브 노이즈가 검출된 블럭 및 간섭 기준 플래그를 이용하여 인 밴드 플래그를 설정할 수 있다. 인 밴드 플래그 설정단계는 임펄시브 노이즈가 검출되면 해당 임펄시브 노이즈가 검출된 블럭의 간섭 기준 플래그 정보를 이용하여 해당 블럭에 인 밴드 플러그를 설정할지를 결정할 수 있다. 예를 들어, 인 밴드 플래그 설정단계는 간섭 기준 플래그가 설정된 특정 블럭에 임펄시브 노이즈 발생이 검출된 경우, 임펄시브 노이즈가 검출된 블럭에 인 밴드 플래그를 설정할 수 있다. 이를 통해서, 해당 블럭 이후로 인 밴드 간섭신호가 유입될 가능성이 있음을 미리 감지할 수 있다.
구체적으로, 송신신호와 간섭신호의 waveform이 크로스되는 부분에서 임펄시브 노이즈가 발생될 수 있으며, 크로스되는 부분 중에서 인 밴드 간섭신호가 발생될 위치가 존재한다. 즉, 인 밴드 간섭신호가 발생될 때, 임펄시브 노이즈를 항상 수반할 수 있다. 다만, 송신신호와 수신신호의 시간축 간격이 특정값 이상으로 형성되면 아웃 밴드 간섭신호이고, 특정값 미만으로 형성되면 인 밴드 간섭신호가 발생된다. 따라서, 인 밴드 간섭신호가 송신신호의 업 첩 또는 다운 첩 구간에서 유입되는 경우 임펄시브 노이즈를 수반한다. 즉, 임펄시브 노이즈가 발생되면 특정 상황에서 인 밴드 간섭신호에 따른 노이즈가 발생될 수 있다 따라서, 인 밴드 플래그 설정단계는 임펄시브 노이즈를 검출하여 인 밴드 간섭신호의 유입을 사전에 감지할 수 있다.
다만, 임펄시브 노이즈는 다양한 원인에 의해서 발생될 수 있는바, 임펄시브 노이즈가 발생된 경우에 모두 인 밴드 간섭신호에 따른 노이즈가 발생되는 것은 아니다. 따라서, 인 밴드 플래그 설정단계는 미리 설정된 간섭 기준 플래그와 임펄시브 노이즈가 검출된 시점에 대한 두 가지 인자를 이용하여 인 밴드 간섭신호의 유입을 보다 정확하게 감지할 수 있다.
레이더 신호 처리 방법은 인 밴드 플래그(In band flag)의 존재 여부에 따라 인 밴드 간섭신호의 유입을 예측하는 간섭신호 예측단계를 포함할 수 있다(S1306). 간섭신호 예측단계는 인 밴드 플래그의 존재 여부에 따라 인 밴드 간섭신호의 유입을 예측한다. 예를 들어, 간섭신호 예측단계는 인 밴드 플래그가 설정된 경우, 이후 인 밴드 간섭신호가 유입될 것으로 예측할 수 있다.
한편, 송신신호를 미리 설정된 시간 단위로 블럭을 나누고, 특정 블럭에 간섭 기준 플래그를 설정하면, 해당 간섭 기준 플래그는 전술한 시간 단위로 반복되어 설정될 수 있다. 또는, 인 밴드 플래그도 미리 설정된 시간 단위로 반복하여 설정될 수 있다. 이를 통해서 레이더 신호 처리 방법(100)은 인 밴드 플래그를 기준으로 인 밴드 간섭신호의 유입을 미리 감지할 수 있다.
필요에 따라, 레이더 신호 처리 방법은 인 밴드 간섭신호의 유입이 예측되면, 호핑 파라미터를 적용하여 송신신호가 주파수 호핑 또는 시간 호핑되도록 제어하는 간섭신호 회피단계를 더 포함할 수 있다(S1308). 간섭신호 회피단계는 간섭신호의 유입이 예측되면 미리 설정된 시스템 파라미터와 랜덤 파라미터로 구성되는 호핑 파라미터를 송신신호에 적용하여 호핑을 수행할 수 있다. 전술한 바와 같이, 시스템 파라미터는 인 밴드 플래그가 설정된 블럭이 송신신호의 업 첩 구간인지 또는 다운 첩 구간인지에 따라서 다른 값을 가지도록 결정되며, 랜덤 파라미터는 랜덤하게 결정된다. 예를 들어, 시스템 파라미터는 송신신호의 다운 첩 구간에 인 밴드 플래그가 설정된 블럭이 위치하는 경우에 미리 설정된 제 1 값으로 결정되고, 송신신호의 업 첩 구간에 인 밴드 플래그가 설정된 블럭이 위치하는 경우에 미리 설정된 제 2 값으로 결정된다. 제 1 값에서 상기 제 2 값을 차감한 절대값은 송신신호가 타켓에 반사되어 수신되는 수신신호를 감지하기 위한 최대 수신신호 지연시간을 초과하도록 설정될 수 있다.
한편, 호핑 파라미터는 인 밴드 플래그 설정단계에서 결정되어 생성되거나, 미리 생성되어 저장될 수도 있다. 또는 호핑 파라미터는 전술한 S1300 내지 S1308 단계 중 어느 하나의 단계에서 결정 또는 생성될 수 있다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이더 신호 처리 과정에서 인 밴드 플래그를 업데이트하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 14를 참조하면, 본 발명의 레이더 신호 처리 장치(100) 및 레이더 신호 처리 방법은 인 밴드 플래그의 존재 여부를 확인하여 간섭 신호를 회피하기 위한 호핑 동작을 수행할 수 있다.
예를 들어, 송신신호를 전송하기 위한 블럭에 인 밴드 플래그가 존재하는지를 확인할 수 있다(S1400). 인 밴드 플래그가 존재하는 경우, 간섭신호의 유입을 회피하기 위해서 호핑 파라미터를 이용한 호핑 동작을 수행할 수 있다(S1410). 만약, 해당 블럭에 인 밴드 플래그가 존재하지 않는 경우, 송신신호를 전송하고, 수신신호를 수신한다(S1420).
수신신호가 수신되면, 수신신호에서 임펄시브 노이즈가 검출되었는지를 확인한다(S1430). 임펄시브 노이즈가 검출되지 않은 경우, 수신신호를 이용하여 타켓 검출 및 타켓 정보 확인을 위한 신호 처리를 수행한다(S1460). 이와 달리, 임펄시브 노이즈가 검출된 경우, 간섭 기준 플래그가 설정되어 있는 블럭인지를 확인한다(S1440). 즉, 전술한 바와 같이, 임펄시브 노이즈가 검출된 블럭에 간섭 기준 플래그가 설정되어 있는지를 확인하여, 인 밴드 간섭신호의 유입을 예측한다.
임펄시브 노이즈가 검출된 블럭에 간섭 기준 플래그가 설정되지 않은 경우, 인 밴드 간섭신호의 유입이 감지되지 않은 것으로 판단하여 타켓 검출 및 타켓 정보 확인을 위한 신호 처리를 수행한다(S1460). 만약, 임펄시브 노이즈가 검출된 블럭에 간섭 기준 플래그가 설정된 경우에 해당 블럭에 인 밴드 플래그를 설정하여 인 밴드 플래그를 업데이트 한다(S1450).
이를 통해서, 레이더 신호 처리 장치 및 방법은 인 밴드 간섭신호의 유입을 사전에 감지하여 회피 동작을 수행할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 인 밴드 간섭신호의 유입을 미리 감지함으로써, 인 밴드 간섭신호에 따른 간섭발생을 예방할 수 있는 효과를 제공한다. 또한, 본 발명은 인 밴드 간섭신호의 유입을 감지하고 회피함으로써, 랜덤하게 회피하는 방법에 비해서 회피 확률이 높고, 불필요한 리소스 사용을 방지할 수 있는 효과를 제공한다.
이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합되거나 결합되어 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (15)

  1. 미리 설정된 시간 단위로 송신신호를 시간 축에서 다수의 블럭으로 구분하고, 상기 다수의 블럭 중 선택된 하나 이상의 특정 블럭에 간섭 기준 플래그를 설정하는 간섭 기준 플래그 설정부;
    수신신호를 이용하여 상기 다수의 블럭 각각에서 임펄시브 노이즈(Impulsive noise) 발생 여부를 검출하는 임펄시브 노이즈 검출부;
    상기 임펄시브 노이즈가 검출된 블럭 및 상기 간섭 기준 플래그를 이용하여 인 밴드 플래그(In band flag)를 설정하는 인 밴드 플래그 설정부; 및
    상기 인 밴드 플래그의 존재 여부에 따라 인 밴드 간섭신호의 유입을 예측하는 간섭신호 예측부를 포함하되,
    상기 송신신호는 주파수 변조 연속파(Frequency Modulated Continuous Wave)인 레이더 신호 처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 간섭 기준 플래그 설정부는,
    상기 송신신호의 최대 주파수를 중심으로 시간에 따라 주파수가 증가하는 업 첩(up chirp) 구간 및 시간에 따라 주파수가 감소하는 다운 첩(down chirp) 구간 각각에서 연속되는 블럭을 상기 하나 이상의 특정 블럭으로 선택하는 것을 특징으로 하는 레이더 신호 처리 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 간섭 기준 플래그 설정부는,
    상기 송신신호의 최대 주파수에 대한 시간축 위치 정보, 상기 송신신호가 타켓에 반사되어 수신되는 상기 수신신호를 감지하기 위한 최대 수신신호 지연시간 정보, 미리 설정되는 간섭신호 검출 민감도 정보 및 상기 송신신호의 첩 구간 정보 중 적어도 하나의 정보에 기초하여 상기 하나 이상의 특정 블럭을 선택하는 것을 특징으로 하는 레이더 신호 처리 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 간섭 기준 플래그 설정부는,
    상기 송신신호의 다운 첩(down chirp) 구간에서,
    상기 송신신호의 최대 주파수에 대한 시간축 위치를 이용하여 결정되는 기준 블럭과 상기 기준 블럭 이후 N 개의 연속되는 블럭을 상기 하나 이상의 특정 블럭으로 선택하여 상기 간섭 기준 플래그를 설정하며, 상기 N은 자연수인 것을 특징으로 하는 레이더 신호 처리 장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 간섭 기준 플래그 설정부는,
    상기 송신신호의 업 첩(up chirp) 구간에서,
    상기 송신신호의 최대 주파수에 대한 시간축 위치를 이용하여 결정되는 기준 블럭과 상기 기준 블럭 이전 M 개의 연속되는 블럭을 상기 하나 이상의 특정 블럭으로 선택하여 상기 간섭 기준 플래그를 설정하며, 상기 M은 자연수인 것을 특징으로 하는 레이더 신호 처리 장치.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 간섭 기준 플래그 설정부는,
    상기 간섭신호 검출 민감도에 비례하여 상기 간섭 기준 플래그가 설정되는 상기 특정 블럭의 개수를 결정하는 것을 특징으로 하는 레이더 신호 처리 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 인 밴드 플래그 설정부는,
    상기 간섭 기준 플래그가 설정되어 있는 특정 블럭에서 상기 임펄시브 노이즈 발생이 검출된 경우, 상기 임펄시브 노이즈가 검출된 블럭에 상기 인 밴드 플래그를 설정하는 것을 특징으로 하는 레이더 신호 처리 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 간섭신호 예측부는,
    상기 인 밴드 플래그가 설정된 블럭이 감지되면, 상기 인 밴드 간섭신호가 유입될 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 레이더 신호 처리 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 인 밴드 간섭신호의 유입이 예측되면, 호핑 파라미터를 적용하여 상기 송신신호가 주파수 호핑 또는 시간 호핑되도록 제어하는 간섭신호 회피부를 더 포함하는 레이더 신호 처리 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 호핑 파라미터는,
    시스템 파라미터 및 랜덤 파라미터를 인자로 결정되며, 상기 인 밴드 플래그가 설정되면 생성되는 것을 특징으로 하는 레이더 신호 처리 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 시스템 파라미터는,
    상기 송신신호의 다운 첩(down chirp) 구간에 상기 인 밴드 플래그가 설정된 블럭이 위치하는 경우에 미리 설정된 제 1 값으로 결정되고,
    상기 송신신호의 업 첩(up chirp) 구간에 상기 인 밴드 플래그가 설정된 블럭이 위치하는 경우에 미리 설정된 제 2 값으로 결정되는 것을 특징으로 하는 레이더 신호 처리 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 값에서 상기 제 2 값을 차감한 절대값은,
    상기 송신신호가 타켓에 반사되어 수신되는 상기 수신신호를 감지하기 위한 최대 수신신호 지연시간을 초과하도록 설정되는 것을 특징으로 하는 레이더 신호 처리 장치.
  13. 미리 설정된 시간 단위로 송신신호를 시간 축에서 다수의 블럭으로 구분하고, 상기 다수의 블럭 중 선택된 하나 이상의 특정 블럭에 간섭 기준 플래그를 설정하는 간섭 기준 플래그 설정단계;
    수신신호를 이용하여 상기 다수의 블럭 각각에서 임펄시브 노이즈(Impulsive noise) 발생 여부를 검출하는 임펄시브 노이즈 검출단계;
    상기 임펄시브 노이즈가 검출된 블럭 및 상기 간섭 기준 플래그를 이용하여 인 밴드 플래그(In band flag)를 설정하는 인 밴드 플래그 설정단계; 및
    상기 인 밴드 플래그의 존재 여부에 따라 인 밴드 간섭신호의 유입을 예측하는 간섭신호 예측단계를 포함하되,
    상기 송신신호는 주파수 변조 연속파(Frequency Modulated Continuous Wave)인 레이더 신호 처리 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 인 밴드 간섭신호의 유입이 예측되면, 호핑 파라미터를 적용하여 상기 송신신호가 주파수 호핑 또는 시간 호핑되도록 제어하는 간섭신호 회피단계를 더 포함하는 레이더 신호 처리 방법.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 간섭 기준 플래그 설정단계는,
    상기 송신신호의 최대 주파수에 대한 시간축 위치 정보, 상기 송신신호가 타켓에 반사되어 수신되는 상기 수신신호를 감지하기 위한 최대 수신신호 지연시간 정보, 미리 설정되는 간섭신호 검출 민감도 정보 및 상기 송신신호의 첩 구간 정보 중 적어도 하나의 정보에 기초하여 상기 하나 이상의 특정 블럭을 선택하는 것을 특징으로 하는 레이더 신호 처리 방법.
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