KR20060125092A - Method and apparatus for identifying analog signal or digital signal using doe filter - Google Patents

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Abstract

A method and an apparatus for discriminating an analog signal from a digital signal by using a DoE filter are provided to differentiate a signal by using the DoE filter and extract features from the differentiated signal in order to discriminate the signal. A method for discriminating an analog signal from a digital signal by using a DoE(Difference of Estimator) filter comprises the following steps of: extracting amplitude components and phase components from a baseband signal received through a communication network and estimating carrier frequency offset from the extracted components; extracting differential components from the preprocessed amplitude and phase components by applying the DoE filter; and calculating features from output of the DoE filter, and discriminating whether the received baseband signal is the analog signal or the digital signal by comparing the calculated features with predetermined reference.

Description

차이추정 필터를 이용한 아날로그와 디지털 신호 구분 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR IDENTIFYING ANALOG SIGNAL OR DIGITAL SIGNAL USING DoE FILTER} Method and apparatus for distinguishing analog and digital signals using difference estimation filter {METHOD AND APPARATUS FOR IDENTIFYING ANALOG SIGNAL OR DIGITAL SIGNAL USING DoE FILTER}

도 1은 본 발명이 적용된 무선시스템의 구성을 도시한 기능 블록도,1 is a functional block diagram showing the configuration of a wireless system to which the present invention is applied;

도 2는 본 발명에서 사용하는 DoE 필터의 구조,2 is a structure of a DoE filter used in the present invention,

도 3a는 본 발명에서 사용하는 DoE 필터의 미분 신호 파형의 예,Figure 3a is an example of the differential signal waveform of the DoE filter used in the present invention,

도 3b는 전통적인 미분 방식을 적용한 신호 파형의 예.3B is an example of a signal waveform applying a traditional differential scheme.

＜도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명＞<Description of the code | symbol about the principal part of drawing>

102: 수신 안테나부 104: RF 튜너부102: receiving antenna unit 104: RF tuner unit

106: A/D 변환부 108: 진폭 및 위상 신호 생성부106: A / D converter 108: amplitude and phase signal generator

110: 전처리부 112: DoE 필터110: preprocessor 112: DoE filter

114: 특징소 추출 및 판정부114: feature extraction and determination unit

본 발명은 수신된 신호를 구분하는 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차이추정(DoE: Difference of Estimator) 필터(filter, 濾波器)를 이용하여 아날로그 신호와 디지털 신호를 분류하는 방법 및 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a technique for distinguishing a received signal, and more particularly, to a method and apparatus for classifying an analog signal and a digital signal using a difference of estimator (DoE) filter. will be.

일반적으로, SDR(Software Defined Radio)이나 신호 감시 등과 같은 응용 분야에서는 입력 신호에 대한 사전정보가 미리 주어지지 않아서, 미지의 입력 신호의 특성을 분석하여 전송 파라미터를 유추할 필요가 발생할 수 있다. In general, in an application field such as software defined radio (SDR) or signal monitoring, prior information on an input signal is not given in advance, and thus, it may be necessary to infer transmission parameters by analyzing characteristics of an unknown input signal.

이러한 경우에 가장 먼저 수행하여야 할 처리과정 중의 하나가 입력 신호가 아날로그 신호인지 혹은 디지털 신호인지를 판단하는 것이다. 기존의 아날로그 신호와 디지털 신호를 구분하는 방식은, 주로 입력 신호 크기(magnitude)의 분포를 이용하는 방법인데, 이는 통상적으로 아날로그 신호는 대부분 가우시안(Gaussian) 분포를 갖는데 비해, 디지털 신호의 분포는 이보다 더 넓게 분산되어 분포한다는 특성을 이용한 것이다. In this case, one of the first processes to be performed is to determine whether the input signal is an analog signal or a digital signal. The conventional method of distinguishing an analog signal from a digital signal is mainly using a distribution of input signal magnitudes. In general, most analog signals have a Gaussian distribution, but the distribution of digital signals is more than this. It is a property that is widely distributed and distributed.

그러나 이러한 신호 크기의 분포를 이용한 방식은 구형파의 형태를 갖는 디지털 신호에서는 유효하게 동작하나, 펄스 쉐이핑(pulse shaping) 등을 통하여 변형된 파형을 갖는 디지털 신호에 대해서는 적용하기 어렵다. 즉, 기존의 디지털 신호 분류 기술은, 구형파(矩形波)의 형태를 갖는 디지털 신호에 대해서는 정상적으로 동작하지만, 가우시안(Gaussian) 형태를 갖는 디지털 신호 파형을 아날로그 신호와 구분하는 데는 어려움이 있었다.However, the method using the distribution of the signal magnitudes works effectively for a digital signal having a square wave shape, but is difficult to apply to a digital signal having a waveform modified through pulse shaping. That is, the conventional digital signal classification technology normally operates for a digital signal having a square wave shape, but it is difficult to distinguish a digital signal waveform having a Gaussian shape from an analog signal.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 펄스 쉐이핑 과정에서 다양한 형태로 변형된 파형을 갖는 디지털 신호를 아날로그 신호와 구분할 수 있는 차이추정 필터를 이용한 아날로그와 디지털 신호 구분 방법 및 장치를 제공하는데 그 목적이 있다. The present invention has been made to solve the above problems of the prior art, a method for distinguishing analog and digital signals using a difference estimation filter that can distinguish a digital signal having a waveform modified in various forms from an analog signal during a pulse shaping process; The purpose is to provide a device.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 방법은, 통신망을 통해 수신된 기저대역 신호로부터 진폭성분과 위상성분을 추출하고, 이로부터 반송파 주파수 오프셋을 추정하는 전처리 단계; 상기 전처리된 진폭 및 위상 성분으로부터 차이추정(DoE) 필터를 적용하여 미분 성분을 추출하는 미분 단계; 및 상기 차이추정(DoE) 필터의 출력으로부터 특징소들을 산출하고, 상기 산출된 특징소를 소정의 기준과 비교하여 수신된 기저대역신호가 아날로그 신호인지 디지털 신호인지를 판정하는 판정 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the method of the present invention includes a preprocessing step of extracting an amplitude component and a phase component from a baseband signal received through a communication network, and estimating a carrier frequency offset therefrom; A derivative step of extracting a derivative component by applying a difference estimating (DoE) filter from the preprocessed amplitude and phase components; And determining features from the output of the difference estimation (DoE) filter and comparing the calculated features with a predetermined criterion to determine whether the received baseband signal is an analog signal or a digital signal. It features.

또한 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 장치는, 수신 안테나부; 상기 안테나를 통해 수신된 신호에서 기저대역 신호를 재생하는 RF 튜너부; 상기 기저대역신호를 디지털로 변환하는 아날로그-디지털 변환부; 상기 디지털로 변환된 기저대역신호를 진폭 및 위상 성분으로 구분하는 진폭 및 위상 신호 생성부; 상기 구분된 진폭 및 위상신호에서 반송파 주파수 오프셋을 추정하고, 진폭 및 위상신호를 정규화하는 전처리부; 상기 전처리된 진폭 및 위상 성분으로부터 미분 성분을 추출하는 차이추정(DoE) 필터; 및 상기 차이추정(DoE) 필터의 출력으로부터 특징소들을 산출하고, 상기 산출된 특징소를 소정의 기준과 비교하여 수신된 기저대역신호가 아날로그 신호인지 디지털 신호인지를 판정하는 특징소 추출 및 판정부를 구비한 것을 특징으로 한다.In addition, the apparatus of the present invention to achieve the above object, the receiving antenna unit; An RF tuner unit reproducing a baseband signal from the signal received through the antenna; An analog-to-digital converter configured to convert the baseband signal into digital; An amplitude and phase signal generator for dividing the digitally converted baseband signal into amplitude and phase components; A preprocessor for estimating a carrier frequency offset from the separated amplitude and phase signals and normalizing the amplitude and phase signals; A difference estimation (DoE) filter for extracting a derivative component from the preprocessed amplitude and phase components; And a feature extraction and determination unit configured to calculate features from the output of the difference estimation (DoE) filter, and compare the calculated features with a predetermined reference to determine whether the received baseband signal is an analog signal or a digital signal. Characterized in that provided.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 자세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명이 적용된 무선시스템의 예를 도시한 기능 블록도이고, 도 2는 본 발명에서 사용하는 차이추정(DoE) 필터의 구조이다.1 is a functional block diagram illustrating an example of a wireless system to which the present invention is applied, and FIG. 2 is a structure of a difference estimation (DoE) filter used in the present invention.

본 발명이 적용된 무선시스템은 도 1에 도시된 바와 같이, 수신 안테나부(102)와, 기저대역 생성을 위한 RF 튜너부(104), 아날로그-디지털(A/D) 변환부(106), 진폭 및 위상 신호 생성부(108), 전처리부(110), 차이추정(DoE) 필터(112), 특징소 추출 및 판정부(114)로 구성된다.As shown in FIG. 1, the wireless system to which the present invention is applied includes a receiving antenna unit 102, an RF tuner unit 104 for baseband generation, an analog-to-digital (A / D) converter unit 106, and an amplitude. And a phase signal generator 108, a preprocessor 110, a difference estimation (DoE) filter 112, and a feature extraction and determination unit 114.

도 1을 참조하면, 먼저 안테나(102)를 통하여 수신된 RF 신호를 RF 튜너(104)에서 기저대역(基底帶域, baseband) 신호로 변환한 후, 아날로그/디지털 변환부(106)에서 아날로그 기저대역신호를 디지털 기저대역 신호로 변환한다. Referring to FIG. 1, first, an RF signal received through the antenna 102 is converted into a baseband signal by the RF tuner 104, and then the analog basis is converted by the analog / digital converter 106. Convert the band signal into a digital baseband signal.

그리고 진폭 및 위상 신호 생성부(108)는 이 디지털 기저대역 신호를 각각 진폭 성분과 위상 성분으로 분리한 후, 전처리부(110)에서 분리된 두 신호에 전처 리 과정을 적용한다. The amplitude and phase signal generator 108 separates the digital baseband signal into an amplitude component and a phase component, respectively, and then applies a preprocessing process to the two signals separated by the preprocessor 110.

전처리 과정을 거친 두 신호는 한쌍의 차이추정(DoE) 필터(112)를 적용하여 신호의 미분 성분을 추출하고, 특징소 추출 및 판정부(114)는 이들로부터 몇 가지 특징소(特徵素, feature)들을 추출하여, 추출된 특징소 값들의 분포를 분석한 후 최종적으로 수신된 신호가 아날로그 신호인지 디지털 신호인지를 판단한다.The two signals that have undergone the preprocessing process are subjected to a pair of difference estimation (DoE) filters 112 to extract the differential components of the signal, and the feature extraction and determination section 114 has several features from them. ), And after analyzing the distribution of the extracted feature values, it is determined whether the received signal is an analog signal or a digital signal.

이와 같이 구성되는 본 발명이 적용되는 무선시스템의 동작 절차를 설명하면 다음과 같다.The operation procedure of the wireless system to which the present invention configured as described above is applied is as follows.

먼저, RF 튜너(104)를 입력신호의 중심주파수에 동조시켜 수신된 무선신호를 기저대역 신호로 변환한다. 이어 아날로그-디지털 (A/D) 변환기(106)를 이용하여 아날로그 기저대역신호를 디지털 신호로 변환하고, 디지털 기저대역 신호로부터 진폭(magnitude) 성분과 위상(phase) 성분을 추출한다. 이러한 과정들은 일반적인 RF 및 기저대역 신호처리 방식을 따르므로, 더 이상의 자세한 설명은 생략하기로 한다.First, the RF tuner 104 is tuned to the center frequency of the input signal to convert the received radio signal into a baseband signal. Subsequently, an analog baseband signal is converted into a digital signal using an analog-to-digital (A / D) converter 106, and an amplitude component and a phase component are extracted from the digital baseband signal. Since these processes follow a general RF and baseband signal processing scheme, detailed descriptions thereof will be omitted.

전처리부(110)에서는 크게 두 가지 작용을 수행한다. 첫 번째 작용은 RF 튜닝 과정에서 입력 신호의 정확한 반송파를 반영하지 못하여 발생한 반송파 오프셋(offset)을 제거하는 것이며, 두 번째 작용은 입력 신호의 크기를 정규화하는 것이다.The preprocessing unit 110 performs two functions. The first action is to remove the carrier offset caused by not reflecting the exact carrier of the input signal during RF tuning, and the second action is to normalize the magnitude of the input signal.

즉, RF 튜너(104)의 출력 신호를 아날로-디지털(A/D) 변환하여 생성된 기저대역 신호에는 반송파 주파수(fC: carrier frequency)의 주파수 오프셋(offset)과 위상에러(phase error) 성분이 필연적으로 포함된다. 이를 수학적으로 모델링하면 다음 수학식 1과 같이 된다.That is, the baseband signal generated by analog-to-digital (A / D) conversion of the output signal of the RF tuner 104 includes a frequency offset and a phase error of a carrier frequency (f C ). Ingredients are necessarily included. Modeling this mathematically, the following equation (1) is obtained.

Figure 112005029279367-PAT00001
Figure 112005029279367-PAT00001

상기 수학식 1에서, A(n)은 신호의 진폭에 실린 정보를 의미하며, Φ(n)은 위상에 실린 정보를 의미한다. 그리고 Δw(n)는 반송파 제거 과정에서 발생한 오프셋 주파수(offset frequency) 성분에 해당하며, N(n)은 신호에 실린 잡음을 의미한다.In Equation 1, A (n) means information carried in the amplitude of the signal, Φ (n) means information carried in the phase. Δw (n) corresponds to an offset frequency component generated in the carrier removal process, and N (n) denotes noise carried in a signal.

이 반송파 주파수 오프셋(offset) 성분(Δw(n))은 위 Φ(n)신호에 연속적인 위상 변화로 나타나게 되는데, 이를 다음 수학식2와 같이 모델링할 수 있다.The carrier frequency offset component Δw (n) is represented as a continuous phase change in the Φ (n) signal, which can be modeled as in Equation 2 below.

Figure 112005029279367-PAT00002
Figure 112005029279367-PAT00002

상기 수학식 2에서 Δw가 반송파 주파수 오프셋(offset)에 해당하는 상수값이며, ΦNL(n)은 Φ(n)의 비선형 성분이다. Δw는 다음 수학식 3과 같이 예측할 수 있다.Δw in Equation 2 is a constant value corresponding to a carrier frequency offset, Φ NL (n) is a nonlinear component of Φ (n). Δw can be predicted as shown in Equation 3 below.

Figure 112005029279367-PAT00003
Figure 112005029279367-PAT00003

상기 수학식 3에서 ΦA(n)은 Φ(n) 신호를 일반적인 신호처리 과정에서 널리 사용되는 평균(Average) 필터로 처리한 결과를 의미한다. 위와 같이 Δw를 예측한 결과를 바탕으로 반송파 주파수 오프셋(offset)은 다음 수학식 4와 같이 추정한다.In Equation 3, Φ A (n) means a result of processing the Φ (n) signal with an average filter widely used in a general signal processing process. Based on the result of predicting Δw as above, the carrier frequency offset is estimated as shown in Equation 4 below.

Figure 112005029279367-PAT00004
Figure 112005029279367-PAT00004

상기 수학식(4)에서 fsample은 아날로그 디지털(A/D) 변환기(106)의 샘플링 주파수를 의미한다.In Equation (4), f sample means a sampling frequency of the analog-to-digital (A / D) converter 106.

전처리부(110)의 두 번째 동작은 진폭 신호와 위상 신호를 정규화(normalize)하는 과정으로, 여기에서는 일반적인 신호처리 과정에서 널리 사용되는 정규화 기법들이 적용될 수 있다.The second operation of the preprocessor 110 normalizes the amplitude signal and the phase signal. Here, normalization techniques widely used in general signal processing may be applied.

차이추정(DoE: Difference of Estimator) 필터(112)는 전처리된 신호의 미분 성분을 추출하는 작용을 다음과 같이 수행한다. 즉, 본 발명에서 아날로그 신호와 디지털 신호를 구분하는데 있어서 기존의 방식과 구분되는 가장 핵심적인 사항 중의 하나는 기저대역 신호로부터 미분 성분을 추출하고, 추출된 미분성분으로부터 몇 가지 특징소들을 추출하여 이를 분석 과정에서 사용한다는 것이다. 또한, 본 발명에서는 기저대역 신호로부터 미분 성분을 추출하기 위하여 전통적인 신호처리 기법에서 사용하는 방식(현재 샘플과 이전 샘플과의 차이를 계산하는 방식)을 사용하지 않고, DoE 필터(112)를 이용하여 미분 성분을 추출한다.Difference of Estimator (DoE) filter 112 performs the function of extracting the derivative component of the preprocessed signal as follows. That is, in the present invention, one of the most essential points in distinguishing an analog signal from a digital signal is to extract a differential component from a baseband signal and extract some features from the extracted differential component. It is used in the analysis process. In addition, in the present invention, the DoE filter 112 is used to extract differential components from the baseband signal without using a method used in a conventional signal processing technique (a method of calculating a difference between a current sample and a previous sample). The fine component is extracted.

먼저 DoE 필터(112)에 관하여 설명한다. DoE 필터(112)는 도 2에 도시된 바와 같이, ....n-2, n-1, n, n+1, n+2....와 같은 입력 신호의 샘플들이 주어 졌을 때, 현재 처리 중인 샘플(n)을 기준으로 좌, 우로 각각 일정한 길이의 윈도우 (202,204)를 갖는 추정기(Estimator)를 적용하고, 이 두 추정기(Estimator)의 차(Difference)를 출력으로 하는 필터를 말한다. 이때 좌, 우에 대칭적으로 적용되는 추정기(Estimator)로는 대표적으로 다음의 세 가지 필터 중 하나를 사용한다.First, the DoE filter 112 will be described. DoE filter 112, as shown in Figure 2, when given the samples of the input signal, such as ... n-2, n-1, n, n + 1, n + 2 .... A filter that applies an estimator having windows 202 and 204 of a constant length to the left and right, respectively, based on the sample n currently being processed and refers to a filter that outputs a difference between the two estimators. In this case, one of the following three filters is typically used as an estimator applied symmetrically to the left and right.

Figure 112005029279367-PAT00005
Figure 112005029279367-PAT00005

Figure 112005029279367-PAT00006
Figure 112005029279367-PAT00006

Figure 112005029279367-PAT00007
Figure 112005029279367-PAT00007

상기 수학식 5의 추정기(Estimator)는 윈도우 내의 입력 샘플들의 평균을 출력하는 평균(Average) 필터를 의미하며, 수학식 6의 추정기(Estimator)는 윈도우 내의 입력 샘플들을 크기 순으로 정렬하고, 그 중 중간의 값을 가지는 샘플을 출력하는 미디언(Median) 필터이다. 그리고 수학식 7의 추정기(Estimator)는 현재 샘플로부터 윈도우 크기 만큼 떨어진 위치의 샘플을 출력하는 지연 필터이다.The estimator of Equation 5 refers to an average filter that outputs an average of input samples in the window, and the estimator of Equation 6 arranges the input samples in the window in size order. Median filter that outputs samples with intermediate values. The estimator of Equation 7 is a delay filter that outputs a sample at a position separated by a window size from the current sample.

위와 같은 DoE 필터(112)를 적용하여 미분 성분을 추출하는데 있어서 가장 중요한 요소는 윈도우의 크기를 얼마로 할 것이냐를 결정하는 문제이다. 이 윈도 우 크기를 고정값으로 적용할 경우, 입력 신호의 특성이 변화하는 경우에는 DoE 필터(112)의 효율이 떨어지는 문제가 발생하게 된다.The most important factor in extracting the derivative component by applying the DoE filter 112 as described above is a problem of determining the size of the window. When the window size is applied to a fixed value, the efficiency of the DoE filter 112 decreases when the characteristic of the input signal changes.

따라서 본 발명에서는 입력 신호 파형으로부터 자동적으로 윈도우 크기를 결정하는 기법을 적용한다. 이를 위하여 먼저 입력 신호로부터 일정한 크기를 갖는 첨두치(peak)들을 추출하고, 이 피크들의 간격을 평균하여 그 값을 윈도우 크기로 결정한다.Therefore, the present invention applies a technique for automatically determining the window size from the input signal waveform. To this end, first, peaks having a constant magnitude are extracted from the input signal, and the intervals of the peaks are averaged to determine the value as the window size.

이와 같은 방식으로 윈도우 크기를 결정한 DoE 필터(112)를 적용하여 입력 위상 신호를 처리한 결과와, 기존의 전통적인 방식으로 입력 위상 신호의 미분값을 처리한 결과를 각각 도 3(a)와 도 3(b)에 도시하여 비교하였다. 도 3a의 하단 그패프는 상부에 도시된 바와 같은 입력 위상신호(Input phase signal)에 대해서 본 발명에 따른 DoE필터(112)를 적용하여 출력한 파형(Output of DoE filter)을 나타내고, 도 3b의 하단 그패프는 상부에 도시된 바와 같은 입력위상신호(Input phase signal)에 대해서 종래의 필터를 적용하여 출력한 파형(Output of conventional differentiation filter)을 나타낸다. The result of processing the input phase signal by applying the DoE filter 112 having the window size determined in this manner, and the result of processing the derivative value of the input phase signal in the conventional method, respectively, are shown in FIGS. The comparison was shown in (b). The lower glyph of FIG. 3A shows an output of a DoE filter output by applying the DoE filter 112 according to the present invention to an input phase signal as shown in the upper part. The lower gap shows a waveform of an output of conventional differentiation filter by applying a conventional filter to an input phase signal as shown in the upper part.

도 3a 및 도 3b의 출력 파형을 비교하면, 기존의 방식으로 처리한 결과의 그래프는 신호 성분에 잡음 성분이 상당 부분 포함되어 있으나, 본 발명에서 제안한 방식으로 처리한 결과의 그래프는 입력 신호의 미분 특성을 뚜렷하게 보여주고 있다는 것을 알 수 있다. Comparing the output waveforms of Figs. 3A and 3B, the graph of the result of the conventional process includes a large part of the noise component in the signal component. However, the graph of the result of the process according to the method proposed in the present invention shows the derivative of the input signal. It can be seen that the characteristics are clearly shown.

다음으로 특징소 추출 및 판정부(114)는 미분 신호로부터 특징소들을 추출하는 과정에서는 다음과 같은 값들을 계산한다. Next, the feature extraction and determination unit 114 calculates the following values in the process of extracting the features from the differential signal.

1. 미분 신호에 포함된 일정 크기 이상의 첨두치들의 개수 (NP) 및 각 첨두치들의 평균값 (μP)1.The number of peaks (N P ) of a certain magnitude or more included in the differential signal (N P ) and the average value of each peak (μ P )

2. 미분 신호의 표준편차 (σ)2. Standard Deviation of Differential Signal (σ)

3. 미분 신호를 푸리에 변환한 결과의 첨두치 (Fmax)3. Peak value (F max ) of the Fourier transform of the differential signal

4. 미분 신호의 첨두치들의 누적분포(히스토그램)4. Cumulative Distribution (Histogram) of Peaks of Differential Signals

특징소 추출 및 판정부(114)에서 아날로그 신호와 디지털 신호를 구분하는 작용은 다음과 같다. 앞서 계산한 각 특징소 값들이 아래의 조건을 모두 만족하는 경우에는 디지털 신호로 판정하고, 그렇지 않은 경우에는 아날로그 신호로 판정한다.The function of distinguishing the analog signal from the digital signal in the feature extraction and determination unit 114 is as follows. If each of the feature values calculated above satisfies all of the following conditions, it is determined as a digital signal; otherwise, it is determined as an analog signal.

1. 첨두치들의 개수(NP)가 미리 결정된 문턱값(TNP) 보다 크고, μP가 문턱값 TμP보다 크다.1. greater than the peak number of teeth (N P) is a predetermined threshold value (P TN), μ P is greater than the threshold value P Tμ.

2. 미분 신호의 표준편차(σ)가 문턱값 (Tσ)보다 크다.2. The standard deviation (σ) of the differential signal is larger than the threshold value (Tσ).

3. 푸리에 변환한 결과의 첨두치(Fmax)가 문턱값 (TFmax) 보다 크다.3. The peak value F max of the Fourier transform result is greater than the threshold value TF max .

4. 첨두치들의 누적분포가 한 값 또는 두 값에 집중적으로 분포하고 있다.4. The cumulative distribution of peaks is concentrated in one or two values.

이상에서 자세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 추정필터(DoE)를 이용하여 미분하고 미분된 신호로부터 특징소를 추출하여 신호를 판별함으로써 펄스 쉐이핑 과정에서 다양한 형태로 변형된 디지털 신호에 대해서도 정확하게 아날로그 신호와 구분할 수 있다.As described above in detail, the present invention extracts features from differential and differentiated signals using an estimation filter (DoE) to discriminate the signal, thereby accurately converting the analog signal and the digital signal into various forms during the pulse shaping process. Can be distinguished.

이러한 본 발명은 SDR이나 신호감시 등과 같은 응용 분야에서 미지의 신호를 분석하기 위한 가장 기초적인 신호 분석 도구로 활용할 수 있으며, 기타 TSCM (Technical Surveillance Counter-Measure) 등의 응용 분야에서도 폭 넓게 활용될 수 있다.The present invention can be utilized as the most basic signal analysis tool for analyzing unknown signals in applications such as SDR and signal monitoring, and can be widely used in other application fields such as Technical Surveillance Counter-Measure (TSCM). have.

본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 않고, 이하 청구 범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능할 것이다.The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various changes can be made by those skilled in the art without departing from the gist of the present invention as claimed in the following claims.

Claims (13)

통신망을 통해 수신된 기저대역 신호로부터 진폭성분과 위상성분을 추출하고, 이로부터 반송파 주파수 오프셋을 추정하는 전처리 단계;A preprocessing step of extracting an amplitude component and a phase component from the baseband signal received through the communication network, and estimating a carrier frequency offset therefrom; 상기 전처리된 진폭 및 위상 성분으로부터 차이추정(DoE) 필터를 적용하여 미분 성분을 추출하는 미분 단계; 및A derivative step of extracting a derivative component by applying a difference estimating (DoE) filter from the preprocessed amplitude and phase components; And 상기 차이추정(DoE) 필터의 출력으로부터 특징소들을 산출하고, 상기 산출된 특징소를 소정의 기준과 비교하여 수신된 기저대역신호가 아날로그 신호인지 디지털 신호인지를 판정하는 판정 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차이추정 필터를 이용한 아날로그와 디지털 신호 구분 방법.Calculating features from the output of the difference estimation (DoE) filter and comparing the calculated features with a predetermined reference to determine whether the received baseband signal is an analog signal or a digital signal; A method of distinguishing analog and digital signals using a difference estimation filter. 제1항에 있어서, 상기 반송파 주파수 오프셋을 추정하는 전처리 단계는The method of claim 1, wherein the preprocessing step of estimating the carrier frequency offset is 상기 기저 대역 신호로부터 추출된 위상 성분 신호를 일정한 크기의 윈도우를 갖는 평균 필터로 처리한 후, 필터의 출력 신호의 각 샘플 간의 차를 구하고, 이 차의 평균값과 아날로그 디지털 변환기의 샘플링 주파수를 곱하여 반송파 주파수 오프셋을 추정하는 것을 특징으로 하는 차이추정 필터를 이용한 아날로그와 디지털 신호 구분 방법.After processing the phase component signal extracted from the baseband signal with an average filter having a window of constant size, the difference between each sample of the output signal of the filter is obtained, and the average value of the difference is multiplied by the sampling frequency of the analog-to-digital converter to form a carrier wave. A method for distinguishing analog and digital signals using a difference estimation filter, characterized in that the frequency offset is estimated. 제1항에 있어서, 상기 전처리 단계는 The method of claim 1, wherein the pretreatment step 상기 진폭 신호와 위상 신호를 정규화하는 것을 특징으로 하는 차이추정 필 터를 이용한 아날로그와 디지털 신호 구분 방법.A method for distinguishing analog and digital signals using a difference estimating filter, characterized in that the amplitude signal and the phase signal are normalized. 제1항에 있어서, 상기 미분단계는The method of claim 1, wherein the derivative step 입력 신호의 샘플들이 주어졌을 때, 현재 처리 중인 샘플(n)을 기준으로 좌, 우로 각각 일정한 길이의 윈도우를 갖는 추정기를 적용하고, 이 두 추정기의 차를 출력으로 하는 것을 특징으로 하는 차이추정 필터를 이용한 아날로그와 디지털 신호 구분 방법.Given samples of the input signal, a difference estimating filter is characterized by applying an estimator having a window of constant length to the left and the right, respectively, based on the sample (n) being processed and outputting the difference between the two estimators. How to distinguish between analog and digital signals. 제4항에 있어서, 상기 추정기의 윈도우 사이즈는5. The method of claim 4, wherein the window size of the estimator is 입력 신호로부터 자동으로 계산하여 신호 특성이 시간에 따라 변화하더라도 미분 성분을 정확히 추출할 수 있는 것을 특징으로 하는 차이추정 필터를 이용한 아날로그와 디지털 신호 구분 방법.A method for distinguishing analog and digital signals using a difference estimation filter, which automatically calculates an input signal and extracts a derivative component even if a signal characteristic changes with time. 제5항에 있어서, 상기 윈도우 사이즈는The method of claim 5, wherein the window size is 입력 신호로부터 일정한 크기를 갖는 첨두치(peak)들을 추출하고, 이 첨두치들의 간격을 평균하여 그 값을 윈도우 크기로 결정하는 것을 특징으로 하는 차이추정 필터를 이용한 아날로그와 디지털 신호 구분 방법.A method of dividing analog and digital signals using a difference estimation filter, comprising extracting peaks having a constant magnitude from an input signal and averaging intervals of the peak values to determine the value as a window size. 제4항에 있어서, 상기 DoE 필터의 추정기는The method of claim 4, wherein the estimator of the DoE filter is 윈도우 내의 입력 샘플들의 평균을 출력하는 평균 필터나 윈도우 내의 입 력 샘플들을 크기 순으로 정렬한 후 그 중 중간의 값을 가지는 샘플을 출력하는 메디안 필터 혹은 현재 샘플로부터 윈도우 크기 만큼 떨어진 위치의 샘플을 출력하는 지연 필터 중 하나인 것을 특징으로 하는 차이추정 필터를 이용한 아날로그와 디지털 신호 구분 방법. An average filter that outputs the average of the input samples in the window, or a median filter that sorts the input samples in the window in the order of magnitude and outputs the sample with the middle value among them A method of distinguishing analog and digital signals using a difference estimation filter, characterized in that it is one of delay filters. 제1항에 있어서, 상기 판정단계는The method of claim 1, wherein the determining step DoE 필터의 출력 신호로부터 네 가지 특징소 값들을 계산하고, 상기 네가지 특징소 값들을 미리 결정된 문턱값들과 비교하거나 누적분포를 분석하여 입력 기저대역 신호가 아날로그 신호인지 또는 디지털 신호인지를 판정하는 것을 특징으로 하는 차이추정 필터를 이용한 아날로그와 디지털 신호 구분 방법.Calculate four feature values from the output signal of the DoE filter and compare the four feature values with predetermined thresholds or analyze the cumulative distribution to determine whether the input baseband signal is an analog or digital signal. A method of distinguishing analog and digital signals using a difference estimating filter. 제8항에 있어서, 상기 네가지 특징소는The method of claim 8, wherein the four features are 미분 신호에 포함된 일정 크기 이상의 첨두치들의 개수 (Np) 및 각 첨두치들의 평균값 (μp)과, 미분 신호의 표준편차 (σ)와, 미분 신호를 푸리에 변환한 결과의 첨두치 (Fmax)와, 미분 신호의 첨두치들의 누적분포인 것을 특징으로 하는 차이추정 필터를 이용한 아날로그와 디지털 신호 구분 방법.The number of peaks (N p ) of a certain magnitude or more included in the differential signal (N p ), the mean value of each peak (μ p ), the standard deviation of the differential signal (σ), and the peak value of the result of the Fourier transform of the differential signal (F max ) and a cumulative distribution of the peak values of the differential signal. 제9항에 있어서, 상기 판정은The method of claim 9, wherein the determination is 1) 첨두치들의 개수(NP)가 미리 결정된 문턱값(TNP) 보다 크고, 첨두치들의 평균값(μP)이 문턱값 TμP보다 크고,1) Number of teeth of the peak (N P) is greater than a predetermined threshold value (P TN), the average value of the peak teeth (μ P) is greater than the threshold value P Tμ, 2) 미분 신호의 표준편차(σ)가 문턱값 (Tσ)보다 크며,2) the standard deviation (σ) of the differential signal is greater than the threshold value (Tσ), 3) 푸리에 변환한 결과의 첨두치(Fmax)가 문턱값 (TFmax) 보다 크고,3) The peak value (F max ) of the Fourier transform result is larger than the threshold value (TF max ), 4) 첨두치들의 누적분포가 한 값 또는 두 값에 집중적으로 분포하고 있는 경우에 디지털 신호로 판정하는 것을 특징으로 하는 차이추정 필터를 이용한 아날로그와 디지털 신호 구분 방법.4) A method for distinguishing analog and digital signals using a difference estimation filter, which is determined as a digital signal when the cumulative distribution of peak values is concentrated in one or two values. 수신 안테나부;A receiving antenna unit; 상기 안테나를 통해 수신된 신호에서 기저대역 신호를 재생하는 RF 튜너부; 상기 기저대역신호를 디지털로 변환하는 아날로그-디지털 변환부;An RF tuner unit reproducing a baseband signal from the signal received through the antenna; An analog-to-digital converter configured to convert the baseband signal into digital; 상기 디지털로 변환된 기저대역신호를 진폭 및 위상 성분으로 구분하는 진폭 및 위상 신호 생성부;An amplitude and phase signal generator for dividing the digitally converted baseband signal into amplitude and phase components; 상기 구분된 진폭 및 위상신호에서 반송파 주파수 오프셋을 추정하고, 진폭 및 위상신호를 정규화하는 전처리부;A preprocessor for estimating a carrier frequency offset from the separated amplitude and phase signals and normalizing the amplitude and phase signals; 상기 전처리된 진폭 및 위상 성분으로부터 미분 성분을 추출하는 차이추정(DoE) 필터; 및A difference estimation (DoE) filter for extracting a derivative component from the preprocessed amplitude and phase components; And 상기 차이추정(DoE) 필터의 출력으로부터 특징소들을 산출하고, 상기 산출된 특징소를 소정의 기준과 비교하여 수신된 기저대역신호가 아날로그 신호인지 디지털 신호인지를 판정하는 특징소 추출 및 판정부를 구비한 것을 특징으로 하는 차이 추정 필터를 이용한 아날로그와 디지털 신호 구분 장치.Characteristic extraction and determination unit for calculating features from the output of the difference estimation (DoE) filter, and comparing the calculated features with a predetermined reference to determine whether the received baseband signal is an analog signal or a digital signal. An analog and digital signal separator using a difference estimation filter, characterized in that. 제11항에 있어서, 상기 차이추정 필터는The method of claim 11, wherein the difference estimation filter 한쌍의 추정기로 이루어지고, 상기 추정기는 평균 필터나 메디안 필터 혹은 지연 필터인 것을 특징으로 하는 차이추정 필터를 이용한 아날로그와 디지털 신호 구분 장치.And a pair of estimators, wherein the estimator is an average filter, a median filter, or a delay filter. 제11항에 있어서, 상기 특징소 추출 및 판정부는The method of claim 11, wherein the feature extraction and determination unit 미분 신호에 포함된 일정 크기 이상의 첨두치들의 개수 (NP) 및 각 첨두치들의 평균값 (μP)과, 미분 신호의 표준편차 (σ)와, 미분 신호를 푸리에 변환한 결과의 첨두치 (Fmax)와, 미분 신호의 첨두치들의 누적분포를 추출하여,The number of peaks (N P ) of a certain magnitude or more included in the differential signal (N P ), the average value of each peak (μ P ), the standard deviation of the differential signal (σ), and the peak value of the result of the Fourier transform of the differential signal (F). max ) and the cumulative distribution of the peaks of the differential signal, 1) 첨두치들의 개수(NP)가 미리 결정된 문턱값(TNP) 보다 크고, 첨두치들의 평균값(μP)이 문턱값 TμP보다 크고,1) Number of teeth of the peak (N P) is greater than a predetermined threshold value (P TN), the average value of the peak teeth (μ P) is greater than the threshold value P Tμ, 2) 미분 신호의 표준편차(σ)가 문턱값 (Tσ)보다 크며,2) the standard deviation (σ) of the differential signal is greater than the threshold value (Tσ), 3) 푸리에 변환한 결과의 첨두치(Fmax)가 문턱값 (TFmax) 보다 크고,3) The peak value (F max ) of the Fourier transform result is larger than the threshold value (TF max ), 4) 첨두치들의 누적분포가 한 값 또는 두 값에 집중적으로 분포하고 있는 경우에 디지털 신호로 판정하는 것을 특징으로 하는 차이추정 필터를 이용한 아날로그와 디지털 신호 구분장치.4) A device for distinguishing analog and digital signals using a difference estimation filter, which is determined as a digital signal when the cumulative distribution of peak values is concentrated in one or two values.
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