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KR101473592B1 - 교란 신호 검출 장치 및 방법 - Google Patents

교란 신호 검출 장치 및 방법 Download PDF

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KR101473592B1
KR101473592B1 KR1020130150649A KR20130150649A KR101473592B1 KR 101473592 B1 KR101473592 B1 KR 101473592B1 KR 1020130150649 A KR1020130150649 A KR 1020130150649A KR 20130150649 A KR20130150649 A KR 20130150649A KR 101473592 B1 KR101473592 B1 KR 101473592B1
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signal
disturbance
cross
disturbance signal
detecting
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강재민
임덕원
허문범
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한국항공우주연구원
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Abstract

교란 신호 검출 장치는 적어도 하나의 교란 신호가 포함된 제1 신호를 수신하는 수신부; 상기 제1 신호로부터 주파수 특성에 기초하여 CW(continuous wave) 교란 신호를 검출하는 CW 신호 검출부; 및 상기 제1 신호부터 상기 검출된 CW 교란 신호를 필터링하여 제2 신호를 출력하는 필터링부를 포함할 수 있다.

Description

교란 신호 검출 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR DISTORTION SIGNAL DETECTION}
교란 신호 검출 장치 및 방법에 연관되며, 구체적으로는 다수의 전파교란원이 다양한 형태의 신호를 송출할 경우에 위치 추정을 수행할 수 있도록 교란 신호를 검출하고 필터링하는 장치 및 방법에 연관된다.
GPS 신호는 수신 전력이 매우 약하기 때문에 교란 신호에 대하여 매우 취약하다. 교란 신호는 정밀한 항법을 요구하는 시스템의 신호 획득 및 추적 성능을 저하시킨다.
특히, 항공기에서 이륙 및 착륙을 위하여 사용하는 첨단 착륙유도장비에 교란 신호가 영향을 미치면 정확도를 저하시키기 때문에 큰 사고로 이어질 수 있다.
이러한 피해를 입지 않기 위해서, 전파교란원의 신호 검출 및 위치 추정에 대한 많은 연구가 진행되고 있으나, 대부분 한 형태의 신호를 송출하는 단일 전파교란원에 대한 연구이다.
다수의 전파교란원이 각각 다른 교란 신호를 송출하는 경우가 발생할 수 있다. 이 경우, 각기 다른 형태의 신호를 송출하는 다수의 전파교란원 신호에 대한 식별도 어려울 뿐만 아니라 정확한 측정치 획득도 어렵다.
따라서, 다수의 전파교란원이 여러 종류의 신호를 송출할 때 신호 형태를 검출하고 필터링을 제공하는 장치가 필요하다.
일측에 따르면, 적어도 하나의 교란 신호가 포함된 제1 신호를 수신하는 수신부; 상기 제1 신호로부터 주파수 특성에 기초하여 CW(continuous wave) 교란 신호를 검출하는 CW 신호 검출부; 및 상기 제1 신호로부터 상기 검출된 CW 교란 신호를 필터링하여 제2 신호를 출력하는 필터링부를 포함하는 교란 신호 검출 장치가 제공된다.
일실시예에 따르면, 상기 CW 신호 검출부는, 상기 제1 신호를 주파수 영역으로 변환하고, 주파수 영역에서 제1 판별식을 만족하는 부분을 상기 CW 교란 신호로 검출할 수 있다.
한편, 상기 제1 판별식은, 주파수 영역에서 제1 신호에 대한 최대 절대값의 절반보다 큰 부분을 상기 CW 교란 신호로 판별할 수 있다.
또한, 상기 CW 신호 검출부는, 상기 검출된 CW 교란 신호의 방위각 및 고도각 중 적어도 하나를 더 검출할 수 있다.
다른 일실시예에 따르면, 상기 제2 신호에 대하여, 교차상관함수의 특성 차이에 기초한 제2 판별식을 이용하여 DSSS((Direct Sequence Spread Spectrum) 교란 신호를 검출하는 DSSS 검출부를 더 포함할 수 있다.
상기 DSSS 검출부는, 상기 제2 신호에 교차상관함수를 적용하고, 획득된 교차 상관값 중 최댓값을 획득할 수 있다.
구체적으로, 상기 DSSS 검출부는, 상기 최댓값에 대한 딜레이를 상기 제2 판별식에 적용하여 만족하는 부분을 상기 DSSS 교란 신호로 검출하며, 상기 제2 판별식은,
Figure 112013111490374-pat00001
이고, RS fit은 교차상관함수이고, τTD는 교차상관 값의 최댓값에 대응하는 딜레이일 수 있다.
또한, 상기 DSSS 검출부는, 상기 검출된 DSSS 교란 신호의 도달지연 시간차이를 더 검출할 수 있다.
또 다른 일실시예에 따르면, 시간 - 주파수의 스펙트럼 분석을 통해 시간에 따라 주파수가 변하는 성분이 존재하는 것을 확인하여 SCW(Swept Continuous Wave) 교란 신호를 검출하는 SCW 검출부를 더 포함할 수 있다.
또 다른 일실시예에 따르면, 상기 제2 신호에 교차상관함수를 적용하고, 획득된 교차 상관값이 기설정된 임계치를 초과하는 부분을 SCW 교란 신호로 검출하는 SCW 검출부를 더 포함할 수 있다.
한편, 상기 SCW 검출부는, 상기 검출된 SCW 교란 신호의 도달지연 시간 차이를 더 검출할 수 있다.
다른 일측에 따르면, 수신부가 적어도 하나의 교란 신호가 포함된 제1 신호를 수신하는 단계; CW 신호 검출부가 상기 제1 신호로부터 주파수 특성에 기초하여 CW(continuous wave) 교란 신호를 검출하는 단계; 및 필터링부가 상기 제1 신호로부터 상기 검출된 CW 교란 신호를 필터링하여 제2 신호를 출력하는 단계를 포함하는 교란 신호 검출 방법이 제공된다.
일실시예에 따르면, 상기 CW 교란 신호를 검출하는 단계는, CW 신호 검출부가 상기 제1 신호를 주파수 영역으로 변환하고, 주파수 영역에서 제1 판별식을 만족하는 부분을 상기 CW 교란 신호로 검출할 수 있다.
상기 제1 판별식은, 주파수 영역에서 제1 신호에 대한 최대 절대값의 절반보다 큰 부분을 상기 CW 교란 신호로 판별할 수 있다.
다른 일실시예에 따르면, DSSS 검출부가 상기 제2 신호에 대하여, 교차상관함수의 특성 차이에 기초한 제2 판별식을 이용하여 DSSS((Direct Sequence Spread Spectrum) 교란 신호를 검출하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 DSSS 교란 신호를 검출하는 단계는, DSSS 검출부가 상기 제2 신호에 교차상관함수를 적용하고, 획득된 교차 상관값 중 최댓값을 획득할 수 있다.
구체적으로, 상기 DSSS 검출부는, 상기 최댓값에 대한 딜레이를 상기 제2 판별식에 적용하여 만족하는 부분을 상기 DSSS 교란 신호로 검출하며, 상기 제2 판별식은,
Figure 112013111490374-pat00002
이고, RS fit은 교차상관함수이고, τTD는 교차상관 값의 최댓값에 대응하는 딜레이일 수 있다.
다른 일실시예에 따르면, SCW 검출부가 시간 - 주파수의 스펙트럼 분석을 통해 시간에 따라 주파수가 변하는 성분이 존재하는 것을 확인하여 SCW(Swept Continuous Wave) 교란 신호를 검출하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, SCW 검출부가 상기 제2 신호에 교차상관함수를 적용하고, 획득된 교차 상관값이 기설정된 임계치를 초과하는 부분을 SCW 교란 신호로 검출하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또 다른 일측에 따르면, 상기 방법을 수행하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체가 제공된다.
도 1은 일실시예에 따른 교란 신호 검출 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 2는 일실시예에 따른 교란 신호 검출 방법의 순서를 나타낸 흐름도이다.
도 3은 일실시예에 따라, 다종 교란 신호의 교차상관 값을 나타낸 예시 도면이다.
도 4는 일실시예에 따라, CW 교란 신호를 제거하고 교차상관 값을 나타낸 예시 도면이다.
도 5는 일실시예에 따라, DSSS 교란 신호 및 SCW 교란 신호의 교차상관 값을 나타낸 예시 도면이다.
도 6은 일실시예에 따라, SCW 교란 신호에 대한 교차상관 값을 나타낸 예시 도면이다.
도 7은 일실시예에 따라, SCW 교란 신호에 대한 스펙트럼을 나타낸 예시 도면이다.
도 8은 일실시예에 따라, 임의의 한 주파수에 대한 스펙트럼의 교차상관 값을 나타낸 예시 도면이다.
이하에서, 일부 실시예들을, 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나, 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
아래 설명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 관례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다.
또한 특정한 경우는 이해를 돕거나 및/또는 설명의 편의를 위해 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 설명 부분에서 상세한 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 아래 설명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌 그 용어가 가지는 의미와 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 이해되어야 한다.
도 1은 일실시예에 따른 교란 신호 검출 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
교란 신호 검출 장치(100)는 수신부(110), CW(Continuous Wave) 신호 검출부(120), 필터링부(130), DSSS(Direct Sequence Spread Spectrum) 검출부(140) 및 SCW(Swept Continuous Wave) 검출부(150)를 포함할 수 있다.
수신부(110)는 적어도 하나의 교란 신호가 포함된 제1 신호를 수신할 수 있다.
CW 신호 검출부(120)는 제1 신호로부터 주파수 특성에 기초하여 CW 교란 신호를 검출할 수 있다.
일실시예에 따르면, CW 교란 신호는 진동 진폭이 일정하고 변조하지 않은 반송파만 있는 신호일 수 있다. 상기 CW 교란 신호는 수학식 1로 나타낼 수 있다.
Figure 112013111490374-pat00003
A는 신호의 세기이고, WC는 2πfc이고, fc는 반송파 주파수이다.
일실시예에 따르면, CW 교란 신호에 대해서는 DF(Direction Finding) 기법을 이용하여 측정치를 획득할 있고, AOA 기법으로 전파교란원의 위치를 추정할 수 있다.
상기 DF(Direction Finding) 기법에는 Barlett, Capon Minimum Variance와 MUSIC(MUltiple Signal Identification and Classification), ESPRIT(Estimation of Signal Parameter via Rotational Invariance Technique), ML(Maximum Likelihood)이 있을 수 있다.
본 명세서에서는 CW 교란 신호를 검출하고 필터링하기 위하여 일실시예로 MUSIC을 설명한다.
일실시예에 따르면, L개의 안테나 소자를 갖는 배열안테나에 M개의 교란 신호가 입사하였을 때 입력신호
Figure 112013111490374-pat00004
는 수학식 2와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112013111490374-pat00005
여기서,
Figure 112013111490374-pat00006
는 i번째 신호원에서 송출된 신호에 대한 벡터이고,
Figure 112013111490374-pat00007
는 i번째 신호의 방향벡터이며,
Figure 112013111490374-pat00008
는 잡음벡터로서 정규분포를 갖는다. 입력 신호의 공분산 행렬은 수학식 3과 같다.
Figure 112013111490374-pat00009
여기서,
Figure 112013111490374-pat00010
행렬의 랭크 M이 배열안테나의 소자 수 L보다 작으면,
Figure 112013111490374-pat00011
최소 고유값(Eigen Value)은 0이 되며, L-M개의 반복을 갖는다.
Figure 112013111490374-pat00012
를 식으로 나타내면 수학식 4와 같이 고유분해(Eigen - decomposition)한 행렬로 나타낼 수 있다.
Figure 112013111490374-pat00013
여기서,
Figure 112013111490374-pat00014
는 직교 고유벡터이고,
Figure 112013111490374-pat00015
은 M개의 0이 아닌 고유값들을 의미한다. 수학식 3을 이산시간으로 정리하여 수학식 4를 이용하여 다시 정리하면 수학식 5와 같다.
Figure 112013111490374-pat00016
여기서,
Figure 112013111490374-pat00017
이다.
수학식 4로부터 교란신호와 잡음으로 부공간이 나누어지는 것을 알 수 있으며, 수학식 6은 신호의 부공간을 나타내는 고유값이고, 수학식 7은 잡음의 부공간을 나타내는 고유값이다. 따라서 교란신호의 개수는 L개의 고유값 중에서 수학식 7을 만족하는 고유값의 수를 뺀 값으로 예측할 수 있다.
Figure 112013111490374-pat00018
Figure 112013111490374-pat00019
상기 설명한 바와 같이 MUSIC은 배열안테나로 입력된 신호의 고유벡터 중 잡음에 해당하는 고유벡터
Figure 112013111490374-pat00020
및 신호의 방향벡터
Figure 112013111490374-pat00021
의 직교성
Figure 112013111490374-pat00022
을 이용한다. 따라서, MUSIC에서 출력 전력
Figure 112013111490374-pat00023
는 수학식 8과 같다.
Figure 112013111490374-pat00024
M개의 교란신호에 대한 도달각은
Figure 112013111490374-pat00025
에 대하여 목적함수인 수학식 8의 출력 전력
Figure 112013111490374-pat00026
을 검색하고, 각 교란 신호의 전력 스펙트럼을 최대로 하는 각을 도달각이라고 결정한다.
필터링부(130)는 교란 신호가 포함된 제1 신호로부터 검출된 CW 교란 신호를 필터링할 수 있다.
일실시예에 따르면, CW 신호 검출부(120)는 제1 신호를 주파수 영역으로 변환할 수 있다. 변환된 주파수 영역에서 제1 판별식을 만족하는 부분을 CW 교란 신호로 검출할 수 있다.
일실시예에 따르면, 제1 판별식은, 주파수 영역에서 제1 신호에 대한 최대 절대값의 절반보다 큰 부분을 CW 교란 신호로 판별할 수 있다. 또한, CW 신호 검출부(120)는 검출된 CW 교란 신호의 방위각 및 고도각 중 적어도 하나를 더 검출할 수 있다.
다른 일실시예에 따르면, DSSS 검출부(140)는 CW 교란 신호를 필터링하여 출력된 제2 신호에 대하여, 교차상관함수의 특성 차이에 기초한 제2 판별식을 이용하여 DSSS 교란 신호를 검출할 수 있다.
구체적으로 DSSS 검출부(140)는 제2 신호에 교차상관함수를 적용하고, 획득된 교차 상관값 중 최댓값을 획득할 수 있다. 또한, DSSS 검출부(140)는 검출된 DSSS 교란 신호의 도달지연 시간차이를 더 검출할 수 있다.
DSSS 교란 신호는 확산 코드인 PRN(Pseudo Random Number)을 사용하여 데이터 신호 D(t)를 대역 확산 시킨 후
Figure 112013111490374-pat00027
로 변조한 신호이며, 수학식 9와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112013111490374-pat00028
여기서, C(t)는 PRN 코드이며, 본 명세서에서는 일실시예로 GPS신호의 C/A(Coarse/Acquisition)코드로서 1.023Mcps의 전송률을 갖는다.
DSSS 형태의 신호 측정치를 얻기 위하여 일실시예로 TDOA(Time Difference Of Arrival) 기법을 이용하여 측정치를 획득할 수 있다. TDOA 기법은 신호 도달 지연시간차이를 측정치로 이용하여 위치를 추정하는 기법이다. 두 센서간의 도달지연사간차이로부터 계산되는 전파교란원의 위치는 쌍곡선 형태로 나타나며, 여러 개의 쌍곡선의 교점을 구함으로써 전파교란원의 위치를 알아낼 수 있다.
일실시예에 따르면, 임의의 두 센서에서의 도달지연시간차이는 교차상관함수(Cross-Correlation Function)를 이용하여 구할 수 있다. 교차상관함수의 정의는 수학식 10과 같다.
Figure 112013111490374-pat00029
여기서,
Figure 112013111490374-pat00030
및
Figure 112013111490374-pat00031
는 전파교란원이 송신한 신호를 기준센서와 i번째 센서에서 각각 수신한 신호, T는 신호의 주가, τ는 지연시간이다.
일실시예에 따르면, 송신한 신호의 주기가 도달지연시간차이보다 길다고 가정하면, 교차상관결과는 1개의 최댓값을 가질 수 있다. 이때, 최대가 되는 지연시간
Figure 112013111490374-pat00032
이 도달 지연시간차이(TDOA 측정치)이다.
SCW 검출부(150)는 시간 - 주파수의 스펙터럼 분석을 통해 시간에 따라 주파수가 변하는 성분이 존재하는 것을 확인하여 SCW 교란 신호를 검출할 수 있다.
또한, SCW 검출부(150)는 CW 교란 신호를 필터링하여 출력된 제2 신호에 대하여 교차상관함수를 적용하고, 획득된 교차 상관값이 기설정된 임계치를 초과하는 부분을 SCW 교란 신호로 검출할 수 있다.
뿐만 아니라, SCW 검출부(150)는 검출된 SCW 교란 신호의 도달지연 시간 차이를 검출할 수 있다.
SCW 교란 신호는 주파수가 시간에 따라 변하는 정현파 신호이고, 협대역 신호의 특성을 갖을 수 있다. SCW 교란 신호는 수학식 11과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112013111490374-pat00033
여기서 a는 진폭이며, 상수값을 갖는다. f0는 초기 주파수이고, k는 첩 레이트(Chirp rate)이고,
Figure 112013111490374-pat00034
는 스윕(Sweep time) 시간이다. 수학식 11을 이산시간으로 나타내면 수학식 12와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112013111490374-pat00035
여기서,
Figure 112013111490374-pat00036
는 샘플링 주기이고, B는 대역폭이다. 대역폭의 정의는 수학식 13과 같다.
Figure 112013111490374-pat00037
일실시예에 따르면, SCW 형태의 신호는 스윕시간마다 반복적으로 발생할 수 있다. 반복적으로 발생하면, SCW 신호를 교차상관을 하더라도 스윕시간마다 교차상관 값이 반복되므로, 모호성 문제로 인하여 원리적으로 단 하나의 TDOA 측정치를 얻는 것이 불가능할 수 있다.
도 2는 일실시예에 따른 교란 신호 검출 방법의 순서를 나타낸 흐름도이다.
단계(210)에서, 교란 신호 검출 장치(100)의 수신부(110)는 적어도 하나의 교란 신호가 포함된 제1 신호를 수신할 수 있다.
단계(220)에서, CW 신호 검출부(120)가 제1 신호로부터 주파수 특성에 기초하여 CW 교란 신호를 검출할 수 있다.
일실시예에 따르면, CW 신호 검출부(120)는 제1 신호를 FFT를 통하여 시간 영역에서 주파수 영역으로 변환할 수 있다. 변환 후, CW 신호 검출부(120)는 CW 교란 신호를 변환한 신호의 스펙트럼으로부터 검출할 수 있다.
단계(230)에서, 필터링부(130)는 제1 신호로부터 검출된 CW 교란 신호를 필터링하여 제2 신호를 출력할 수 있다.
상기 CW 교란 신호를 검출하는 단계는, CW 신호 검출부(120)가 제1 신호를 주파수 영역으로 변환하고, 주파수 영역에서 제1 판별식을 만족하는 부분을 CW 교란 신호로 검출할 수 있다.
구체적으로 제1 판별식은, 주파수 영역에서 제1 신호에 대한 최대 절대값의 절반보다 큰 부분을 CW 교란 신호로 판별하는 것일 수 있다. 제1 판별식은 수학식 14로 나타낼 수 있다.
Figure 112013111490374-pat00038
단계(240)에서, DSSS 검출부(140)는 제2 신호에 대하여, 교차상관함수의 특성 차이에 기초한 제2 판별식을 이용하여 DSSS 교란 신호를 검출할 수 있다.
교란 신호 검출 장치(100)는 DSSS와 SCW 형태의 교란 신호 중 DSSS 형태의 교란 신호를 식별할 수 있다.
일실시예에 따르면, DSSS 형태의 교란 신호에 대한 교차상관 값의 모양은 피크값이 삼각형의 모양을 갖을 수 있다.
DSSS 검출부(140)는 교차상관함수
Figure 112013111490374-pat00039
의 교차상관 값 중 최댓값을 찾아내고 그 값에 대한 딜레이(Delay)를 제2 판별식에 적용하여 DSSS 교란 신호를 판단할 수 있다. 제2 판별식은 수학식 15와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112013111490374-pat00040
여기서,
Figure 112013111490374-pat00041
는 교차상관 값의 최댓값일 때에 대한 딜레이이며, 제2 판별식을 만족할 경우
Figure 112013111490374-pat00042
가 측정치이다.
상기 과정을 반복적으로 수행함으로써 DSSS 검출부(140)는 DSSS 교란 신호가 포함되어 있는지 식별하고, 측정치를 얻을 수 있다.
일실시예에 따라, 상기 과정을 수행하기 위하여 DSSS 교란 신호 중 가장 먼저 검출해 낸 교란 신호를 필터링할 수 있다. 검출한 DSSS 교란 신호에 대한
Figure 112013111490374-pat00043
를 기준으로 앞, 뒤 딜레이에 대하여 교차상관 값이 삼각형의 모양을 갖는 값을 모두 0으로 치환할 수 있다.
단계(250)에서, SCW 검출부(150)는 시간 - 주파수의 스펙트럼 분석을 통해 시간에 따라 주파수가 변하는 성분이 존재하는 것을 확인하여 SCW 교란 신호를 검출할 수 있다.
또한, 다른 일실시예에 따라, 단계(250)에서, SCW 검출부(150)는 제2 신호에 교란상관함수를 적용하고, 획득된 교차상관 값이 기설정된 임계치를 초과하는 부분을 SCW 교란 신호로 검출할 수 있다.
도 3은 일실시예에 따라, 다종 교란 신호의 교차상관 값을 나타낸 예시 도면이다.
일실시예에 따라, 5개의 소자의 배열안테나를 갖는 4개의 센서와 4개의 전파교란원이 있을 수 있다. 1개의 CW 교란 신호, 2개의 DSSS 교란 신호, 1개의 SCW 교란 신호가 송출될 수 있다. 이 경우, 신호는 수학식 16으로 나타낼 수 있다.
Figure 112013111490374-pat00044
센서에서 수신된 신호를 식별하기 위하여 FFT(Fast Fourier Transform)를 이용하여 주파수 특성을 분석할 수 있다.
일실시예에 따라, 주파수 특성을 보면, DSSS와 SCW 형태의 신호 영향으로 인하여 피크값 주변의 주파수 특성이 CW 형태의 신호만 존재하는 경우에만 다를 수 있다.
일실시예에 따르면, 다중 교란 신호가 입사되었을 때, MUSIC을 이용하여 측정치를 획득하는 것은 가능하나, 획득한 측정치로부터 위치를 추정하면 정확도가 낮아질 수 있다. 반면, 교차상관을 이용하여 교차상관 값을 보면 도 3과 같다.
도 3에서 교차상관 값을 보면, DSSS 형태의 신호뿐만 아니라 CW 및 SCW의 형태의 신호 특성도 포함되어 있기 때문에 교차상관 값에 바이어스가 존재하며 여러 개의 피크가 생기는 것을 볼 수 있다. 따라서, 교차상관을 이용하여 측정치 획득은 교차상관 특성이 매우 나빠져서 TDOA 측정치 획득이 불가할 수 있다.
도 4는 일실시예에 따라, CW 교란 신호를 제거하고 교차상관 값을 나타낸 예시 도면이다.
도 4는 필터링을 통하여 CW 형태의 교란 신호를 제거하고 교차상관한 결과를 나타낸 예시 도면이다. 410은 DSSS 교란 신호의 교차상관 값을 나타낸다. 420은 SCW 교란 신호의 교차상관 값을 나타낸다.
도 4에서 교차상관한 결과를 보면 임계치를 넘는 피크값이 여러 개 존재한다. DSSS와 SCW 형태의 교란 신호가 함계 포함되어 임계치를 넘는 피크값이 여러 개 존재할 수 있다.
도 5는 일실시예에 따라, DSSS 교란 신호 및 SCW 교란 신호의 교차상관 값을 나타낸 예시 도면이다.
일실시예에 따라, DSSS 교란 신호 형태의 경우에는 교차상관의 피크가 삼각형 모양으로 형성되고, SCW 교란 신호 형태의 경우에는 교차상관의 피크가 임펄스 모양으로 형성될 수 있다.
일실시예에 따르면, 교란 검출 장치는 DSSS와 SCW 형태의 교란 신호 중 DSSS 형태의 교란신호를 식별하여 측정치를 획득할 수 있다. DSSS 형태의 교란신호에 대한 교차상관 값의 모양은 삼각형 모양일 수 있다. 따라서, 교차상관함수의 교차상관 값 중 최댓값을 찾아내고, 그 값에 대한 딜레이를 판별식을 적용하여 DSSS 형태의 교란 신호를 판단할 수 있다.
도 6은 일실시예에 따라, SCW 교란 신호에 대한 교차상관 값을 나타낸 예시 도면이다.
일실시예에 따르면, 교란 검출 장치는 SCW 형태의 교란 신호를 식별하고 측정치를 획득할 수 있다. 만약 DSSS 형태의 교란 신호가 포함되어 있음을 식별하였다면, DSSS 형태의 교란 신호를 제거하는 과정을 수행할 수 있다. DSSS 형태의 교란 신호를 제거하고 교차상관 결과에는 도 6과 같이 SCW 신호 성분만 남아있을 수 있다.
도 7은 일실시예에 따라, SCW 교란 신호에 대한 스펙트럼을 나타낸 예시 도면이다.
일실시예에 따르면, SCW 교란 신호는 수학식 11에서 언급한 것처럼 시간에 따라 주파수가 변하는 신호이므로 스펙트럼을 이용하여 도 7과 같은 결과를 얻을 수 있다.
도 7에서, IF 중심주파수(1.134MHz) 주변에 분포하는 주파수 성분은 DSSS 신호의 것임을 확인할 수 있다.
도 8은 일실시예에 따라, 임의의 한 주파수에 대한 스펙트럼의 교차상관 값을 나타낸 예시 도면이다.
일실시예에 따르면, 시간에 따라 주파수가 변하는 성분이 존재하는 것을 확인함으로써 SCW 신호가 있음을 식별할 수 있다. 임의의 한 시점에서 각 센서에서 수신한 신호의 주파수는 교란신호원과 각 센서와의 거리에 따라 달라질 수 있다. 임의의 한 주파수에 대한 스펙트럼에 대하여 서로 다른 센서 간에 교차상관을 수행하면 도 8과 같은 결과를 얻을 수 있다.
여기서 교차상관 값이 최대로 되는 딜레이 값으로부터 SCW 신호에 대한 대략적인 측정치를 획득할 수 있다. 또한 도 6으로부터 정확한 측정치를 얻을 수 있다.
이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPA(field programmable array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다.
처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다.
이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다.
소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.
컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다.
프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.
상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (20)

  1. 적어도 하나의 교란 신호가 포함된 제1 신호를 수신하는 수신부;
    상기 제1 신호로부터 주파수 특성에 기초하여 CW(Continuous Wave) 교란 신호를 검출하는 CW 신호 검출부;
    상기 제1 신호로부터 상기 검출된 CW 교란 신호를 필터링하여 제2 신호를 출력하는 필터링부; 및
    상기 제2 신호에 교차상관함수를 적용하고, 획득된 교차 상관값이 기설정된 임계치를 초과하는 부분을 SCW 교란 신호로 검출하는 SCW 검출부
    를 포함하는 교란 신호 검출 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 CW 신호 검출부는,
    상기 제1 신호를 주파수 영역으로 변환하고, 주파수 영역에서 제1 신호에 대한 최대 절대값의 절반보다 큰 부분을 상기 CW 교란 신호로 판별하는 제1 판별식을 만족하는 부분을 상기 CW 교란 신호로 검출하는 교란 신호 검출 장치.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 CW 신호 검출부는,
    상기 검출된 CW 교란 신호의 방위각 및 고도각 중 적어도 하나를 더 검출하는 교란 신호 검출 장치.
  5. 적어도 하나의 교란 신호가 포함된 제1 신호를 수신하는 수신부;
    상기 제1 신호로부터 주파수 특성에 기초하여 CW(Continuous Wave) 교란 신호를 검출하는 CW 신호 검출부;
    상기 제1 신호로부터 상기 검출된 CW 교란 신호를 필터링하여 제2 신호를 출력하는 필터링부; 및
    상기 제2 신호에 대하여, 교차상관함수의 특성 차이에 기초한 제2 판별식을 이용하여 DSSS(Direct Sequence Spread Spectrum) 교란 신호를 검출하는 DSSS 검출부를 포함하고,
    상기 제2 판별식은,
    Figure 112014098725875-pat00055
    이고, RS fit은 교차상관함수이고, τTD는 교차상관 값의 최댓값에 대응하는 딜레이인 교란 신호 검출 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 DSSS 검출부는,
    상기 제2 신호에 교차상관함수를 적용하고, 획득된 교차 상관값 중 최댓값을 획득하는 교란 신호 검출 장치.
  7. 삭제
  8. 제5항에 있어서,
    상기 DSSS 검출부는,
    상기 검출된 DSSS 교란 신호의 도달지연 시간차이를 더 검출하는 교란 신호 검출 장치.
  9. 적어도 하나의 교란 신호가 포함된 제1 신호를 수신하는 수신부;
    상기 제1 신호로부터 주파수 특성에 기초하여 CW(Continuous Wave) 교란 신호를 검출하는 CW 신호 검출부;
    상기 제1 신호로부터 상기 검출된 CW 교란 신호를 필터링하여 제2 신호를 출력하는 필터링부; 및
    시간 - 주파수의 스펙트럼 분석을 통해 시간에 따라 주파수가 변하는 성분이 존재하는 것을 확인하여 SCW(Swept Continuous Wave) 교란 신호를 검출하는 SCW 검출부
    를 더 포함하는 교란 신호 검출 장치.
  10. 삭제
  11. 제1항에 있어서,
    상기 SCW 검출부는,
    상기 검출된 SCW 교란 신호의 도달지연 시간 차이를 더 검출하는 교란 신호 검출 장치.
  12. 수신부가 적어도 하나의 교란 신호가 포함된 제1 신호를 수신하는 단계;
    CW 신호 검출부가 상기 제1 신호로부터 주파수 특성에 기초하여 CW(Continuous Wave) 교란 신호를 검출하는 단계
    필터링부가 상기 제1 신호로부터 상기 검출된 CW 교란 신호를 필터링하여 제2 신호를 출력하는 단계; 및
    SCW 검출부가 시간 - 주파수의 스펙트럼 분석을 통해 시간에 따라 주파수가 변하는 성분이 존재하는 것을 확인하여 SCW(Swept Continuous Wave) 교란 신호를 검출하는 단계
    를 포함하는 교란 신호 검출 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 CW 교란 신호를 검출하는 단계는,
    CW 신호 검출부가 상기 제1 신호를 주파수 영역으로 변환하고, 주파수 영역에서 제1 신호에 대한 최대 절대값의 절반보다 큰 부분을 상기 CW 교란 신호로 검출하는 제1 판별식을 만족하는 부분을 상기 CW 교란 신호로 검출하는 교란 신호 검출 방법.
  14. 삭제
  15. 제12항에 있어서,
    DSSS 검출부가 상기 제2 신호에 대하여, 교차상관함수의 특성 차이에 기초한 제2 판별식을 이용하여 DSSS(Direct Sequence Spread Spectrum) 교란 신호를 검출하는 단계
    -상기 제2 판별식은,
    Figure 112014098725875-pat00056
    이고, RS fit은 교차상관함수이고, τTD는 교차상관 값의 최댓값에 대응하는 딜레이인 것임-
    를 더 포함하는 교란 신호 검출 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 DSSS 교란 신호를 검출하는 단계는,
    DSSS 검출부가 상기 제2 신호에 교차상관함수를 적용하고, 획득된 교차 상관값 중 최댓값을 획득하는 교란 신호 검출 방법.
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 수신부가 적어도 하나의 교란 신호가 포함된 제1 신호를 수신하는 단계;
    CW 신호 검출부가 상기 제1 신호로부터 주파수 특성에 기초하여 CW(Continuous Wave) 교란 신호를 검출하는 단계;
    필터링부가 상기 제1 신호로부터 상기 검출된 CW 교란 신호를 필터링하여 제2 신호를 출력하는 단계; 및
    SCW 검출부가 상기 제2 신호에 교차상관함수를 적용하고, 획득된 교차 상관값이 기설정된 임계치를 초과하는 부분을 SCW 교란 신호로 검출하는 단계
    를 더 포함하는 교란 신호 검출 방법.
  20. 제12항, 제13항, 제15항, 제16항 및 제19항 중에서 어느 한 항의 방법을 수행하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체.
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