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KR101426863B1 - A method for recognizing radar intra-pulse modulation type using features - Google Patents

A method for recognizing radar intra-pulse modulation type using features Download PDF

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KR101426863B1
KR101426863B1 KR1020140032098A KR20140032098A KR101426863B1 KR 101426863 B1 KR101426863 B1 KR 101426863B1 KR 1020140032098 A KR1020140032098 A KR 1020140032098A KR 20140032098 A KR20140032098 A KR 20140032098A KR 101426863 B1 KR101426863 B1 KR 101426863B1
Authority
KR
South Korea
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modulation
quadrature
shift keying
information
modulation type
Prior art date
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Application number
KR1020140032098A
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Korean (ko)
Inventor
박병구
김영민
이동원
김종규
Original Assignee
국방과학연구소
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Publication date
Application filed by 국방과학연구소 filed Critical 국방과학연구소
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Abstract

A method of recognizing a radar intra-pulse modulation type by using a specific factor according to the present invention includes reading out I/Q (In-phase/Quadrature) information selected from pulse description word (PDW) to recognize an intra-pulse modulation type of a received/measured radar signal, and classifying the intra-pulse modulation type into non-modulation (NM), frequency shift keying (FSK), phase shift keying (PSK), linear frequency modulation (LFM) and non-linear frequency modulation (NLFM) by obtaining and using power spectrum density (PSD), an instantaneous frequency and a peak of a statistical test, so that the intra-pulse modulation type may be more exactly recognized from the specific factor. Thus, the information about an intra-pulse modulation type, which is an important factor for greatly increasing the capability of identifying a radar signal of an electronic warfare support system, may be more exactly obtained.

Description

특징인자를 이용한 레이더 펄스내 변조형태 인식 방법{A method for recognizing radar intra-pulse modulation type using features}[0001] The present invention relates to a method of recognizing a radar pulse,

본 발명은 레이더 펄스내 변조형태 인식에 관한 것으로, 특히 잡음에 강건하고 인식률을 높일 수 있는 특징인자를 이용한 레이더 펄스내 변조형태 인식 방법에 관한 것이다.The present invention relates to modulation type recognition in a radar pulse, and more particularly, to a modulation type recognition method in a radar pulse using a feature factor that is robust to noise and can increase a recognition rate.

일반적으로 전자전 지원 시스템은 고밀도 전자파 신호 환경에서 레이더 신호를 탐지/식별하기 위한 시스템이다. Generally, an electronic warfare support system is a system for detecting / identifying a radar signal in a high-density electromagnetic wave signal environment.

이를 위해선, 탐지/식별을 위하여 전자전 지원 시스템은 전방위로부터 수신되는 레이더 신호를 수신하고 펄스단위 변수 제원을 실시간으로 측정하여, 다중 신호가 혼재된 수집 펄스열 데이터에서 신호의 연속성, 규칙성 및 상관성을 가지는 각 레이더 신호원을 분리하여야 한다.For this purpose, the electronic warfare support system for the detection / identification receives the radar signal received from all directions and measures the pulse unit parameter data in real time, and obtains the continuity, regularity and correlation of the signal in the collected pulse train data, Separate each radar signal source.

또한, 각 레이더 신호원의 펄스열에 대해 펄스간 및 펄스내 변조 특성을 분석하고, 최종적으로 내장하고 있는 식별 라이브러리와 비교하여 레이더 신호를 식별하여야 한다.In addition, the inter-pulse and intrapulse modulation characteristics of each radar signal source pulse train should be analyzed and the radar signal should be identified by comparing with the identification library that is finally built in.

국내등록특허 10-1302624(2013년08월27일)Korean Patent No. 10-1302624 (Aug. 27, 2013)

하지만, 레이더 기술의 점진적 발전과 전자파 신호를 사용하는 전자장비의 급격한 증가 추세로 인하여, 각 신호원을 정확하게 식별하기가 더욱더 힘들어 지고 있다.However, due to the gradual development of radar technology and the rapidly increasing trend of electronic equipment using electromagnetic signals, it becomes increasingly difficult to accurately identify each signal source.

특히, 레이더 신호의 펄스내 변조 형태는 전자전지원 시스템에서의 신호탐지 및 식별 능력 향상에 기여할 수 있는 중요한 식별변수이고, 이에 대하여 보다 잡음에 강건하고 인식률을 높일 수 있는 방안이 요구되고 있다.Particularly, the in-pulse modulated form of the radar signal is an important identification parameter which can contribute to improvement of the signal detection and discrimination ability in the electronic warfare support system, and a method of being robust against noise and increasing the recognition rate is required.

이에 상기와 같은 점을 감안한 본 발명은 수신/측정된 레이더 신호로부터 펄스내 변조형태 인식을 위해 분석 대상 PDW(Pulse Description Word)로부터 선택된 I/Q(In-phase/Quadrature)정보를 읽어와 PSD(Power Spectrum Density), 순시주파수 및 Statistical Test의 피크를 구하고 이들을 이용하여 펄스내 변조형태를 NM(무변조, Non-Modulation), FSK(Frequency Shift Keying), PSK(Phase Shift Keying), LFM(Linear Frequency Modulation), NLFM(Non Linear Frequency Modulation)로 구분함으로써 전자전지원 시스템에서의 신호탐지 및 식별 능력 향상에 기여할 수 있는 중요한 식별변수인 레이더 신호의 펄스내 변조 형태에 대하여 보다 잡음에 강건하고 인식률을 높일 수 있는 특징인자를 이용한 레이더 펄스내 변조형태 인식 방법의 제공에 목적이 있다.In view of the above, the present invention reads I / Q (In-phase / Quadrature) information selected from a pulse description word (PDW) Power Spectrum Density), instantaneous frequency and statistical test peaks, and use these to determine the modulation form in the NM as non-modulation, FSK (Frequency Shift Keying), PSK (Phase Shift Keying), LFM Modulation, and Nonlinear Frequency Modulation (NLFM), which are important discriminative variables that can contribute to improvement of signal detection and identification ability in the electronic warfare support system. A method for recognizing a modulation type in a radar pulse using a characteristic parameter is provided.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 수신/측정된 레이더 신호로부터 펄스내 변조형태 인식을 위해 분석 대상 PDW(Pulse Description Word)로부터 선택된 I/Q(In-phase/Quadrature)정보를 읽어와 PSD(Power Spectrum Density)를 구하고, PSD(Power Spectrum Density)의 피크의 개수를 이용하여 FSK(Frequency Shift Keying) 변조형태와 PSK(Phase Shift Keying), LFM(Linear Frequency Modulation), NLFM(Non Linear Frequency Modulation), NM(Non-Modulation)변조형태가 구분되는 방법을 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an information processing apparatus for reading in-phase / quadrature (I / Q) information selected from a pulse description word (PDW) (FSK) modulation, a phase shift keying (PSK), a linear frequency modulation (LFM) and a nonlinear frequency modulation (NLFM) using the number of peaks of a PSD (Power Spectrum Density) ), And NM (Non-Modulation) modulation types.

또한, 본 발명은 I/Q(In-phase/Quadrature)정보를 이용하여 DFT(Discrete Fourier Transform)를 수행한 후, 임계값(TH_DB)을 기반으로 의사대역폭을 구한 후 대역통과 FIR 필터를 생성하여 잡음이 개선된 새로운 I/Q(In-phase/Quadrature)를 생성을 생성하고, 새로운 I/Q(In-phase/Quadrature)정보를 이용하여 순시주파수를 계산하고 길이 M의 메디안(Median)필터를 이용한 필터링 후 표준편차를 계산하며, 표준편차와 임계값(TH_STD)를 이용하여 LFM(Linear Frequency Modulation), NLFM(Non Linear Frequency Modulation) 변조형태와 NM(Non-Modulation), FSK(Frequency Shift Keying), PSK(Phase Shift Keying)변조형태가 구분되는 방법을 제공한다.Also, the present invention performs DFT (Discrete Fourier Transform) using I / Q (In-phase / Quadrature) information, calculates a pseudo bandwidth based on the threshold TH_DB and generates a bandpass FIR filter Generate new I / Q (In-phase / Quadrature) with improved noise, calculate the instantaneous frequency using the new I / Q (In-phase / Quadrature) information, and add a median filter of length M (NLFM), non-modulation (NM), and frequency shift keying (FSK) using standard deviation and threshold (TH_STD) , And phase shift keying (PSK) modulation.

또한, 본 발명은 I/Q(In-phase/Quadrature)정보를 제곱하여 새로운 입력신호

Figure 112014026316692-pat00001
을 생성하고,
Figure 112014026316692-pat00002
와 홀수의 길이(L)을 가지는 smoothing 원도우 함수
Figure 112014026316692-pat00003
을 이용하여 각각의 k에 대하여 열 백터(row vector)
Figure 112014026316692-pat00004
, 코베리언스 행력(covariance matrix)
Figure 112014026316692-pat00005
, 통계적 테스트(statistic test)
Figure 112014026316692-pat00006
를 계산하며,
Figure 112014026316692-pat00007
집합으로부터 최대값(MAX_V)을 구하고, 임계값(TH_MAX)을 이용하여 새로운 임계값(TH_MAX_NEW)이상의 피크 개수(PEAK_Cnt)를 구하며, 피크 개수(PEAK_Cnt)를 이용하여 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying) 변조형태와 BPSK(Binary Phase Shift Keying), NM(Non-Modulation) 변조형태가 구분되는 방법을 제공한다.In addition, the present invention squares I / Q (In-phase / Quadrature)
Figure 112014026316692-pat00001
Lt; / RTI >
Figure 112014026316692-pat00002
And smoothing window function with odd length (L)
Figure 112014026316692-pat00003
A row vector is generated for each k,
Figure 112014026316692-pat00004
, Covariance matrix
Figure 112014026316692-pat00005
, Statistical test
Figure 112014026316692-pat00006
Lt; / RTI >
Figure 112014026316692-pat00007
(MAX_V) is obtained from the set and a peak number (PEAK_Cnt) of a new threshold value (TH_MAX_NEW) or more is obtained using the threshold value (TH_MAX), and a quadrature phase shift keying (QPSK) BPSK (Binary Phase Shift Keying), and NM (Non-Modulation) modulation.

또한, 본 발명은 I/Q(In-phase/Quadrature)정보를 이용하여

Figure 112014026316692-pat00008
을 생성하고
Figure 112014026316692-pat00009
과 홀수의 길이(L)을 가지는 smoothing 원도우 함수
Figure 112014026316692-pat00010
를 이용하여 각각의 k에 대해서 열백터(row vector)
Figure 112014026316692-pat00011
, 코베리언스 행렬(covariance matrix)
Figure 112014026316692-pat00012
, 통계적 테스트(statistic test)
Figure 112014026316692-pat00013
를 계산하며,
Figure 112014026316692-pat00014
집합으로부터 최대값(MAX_V2)을 구하고, 임계값(TH_MAX2)을 이용하여 새로운 임계값(TH_MAX_NEW2)이상의 피크 개수(PEAK_Cnt2)를 구하며, 피크 개수(PEAK_Cnt2)를 이용하여 BPSK(Binary Phase Shift Keying)변조형태와 NM(Non-Modulation) 변조형태가 구분되는 방법을 제공한다.In addition, the present invention uses I / Q (In-phase / Quadrature) information
Figure 112014026316692-pat00008
And
Figure 112014026316692-pat00009
And smoothing window function with odd length (L)
Figure 112014026316692-pat00010
A row vector is generated for each k,
Figure 112014026316692-pat00011
A covariance matrix,
Figure 112014026316692-pat00012
, Statistical test
Figure 112014026316692-pat00013
Lt; / RTI >
Figure 112014026316692-pat00014
(MAX_V2) is obtained from the set and the peak number (PEAK_Cnt2) of the new threshold value (TH_MAX_NEW2) or more is obtained using the threshold value (TH_MAX2), and the BPSK (Binary Phase Shift Keying) And NM (Non-Modulation) modulation types.

특히, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징인자를 이용한 레이더 펄스내 변조형태 인식 방법은 수신 및 측정된 레이더 신호로부터 펄스내 변조형태 인식을 위해 I/Q(In-phase/Quadrature)정보를 읽어오고, 상기 I/Q(In-phase/Quadrature)정보를 이용한 복소수(Complex number)인

Figure 112014026316692-pat00015
이 구해지면, 상기
Figure 112014026316692-pat00016
을 이용해 PSD(Power Spectrum Density)에 대한 추정(Estimation)이 이루어지는 단계; 상기 PSD(Power Spectrum Density)수행 결과를 기반으로 임계값(TH1) 이상의 피크 개수를 구하고, 구해진 피크 개수를 이용하여 FSK(Frequency Shift Keying) 변조형태와 NM(Non-Modulation), PSK(Phase Shift Keying), LFM(Linear Frequency Modulation), NLFM(Non Linear Frequency Modulation)변조형태가 구분되는 단계; 상기 I/Q(In-phase/Quadrature)정보를 이용하여 순시주파수가 계산되는 단계; 상기 순시주파수를 이용하여 표준편차가 구해지고, 임계값(TH2)을 이용하여 NM(Non-Modulation), PSK(Phase Shift Keying) 변조형태와 FM(LFM(Linear Frequency Modulation), NLFM(Non Linear Frequency Modulation)) 변조형태가 구분되는 단계; 상기 I/Q(In-phase/Quadrature)정보를 제곱한 후 통계적테스트(Statistical Test)를 구해 Cyclostationarity의 존재 유무를 확인하고, 통계적테스트(Statistical Test)에 대한 임계값(TH3)이상의 피크 개수를 구하여 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying) 변조와 BPSK(Binary Phase Shift Keying), NM 변조형태가 구분되는 단계; 상기 I/Q(In-phase/Quadrature)정보를 이용하여 통계적테스트(Statistical Test)를 구해 Cyclostationarity의 존재 유무를 확인하고, Statistical Test에 대한 임계값(TH4) 이상의 피크 개수를 구하여 BPSK(Binary Phase Shift Keying) 변조와 NM(Non-Modulation)변조형태가 구분되는 단계; 로 수행되는 것을 특징으로 한다.Particularly, in order to achieve the above object, a method of recognizing a modulation type in a radar pulse using a feature factor of the present invention is a method for recognizing an in-phase / quadrature (I / Q) And a complex number which is obtained by using the I / Q (In-phase / Quadrature)
Figure 112014026316692-pat00015
Is obtained,
Figure 112014026316692-pat00016
A step of estimating a PSD (Power Spectrum Density) using the received signal; A frequency shift keying (FSK) modulation mode, a non-modulation (NM) mode, and a phase shift keying (PSK) mode using a number of peaks equal to or greater than a threshold value TH1 based on the result of the PSD (Power Spectrum Density) ), LFM (Linear Frequency Modulation), and NLFM (Non Linear Frequency Modulation) modulation; Calculating an instantaneous frequency using the I / Q (In-phase / Quadrature) information; (NM), a phase shift keying (PSK) modulation type, an FM (Linear Frequency Modulation) and a NLFM (Non Linear Frequency) modulation method using the threshold value TH2. Modulation) modulation step; A statistical test is obtained by squaring the in-phase / quadrature information to check the presence or absence of cyclostationarity and the number of peaks higher than the threshold value TH3 for the statistical test is obtained Quadrature phase shift keying (QPSK) modulation, BPSK (binary phase shift keying), and NM modulation; A statistical test is performed using the I / Q information to check whether cyclostationarity exists or not. The number of peaks equal to or higher than the threshold value TH4 for Statistical Test is obtained, and Binary Phase Shift (BPSK) Keying modulation and NM (non-modulation) modulation; As shown in FIG.

상기 PSD(Power Spectrum Density)의 산출수행(Estimation)이 이루어지는 단계에서는, (a-1) 상기 수신 및 측정된 레이더 신호의 PDW(Pulse Description Word), I/Q(In-phase/Quadrature)데이터를 생성하고, (a-2) 선택된 특정한 PDW(Pulse Description Word)의 해당 I/Q(In-phase/Quadrature)데이터를 읽어 N개의 I(In-phase)정보와 N개의 Q(Quadrature)정보가 생성되며, (a-3) 각 N개의 I(In-phase),Q(Quadrature)정보를 이용하여

Figure 112014026316692-pat00017
이 구해진다.In step (a-1), PDW (Pulse Description Word) and I / Q (In-phase / Quadrature) data of the received and measured radar signals are processed in the step of Estimation of Power Spectral Density (In-phase) information and N Q (quadrature) information are generated by (a-2) reading in-phase / quadrature data of the selected Pulse Description Word (PDW) (A-3) using each of N I (In-phase) and Q (Quadrature) information,
Figure 112014026316692-pat00017
Is obtained.

상기 표준편차가 구해지는 단계에서는, (b-1) 상기

Figure 112014026316692-pat00018
정보를 이용한 DFT(Discrete Fourier Transform)로부터 임계값(TH_DB)이상 값이 존재하는 최소 주파수, 최대 주파수 및 의사 대역폭이 계산되고, (b-2) 상기 최소 주파수, 최대 주파수 및 의사 대역폭으로 대역통과 FIR(Finite Impulse Response)필터가 설계되며, (b-3)상기 대역통과 FIR(Finite Impulse Response)필터에 상기
Figure 112014026316692-pat00019
정보를 통과시켜 잡음 개선된 새로운
Figure 112014026316692-pat00020
가 생성되고, (b-4) 상기
Figure 112014026316692-pat00021
으로부터 순시주파수가 계산되어져 홀수의 크기 M을 가지는 메디안 필터(Median Filter)로 필터링 수행하며, (b-5) 필터링 된 순시주파수로부터 상기 표준편차가 구해진다.In the step of obtaining the standard deviation, (b-1)
Figure 112014026316692-pat00018
A minimum frequency, a maximum frequency and a pseudo bandwidth in which a value equal to or greater than a threshold value TH_DB exists are calculated from a discrete Fourier transform (DFT) using information; (b-2) (Finite Impulse Response) filter is designed, (b-3) a finite impulse response
Figure 112014026316692-pat00019
New and improved noise passing information
Figure 112014026316692-pat00020
And (b-4)
Figure 112014026316692-pat00021
(B-5) The standard deviation is obtained from the filtered instantaneous frequency. The instantaneous frequency is calculated from the instantaneous frequency by the median filter having the odd number M, and the standard deviation is obtained from the filtered instantaneous frequency.

상기 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)변조와 상기 BPSK(Binary Phase Shift Keying), 상기 NM(Non-Modulation)변조형태가 구분되는 단계에서는, (c-1) 상기

Figure 112014026316692-pat00022
을 제곱하여 새로운 입력 신호
Figure 112014026316692-pat00023
을 생성하고, (c-2) 상기
Figure 112014026316692-pat00024
으로부터 정수 k에 대한 열벡터(row vector)
Figure 112014026316692-pat00025
가 계산되며, (c-3) 상기
Figure 112014026316692-pat00026
과 홀수 길이 L의 원도우 함수(
Figure 112014026316692-pat00027
)로부터 코베리언스 행렬(covariance matrix)
Figure 112014026316692-pat00028
가 계산되고, (c-4) 상기
Figure 112014026316692-pat00029
와 상기
Figure 112014026316692-pat00030
로부터 실수를 가지는 통계적테스트(Statistical Test)
Figure 112014026316692-pat00031
가 계산되며, (c-5) 상기
Figure 112014026316692-pat00032
의 집합이 계산된 후 상기
Figure 112014026316692-pat00033
집합중 최대값(MAX_V)를 구하고, 임계값(TH_MAX)을 이용하여 새로운 임계값(TH_MAX_NEW)이상의 피크 개수(PEAK_Cnt)를 구하며, (c-6) 상기 피크 개수(PEAK_Cnt)로부터 상기 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying) 변조형태와 상기 BPSK(Binary Phase Shift Keying), 상기 NM(Non-Modulation)변조형태가 구분된다.In the step of separating the QPSK (Quadrature Phase Shift Keying) modulation, the BPSK (Binary Phase Shift Keying), and the NM (Non-Modulation) modulation type, (c-1)
Figure 112014026316692-pat00022
Lt; RTI ID = 0.0 >
Figure 112014026316692-pat00023
(C-2)
Figure 112014026316692-pat00024
A row vector for the integer k from < RTI ID = 0.0 >
Figure 112014026316692-pat00025
(C-3) calculating
Figure 112014026316692-pat00026
And an odd length L window function (
Figure 112014026316692-pat00027
) To a covariance matrix
Figure 112014026316692-pat00028
, (C-4)
Figure 112014026316692-pat00029
And
Figure 112014026316692-pat00030
(Statistical Test)
Figure 112014026316692-pat00031
, (C-5)
Figure 112014026316692-pat00032
After the set of < RTI ID = 0.0 >
Figure 112014026316692-pat00033
(PEAK_Cnt) of a new threshold value (TH_MAX_NEW) using the threshold value (TH_MAX_NEW), (c-6) calculating the maximum value (MAX_V) Shift Keying modulation type, BPSK (Binary Phase Shift Keying) mode, and NM (Non-Modulation) modulation mode.

상기 BPSK(Binary Phase Shift Keying) 변조와 상기 NM(Non-Modulation)변조형태가 구분되는 단계에서는, (d-1) 상기

Figure 112014026316692-pat00034
로부터 정수 k에 대한 열벡터(row vector)
Figure 112014026316692-pat00035
가 계산되고, (d-2) 상기
Figure 112014026316692-pat00036
과 홀수 길이 L의 원도우 함수(
Figure 112014026316692-pat00037
)로부터 코베리언스 행렬(covariance matrix)
Figure 112014026316692-pat00038
가 계산되며, (d-3) 상기
Figure 112014026316692-pat00039
와 상기
Figure 112014026316692-pat00040
로부터 실수를 가지는 통계적테스트(Statistical Test)
Figure 112014026316692-pat00041
가 계산되며, (d-4) 상기
Figure 112014026316692-pat00042
집합중 최대값(MAX_V2)를 구하고, 임계값(TH_MAX2)을 이용하여 새로운 임계값(TH_MAX_NEW2)이상의 피크 개수(PEAK_Cnt2)를 구하고, (d-5) 상기 피크 개수(PEAK_Cnt2)로부터 상기 BPSK(Binary Phase Shift Keying) 변조형태와 상기 NM(Non-Modulation) 변조형태가 구분된다.In the step of distinguishing the BPSK (Modulation-Binary Phase Shift Keying) modulation mode and the NM (Non-Modulation) modulation mode, (d-1)
Figure 112014026316692-pat00034
A row vector for the integer k from < RTI ID = 0.0 >
Figure 112014026316692-pat00035
(D-2)
Figure 112014026316692-pat00036
And an odd length L window function (
Figure 112014026316692-pat00037
) To a covariance matrix
Figure 112014026316692-pat00038
(D-3)
Figure 112014026316692-pat00039
And
Figure 112014026316692-pat00040
(Statistical Test)
Figure 112014026316692-pat00041
(D-4)
Figure 112014026316692-pat00042
(PEAK_Cnt2) of a new threshold value (TH_MAX_NEW2) using the threshold value (TH_MAX_NEW2) is obtained from the peak value (PEAK_Cnt2), and the maximum value (MAX_V2) Shift Keying modulation type and the NM (Non-Modulation) modulation type.

이러한 본 발명은 특징인자를 활용함으로써 전자전지원 시스템에서의 신호탐지 및 식별 능력 향상에 기여할 수 있는 중요한 식별변수인 레이더 신호의 펄스내 변조 형태에 대하여 보다 정확하게 인식할 수 있는 효과가 있다.The present invention has the effect of more accurately recognizing the in-pulse modulation form of the radar signal, which is an important identification parameter that can contribute to improvement of the signal detection and identification ability in the electronic warfare support system by utilizing the feature factor.

또한, 본 발명은 특징인자를 활용한 보다 정확한 인식으로 펄스내 변조형태 정보가 보다 정확하게 도출됨으로써 전자전지원 시스템의 레이더 신호 식별 능력을 크게 높이는 효과가 있다.In addition, the present invention has the effect of significantly increasing the identification capability of the radar signal of the electronic warfare support system by more accurately deriving the in-pulse modulation type information by more accurate recognition using the feature factor.

도 1은 본 발명에 따른 특징인자를 이용한 레이더 펄스내 변조형태 인식 방법의 순서도이고, 도 2는 본 발명에서 변조에 따른 PSD(Power Spectrum Density)의 예이며, 도 3은 본 발명에 따른 I/Q(In-phase/Quadrature)정보를 이용하여 순시주파수 및 표준편차를 계산하는 상세 절차의 순서도이고, 도 4는 본 발명에서 변조형태에 따른 순시주파수의 예이며, 도 5는 본 발명에 따른 I/Q(In-phase/Quadrature)정보를 제곱한 후 통계적테스트(Statistical Test)를 통해 Cyclostationarity의 존재 유무를 확인하고 존재 유무에 따라 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying) 변조형태와 NM(Non-Modulation), BPSK(Binary Phase Shift Keying) 변조형태를 인식하는 상세 절차의 순서도이고, 도 6은 본 발명에 따른 변조신호를 제곱하여 통계적테스트(Statistical Test)를 구한 예이며, 도 7은 본 발명에 따른 I/Q(In-phase/Quadrature)정보를 이용하여 통계적테스트(Statistical Test)를 통해 Cyclostationarity의 존재 유무를 확인하고 존재 유무에 따라 BPSK(Binary Phase Shift Keying) 변조형태와 NM(Non-Modulation) 변조형태를 인식하는 상세 절차의 순서도이고, 도 8은 본 발명에 따른 변조신호의 통계적테스트(Statistical Test)를 구한 예이다.FIG. 1 is a flowchart of a method of recognizing a modulation type in a radar pulse using a feature parameter according to the present invention. FIG. 2 is an example of a PSD (Power Spectrum Density) according to modulation in the present invention, 4 is a diagram illustrating an example of an instantaneous frequency according to a modulation type in the present invention, and Fig. 5 is a flowchart illustrating an instantaneous frequency and a standard deviation according to the present invention. (Quadrature Phase Shift Keying) modulation type and NM (Non-Modulation) mode according to presence or absence of cyclostationarity by statistical test after squaring / Q (In-phase / Quadrature) 6 is a diagram illustrating a statistical test obtained by squaring a modulated signal according to an embodiment of the present invention. FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a BPSK (Binary Phase Shift Keying) In-phase / quadrature (Q) (BPSK) and non-modulation (NM) modulation patterns according to presence or absence of cyclostationarity through a statistical test, and Fig. 8 And a statistical test of a modulated signal according to the present invention is obtained.

이하 본 발명의 실시 예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명하며, 이러한 실시 예는 일례로서 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로, 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, which illustrate exemplary embodiments of the present invention. The present invention is not limited to these embodiments.

도 1은 본 실시 예에 따른 특징인자를 이용한 레이더 펄스내 변조형태 인식 방법의 순서를 나타낸다.FIG. 1 shows a procedure of a method of recognizing a modulation type in a radar pulse using a characteristic factor according to the present embodiment.

S100은 I/Q(In-phase/Quadrature, 이하 I/Q)정보 읽어오는 단계로서, 이를 통해서 특정 레이더 신호를 디지털 신호 처리하여 수신된 레이더 신호의 펄스상세정보(Pulse Description Word, 이하 PDW), I/Q데이터를 생성할 수 있다. 그러면, 특정 PDW를 선택함으로써 해당 I/Q 데이터를 읽어 다음과 같은 N개의 I(In-phase)정보와 N개의 Q(Quadrature)정보가 생성될 수 있다.S100 is a step of reading I / Q (In-phase / Quadrature, hereinafter referred to as I / Q) information and processes a specific radar signal by digital signal processing to obtain Pulse Description Word (PDW) I / Q data can be generated. Then, by selecting the specific PDW, the following N I (In-phase) information and N Q (Quadrature) information can be generated by reading the corresponding I / Q data.

Figure 112014026316692-pat00043
Figure 112014026316692-pat00043

Figure 112014026316692-pat00044
Figure 112014026316692-pat00044

이와 같은 각 N개의 I(In-phase), Q(Quadrature)정보를 이용함으로써 다음과 같이

Figure 112014026316692-pat00045
이 구해진다.By using each of the N I (In-phase) and Q (Quadrature) information,
Figure 112014026316692-pat00045
Is obtained.

Figure 112014026316692-pat00046
Figure 112014026316692-pat00046

여기서

Figure 112014026316692-pat00047
Figure 112014026316692-pat00048
은 I(In-phase)정보(
Figure 112014026316692-pat00049
)과 Q(Quadrature)정보(
Figure 112014026316692-pat00050
)으로 이루어진 복소수(Complex number)이다.here
Figure 112014026316692-pat00047
Figure 112014026316692-pat00048
I (In-phase) information
Figure 112014026316692-pat00049
) And Q (Quadrature) information
Figure 112014026316692-pat00050
) Is a complex number.

S200은 S100에서 구해진

Figure 112014026316692-pat00051
을 이용하여 파워스펙트럼밀도(Power Spectrum Density, 이하 PSD)에 대한 추정(Estimation)이 이루어지는 단계로서, 이를 통해서 이루어지는 PSD추정은 non-parametric(비매개변수적)기법, parametric(매개변수적)기법 및 subspace(서브스페이스)기법 등을 이용하여 추정할 수 있다.In S200,
Figure 112014026316692-pat00051
The PSD estimation is performed using a non-parametric technique, a parametric technique, and a non-parametric technique. In this case, the PSD estimation is performed based on the power spectral density (PSD) and subspace (subspace) technique.

일례로, 상기 non-parametric기법으로는 periodogram, welch, multitaper 방법 등이 있으며, 상기 parametric기법으로는 Yule-Walker AR, Burg covariance, modified covariance 방법 등이 있으며, 상기 subspace 기법으로는 MUSIC, eigenvector 방법 등이 있다. For example, the non-parametric techniques include periodogram, welch, and multitaper methods. The parametric techniques include Yule-Walker AR, Burg covariance, and modified covariance. MUSIC, eigenvector .

S300은 S200에서 구해진 PSD산출(PSD estimation)결과를 기반으로 임계값(TH1, Treshold)이상의 피크이 개수를 구하는 단계로서, 이를 통해서 피크의 개수 2개 이상이면 주파수천이변조(Frequency Shift Keying,이하 FSK) 변조형태로 인식하고, 그렇지 않으면 무변조(Non-Modulation, 이하 NM), 위상천이변조(Phase Shift Keying, 이하 PSK), FM(선형주파수변조(Linear Frequency Modulation, 이하 LFM), 비선형주파수변조(Non Linear Frequency Modulation, 이하 NLFM)의 변조형태로 구분한다.S300 is a step of obtaining the number of peaks equal to or greater than the threshold value TH1 based on the PSD estimation result obtained in S200. If the number of peaks is more than 2, the frequency shift keying (FSK) Modulation, and if not, it is recognized as non-modulation (NM), phase shift keying (PSK), FM (Linear Frequency Modulation (LFM) Linear Frequency Modulation (NLFM).

변조형태에 따른 PSD 예는 도 2를 통해 예시된다. 도시된 바와 같이, FSK 변조형태(1-1)에서는 PSD의 피크가 2개 이상이며, LFM, NLFM 변조형태(1-2), PSK, NM 변조형태(1-3)에서는 각각 PSD의 피크가 1개임을 알 수 있다.A PSD example according to the modulation type is illustrated in FIG. As shown, in the FSK modulation type (1-1), the PSD peaks are two or more, and in the LFM and NLFM modulation types (1-2), PSK and NM modulation types (1-3) One can know.

다시 도1을 참조하면, S400은 S100에서 구해진

Figure 112014026316692-pat00052
정보를 이용하여 순시주파수를 계산하는 단계로서, 이는 도 3과 같은 구체적인 단계가 수행됨으로써 그 결과로 표준편차가 구해진다.Referring again to FIG. 1, in step S400,
Figure 112014026316692-pat00052
Information is used to calculate an instantaneous frequency, which is performed as a specific step as shown in FIG. 3, thereby obtaining a standard deviation.

S100에서 구해진

Figure 112014026316692-pat00053
정보가 이용됨으로써 S410에서는 이산푸리에변환(Discrete Fourier Transform, 이하 DFT)을 수행하는 단계로서, 이로부터 임계값(TH_DB)이상 값이 존재하는 최소 주파수, 최대 주파수 및 의사 대역폭이 계산된다.S100
Figure 112014026316692-pat00053
Information is used to perform Discrete Fourier Transform (DFT) at S410, from which a minimum frequency, a maximum frequency, and a pseudo bandwidth with a threshold TH_DB or more are calculated.

S410의 최소 주파수, 최대 주파수 및 의사 대역폭이 이용됨으로써 S420에서는 대역통과 FIR(Finite Impulse Response)필터가 설계되고 더불어 S100의

Figure 112014026316692-pat00054
정보를 통과시켜줌으로써 잡음이 개선된 새로운
Figure 112014026316692-pat00055
가 생성된다.By using the minimum frequency, maximum frequency, and pseudo bandwidth of S410, a bandpass FIR (Finite Impulse Response) filter is designed in S420,
Figure 112014026316692-pat00054
New and improved noise by passing information
Figure 112014026316692-pat00055
Is generated.

S420의 잡음을 개선한 새로운

Figure 112014026316692-pat00056
이 이용됨으로써 S430에서는 순시주파수가 계산되고, 이어 S440에서는 S430의 순시주파수를 홀수의 크기 M을 가지는 메디안 필터(Median Filter)로 필터링 수행한 다음, S450에서는 S440의 필터링 된 순시주파수를 이용함으로써 표준편차가 구해진다.New to S420 noise improvement
Figure 112014026316692-pat00056
The instantaneous frequency is calculated in step S430. In step S440, the instantaneous frequency of step S430 is filtered by a median filter having an odd size M. Then, in step S450, the filtered instantaneous frequency of step S440 is used to calculate a standard deviation Is obtained.

다시 도1을 참조하면, S500은 S400에서 구해진 표준편차로 변조형태를 구분하는 단계로서, 이를 통해서 표준편차가 임계값(TH_STD) 이내이면 NM, PSK 변조형태가 구분되고 그렇지 않으면 FM(LFM, NLFM) 변조형태가 구분된다.Referring again to FIG. 1, S500 is a step of distinguishing a modulation type from the standard deviation obtained in S400. If the standard deviation is within the threshold TH_STD, the NM and PSK modulation types are distinguished. Otherwise, FM (LFM, NLFM ) Modulation type is distinguished.

변조형태에 따른 순시주파수 예는 도 4를 통해 예시된다. 도시된 바와 같이, NM, PSK 변조형태(10-1)는 순시주파수의 표준편차가 작고, 반면 LFM 변조형태(10-2)와 NLFM 변조형태(10-3)의 순시주파수 표준편차는 NM, PSK 변조형태(10-1)에 비해 상대적으로 큰 편임을 알 수 있다.An example of the instantaneous frequency according to the modulation type is illustrated in FIG. As shown, the standard deviation of the instantaneous frequency is small in the NM, PSK modulation type 10-1 while the instantaneous frequency standard deviation of the LFM modulation type 10-2 and the NLFM modulation type 10-3 is NM, PSK modulation type (10-1).

다시 도1을 참조하면, S600은 S100에서 구해진

Figure 112014026316692-pat00057
을 제곱한 후 통계적테스트(Statistical Test)를 통함으로써 Cyclostationarity의 존재 유무 확인이 이루어져 4진 위상천이변조(Quadrature Phase Shift Keying, 이하 QPSK) 변조와 2진 위상천이변조(Binary Phase Shift Keying,이하 BPSK), NM 변조형태가 구분되는 단계이고, 이는 도 5와 같은 구체적인 단계로 수행된다.Referring again to FIG. 1, in S600,
Figure 112014026316692-pat00057
(QPSK) modulation and BPSK (Binary Phase Shift Keying) modulation are performed by performing a statistical test to check whether a cyclostationarity exists or not. Then, a quadrature phase shift keying (QPSK) , And the NM modulation type is divided, and this is performed in concrete steps as shown in FIG.

S100에서 구해진

Figure 112014026316692-pat00058
정보가 이용됨으로써 S610에서는 새로운 입력 신호
Figure 112014026316692-pat00059
가 생성되고, 이를 위해 다음 수식이 적용된다.S100
Figure 112014026316692-pat00058
Information is used, in S610, a new input signal
Figure 112014026316692-pat00059
The following formula is applied.

Figure 112014026316692-pat00060
Figure 112014026316692-pat00060

이와 같이

Figure 112014026316692-pat00061
을 제곱함으로써 새로운 입력 신호
Figure 112014026316692-pat00062
가 생성된다.like this
Figure 112014026316692-pat00061
Lt; RTI ID = 0.0 >
Figure 112014026316692-pat00062
Is generated.

S610의

Figure 112014026316692-pat00063
을 이용함으로써 S620에서는 열벡터(row vector)가 계산되고, 이를 위해 다음 수식이 적용된다.S610
Figure 112014026316692-pat00063
In S620, a row vector is calculated by using the following equation.

Figure 112014026316692-pat00064
Figure 112014026316692-pat00064

이와 같이 정수 k에 대한 열벡터(row vector)인

Figure 112014026316692-pat00065
가 계산된다.Thus, the row vector for the integer k
Figure 112014026316692-pat00065
Is calculated.

이어, S630에서는 코베리언스 행렬(covariance matrix)이 계산되고, 이를 위해 다음 수식이 적용된다.Next, at S630, a covariance matrix is calculated, and the following formula is applied to this.

Figure 112014026316692-pat00066
Figure 112014026316692-pat00066

Figure 112014026316692-pat00067
Figure 112014026316692-pat00067

Figure 112014026316692-pat00068
Figure 112014026316692-pat00068

이와 같이 S610의

Figure 112014026316692-pat00069
과 홀수 길이 L의 원도우 함수(
Figure 112014026316692-pat00070
)을 이용함으로써 코베이언스 행렬(covariance matrix)
Figure 112014026316692-pat00071
가 계산된다. 이때,
Figure 112014026316692-pat00072
은 smoothing 원도우로 kaiser 원도우 함수 등을 사용할 수 있으며, n은 길이 홀수의 값 L을 가진다.Thus,
Figure 112014026316692-pat00069
And an odd length L window function (
Figure 112014026316692-pat00070
), A covariance matrix is obtained,
Figure 112014026316692-pat00071
Is calculated. At this time,
Figure 112014026316692-pat00072
Can be a smoothing window, a kaiser window function, etc., and n has an odd length L value.

그러면, S640에서는 통계적테스트(Statistical Test)가 계산되고, 이를 위해 다음 수식이 적용된다.Then, in S640, a statistical test is calculated, and the following formula is applied to this.

Figure 112014026316692-pat00073
Figure 112014026316692-pat00073

이와 같이, S620의

Figure 112014026316692-pat00074
와 S630의
Figure 112014026316692-pat00075
을 이용함으로써 실수를 가지는 통계적테스트(Statistical Test)
Figure 112014026316692-pat00076
가 계산된다.As described above,
Figure 112014026316692-pat00074
And S630
Figure 112014026316692-pat00075
(Statistical Test)
Figure 112014026316692-pat00076
Is calculated.

이어, S650에서는 각각의

Figure 112014026316692-pat00077
에 대해 S620, S630, S640에 대한 과정을 반복 수행함으로써
Figure 112014026316692-pat00078
집합이 계산되고, S660에서는 TH_MAX_NEW = MAX_V / TH_MAX을 이용함으로써 S650의
Figure 112014026316692-pat00079
집합으로부터 최대값(MAX_V)를 구하고, 임계값(TH_MAX)을 이용하여 새로운 임계값(TH_MAX_NEW)이상의 피크 개수(PEAK_Cnt)를 구하여 준다.Then, in S650,
Figure 112014026316692-pat00077
By repeating the processes for S620, S630, and S640
Figure 112014026316692-pat00078
In S660, TH_MAX_NEW = MAX_V / TH_MAX is used to calculate the set of S650
Figure 112014026316692-pat00079
(MAX_V) is obtained from the set and the peak number (PEAK_Cnt) of the new threshold value (TH_MAX_NEW) or more is obtained by using the threshold value (TH_MAX).

그러면, S670에서는 S660의 피크 개수(PEAK_Cnt)를 이용하여 QPSK 변조형태와 BPSK, NM 변조형태가 구분되고, 이를 통해 피크 개수(PEAK_Cnt)가 2개 이상이면 QPSK 변조형태로 구분되고, 그렇지 않으면 BPSK, NM 변조형태로 구분된다.In step S670, the QPSK modulation type, the BPSK and the NM modulation type are distinguished from each other using the peak number (PEAK_Cnt) of S660. If the peak number (PEAK_Cnt) is 2 or more, NM modulation type.

도 6은 S100의

Figure 112014026316692-pat00080
을 제곱한 후 통계적테스트(Statistical Test)를 통해 Cyclostationarity의 존재 유무 확인이 이루어지고, 이를 통해 QPSK 변조와 BPSK, NM 변조형태가 구분된 S600의 결과를 나타낸다.FIG.
Figure 112014026316692-pat00080
And the presence or absence of cyclostationarity is checked through a statistical test. The result of S600 in which QPSK modulation, BPSK and NM modulation types are distinguished is shown.

도시된 바와 같이, 180도 위상반전을 가진 BPSK 신호를 제곱하면 NM 변조신호의 제곱과 동일하게 된다. 하지만 QPSK는 90도의 위상변화를 가지기 때문에 신호를 제곱을 하더라도 그 형태가 BPSK, NM 변조신호의 제곱과는 다르며 QPSK 변조신호는 QPSK 생성을 위한 심볼의 주기적인 변화에 의해 cyclostationarity가 발생함을 알 수 있다. 그러므로, 통계적테스트(Statistical Test)결과로부터 피크의 개수가 2개 이상이면 cyclostationarity가 발생한 것으로 판단할 수 있다.As shown, the square of the BPSK signal with 180 degree phase inversion is equal to the square of the NM modulation signal. However, since QPSK has a phase shift of 90 degrees, the form of QPSK is different from the square of BPSK and NM modulation signal even if the signal is squared, and it can be seen that cyclostationarity occurs due to periodic change of symbol for QPSK generation in QPSK modulation signal have. Therefore, if the number of peaks is two or more from the statistical test result, it can be judged that cyclostationarity has occurred.

다시 도1을 참조하면, S700에서는 S100의

Figure 112014026316692-pat00081
을 이용한 통계적테스트(Statistical Test)로부터 Cyclostationarity의 존재 유무 확인이 이루어지고, 이를 통해 BPSK 변조와 NM 변조형태가 구분된다. Referring back to FIG. 1, at S700,
Figure 112014026316692-pat00081
The presence or absence of cyclostationarity is checked from the statistical test using the BPSK modulation and the NM modulation type.

이는 도 7과 같은 구체적인 단계로 수행된다.This is performed in the concrete steps as shown in FIG.

S100의

Figure 112014026316692-pat00082
을 이용함으로써 S710에서는 다음 수식으로부터 열벡터(row vector)가 계산된다.S100's
Figure 112014026316692-pat00082
The row vector is calculated from the following equation at S710.

Figure 112014026316692-pat00083
Figure 112014026316692-pat00083

Figure 112014026316692-pat00084
Figure 112014026316692-pat00084

Figure 112014026316692-pat00085
Figure 112014026316692-pat00085

Figure 112014026316692-pat00086
Figure 112014026316692-pat00086

이와 같이, 정수 k에 대하여 열벡터(row vector)

Figure 112014026316692-pat00087
가 계산된다.As described above, a row vector is generated for the integer k,
Figure 112014026316692-pat00087
Is calculated.

이어, S720에서 코베리언스 행렬(covariance matrix)이 계산되고, 이를 위해 다음 수식이 적용된다.Next, at S720, a covariance matrix is calculated, and the following formula is applied to this.

Figure 112014026316692-pat00088
Figure 112014026316692-pat00088

Figure 112014026316692-pat00089
Figure 112014026316692-pat00089

Figure 112014026316692-pat00090
Figure 112014026316692-pat00090

이와 같이 S100의

Figure 112014026316692-pat00091
과 홀수 길이 L의 원도우 함수(
Figure 112014026316692-pat00092
)을 이용하여 코베리언스 행렬(covariance matrix)
Figure 112014026316692-pat00093
가 계산된다. 이때,
Figure 112014026316692-pat00094
은 smoothing 원도우로 kaiser 원도우 함수 등을 사용할 수 있으며, n은 길이 홀수의 값 L을 가진다.Thus,
Figure 112014026316692-pat00091
And an odd length L window function (
Figure 112014026316692-pat00092
) Is used to calculate the covariance matrix
Figure 112014026316692-pat00093
Is calculated. At this time,
Figure 112014026316692-pat00094
Can be a smoothing window, a kaiser window function, etc., and n has an odd length L value.

그러면, S730에서는 통계적테스트(Statistical Test)가 계산되고, 이를 위해 다음 수식이 적용된다.Then, in S730, a statistical test is calculated, and the following formula is applied to this.

Figure 112014026316692-pat00095
Figure 112014026316692-pat00095

이와 같이, S710의

Figure 112014026316692-pat00096
와 S720의
Figure 112014026316692-pat00097
을 이용함으로써 실수를 가지는 통계적테스트(Statistical Test)
Figure 112014026316692-pat00098
가 계산된다.As described above,
Figure 112014026316692-pat00096
And S720
Figure 112014026316692-pat00097
(Statistical Test)
Figure 112014026316692-pat00098
Is calculated.

이어, S740에서는 각각의

Figure 112014026316692-pat00099
에 대해 S710, S720, S730의 과정을 반복 수행함으로써
Figure 112014026316692-pat00100
집합이 계산되고, S750에서는 TH_MAX_NEW2 = MAX_V2 / TH_MAX2을 이용함으로써 S740의
Figure 112014026316692-pat00101
집합으로부터 최대값(MAX_V2)를 구하고, 임계값(TH_MAX2)을 이용하여 새로운 임계값(TH_MAX_NEW2)이상의 피크 개수(PEAK_Cnt2)를 구하여 준다.Then, in S740,
Figure 112014026316692-pat00099
By repeating the processes of S710, S720, and S730
Figure 112014026316692-pat00100
In S750, TH_MAX_NEW2 = MAX_V2 / TH_MAX2 is used to calculate the set of S740
Figure 112014026316692-pat00101
(MAX_V2) is obtained from the set and the peak number (PEAK_Cnt2) of the new threshold value (TH_MAX_NEW2) or more is obtained by using the threshold value (TH_MAX2).

그러면, S760에서는 S750의 피크 개수(PEAK_Cnt2)를 이용하여 BPSK 변조형태와 NM 변조형태가 구분되고, 이를 통해 피크 개수(PEAK_Cnt2)가 2개 이상이면 BPSK 변조형태로 구분되고, 그렇지 않으면 NM 변조형태로 구분된다.Then, in S760, the BPSK modulation type and the NM modulation type are distinguished by using the peak number (PEAK_Cnt2) of S750, and if the number of peaks (PEAK_Cnt2) is 2 or more, they are classified into BPSK modulation type, Respectively.

도 8은 S100의

Figure 112014026316692-pat00102
을 이용한 통계적테스트(Statistical Test)를 통해 Cyclostationarity의 존재 유무 확인이 이루어지고, 이를 통해 BPSK 변조와 NM 변조형태가 구분된 S700의 결과를 나타낸다.Fig.
Figure 112014026316692-pat00102
The presence of Cyclostationarity is checked through Statistical Test, and the result of S700 which distinguishes BPSK modulation and NM modulation type is shown.

도시된 바와 같이, 180도 위상반전을 가진 BPSK 신호는 위상 반전이 없는 NM 변조신호와는 다르고, BPSK 변조신호는 BPSK 생성을 위한 심볼의 주기적인 변화에 의해 cyclostationarity가 발생함을 알 수 있다. 그러므로, 통계적테스트(Statistical Test)결과로부터 피크의 개수가 2개 이상이면 cyclostationarity가 발생한 것으로 판단할 수 있다.As shown, the BPSK signal having 180-degree phase inversion is different from the NM-modulated signal having no phase inversion, and the cyclostationarity occurs in the BPSK modulation signal due to the periodic change of the symbol for BPSK generation. Therefore, if the number of peaks is two or more from the statistical test result, it can be judged that cyclostationarity has occurred.

전술된 바와 같이, 본 실시예에 따른 특징인자를 이용한 레이더 펄스내 변조형태 인식 방법에서는 수신/측정된 레이더 신호로부터 펄스내 변조형태 인식을 위해 분석 대상 PDW로부터 선택된 I/Q정보를 읽어와 PSD, 순시주파수 및 통계적 테스트(Statistical Test)의 피크를 구하고 이들을 이용하여 펄스내 변조형태를 NM, FSK, PSK, LFM, NLFM로 구분됨으로써 특징인자로부터 펄스내 변조형태가 보다 정확하게 인식될 수 있고, 이를 통하여 전자전지원 시스템의 레이더 신호 식별 능력을 크게 높일 수 있는 중요한 식별 변수인 펄스내 변조형태 정보를 보다 정확하게 도출할 수 있다.As described above, in the radar pulse modulation type recognizing method using the feature parameter according to the present embodiment, the I / Q information selected from the PDW to be analyzed is read from the received / measured radar signal and the PSD, The in-pulse modulation form can be more accurately recognized from the characteristic factor by dividing the in-pulse modulation form into NM, FSK, PSK, LFM and NLFM by obtaining the peak of the instantaneous frequency and the statistical test (Statistical Test) It is possible to more accurately derive the modulation type information in the pulse, which is an important discriminant variable that can greatly enhance the radar signal discrimination capability of the electronic warfare support system.

1-1,1-2,1-3 : 제1,2,3 PSD(Power Spectrum Density)
10-1,10-2,10-3 : 제1,2,3 순시주파수1-1, 1-2, 1-3: 1st, 2nd, 3rd PSD (Power Spectrum Density)
10-1, 10-2, 10-3: 1st, 2nd and 3rd instantaneous frequencies

Claims (5)

수신 및 측정된 레이더 신호로부터 펄스내 변조형태 인식을 위해 I/Q(In-phase/Quadrature)정보를 읽어오고, 상기 I/Q(In-phase/Quadrature)정보를 이용한 복소수(Complex number)인
Figure 112014056278096-pat00103
이 구해지면, 상기
Figure 112014056278096-pat00104
을 이용해 PSD(Power Spectrum Density)에 대한 추정(Estimation)이 이루어지는 단계;
상기 PSD(Power Spectrum Density)수행 결과를 기반으로 임계값(TH1) 이상의 피크 개수를 구하고, 구해진 피크 개수를 이용하여 FSK(Frequency Shift Keying) 변조형태와 NM(Non-Modulation), PSK(Phase Shift Keying), LFM(Linear Frequency Modulation), NLFM(Non Linear Frequency Modulation) 변조형태가 구분되는 단계;
상기 I/Q(In-phase/Quadrature)정보를 이용하여 순시주파수가 계산되는 단계;
상기 순시주파수를 이용하여 표준편차가 구해지고, 상기 표준편차가 임계값(TH_STD)이내인지를 이용하여 NM(Non-Modulation), PSK(Phase Shift Keying) 변조형태와 LFM(Linear Frequency Modulation), NLFM(Non Linear Frequency Modulation) 변조형태가 구분되는 단계;
상기 I/Q(In-phase/Quadrature)정보를 제곱한 후 통계적테스트(Statistical Test)를 구해 Cyclostationarity의 존재 유무를 확인하고, 통계적테스트(Statistical Test)에 대한 임계값(TH3)이상의 피크 개수를 구하여 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying) 변조와 BPSK(Binary Phase Shift Keying), NM(Non-Modulation)변조형태가 구분되는 단계;
상기 I/Q(In-phase/Quadrature)정보를 이용하여 통계적테스트(Statistical Test)를 구해 Cyclostationarity의 존재 유무를 확인하고, 통계적테스트(Statistical Test)에 대한 임계값(TH4) 이상의 피크 개수를 구하여 BPSK(Binary Phase Shift Keying)변조와 NM(Non-Modulation)변조형태가 구분되는 단계;
로 수행되는 것을 특징으로 하는 특징인자를 이용한 레이더 펄스내 변조형태 인식 방법.
In-phase / quadrature (I / Q) information is read from the received and measured radar signals for in-pulse modulation type recognition, and a complex number using the in-phase / quadrature
Figure 112014056278096-pat00103
Is obtained,
Figure 112014056278096-pat00104
A step of estimating a PSD (Power Spectrum Density) using the received signal;
A frequency shift keying (FSK) modulation mode, a non-modulation (NM) mode, and a phase shift keying (PSK) mode using a number of peaks equal to or greater than a threshold value TH1 based on the result of the PSD (Power Spectrum Density) ), LFM (Linear Frequency Modulation), and NLFM (Non Linear Frequency Modulation) modulation;
Calculating an instantaneous frequency using the I / Q (In-phase / Quadrature) information;
(NM), a phase shift keying (PSK) modulation type and an LFM (Linear Frequency Modulation), an NLFM (Linear Frequency Modulation) modulation method using the instantaneous frequency to obtain a standard deviation and determining whether the standard deviation is within a threshold TH_STD. (Non Linear Frequency Modulation) modulation mode;
A statistical test is obtained by squaring the in-phase / quadrature information, and the presence or absence of cyclostationarity is confirmed. The number of peaks equal to or higher than the threshold value TH3 for the statistical test is obtained A step of separating a QPSK (Quadrature Phase Shift Keying) modulation, a BPSK (Binary Phase Shift Keying) and an NM (Non-Modulation) modulation type;
A statistical test is obtained by using the I / Q information to check the presence or absence of cyclostationarity. The number of peaks equal to or higher than the threshold value TH4 for the statistical test is obtained, (Binary Phase Shift Keying) modulation and NM (Non-Modulation) modulation;
Wherein the modulated shape recognition is performed in the radar pulse using the feature parameter.
청구항 1에 있어서, 상기 PSD(Power Spectrum Density)의 산출수행(Estimation)이 이루어지는 단계에서는, (a-1) 상기 수신 및 측정된 레이더 신호의 PDW(Pulse Description Word), I/Q(In-phase/Quadrature) 데이터를 생성하고, (a-2) 선택된 특정한 PDW(Pulse Description Word)의 해당 I/Q(In-phase/Quadrature)데이터를 읽어 N개의 I(In-phase)정보와 N개의 Q(Quadrature)정보가 생성되며, (a-3) 각 N개의 I(In-phase), Q(Quadrature)정보를 이용하여
Figure 112014026316692-pat00105
이 구해지는 것을 특징으로 하는 특징인자를 이용한 레이더 펄스내 변조형태 인식 방법.
The method of claim 1, wherein the step (a-1) of calculating the power spectral density (PSD) comprises the steps of: (a-1) / Quadrature) data of the selected PDW ((a-2)) and reads the in-phase / quadrature data of the selected PDW (Pulse Description Word) Quadrature information is generated, and (a-3) each N I (In-phase) and Q (Quadrature) information is used
Figure 112014026316692-pat00105
Of the radar pulse is obtained.
청구항 1에 있어서, 상기 표준편차가 구해지는 단계에서는,
(b-1) 상기
Figure 112014026316692-pat00106
정보를 이용한 DFT(Discrete Fourier Transform)로부터 임계값(TH_DB)이상 값이 존재하는 최소 주파수, 최대 주파수 및 의사 대역폭이 계산되고, (b-2) 상기 최소 주파수, 최대 주파수 및 의사 대역폭으로 대역통과 FIR(Finite Impulse Response)필터가 설계되며, (b-3)상기 대역통과 FIR(Finite Impulse Response)필터에 상기
Figure 112014026316692-pat00107
정보를 통과시켜 잡음 개선된 새로운
Figure 112014026316692-pat00108
가 생성되고, (b-4) 상기
Figure 112014026316692-pat00109
으로부터 순시주파수가 계산되어져 홀수의 크기 M을 가지는 메디안 필터(Median Filter)로 필터링 수행하며, (b-5) 필터링 된 순시주파수로부터 상기 표준편차가 구해지는 것을 특징으로 하는 특징인자를 이용한 레이더 펄스내 변조형태 인식 방법.
The method according to claim 1, wherein, in the step of obtaining the standard deviation,
(b-1)
Figure 112014026316692-pat00106
A minimum frequency, a maximum frequency and a pseudo bandwidth in which a value equal to or greater than a threshold value TH_DB exists are calculated from a discrete Fourier transform (DFT) using information; (b-2) (Finite Impulse Response) filter is designed, (b-3) a finite impulse response
Figure 112014026316692-pat00107
New and improved noise passing information
Figure 112014026316692-pat00108
And (b-4)
Figure 112014026316692-pat00109
(B-5) calculating the standard deviation from the filtered instantaneous frequency, and calculating the instantaneous frequency from the radar pulse using the characteristic factor Modulation type recognition method.
청구항 1에 있어서, 상기 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying) 변조와 상기 BPSK(Binary Phase Shift Keying), 상기 NM(Non-Modulation) 변조형태가 구분되는 단계에서는,
(c-1) 상기
Figure 112014026316692-pat00110
을 제곱하여 새로운 입력 신호
Figure 112014026316692-pat00111
을 생성하고, (c-2) 상기
Figure 112014026316692-pat00112
으로부터 정수 k에 대한 열벡터(row vector)
Figure 112014026316692-pat00113
가 계산되며, (c-3) 상기
Figure 112014026316692-pat00114
과 홀수 길이 L의 원도우 함수(
Figure 112014026316692-pat00115
)로부터 코베리언스 행렬(covariance matrix)
Figure 112014026316692-pat00116
가 계산되고, (c-4) 상기
Figure 112014026316692-pat00117
와 상기
Figure 112014026316692-pat00118
로부터 실수를 가지는 통계적테스트(Statistical Test)
Figure 112014026316692-pat00119
가 계산되며, (c-5) 상기
Figure 112014026316692-pat00120
의 집합이 계산된 후 상기
Figure 112014026316692-pat00121
집합중 최대값(MAX_V)를 구하고, 임계값(TH_MAX)을 이용하여 새로운 임계값(TH_MAX_NEW)이상의 피크 개수(PEAK_Cnt)를 구하며, (c-6) 상기 피크 개수(PEAK_Cnt)로부터 상기 QPSK 변조형태와 상기 BPSK, 상기 NM 변조형태가 구분되는 것을 특징으로 하는 특징인자를 이용한 레이더 펄스내 변조형태 인식 방법.
2. The method of claim 1, wherein in the step of separating the QPSK (Quadrature Phase Shift Keying) modulation, the BPSK (Binary Phase Shift Keying) and the NM (Non-Modulation)
(c-1)
Figure 112014026316692-pat00110
Lt; RTI ID = 0.0 >
Figure 112014026316692-pat00111
(C-2)
Figure 112014026316692-pat00112
A row vector for the integer k from < RTI ID = 0.0 >
Figure 112014026316692-pat00113
(C-3) calculating
Figure 112014026316692-pat00114
And an odd length L window function (
Figure 112014026316692-pat00115
) To a covariance matrix
Figure 112014026316692-pat00116
, (C-4)
Figure 112014026316692-pat00117
And
Figure 112014026316692-pat00118
(Statistical Test)
Figure 112014026316692-pat00119
, (C-5)
Figure 112014026316692-pat00120
After the set of < RTI ID = 0.0 >
Figure 112014026316692-pat00121
(PEAK_Cnt) of a new threshold value (TH_MAX_NEW) using the threshold value (TH_MAX), (c-6) calculating the maximum value (MAX_V) of the set from the peak number (PEAK_Cnt) The BPSK, and the NM modulation type are distinguished from each other.
청구항 1에 있어서, 상기 BPSK(Binary Phase Shift Keying)변조와 상기 NM(Non-Modulation) 변조형태가 구분되는 단계에서는,
(d-1) 상기
Figure 112014026316692-pat00122
로부터 정수 k에 대한 열벡터(row vector)
Figure 112014026316692-pat00123
가 계산되고, (d-2) 상기
Figure 112014026316692-pat00124
과 홀수 길이 L의 원도우 함수(
Figure 112014026316692-pat00125
)로부터 코베리언스 행렬(covariance matrix)
Figure 112014026316692-pat00126
가 계산되며, (d-3) 상기
Figure 112014026316692-pat00127
와 상기
Figure 112014026316692-pat00128
로부터 실수를 가지는 통계적테스트(Statistical Test)
Figure 112014026316692-pat00129
가 계산되며, (d-4) 상기
Figure 112014026316692-pat00130
집합중 최대값(MAX_V2)를 구하고, 임계값(TH_MAX2)을 이용하여 새로운 임계값(TH_MAX_NEW2)이상의 피크 개수(PEAK_Cnt2)를 구하고, (d-5) 상기 피크 개수(PEAK_Cnt2)로부터 상기 BPSK(Binary Phase Shift Keying)변조형태와 상기 NM(Non-Modulation) 변조형태가 구분되는 것을 특징으로 하는 특징인자를 이용한 레이더 펄스내 변조형태 인식 방법.[2] The method of claim 1, wherein the BPSK (Modulation Phase Shift Keying) modulation mode and the NM (Non-Modulation)
(d-1)
Figure 112014026316692-pat00122
A row vector for the integer k from < RTI ID = 0.0 >
Figure 112014026316692-pat00123
(D-2)
Figure 112014026316692-pat00124
And an odd length L window function (
Figure 112014026316692-pat00125
) To a covariance matrix
Figure 112014026316692-pat00126
(D-3)
Figure 112014026316692-pat00127
And
Figure 112014026316692-pat00128
(Statistical Test)
Figure 112014026316692-pat00129
(D-4)
Figure 112014026316692-pat00130
(PEAK_Cnt2) of a new threshold value (TH_MAX_NEW2) by using the threshold value (TH_MAX_NEW2), (d-5) calculating the maximum value (MAX_V2) Shift Keying modulation type and the NM (Non-Modulation) modulation type are distinguished from each other.
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