Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SP (대한전자공학회논문지SP)

The Institute of Electronics and Information Engineers (대한전자공학회)
권호 표지

A Fast Partial Frequency Spectrum Computation Method for the Efficient Frequency-Domain Beamformer

효율적인 주파수 영역 빔형성기 구현을 위한 국부 스펙트럼 고속 연산 기법

  • Ha, Chang-Eup (School of Electrical Engineering, Pusan National University) ;
  • Kim, Wan-Jin (School of Electrical Engineering, Pusan National University) ;
  • Lee, Dong-Hun (Agency for Defense Development) ;
  • Kim, Hyoung-Nam (School of Electrical Engineering, Pusan National University)
  • 하창읍 (부산대학교 전자전기공학과) ;
  • 김완진 (부산대학교 전자전기공학과) ;
  • 이동훈 (국방과학연구소) ;
  • 김형남 (부산대학교 전자전기공학과)
  • Received : 2010.12.29
  • Accepted : 2011.06.11
  • Published : 2011.07.25
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Abstract

A Frequency domain beamforming technique is widely used in sonar systems with a large number of beams and sensors. In the battlefield environment requiring real-time signal processing, it is needed to optimize the computational complexity of the spectrum computation to implement an efficient and fast frequency domain beamformer. So, in this paper, we proposed the pruned-GSFFT (pruned generalized sliding fast Fourier transform) as a new spectrum computation method. The proposed method help to reduce the computational complexity of the real-time partial spectrum computation by eliminating the redundancy between consecutive input samples and skipping the regardless frequency bands. Also the characteristics of the proposed pruned-GSFFT method and its computational complexity are compared to those of previous FFT algorithms.

주파수 영역 빔형성기 (frequency domain beamformer)는 시간 영역 빔형성기에 비해 연산량 측면에서 효율성이 높아 다수의 빔과 센서가 요구되는 수동 소나 시스템에서 널리 사용되고 있다. 주파수 영역 빔형성기에서는 푸리에 변환을 통한 입력 신호의 스펙트럼 분석 과정이 필수적이며, 이 과정의 효율성에 따라 전체 시스템의 성능이 결정된다. 또한 기본적으로 실시간 신호처리가 요구되는 실제 전장 환경에서 이러한 스펙트럼 연산 과정 최적화의 중요성이 더욱 부각되고 있다. 따라서 본 논문에서는 실시간으로 수신되는 협대역 신호의 효율적인 국부 스펙트럼 분석 (partial spectrum analysis)을 위해, TD (transform decomposition) 기법과 GSFFT (generalized sliding fast Fourier transform) 기법의 장점을 모두 적용한 pruned-GSFFT 기법을 제안한다. 또한 제안된 기법의 구현상의 특성을 분석하고 요구되는 연산량을 기존 기법들과 비교한다.

Keywords

References

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