The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences (한국통신학회논문지)

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Averaging Methods for Enhancing the Performance of DOA Estimation Under the Rotor Effect

로터 영향 하에서의 DOA 추정 성능 개선을 위한 평균화 방법

  • 윤선희 (충남대학교 전자전파정보통신공학과 이동멀티미디어통신 연구실) ;
  • 오종찬 (충남대학교 전자전파정보통신공학과 이동멀티미디어통신 연구실) ;
  • 김준오 (국방과학연구소 제3기술연구본부 4부장실) ;
  • 최상욱 (국방과학연구소 제3기술연구본부 4부장실) ;
  • 안재민 (충남대학교 전자전파정보통신공학과 이동멀티미디어통신 연구실)
  • Received : 2012.08.28
  • Accepted : 2012.11.15
  • Published : 2012.12.28
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Abstract

There are various anti-jamming algorithms for the GNSS system which is vulnerable to jamming, and the methods using array antenna show the best performance. Among them, the DOA estimation algorithms to identify the location of the jammer is very important. However, in case of the rotorcraft, the wireless channel which amplitude and phase changes with time is generated by the rotation of the rotor and it affects the performance of existing anti-jamming algorithms. In this paper, we modeled the effect of the rotor in four scenarios according to the correlation of antennas and assured that the performance of DOA estimation algorithms are degraded and saturated regardless of JNR due to the rotor effect. When we use the averaging method to solve this problem, the performance is improved as increasing samples for estimating. And in case of using moving average method with averaging, it shows similar performance. In addition, it reduces the required memory and moderates the variation of DOA estimation.

전파 교란에 취약한 GNSS 시스템을 위하여 다양한 항재밍 알고리즘들이 존재하며, 배열 안테나를 이용한 방식이 가장 좋은 성능을 보인다. 그 중 재머의 위치를 파악하기 위한 DOA 추정 알고리즘의 역할이 매우 중요하다. 그러나 헬기의 경우 로터의 회전에 의해 정지 동체와 달리 진폭과 위상이 시간에 따라 변하는 무선 채널이 형성되어 기존 항재밍 알고리즘의 성능에 영향을 미칠 수 있다. 본 논문에서는 로터 영향을 안테나 간 상관성에 따른 네 개의 시나리오로 모델링하였으며 로터 영향에 의해 DOA 추정 알고리즘의 성능이 저하되고 JNR에 관계없이 성능이 포화됨을 확인하였다. 이의 해결을 위해 평균화 방식을 이용하였을 때 추정 샘플의 누적 수가 많아질수록 성능이 향상되며 이동 평균 방식을 함께 이용할 경우 유사한 성능을 내면서도 필요한 메모리 수를 줄이고 DOA 추정 변동량이 완화됨을 확인하였다.

Keywords

Acknowledgement

Supported by : 국방과학연구소

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