Design of 2D MUSIC Algorithm to Reduce Computational Burden

The jamming countermeasures in GNSS includes anti-jamming technique and jammer localization technique. In both techniques, direction of jamming signal is important and generally the MUSIC algorithm is used to find the direction of jamming signal. The MUSIC is super-resolution algorithm for detecting incident direction of signal. But, the search time of MUSIC algorithm is too long because all candidates of incidence angle are searched. This paper proposes the new method that has less computational burdens and therefore faster than the conventional MUSIC algorithm. The proposed method improves performance speed by reducing unnecessary calculations. In the proposed method, the cost function of conventional MUSIC algorithm is decomposed into the sum of squares and if the partial sum of cost function is larger than the minimum cost function so far, then the candidate is rejected and next candidates are searched. If the computed cost function is less than the minimum cost function so far, the minimum cost function so far is replaced with newly computed value. The performance of the proposed method was compared with the conventional MUSIC algorithm using the simulation. The accuracy of the estimaed direction of jamming signal was same as the conventional MUSIC while the search speed of the proposed method was 1.15 times faster than the conventional MUSIC.

연산량 감소를 위한 2D MUSIC 알고리즘 설계

GNSS의 재밍에 대응하는 기법은 입사되는 재밍 전력을 억제하는 항재밍 기법과 재밍신호원의 위치를 찾아내는 재머위치결정 기법이 주로 사용된다. 두 방법 모두 재밍신호의 방향을 탐지해야 하며 일반적으로 대표적인 도래각 결정알고리즘인 MUSIC이 사용된다. 그러나 MUSIC은 높은 분해능을 가짐에도 불구하고 모든 후보각에 대한 검색을 수행하므로 검색시간이 길다는 단점이 있다. 본 논문에서는 MUSIC의 목적함수를 Cholesky 분해를 이용하여 제곱 항들의 합 형태로 나타내고, 목적함수 계산 도중 일부의 합이 이미 기존의 최소값 보다 크면 계산을 중단함으로써 검색속도를 향상시키는 새로운 알고리즘을 제안하였다. 제안한 알고리즘의 동작은 소프트웨어 기반의 모의실험을 통하여 검증하였으며 기존 MUSIC 알고리즘과 비교하여 도래각 추정 성능은 같으나 검색속도가 최대 1.15배 향상됨을 확인하였다.