• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제9권1호
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• pp.11-17
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• 2009

본 논문은 W-CDMA 신호를 대상으로 3차원 적응 배열 안테나를 이용한 도래각 추정의 성능에 관한 것이다. 이를 위하여 5 가지의 3 차원 배열 안테나를 제시한 후 이들 안테나에 도래각 추정을 위한 알고리즘으로는 MUSIC을 공통으로 적용하였고, 이의 추정 성능을 위해서는 도래각 추정 오차를 이용하였다. 이동 통신과 무선 측위 서비스에서는 배열 안테나를 사용하여 방해 신호의 도래각을 추정한 후 공간 필터링하므로서 원하지 않는 방향으로부터의 방해 신호를 최소화 또는 널링시키고, 원하는 방향으로의 빔을 형성하므로서 수신 신호의 품질을 개선할 수 있다. 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 안테나별 도래각 추정 결과와 신호대 잡음비와 방해 신호의 수와 전력에따른 도래각 추정 오차를 계산하였다. 시뮬레이션 결과 도래각 추정의 경우 Stack 3D 형을 제외한 나머지 3D 안테나가, 도래각 추정 오차의 경우 방해 신호의 수와 전력이 증가할때 Curved-B 형 안테나가 가장 우수함을 알 수 있었다.

• 한국위성정보통신학회논문지
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• 제8권4호
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• pp.37-42
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• 2013

이 논문에서는 비이상적인 안테나 배열을 보상하는 방법과 안테나 배열을 이용하여 계산량 관점에서 효율적으로 도래각을 추정하는 방법을 제시하였다. 도래각을 추정하기 위해서는 안테나 배열을 주로 이용한다. 배열을 이루는 각 안테나 소자에 수신되는 신호의 위상차를 이용하여 도래각을 추정한다. 그러나 실제 안테나 배열의 경우 각 안테나 사이의 상호결합 때문에 각 안테나로부터 방사되는 전파의 빔 패턴이 변형되고 이로 인해 도래각 추정 성능이 저하된다. 제안 방식에서는 먼저 상호결합의 영향을 동일하게 받는 안테나 배열의 일부분인 부분배열을 이용하여 도래각을 추정한다. 도래각을 추정하기 위해서는 계산량 관점에서 효율적인 ESPRIT(estimation of signal parameters via rotational invariance techniques)알고리듬을 적용한다. 그 다음 추정한 도래각을 바탕으로 상호결합을 보상하고 부분배열의 크기를 본래의 배열 크기로 확장시킨다. 모의실험 결과 제안한 방법은 재밍대잡음비가 비교적 작을 때에도 우수한 성능을 나타내었다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제16권6호
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• pp.1081-1088
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• 2021

현대 무선통신 시스템은 대규모의 안테나 요소가 장착된 메시브 배열 안테나를 사용하여 다수의 사용자에게 원활한 통신 서비스를 지원하기 위해 빔형성 기술을 활용한다. 신뢰도 높은 빔형성 기술은 안테나로 입사되는 신호에 대한 도래각(Angle-of-Arrival : AOA) 정보가 필수적으로 요구되는데, 일반적으로 도래각 정보는 고분해 성능을 가지는 MUSIC(: Multiple Signal Classification)과 같은 도래각 추정 알고리즘을 통해 추정된다. MUSIC 알고리즘은 우수한 추정성능을 갖지만, 메시브 배열 안테나 사용 시 알고리즘의 급격한 복잡도 증가로 인해 실시간 도래각 추정이 어렵다. 이와 같은 문제점을 개선하기 위해, 본 논문은 안테나 요소 ON/OFF 기능을 가지는 FMCCA(: Flexible Massive Concentric Circular Array) 안테나 기반의 캐스케이드 도래각 추정 알고리즘을 제안한다. 제안된 캐스케이드 AOA 추정 알고리즘은 전체 안테나 요소 중 일부 안테나 요소를 사용하는 CAPON 알고리즘과 전체 안테나 요소를 사용하는 Beamspace MUSIC 알고리즘으로 구성되며, 다양한 시나리오를 가정한 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 알고리즘의 도래각 추정 성능을 검증한다.

• 한국항공우주학회지
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• 제49권3호
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• pp.175-183
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• 2021

초음속 비행체에서 발생하는 소닉붐은 일반적인 환경소음과 달리 초저주파 영역을 포함한 충격음으로 전파된다. 본 논문에서는 배열 음향센서를 이용하여 소닉붐의 특징을 왜곡 없이 측정하기 위한 계측방법과 소닉붐의 전파방향을 추정하기 위한 도래각 추정 방법에 대해 연구하였다. 음향센서의 배치에 따른 도래각 추정성능을 이론적인 방법으로 제시하였고 모의실험에서 얻은 통계값을 이용하여 본 연구에서 제안하는 도래각 추정 방법의 성능을 검증하였다. 또한 실제 초음속 비행체에서 발생한 소닉붐을 제안한 방법으로 측정하였고 그 결과를 분석하였다. 본 연구에서 얻은 결과로 소닉붐 측정을 위한 시스템 구성, 도래각 추정 방법과 그 성능에 대한 직관적인 개념을 제공하였다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제13권5호
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• pp.923-930
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• 2018

안테나 어레이 기반의 무선 통신 시스템에서 신호의 도래각(: Angle-of-Arrival, AOA) 정보는 매우 중요한 요소이며, 이를 추정하기 위한 다수의 방법들이 존재한다. 대부분의 도래각 추정 알고리즘은 등간격 선형 배열(: Uniform Linear Array, ULA) 안테나를 기반으로 하고 있으며, 몇몇의 알고리즘은 평면 배열(: Planar Array, PA) 안테나를 적용하였다. 본 논문에서는 등간격 사각 어레이 안테나를 기반으로 인접하게 위치한 여러 개의 신호 도래각들을 효율적으로 추정하기 위한 알고리즘을 소개한다. 제시된 알고리즘은 두 단계를 거치는데, 가까운 신호원들이 모여 이루어진 대략적인 신호원 그룹을 CAPON 알고리즘을 사용하여 추정한 후, 추정된 그룹 안에 포함되어 있는 각 신호원의 상세한 도래각을 Beamspace MUSIC 알고리즘을 사용하여 추정한다. 시뮬레이션을 통해 제시된 도래각 추정 알고리즘의 성능을 평가하고 분석한다.

• 한국항행학회논문지
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• 제26권3호
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• pp.166-171
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• 2022

본 논문에서는 선형 배열 균일 안테나에 입사하는 신호들의 상관행렬을 강건하게 생성하여 부공간 기반 기법의 도래각 추정 성능을 향상시키는 알고리즘을 제안한다. 기존의 부공간 기반 도래각 추정 기법은 상관행렬을 구한 후 신호 부공간과 잡음 부공간으로 분리하여 도래각을 추정한다. 그러나, 낮은 SNR, 작은 개수의 스냅샷에서 구해지는 상관행렬의 성분은 안테나의 잡음 성분으로 인하여 신호 부공간을 부정확하게 추정하여 도래각 추정 성능을 저하시킨다. 따라서, 기존의 상관행렬로부터 구해지는 가상의 신호 벡터를 슬라이딩 방식으로 배열함으로써 강건한 상관행렬을 생성한다. 기존의 상관행렬과 제안하는 강건한 상관행렬의 비교 분석을 위하여, 부공간 기반 기법의 대표적 방법인 MUSIC, ESPRIT을 이용하였다. 시뮬레이션 결과, 계산 복잡도는 기존의 상관행렬 대비 2.5% 이내 증가하였으나, 도래각 추정성능은 RMSE 1° 기준 SNR이 MUSIC, ESPRIT 모두 3dB 이상의 우수한 도래각 추정 성능을 보였다.

• 전자공학회논문지
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• 제53권8호
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• pp.95-104
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• 2016

배열 안테나를 이용한 부공간 (subspace) 기반의 도래각 추정 알고리즘은 다중 경로에 의해 나타나는 coherent 신호가 입사하는 경우 원 신호 공분산 행렬의 특이성 (singularity)으로 인해 도래각 추정 정확도가 급격히 감소한다. Coherent 신호에 의한 도래각 추정 알고리즘의 성능 저하를 극복하기 위해 제안된 공간 차이 기법 (spatial differencing method)은 coherent 신호의 도래각 추정뿐만 아니라 안테나 개수 이상의 신호원을 추정하는 기법으로 주목받았다. 그러나, 공간 차이 기법은 수신 신호의 유한한 표본 수에 의해 발생하는 uncorrelated 신호 간의 상관관계 (correlation)에 따라 도래각 추정 성능이 크게 영향을 받는 구조적 문제가 존재한다. 이러한 문제를 극복하기 위해, 본 논문에서는 획득한 수신 신호의 정보를 최대한 활용하여 uncorrelated 신호간의 상관관계를 효과적으로 제거하는 일반화된 공간 차이 기법을 제안한다. 그리고 모의실험을 통해 도래각 추정 정확도와 추정 가능 신호원의 수의 관점에서 성능을 평가하여 제안한 기법의 우수성을 입증한다.

• 한국음향학회:학술대회논문집
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• 한국음향학회 1997년도 영남지회 학술발표회 논문집 Acoustic Society of Korean Youngnam Chapter Symposium Proceedings
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• pp.44-46
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• 1997

Near field 에서는 진폭 감쇄정보를 이용할 수 있으므로 음원의 거리와 도래각을 추정하는 것이 가능하다. 고정된 3개의 수음점에서 자기,상관 파워스펙트럼 분석을 하여 추정하는 원리와 추정치의 분포영역, 음원의 정위한계에 대하여 나타내었다.

• 한국통신학회논문지
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• 제26권3B호
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• pp.259-265
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• 2001

도래각 추정을 위한 대표적인 알고리즘으로 고유치 분해방식을 이용한 ESPRIT 알고리즘이 있다. 이 알고리즘은 다중 신호의 도래각을 추정할 수 있을 뿐만 아니라, 낮은 SNR에서 뛰어난 분해능을 가지고 있다. 이러한 뛰어난 추정 능력에도 불구하고, ESPRIT 알고리즘은 서로 주파수와 위상이 같은 coherent 한 신호를 분해하지 못하는 커다란 결점을 가지고 있다. 본 논문에서는 이러한 보완한 개선된 ESPRIT (Modified ESPRIT )알고리즘을 제안한다. 개선된 ESPRIT 알고리즘 기존의 ESPRIT 에 spatial smoothing 방법을 도입하여 구성되어진다. 모의실험결과 개선된 ESPRIT 알고리즘은 coherent 하게 입사하는 신호의 도래각을 분해하는 능력에 있어서 매우 우수한 성능을 갖고 있음을 확인할 수 있다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제15권5호
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• pp.849-856
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• 2020

배열 안테나 수신기에서 도래각(Angle of Arrival : AOA) 정보는 다양한 상황에서 특정 신호의 위치추정 및 효율적인 신호 획득을 위한 주요한 요소 중 하나이다. 위성망을 통한 도래각 추정은 위성에 탑재된 평면(격자형, 원형) 배열 안테나를 이용하여 빠르게 넓은 지역의 도래각 정보를 획득할 수 있다는 장점을 가진다. 위성 환경에서는 배열 안테나의 크기에 제약이 있어, 다수개의 안테나 요소를 사용하면서 전체 크기가 작은 동심원 배열 (CCA : Concentric Circular Array or CRA : Concentric Ring Array) 안테나 구조가 단일 원형 배열(UCA : Uniform Circular Array) 안테나 구조에 비해 효율적이다. 본 논문은 동심원 배열 안테나를 적용한 CAPON과 Beamspace MUSIC으로 구성된 캐스케이드 도래각 추정 알고리즘을 소개한다. 또한, 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 제시된 알고리즘에 대한 성능평가를 실시하고, 단일 원형 배열 안테나의 경우와 비교/분석한다.