• 제목/요약/키워드: 빔형성기법

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칼만필터 선배열 형상 추정에 의한 견실한 빔형성 기법 연구 (Robust Beamforming Method by Linear Array Shape Estimation using Kanlman Filter)

  • 한정우
    • 한국음향학회:학술대회논문집
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    • 한국음향학회 1996년도 제11회 수중음향학 학술발표회 논문집 11th Underwater Acoustics Symposium Proceedings
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    • pp.18-21
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    • 1996
  • 예인형 선배열 소나에서 기존의 선배열 빔형성 기법을 적용하면 예인함 기동시 선배열 형상 변형에 의해 심각한 성능 저하 현상이 나타난다. 이러한 문제 해결을 위해 센서배열 변형을 고려한 견실한 빔형성 기법은 선배열 형상 추정을 위해 칼만필터를 이용한 형상 추정기법을 이용하고, 변형보상 빔형성을 위해 선배열 세그먼트 기울기 추정값을 이용하는 변형보상 빔형성 알고리즘을 제안하였다. 제안된 기법을 기존의 빔형성 기법을 적용하여 시뮬레이션에 의해 제안된 기법의 보상성능을 입증 하였다.

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비선형 배열 MUSIC 빔형성에 의한 선배열 센서 시스템의 표적 좌우 분리 기법 (Bearing Ambiguity Solution of Towed Array Sensor System By Nonlinear Array MUSIC Beamforming)

  • 김윤수
    • 한국음향학회:학술대회논문집
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    • 한국음향학회 1998년도 학술발표대회 논문집 제17권 2호
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    • pp.151-154
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    • 1998
  • 이 논문에서 비선형 배열 MUSIC 빔형성 기법을 이용하여 예인형 선배열 센서 시스템의 표적 좌우 방위 분리 방법을 기술하였다. 이 기법은 배열 운동모델 Water-Pully 모델과 방향센서의 정보를 이용하는 칼만필터를 설계하여 예인함 기동에 따른 배열형상을 추정하고 표적의 좌우방위를 분리하기 위하여 추정된 배열형상에서 MUSIC 빔형성 기법으로 신호처리를 수행하였다. 또한 예인주기와 예인진폭과 같은 예인함 기동형태의 전형적인 빔형성 기법과 MUSIC 빔형성 기법으로 표적의 좌우 방위 분리 성능을 비교 분석하였다.

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다중 안테나 빔형성 메트릭스 변환 기법 및 사용자 선택 기법 (Beamforming Matrix Transformation and User Scheduling for MIMO Systems)

  • 박종록;이상훈
    • 한국통신학회논문지
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    • 제37권1A호
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    • pp.25-33
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    • 2012
  • 랜덤 빔형성 기법은 사용자에게 심호 대 간섭 잡음비를 되먹임 받아 사용자를 선택하는 다중 안테나 전송 기법이다. 해당 기법은 사용자 수가 많은 환경일 경우 다중 사용자 이득에 따라 좋은 성능을 보이지만 사용자 환경이 적을 경우 다중 사용자 이득이 감소하여 좋은 성능을 얻기 어렵다. 이러한 문제를 해결하기 위해서 본 논문에서는 빔형성 메트릭스 변환 기법 및 이에 따른 사용자 선택 기법을 제안한다. 빔형성 메트릭스 변환 기법은 사용자로부터 되먹임 받은 정보를 기반으로 빔형성 메트릭스를 변환 시키며, 사용자 수가 적은 환경에서 기존 기법 보다 더 좋은 성능을 가진다. 또한, 제안하는 빔형성 메트릭스 변환 기법에 적합한 사용자 선택 기법을 이용하면 사용자 수의 증가에 따른 성능 향상을 기대 할 수 있다.

대형 사력댐에서의 전단파속도 평가를 위한 단측선 빔형성기법 (Short-Array Beamforming Technique for the Investigation of Shear-Wave Velocity at Large Rockfill Dams)

  • 조성호;나디아
    • 대한토목학회논문집
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    • 제33권1호
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    • pp.207-218
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    • 2013
  • 대형 사력댐의 내진성능 평가에서 필히 요구되는 입력상수는 사력재료, 코아매질의 전단파 속도이다. 이를 표면파 시험으로 평가하기 위해서는 사력골재의 불연속, 매질의 비균질, 사면 경계면 등 표면파 시험결과의 신뢰도를 떨어뜨리는 조건을 극복해야 한다. 본 연구에서는 이러한 표면파시험의 한계를 극복하기 위하여 기존 빔형성기법의 원리를 응용한 SBF (Short-Array Beamforming) 기법을 제안하였다. SBF 기법은 3~9 m의 짧은 측선과 원거리 발진원을 이용함으로써, 빔형성기법 고유의 장점인 측정자료의 자동화분석뿐만 아니라 근접장 문제의 해결, 국부적 이상대의 발견 등의 기능을 가지도록 개발되었다. 본 연구에서는 이러한 SBF 기법과 IRF(Impulse-Response Filtration) 기법을 활용하여 대형 사력댐의 전단파속도를 신뢰성 있게 평가하는 방법을 정립하였다. 정립된 기법은 사력댐의 사력재료와 유사한 암버럭으로 매립 성토된 철도 노반에서 다운홀 시험, CapSASW (Common-Array-Profiling SASW) 시험과의 비교를 통하여 그 신뢰성과 실용성을 검증하였다.

이동하는 음원에 적합한 고분해능 광대역 LPA 빔형성기법 (High Resolution Wideband Local Polynomial Approximation Beamforming for Moving Sources)

  • 박도현;박규태;이정훈;이수형;이균경
    • 한국음향학회지
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    • 제24권1호
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    • pp.1-10
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    • 2005
  • 본 논문에서는 이동하는 광대역 음원의 위치추정에 적합한 높은 분해능을 가지는 광대역LPA (local polynomial approximation) 빔형성기법을 제안한다. 제안한 기법은 여러 개의 데이터 단편으로부터 구하는 공분산행렬 대신, 하나의 데이터 단편의 여러 개 주파수 성분으로부터 얻은 조향 공분산행렬을 이용하는 STMV(steered minimum variance) 기법을 LPA 빔형성기법에 적용하였다. STMV 기법의 센서가중벡터를 이용하여 LPA 가격함수를 구성하였으며 이를 최대화 시키는 방위각과 각속도를 2차원 탐색을 통하여 추정함으로써 높은 방위각 분해능을 가지도록 하였다. 모의신호와 실제 해상 실험 데이터를 이용하여 제안한 기법의 성능을 기존의 기법과 비교, 분석 하였다

삼중 배열 소나를 위한 강인한 적응 빔형성 기법 (Robust adpative beamforming for triplet sonar arrays)

  • 안재균;류영우;천승용;김성일
    • 한국음향학회지
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    • 제36권2호
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    • pp.115-122
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    • 2017
  • 본 논문에서는 삼중 배열 소나를 위한 강인한 적응 빔형성 기법을 제안한다. 제안하는 빔형성은 삼중 배열 소나를 이용하여 불일치에 강인하고 좌우구분이 가능한 빔을 만드는 방법으로 두 단계로 이루어져 있다. 먼저 각 삼각 센서 별로 표적 신호의 좌우 방위 구분을 위한 카디오이드 빔을 생성하며, 각 삼각 센서(Triplet)에 대한 회전각을 반영하여 지연차 방법을 통해 빔을 형성한다. 다음으로 인접 표적에 의한 간섭을 최소화하기 위해 적응 빔을 생성한다. 삼각 센서 별로 얻은 카디오이드 빔을 선배열에 대한 입력 신호로 하여 선배열에 대한 적응 빔형성 기법을 카디오이드 빔에 적용한다. 시뮬레이션을 통해 본 논문에서 제안하는 기법이 기존 기법 대비 표적에 대한 좌우 구분 및 불일치에 강인함을 확인하였다.

이동 jammer 환경에 대응할 수 있는 가변 망각 인자 적응 빔형성 기법 (Adapt ive beamforming technique with variable forgetting factor in moving jammer environments)

  • 송준일;김윤정;임준석;성굉모
    • 한국음향학회:학술대회논문집
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    • 한국음향학회 2001년도 추계학술발표대회 논문집 제20권 2호
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    • pp.361-364
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    • 2001
  • 지금까지 수중음향 시스템에서 jammer 신호를 제거하는 방법에 관한 많은 연구가 진행되어 왔다. 그러나, 기존의 빔형성 기법은 간섭 신호원(interference source)이 움직일 경우 그 성능이 현저히 떨어지는 문제점을 갖고 있다. 이러한 현상은 수중 음향 시스템이 간섭 신호원의 움직임에 대하여 즉각적으로 null의 위치를 변화시키지 못하기 때문에 발생하게 된다. 이를 해결하기 위해서는 시간에 따라 위치가 변하는 jammer 환경에 대하여 대응할 수 있는 새로운 알고리즘이 필요하게 된다. 이러한 단점을 보완하기 위해 본 논문에서는 가변 망각인자를 갖는 적응 빔형성 기법을 제안하고, 컴퓨터 모의실험을 통하여 제안된 알고리즘이 기존의 적응 빔형성 기법에 비하여 출력 SINR(signal to interference plus noise ratio)의 측면에서 성능 향상을 가짐을 보였다.

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다중 사용자 MIMO 시스템을 위한 적응적 Coordinated Tx-Rx 빔형성 기법 (Adaptive Coordinated Tx-Rx Beamforming for Multi-user MIMO Systems)

  • 안홍선;모하이센 마나르;장경희
    • 한국통신학회논문지
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    • 제35권4C호
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    • pp.386-394
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    • 2010
  • 본 논문에서는 다수의 사용자 각자가 다수의 수신 안테나를 가지고 하나의 기지국과 통신하는 다중 사용자 MIMO 시스템 환경에서, 사용자 간의 간섭을 제거하기 위한 적응적 coordinated Tx-Rx 빔형성 기법을 제안하였다. 기존의 coordinated Tx-Rx 빔형성 기법은 전송 순간의 채널 환경과는 상관없이 각 사용자에게 동일한 수의 데이터 스트림 수를 할당하여, 채널 환경이 좋지 않은 사용자에게도 같은 양의 데이터를 전송하는 비효율적인 문제가 있다. 제안된 적응적 coordinated Tx-Rx 빔형성 기법에서는 전송 순간의 채널 상태를 고려하여 사용자에게 적응적으로 데이터 스트림 수를 할당함으로써, 시스템 전반적인 BER 성능의 향상을 달성한다. 모의실험 결과는 제안된 coordinated Tx-Rx 빔형성 기법이 수신단에서 선형수신기법 사용을 가정한 경우에, target BER 10-2에서 기존의 coordinated Tx-Rx 빔형성 기법에 비하여 약 2.5dB정도의 성능을 향상시킴을 입증한다.

시스토릭 어레이 구조를 갖는 최소분산 비왜곡응답 및 최소자승 회귀 빔형성기법 성능 분석 (Performance Analysis of MVDR and RLS Beamforming Using Systolic Array Structure)

  • 이호중;서상우;이원철
    • 한국음향학회지
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    • 제22권1호
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    • pp.1-6
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    • 2003
  • 본 논문에서는 시스토릭 어레이 구조를 갖는 선택적 최소분산 비왜곡응답 (MVDR) 및 최소자승 회귀기법 (RLS) 빔형성기법에 대한 성능 분석을 하였다. 원하는 사용자 신호와 잡음을 포함한 스냅샷 벡터들이 어레이 안테나에 입사되는 경우, 수신신호의 품질을 향상시키기 위해서 MVDR 및 RLS 알고리즘을 이용한 빔형성기법이 적용될 수 있다. 이를 통해 채널 용량을 증가시키기 위해 각 안테나 소자의 출력에 복소 가중치를 곱하여 원하는 사용자 신호방향으로 안테나의 빔을 형성하도록 하여 원하는 신호의 다중경로 성분들은 강조하고, 간섭 성분들의 입사 방향들로는 널을 발생시켜 다중간섭과 잡음에 대한 전력을 상대적으로 감소시키는 공간필터링 효과를 얻을 수 있다. 본 논문에서는 이러한 공간 필터 역할을 하는 MVDR기법과 RLS 기법을 병렬처리를 통해 수행할 수 있는 시스토릭 어레이 구조의 MVDR 및 RLS 빔형성기법에 대하여 소개하며, 이를 다중 경로와 다중 접속 간섭이 존재하는 채널 환경에 적용하여 수신 성능을 분석하였다. 컴퓨터 모의 실험을 통하여 제안된 시스토릭 어레이 구조의 빔 형성기법을 적용한 공간필터의 우수성을 보여주기 위해 사용자 증가에 따른 BER (Bit Error Rate) 곡선과 빔패턴을 제시하였고, 기대치와 실험치가 잘 부합됨을 확인하였다.

하향링크 다중사용자 다중안테나 시스템을 지원하는 반복 가중치 최소평균자승오류 빔형성 기법 (Iterative Weighted MMSE Beamforming for Downlink multiuser MISO System)

  • 최일규;황영수;이충용
    • 전자공학회논문지
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    • 제50권3호
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    • pp.3-8
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    • 2013
  • 기존의 최소평균자승오류 빔형성 기법은 간섭제거나 정합필터 빔형성 기법보다 우수한 성능을 보여주지만, 전체 전송률의 증가를 목적으로 하지는 않는다. 본 논문은 전체 전송률을 가중된 평균자승오류로 표현하여 증가시키는 기법을 제안하였다. 제안 기법은 기존의 최소평균자승오류 기법에서 출발하여 반복적으로 가중치와 빔을 갱신함으로써 전체 전송률을 증가시킨다. 모의실험 결과를 통해 제안 기법이 기존 기법보다 전체 전송률 측면에서 뛰어나며, 기존 기법과 달리 사용자의 수가 높아질수록 전체 전송률이 증가하는 것을 확인하였다.