• 대한전자공학회논문지TC
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• 제41권11호
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• pp.67-72
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• 2004

본 논문에서는 cdma2000-1x FDD 시스템의 순방향 링크 송신 성능 향상을 위해 공통빔(파이럿, 페이징, 싱크 채널)과 개별통화 채널에 대한 진폭과 위상을 정합 시키는 빔 형성 기법을 제안한다. 기존의 기법에서는 상이한 두 채널간의 위상이 정확히 일치함을 가정하여 시스템의 성능이 평가 되었다. 그러나 실제 CDMA 시스템 환경에서는 두 채널간의 위상이 상이할 경우 비트 오율이 심각히 열화 되므로 현실적으로 기존의 제안된 방법은 사용할 수 없다. 따라서 기존의 순방향 빔 형성 기법과 달리 제안된 순방향 빔 형성기법, 즉 공통채널과 통화채널의 크기와 위상을 맞추기 위한 빔합성 기법을 적용하여 기존 방법대비 낮은 비트오율로 양질의 통신이 가능함을 확인하였다.

• 한국음향학회지
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• 제38권2호
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• pp.145-153
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• 2019

적응빔형성 기법은 부엽을 줄이고 약한 신호에 대한 탐지 성능을 향상시킨다. MVDR(Minimum Variance Distortionless Response)과 같은 일반적인 적응빔형성 기법은 설계한 가중벡터와 실제 입사신호의 조향벡터의 불일치에 대해 매우 민감하다. 또한 센서 수가 많은 어레이를 이용하여 광대역 적응빔형성을 할 경우 공분산행렬을 산출하기 위해 긴 관측시간과 많은 연산량이 요구된다. 본 논문은 센서 수가 많은 수동 선배열 소나의 광대역 적응빔형성 성능향상 및 안정성을 위해 WBRCB(Wideband Robust Capon Beamforming)를 적용하였다. 불일치 요소에 강인한 WBRCB 구현을 위해 다양한 불일치 요소를 반영하여 최적의 불일치 파라미터를 도출하였다. 도출된 파라미터를 반영한 WBRCB 기법을 시뮬레이션 및 실험데이터에 적용하여 수동 선배열 소나의 광대역 적응빔형성 성능 향상을 검증하였다.

• 한국음향학회지
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• 제35권5호
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• pp.395-402
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• 2016

본 논문에서는 음향벡터 선배열 센서 기반에서의 광대역 적응빔형성기법을 다룬다. 적응 빔형성을 위하여 안정적인 공분산행렬추정은 매우 중요한 문제이다. 기존의 코히어런트 신호부공간기반의 적응 빔형성기법은 초점조정행렬(focusing matrix) 추정으로 인해 방위각 추정에 오차가 발생하며 또한 공분산행렬 추정을 위하여 많은 데이터 단편을 필요로 한다. 방위각 추정오차 및 공분산 행렬 추정시 필요한 데이터 단편의 수 문제를 완화하기 위하여 음압센서 선배열에 적용된 조향공분산 행렬 기법을 음향벡터 선배열 센서에 확장하여 적용한다. 그리고 부배열 기법을 통하여 공분산행렬의 차원을 줄임으로써 적은 수의 데이터 단편으로 안정적인 공분산행렬 추정이 가능하고 방위각 추정성능을 향상시킨다. 모의 실험을 통하여 기존의 코히어런트 신호 부공간 전처리 기반 광대역 빔형성기법과 제안한 기법의 방위각 추정 성능을 분석한다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제16권8호
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• pp.129-135
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• 2011

본 논문에서는 다중 빔 형성기법을 이용하여 다중 목표물들의 고각을 추정하는 방법을 제안한다. 이 방법은 배열 소자로 수신되는 신호들을 디지털로 처리해 수신 빔을 스택 빔으로 만들고, 빔 형성기에서는 안테나 소자에 가중치를 적용함으로서 원하는 수신 빔을 생성 할 수 있다. 이때 스택 빔을 구현하기 위해서는 여러 개의 값비싼 위상천이기 필요하지만, 현재는 컴퓨터의 성능이 많이 향상되어 위상변위기 대신에 고속 푸리에 변환을 이용하여 다중스택 빔을 형성한다. 또한 수신기에서 원하는 방향으로 빔을 조향하기 위해서 빔 조향 오차 보정 기법을 적용하여 다중 빔의 지향성을 향상 시킨다. 본 논문에서는 시뮬레이션을 통하여 고속 후리어 변환과 빔 조향오차 보정 기법에 근거를 둔 제안된 고각 추정방법이 기존의 방법에 비해 목표물 추정 면에서 우수함을 보인다.

• 한국음향학회:학술대회논문집
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• 한국음향학회 2004년도 추계학술발표대회논문집 제23권 2호
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• pp.463-466
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• 2004

수중 음향 탐지 시스템에서 빔 형성 기법은 오랫동안 많은 연구자들에 의해 연구되어 왔다. 빔 형성 기법은 탐지성능에 직결되기 때문에 최적의 빔 설계는 중요한 문제가 된다. 그리고 최적의 빔 형성기를 구현하기 위해서는 개별 센서에 대한 가중회로의 구성이 필수적이며, 가중회로를 구성하기 위해서는 개별 센서에 대한 등가회로 모델링과 정합회로 설계가 필수적이다. 이전의 연구에서는 센서 등가회로 모델링 Tool과 정합회로 디자인 Tool 각각의 구성과 사용방법에 대해서 소개하였다. 이 두 가지 Tool을 모두 이용하여 센서 등가회로 및 정합회로를 모델링하였고, 이를 바탕으로 실제 가중회로를 구현하였다. 가중회로는 정합회로와 트랜스포머로 구성된다. 본 논문에서는 이와같이 구성된 가중회로와 스케일 모델에 맞게 제작된 스피커 어레이를 이용하여 빔형성 실험을 하였으며, 그 결과를 이론치와 비교하였다. 이것을 바탕으로 BeamCAD, 센서 등가회로 모델링 Tool 그리고 정합회로 디자인 Tool로 이루어진 소나 센서 디자인 Tool의 타당성을 검증하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제41권12호
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• pp.1903-1913
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• 2016

본 논문은 광역 셀 기지국이 sub-array 구조의 거대 배열 안테나를 가지고 있는 무선 백홀 하향 링크 시스템에서 두 단계 빔 형성 및 수신 빔 형성 기법을 제안하였다. 또한, 시스템 성능 비교를 위해, 제로 포싱 프리코더(zero-forcing precoder)를 이용한 세 단계 빔 형성 기법을 적용하여 수신 소형 셀 기지국들의 전송률 성능을 계산하였다. 무선 백홀 채널의 채널 산란 및 거리감쇄 특성 등을 고려할 때 공간 다중화를 위한 프리코딩 기술뿐만 아니라 거리감쇄를 극복하기 위한 지향성 빔 형성 기술이 접목되어야 한다. 따라서 첫 번째 단계에서는 DFT(discrete-Fourier transform) 기반의 고정 빔 패턴을 설계하였다. 결과적으로, 피드백 량을 줄이면서 동시에 전송률 성능을 높이기 위해서는 제안한 두 단계 빔 형성 및 수신 빔 형성 기법을 선택하는 것이 공간 다중화를 고려할 때 유리하다는 것을 확인하였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 1998년도 추계종합학술대회
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• pp.420-423
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• 1998

최근 이동 통신이나 위성통신과 같은 많은 디지털 통신 시스템에서 시스템의 용량을 증가시키고 인접 채널간 간섭을 줄이기 위해 많은 연구가 진행되고 있으며, 그 중에서 어레이 빔 형성 기법에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 이에 본 논문에서는 원하는 신호의 입사방향을 모르더라도 정상 동작이 가능한 블라인드 빔 형성 기법 중에서 신호의 cyclostationarity를 이용한 방법을 사용하여 원하는 사용자 신호의 cyclic 주파수만큼 천이된 신호와 수신신호 사이의 상호상관 행렬을 구하고 이를 이용하여 계수벡터를 구하는 알고리즘을 제시한다.

• 한국음향학회:학술대회논문집
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• 한국음향학회 2004년도 추계학술발표대회논문집 제23권 2호
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• pp.519-522
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• 2004

수중 음향 탐지 시스템에서 빔 형성 기법은 탐지 성능에 큰 영향을 미치기 때문에 최적의 빔 설계는 오랫동안 많은 연구자들에 의해 연구되어 왔다. 실제로 최적의 빔 형성기를 구현할 때에는 각각의 센서에 대한 특성 고려와 파워를 효율적으로 전달하기 위한 정합회로의 설계가 필수적이다. 이전의 논문에서는 BeamCAD Tool을 이용한 최적 가중치의 계산, 센서 임피던스 측정 데이터와 Sensor Modeling Tool을 이용한 등가회로 모델링 그리고 Impedance Matching Tool을 이용한 정합회로 설계 기법에 대해서 소개하였다. 본 논문에서는 이러한 기법들과 함께 ABCD 전송 파라메터를 이용한 센서 가중치 보정 기법을 소개한다. 그리고 이러한 여러 기법들을 이용하여 최적빔 설계를 위한 가중회로를 구성하는 방법에 대해서 논의한다.

• 한국음향학회:학술대회논문집
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• 한국음향학회 2004년도 춘계학술발표대회 논문집 제23권 1호
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• pp.141-144
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• 2004

수중 음향 탐지 시스템에서 빔 형성 기법은 오랫동안 많은 연구자들에 의해 연구되어 왔다. 빔 형성 기법은 탐지성능에 직결되기 때문에 최적의 빔 설계는 중요한 문제가 된다. 그리고 최적의 빔 형성기를 구현하기 위해서는 개별 센서에 대한 가중회로의 구성이 필수적이며, 가중회로를 구성하기 위해서는 개별 센서에 대한 등가회로 모델링과 정합회로 설계가 필수적이다. 이전의 연구에서는 센서 등가회로 모델링 Tool과 정합회로 디자인 Tool 각각의 구성과 사용방법에 대해서 소개하였다. 본 논문에서는 이 두 가지 Tool을 모두 이용하여 센서 등가회로 및 정합회로를 모델링하였고, 이를 바탕으로 실제 가중회로를 구현하였다. 실험을 위해 물-공기의 상사효과를 가정하였으며, 공기 중에서 스피커 어레이를 이용하여 빔 형성을 하였다. 또한, 이론치와 실험치를 비교하여 BeamCAD, 센서 등가회로 모델링 Tool 그리고 정합회로 디자인 Tool로 이루어진 소나 센서 디자인 Tool의 타당성을 검증하였다.

• 한국음향학회지
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• 제43권3호
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• pp.361-367
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• 2024

공기중 초음파 측정은 각종 기계 설비류의 이상 발생 예방 활동으로 산업계에서 사용되고 있다. 최근에는 다수의 초음파 센서 배열을 이용하여 설비의 이상 발생 위치를 찾을 수 있는 공기중 초음파 영상화 기법의 활용이 증가하고 있다. 초음파 음원의 위치를 가시화하기 위해 센서 별 위상 차이를 이용하는 빔형성법이 사용된다. 2차원 평면에 분포된 초음파 센서 배열을 이용해 3차원 공간에서 빔형성 파워 분포를 구할 수 있다. 본 논문에서는 관심 파장보다 크기가 큰 초음파 센서로 구성된 랜덤 희소배열(random sparse array)을 사용하고, 초음파 배열이 분포한 평면으로부터 일정한 거리만큼 떨어진 평행한 평면 내에서의 빔형성 파워 분포를 통해서 음원의 위치를 보여주는 영상화 기법을 구현하고자 한다. 기존의 빔형성법은 사용 하는 배열 센서의 개수와 그에 따른 구경의 크기 등에 의해 공간 해상도가 제한될 수 밖에 없다. 본 연구에서는 배열이 가지는 기하학적 제약을 극복할 수 있는 방법으로 기능성 빔형성법을 적용하여 고해상도 초음파 영상화 기법을 구현하였다. 기능성 빔형성법은 수학적으로 일반화된 형태의 빔형성법으로 표현가능하고, 기존의 빔형성법을 통해 얻어진 영상에서 주엽의 폭과 부엽의 크기를 저감시키는 역할을 하여 고해상도 영상화를 얻을 수 있는 장점이 있다. 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 제안한 방법에 의한 영상화 성능을 관찰한 결과, 초음파 희소배열을 이용하여 공기중 초음파 음원의 해상도 증대가 성공적으로 구현됨을 확인할 수 있었다.