LMF(Least Mean Fourth) 알고리즘은 특히 비정규 잡음 상황에서 빠른 수렴성을 나타낼 뿐만 아니라 추정 오차도 낮은 것으로 잘 알려져 있다. 최근 LMS(Least Mean Square) 알고리즘 분야에서는 가변 스텝 크기를 적용한 알고리즘들에 대한 관심이 증대되어 왔다. 그 이유는 가변 스텝 크기 LMS가 다양한 환경에서 고정 스텝 크기 LMS보다 우수한 결과를 내기 때문이다. 본 논문에선 LMF에 대한 가변 스텝 크기의 한 방법으로 대수학적 스텝 크기를 사용하는 가변 스텝 크기 LMF 알고리즘을 제안한다. 제안된 방법은 가변 스텝 크기 LMS와 마찬가지로 고정 스텝 크기 LMF보다 우수할 것이 예상된다. 본 논문은 그 우수성을 시불변 채널과 시변 채널 각각의 채널 환경하에서 시뮬레이션을 통하여 보인다.
터보 부호화 같은 반복 부호에서 채널 신뢰도 추정은 시변하는 수중 음향 채널에서 성능 향상을 위한 중요한 요소로서, 부정확한 채널 신뢰도 추정은 오히려 성능을 더욱 악화시킨다. 따라서 본 논문에서는 시변 수중 음향 채널에서 부호화율 1/3을 가지는 터보 부호화된 Frequency Shift Keying(FSK) 신호의 최적의 채널 신뢰도 추정 방식을 분석하였다. 추정(Estimation Bit Error Rate, E-BER) 알고리즘은 복호된 데이터를 재부호화시켜 수신된 신호와의 차이를 산정하는 방식이며, 채널 신뢰도의 변화에 따른 E-BER을 구하여 최적의 채널 신뢰도를 결정할 수 있다. 성능 분석을 위해 문경의 호수에서 거리 300 m ~ 500 m의 이동성 실험을 하였으며, 데이터를 복호하지 못하는 패킷에 대해 최적의 채널 신뢰도를 추정하여 적용한 결과, 모두 복호하였음을 확인하였다.
LMF(Least Mean Fourth) 알고리즘은 특히 비정규 잡음 상황에서 안정성 및 빠른 수렴성을 나타낼 뿐만아니라 추정 오차도 낮은 것으로 잘 알려져 있다. 최근 LMS (Least Mean Square) 알고리즘 분야에서는 가변 스텝 크기를 적용한 알고리즘들에 대한 관심이 증대되어 왔다. 그 이유는 가변 스텝 크기 LMS가 다양한 환경에서 고정 스텝 크기 LMS보다 우수한 결과를 내기 때문이다. 본 논문에선 LMF에 대한 가변 스텝 크기의 한 방법으로 기울기 평균 벡터를 사용한 가변 스텝 크기를 사용하는 LMF 알고리즘을 제안한다. 제안된 방법은 가변 스텝 크기 LMS와 마찬가지로 고정 스텝 크기 LMF보다 우수할 것이 예상된다. 본 논문은 그 우수성을 시불변 채널과 시변 채널 각각의 채널 환경하에서 시뮬레이션을 통하여 보인다.
RLS(Recursive-least-squares) 알고리즘은 수렴성이 좋고, 수렴 후 오차 수준도 우수한 것으로 알려져 있다. 그러나 알고리즘 내에 역행렬 계산이 포함되어 수치적 불안정성을 나타내는 단점도 있다. 본 논문에서는 언급한 불안정성을 회피하기 위해서 역행렬이 없지만 수렴성이 유사한 알고리즘을 제안한다. 이를 위해서 기울기 평균 벡터를 사용한 가변 스텝 최소 자승 알고리즘을 사용한다. 또 시변 채널 추정에 우수한 성능을 내기 위해서 계산량이 적은 가변 망각인자를 도입한다. 시뮬레이션을 통해서 기존 RLS와의 성능을 비교하고 그 유사성을 보인다. 또 시변 채널에서 가변 망각인자의 우수성도 보인다.
본 논문은 스테레오 음향 반향 제거기에 적용되는 고속 Affine Projection 알고리듬 을 제안한다. 최근 스테레오 원격 회의 시스템은 보다 현실감 있는 원격 회의를 가능케 하 는 장점으로 인해 많은 관심을 끌고 있다. 그러나, 회의실의 원단화자와 마이크로폰사이의 상호교차(cross-coupling)로 인해 음향 반향이 발생하게 된다. 만약 이 반향 신호가 제거되 지 않은채 수신 룸으로 전달되면 결국 음성 통화 품질이 저하된다. 이를 방지하기 위하여 추정 반향 신호를 만들어 내고 통신 품질의 손실 없이 이 반향을 제거하는 음향 반향 제거 기가 필수적이다. 단 채널 음향 반향 제거기와 다르게 스테레오 환경하에서의 음향 반향 제 거기는 전송실의 환경변화로 인한 성능 저하와 각 반향 경로를 추정하기 위해 사용하는 각 적응 필터의 임펄스응답이 반향 경로와 일치하지 않는 등의 각종 문제점들이 발생하게 된 다. 본 논문에서는 서로 상관관계 없는 입력신호를 만들어내고 전송실의 환경변화로 인한 성능저하를 보완하기 위해 전처리단(pre-processing block)을 제안하여 일반적인 방법에 대 해 3-10dB정도의 향상된 성능을 보이며 적은 계산량으로 빠른 수렴성능을 갖는 새로운 형 태의 스테레오 음향 반향 제거기를 제안한다.
스테레오 음향 반향 제거기는 채널신호간에 상호상관(cross-correlation) 때문에 적응필터 계수가 수신실의 반향 경로를 정확하게 추정하지 못한다. 본 논문에서는 상호상관을 줄이기 위해서 채널신호간 차의 절대값과 시변 감쇠상수를 이용하는 새로운 전처리 필터를 제안한다. 시뮬레이션을 통해서 제안하는 전처리 필터가 기존의 방법에 비해서 우수함을 보인다.
스테레오 신호간의 상호상관 때문에 일반적인 적응 필터는 수신실의 음향 반향 경로를 정확하게 추정하지 못한다. 본 논문에서는 스테레오 신호의 음질을 크게 저하시키지 않으면서 신호간의 상호상관을 줄여 스테레오 음향 반향 제거기의 성능을 향상시키는 새로운 전처리 방법을 제안한다. 상호 상관을 줄이기 위하여 각 채널 신호로부터 서로 직교하는 두 신호를 구하고 그 절대값을 원신호에 더한다. 각 채널 신호의 전력이 두 채널 신호의 상호상관도보다 크다는 가정을 활용하여 서로 직교하는 신호를 구하기 위한 계산량을 감소시켰다. 시뮬레이션을 통하여 제안하는 전처리 방법을 채용한 스테레오 음향 반향 제거기의 성능이 기존의 방법보다 우수함을 보인다.
Split-beam 트랜스듀서의 입력신호로써 Sweep 신호를 구동한 어군탐지기 SONAR에 대하여 기술한다. Sweep 신호의 대역폭은 트랜스듀서 공진 대역의 대역폭에서 주파수 이동 변환하였다. 목표 대상물의 방위각 추정은 각 수신 채널 사이의 크로스-스펙트럼을 사용하여 추정한다. 추정 방위각의 정확도는 제안한 시스템의 알고리듬에 관계하고 있다.
정합장처리는 음파를 이용하여 해양환경 변수와 표적의 위치를 추정하는 신호처리 기법을 말한다. 이를 연구 하기 위하여 2003년 10월, 2004년 5월과 10월 등 3차례에 걸쳐 음향실험을 실시하였다. 동해시 앞의 수심 100-150 해당하는 대륙붕 지역에 20채널의 수직 선배열 센서를 설치하고 저주파 예인 음원기, 토모그래피 음원, 전구 발파기를 이용하여 음향신호를 획득하였다. 측정된 해양 및 음향자료와 실험 해역에 대한 지음향 데이터 베이스를 이용하여 일차적으로 음원의 위치 및 지음향 변수를 추정하는 분석을 실시하였다. 국방과학연구소, 한양대학교, 서울대학교가 참여하는 공동실험은 앞으로 3차례 더 실시할 계획에 있다.
위상동기식 변조기법은 주파수 대역폭의 효율과 전송 신뢰도를 높일 수 있으나 수중 채널의 시변 다중경로에 의해 인접 심볼간 간섭이 발생되어 수중통신에 적용하는 데 어려움이 있다. 본 논문에서는 동해 연근해에서 위상동기 변조방식인 BPSK와 QPSK 신호를 전송하고, 시간에 따라 변화하는 다중경로와 위상변동에 의해 왜곡된 수신신호를 보상하기 위한 위상 추정기를 결합한 적응형 등화기를 제안한다. 해상실험을 통해 전송된 위상동기식 변조신호가 수중채널의 시변 다중경로 특성에 의해 왜곡되었음을 보였고 제안된 방법에 의해 왜곡된 신호가 보정됨을 보였다. BPSK와 QPSK 신호 전송시 300 m 거리에서 각각 0.0078, 0.0376의 비트 오류율을 보였으며, 1000 m 거리에서는 0.0146, 0.0293의 비트 오류율을 보였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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