• 제목/요약/키워드: Adaptive Array Algorithm

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능동위상배열안테나의 적응형 패턴 널 형성에 관한 연구 (A Study on Adaptive Pattern Null Synthesis for Active Phased Array Antenna)

  • 정진우;박성일
    • 한국전자통신학회논문지
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    • 제16권3호
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    • pp.407-416
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    • 2021
  • 능동위상배열안테나는 적절한 급전신호 가중치 선택에 따라 대국을 향해 주 빔을 조향할 수 있을 뿐만 아니라 간섭원 방향으로 패턴 널을 형성할 수 있다. 주 빔의 조향을 위한 급전신호 가중치는 방사소자의 위치를 기반으로 쉽게 산출할 수 있다. 그리고 패턴 널 형성을 위한 급전신호 가중치 또한 적절한 요구 방사패턴 설정과 WLSM(Weighted Least Squares Method)을 이용하면 산출할 수 있다. 그러나 일반적인 무선 통신망 환경에서 간섭원의 위치는 미인지 상황에 있다. 따라서 적응형 패턴 널 형성 기법이 필요하다. 본 논문에서는 요구 방사특성 설정에 따른 패턴 널 형성이 가능함을 확인하고, 이를 기반으로 관측 영역 기준 이진탐색 알고리즘을 이용하여 간섭원 적응형 패턴 널 형성 기법에 관하여 연구하였다. 제시된 기법을 기반으로 모의실험을 수행한 결과, 효율적으로 간섭 적응형 패턴 널 형성이 가능함을 확인하였다.

근 반응제거를 위한 적응필터 설계와 FPGA 구현 (Design of Adaptive Filter for Muscle Response Suppression and FPGA Implementation)

  • 염호준;박영철;윤형로
    • 대한전기학회논문지:시스템및제어부문D
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    • 제52권12호
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    • pp.708-716
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    • 2003
  • The surface EMG signal detected from voluntarily activated muscles can be used as a control signal for functional electrical stimulation. To use the voluntary EMG signal, it is necessary to eliminate the muscle response evoked by the electrical stimulation and enable to process the algorithm in real time. In this paper, we propose the Gram-Schmidt(GS) algorithm and implement it in FPGA(field programmable gate array). GS algorithm is efficient to eliminate periodic signals like muscle response, and is more stable and suitable to FPGA implementations than the conventional least-square approach, due to the systolic array structure.

A Non-uniform Correction Algorithm Based on Scene Nonlinear Filtering Residual Estimation

  • Hongfei Song;Kehang Zhang;Wen Tan;Fei Guo;Xinren Zhang;Wenxiao Cao
    • Current Optics and Photonics
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    • 제7권4호
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    • pp.408-418
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    • 2023
  • Due to the technological limitations of infrared thermography, infrared focal plane array (IFPA) imaging exhibits stripe non-uniformity, which is typically fixed pattern noise that changes over time and temperature on top of existing non-uniformities. This paper proposes a stripe non-uniformity correction algorithm based on scene-adaptive nonlinear filtering. The algorithm first uses a nonlinear filter to remove single-column non-uniformities and calculates the actual residual with respect to the original image. Then, the current residual is obtained by using the predicted residual from the previous frame and the actual residual. Finally, we adaptively calculate the gain and bias coefficients according to global motion parameters to reduce artifacts. Experimental results show that the proposed algorithm protects image edges to a certain extent, converges fast, has high quality, and effectively removes column stripes and non-uniform random noise compared to other adaptive correction algorithms.

Comparative Performance Analysis of High Speed Low Power Area Efficient FIR Adaptive Filter

  • Jaiswal, Manish
    • IEIE Transactions on Smart Processing and Computing
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    • 제3권5호
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    • pp.267-270
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    • 2014
  • This paper presents the comparative performance of an adaptive FIR filter for a Delayed LMS algorithm. The delayed error signal was used to obtain a Delayed LMS algorithm to allow efficient pipelining for achieving a small critical path and area efficient implementation. This paper presents hardware efficient results (device utilization parameters) and power consumed. The FPGA families (Artix-7, Virtex-7, and Kintex-7) for a low voltage perspective are shown. The synthesis results showed that the artix-7 CMOS family achieves the lowest power consumption of 1.118 mW with 83.18 % device utilization. Different Precision strategies, such as the speed optimization and power optimization, were imposed to achieve these results. The algorithm was implemented using MATLAB (2013b) and synthesized on the Leonardo spectrum.

Squint Free Phased Array Antenna System using Artificial Neural Networks

  • Kim, Young-Ki;Jeon, Do-Hong;Thursby, Michael
    • 컴퓨터교육학회논문지
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    • 제6권3호
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    • pp.47-56
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    • 2003
  • We describe a new method for removing non-linear phased array antenna aberration called "squint" problem. To develop a compensation scheme. theoretical antenna and artificial neural networks were used. The purpose of using the artificial neural networks is to develop an antenna system model that represents the steering function of an actual array. The artificial neural networks are also used to implement an inverse model which when concatenated with the antenna or antenna model will correct the "squint" problem. Combining the actual steering function and the inverse model contained in the artificial neural network, alters the steering command to the antenna so that the antenna will point to the desired position instead of squinting. The use of an artificial neural network provides a method of producing a non-linear system that can correct antenna performance. This paper demonstrates the feasibility of generating an inverse steering algorithm with artificial neural networks.

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개선된 On-Off 앨고리듬을 이용한 적응 배열 안테나의 설계와 범용 DSP를 이용한 실시간 구현 (Design of adaptive array antenna utilizing modified on-off algorithm and its real-time implementation on a general-purpose DSP)

  • 염재흥;안성수;최승원
    • 한국통신학회논문지
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    • 제23권4호
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    • pp.997-1005
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    • 1998
  • 본 논문은 기존 on-off 앨고리듬을 개선하여 어레이 소자의 위상을 계산량이 적고 정확하게 구할 수 있는 그래디언트 on-off 방법을 제안한다. 제안 방법의 우월성은 어레이 출력파워를 어레이 소자의 위상으로 그래디언트한 수식을 이용하므로써 기존 방법보다 어레이 출력파워의 증감을 더 정확하게 구할 수 있는데 기인한다. 제안 방법은 어레 이 소자의 위상을 조정하여 원하는 신호의 입사 방향으로 최대 빔패턴을 형성한다. 선형 어레이와 이차원 어레이의 두 경우를 나누어서 제안 방법을 적용하여 분석한다. Texas Instrument사에서 제공하는 부동소수점방식의 TMS320C30의 평가보드로 구현하므로써 제안 앨고리듬의 실시간 처리 가능성을 증명하였다. 제안 방법은 스냅샷당 빔형성 과정의 계산량이 적기 때문에 응답이 빨라야 하는 이동통신 시스템에 적합하다. 제안 방법을 CDMA 이동통신 상황에서 시뮬레이션하여 성능분석한 결과 수신신호의 성능이 상당히 향상되는 것을 확인하였다.

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베이즈 방법과 뮤직 알고리즘을 이용한 간섭과 잡음제거를 위한 원하는 목표물의 도래방향 추정 (Direction of Arrival Estimation for Desired Target to Remove Interference and Noise using MUSIC Algorithm and Bayesian Method)

  • 이관형;강경식
    • 한국정보전자통신기술학회논문지
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    • 제8권5호
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    • pp.400-404
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    • 2015
  • 본 논문에서는 공간에서 원하는 신호를 추정하기 위해서 도래방향 MUSIC 공간 스펙트럼 알고리즘에 대해서 연구한다. 본 연구에서 제안하는 MUSIC 공간 스펙트럼 알고리즘은 모델 오차와 베이즈 정리를 적용한 방법으로 목표물의 위치를 정확히 추정한다. 적응 배열 안테나를 사용한 수신기의 배열 응답 벡터는 베이즈 방법을 이용하고 모델 오차방법으로 수신 신호의 가중치를 갱신하여 원하는 목표물의 도래 방향을 정확히 추정한다. 본 연구에서 원하는 도래방향 목표물의 신호 추정은 입사 신호의 간섭과 잡음을 제거한 후 배열 응답 벡터를 신호 공분산 행렬의 가중치에 적용한다. 모의실험을 통해서 본 논문에서 제안한 방법과 기존의 도래방향 알고리즘을 비교 분석한다.

GPS 수신기에서 간섭신호 제거를 위한 배열 안테나 기반 다중 빔 MVDR 기법 (A New Multi-Beam MVDR Technique for Removing Interference Signals in Array Antenna Based GPS Receivers)

  • 정의림;원현희;양기정;안병선
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제21권3호
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    • pp.491-498
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    • 2017
  • GPS (global positioning system)는 지구 궤도를 도는 여러 GPS 위성의 신호를 수신하여 위성 별 수신 시간 차이를 이용하여 자신의 절대 위치를 알아내는 시스템으로 민간 목적뿐만 아니라 군용 목적으로도 널리 사용되고 있다. 특히 유도무기 등에 사용되기 때문에 신뢰성 있는 GPS 수신은 군에서 훨씬 더 중요하다. 하지만 GPS 는 사용 주파수 대역이 알려져 있고 수신신호 전력이 미약하기 때문에 인위적인 재밍신호를 송출하여 쉽게 GPS 시스템을 무력화 시킬 수 있는 문제가 있다. 이러한 간섭신호에 대응하기 위한 한 가지 방법은 GPS 수신기에 다중 안테나를 설치하고 디지털 빔포밍 기술을 이용하여 GPS 신호는 훼손하지 않으면서 재머만을 제거하는 기술이다. 본 논문에서는 MVDR(minimum variance distortionless response) 기술에 기반하여 새로운 적응형 빔 제어 기술을 제안한다. 제안하는 방식은 알려져 있는 위성 방향으로의 빔을 형성하고 재머 방향으로는 적응형 알고리즘에 의해 널을 형성하여 재머를 제거한다. 제안하는 방식의 성능은 컴퓨터 모의실험을 통해 검증한다.

GPS 수신기에서 간섭신호에 대응하기 위한 배열 안테나기반 능동 간섭 제거 방안 (An Active Interference Cancellation Technique for Removing Jamming Signals in Array Antenna GPS Receivers)

  • 정의림;원현희;조성우;안병선
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제19권7호
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    • pp.1539-1545
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    • 2015
  • GPS (global positioning system)는 지구 궤도를 도는 여러 GPS 위성의 신호를 수신하여 이들 신호의 수신 시간 차이를 이용하여 자신의 절대 위치를 알아내는 시스템으로 민간 목적뿐만 아니라 군용 목적으로도 널리 사용되고 있다. 특히 군용 시스템에서는 무기 등에도 사용되기 때문에 안정적인 GPS 수신이 민간보다 더 중요하다. 하지만 GPS는 사용 주파수가 알려져 있기 때문에 나쁜 의도로 인위적인 재밍신호를 송출하여 GPS 시스템을 무력화 시킬 수 있다는 문제가 있다. 이에 재밍신호를 제거하고 GPS 신호만을 안정적으로 수신하기 위해 GPS 수신기에 다중 안테나를 설치하고 빔 널링 기술을 이용하여 재머만을 제거하는 기술이 많이 연구되어 왔다. 이러한 기술 중에서 본 논문에서는 MVDR (minimum variance distortionless response) 기술에 기반하여 새로운 적응형 빔 제어 기술을 제안한다. 제안하는 방식은 위성 방향으로의 빔은 훼손하지 않으면서 재머 방향으로는 적응적으로 널을 형성하여 재머를 효과적으로 제거한다. 제안하는 방식의 성능은 컴퓨터 모의실험을 통해 검증한다.

재밍 환경에 따른 STAP 및 SFAP 방식 성능 분석 (Performance Analysis of STAP and SFAP in Jamming Environments)

  • 김기윤
    • 한국위성정보통신학회논문지
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    • 제10권4호
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    • pp.136-140
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    • 2015
  • 본 논문에서는 적응형 배열 안테나에 적용되는 대표적 항재밍 기술로 알려진 STAP 및 SFAP 신호처리 방식의 시뮬레이션 성능을 비교 분석하였다. 시뮬레이션을 위해 두 방식의 가중 벡터(weighting vector)를 추정하는 방법으로 공통적으로 MMSE(Minimum Mean Square Error) 알고리즘을 사용하여 다양한 재밍환경에서 시뮬레이션을 통한 성능을 제시하였다. 특히, 재밍 전력 J/S(Jamming to Signal Power Ratio)에 따른 STAP 및 SFAP 성능 비교 분석, 신호대역에 대한 재밍 대역의 비율에 따른 성능 비교 분석 및 두 방식간 BER 성능을 비교하여 재밍 환경에 따른 항재밍 성능을 분석하였다.