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.
본 논문은 기지국 배열 안테나를 이용하여 전파음영 환경 하에서 MCGM 알고리즘과 전력제어 오차에 따른 cdma2000 셀룰러 시스템의 역방향 링크에 대한 성능을 분석한다. 블록킹 확률을 배열 파라미터와 $E_{b/}$$N_{0}$ 및 간섭통계를 이용하여 유도하고 특정한 블록킹 확률에서의 시스템 용량을 계산한다. 1 %의 블록킹 확률, 전력제어 오차 2 dB, 배열 안테나 소자 수 M=2, 4, 8, 12에서 cdma2000 시스템과 IS-95 시스템의 사용자 수는 각각 21, 40, 75, 110명과 9, 17, 30, 44명으로 나타나, cdma2000 시스템이 IS-95 시스템에 비해 2.3~2.5배의 용량 증가를 보였다.다.다.
운전자의 편의를 위한 자동 주행 차량은 전방 차량의 방향을 인식하며 차량간의 거리를 유지하기 위한 시스템이 요구된다. 본 논문은 24 GHz대역에서 움직이는 차량의 방향 감지를 위한 마이크로스트립 배열 안테나를 제안하였다. 넓은 빔 폭을 가지는 8${\times}$2송신 배열 안테나와 좁은 빔 폭을 가지는 8${\times}$4의 수신 center배열 안테나, 8${\times}$8의 수신 left, right 배열 안테나를 각각 설계 제작하였다. 측정 결과 송신 안테나의 경우 50$^{\circ}$의 방위각 빔폭과 16.7 dBi의 이득을 가지며, 수신안테나의 경우 center, left, right 배열 안테나 각각 20$^{\circ}$, 13$^{\circ}$, 13$^{\circ}$의 방위각 빔 폭과 20 dBi 이상의 이득을 가진다. 또한 left, right 배열 안테나의 경우 $\pm$18$^{\circ}$의 지향각이 요구되는데 이를 잘 만족함을 알 수 있다. 측정된 방사 패턴은 시뮬레이션 결과와 잘 일치하였으며 따라서 설계된 안테나는 전방 차량이 scan 각도 이내에 들어오면 3개의 방향을 감지하는데 적합함을 알 수 있다.
최근 이동 통신 시스템에서 간섭 및 채널 왜곡, 잡음 둥에 의한 시스템의 성능 저하를 막고 통신 성능의 향상 및 시스템 용량 증가를 위해 사용자의 이동 상황에 파라 빔 추적 기능을 갖고 있는 스마트 안테나의 연구가 이루어져 왔다. 이에 본 논문에서는 실시간 처리를 위한 QR-RLS 기반 스마트 안테나 알고리즘을 설계하고, 이를 CPLD로 구현하였다. 구현된 알고리즘의 구조는 적응 필터링에 적합한 Systolic array 형태로 구성되어졌다. 연구된 방법은 컴퓨터 시뮬레이션과 아울러 Alters사의 Max+plus II를 사용하여 CPLD로 구현하였다.
한국항해항만학회 2006년도 International Symposium on GPS/GNSS Vol.2
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pp.411-414
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2006
본 논문은 다양한 GPS 재밍대응 기술 중에서 안테나 기반의 CRPA(Controlled Reception Pattern Antenna) 시스템에 관한 소개 및 안테나의 널(null) 패턴 합성에 필요한 핵심 모듈인 디지털 I/Q 벡터모듈레이터(Vector Modulator)를 이용한 GPS용 $2{\times}2$ CRPA 패턴 제어방법에 관한 연구 내용이다. 일반적으로 시스템에서 미리 결정된 방향으로 만들어진 안테나 빔을 이용한 위상배열안테나(phased array antenna)와는 달리 CRPA 구조의 GPS 위성수신용 적응배열안테나(adaptive array antenna)는 각 안테나 소자(element)로부터 수신된 신호들을 실시간으로 해석하여, GPS 배열 안테나의 패턴 특성을 제어한다. 본 연구에서는 $2{\times}2$ 배열 정사각(square) 구조의 CRPA를 채택했으며, 재밍신호 방향으로 널(null) 패턴을 합성하기 위한 방법으로 PC에서 제어 가능한 DAC(Digital to Analog Converter)을 이용하여 I/Q 벡터모듈레이터로 인가되는 RF신호의 위상(phase) 및 진폭(amplitude)을 조절한다. 이때 원하는 널(null) 패턴이 합성되도록 네 개의 각 안테나 소자 쪽으로 8채널의 복소가중치(complex weight)를 인가한다.
This paper represents an adaptive beamforming technique to suppress interference or jamming signals in wideband. In order to maintain low side lobe level(SLL) at an antenna element level, Taylor-weighting was used. Also, to make a nulling beam pattern toward jammer's directions in wideband, we used the modified Loaded Sample Matrix Inversion(LSMI) algorithm and Tapped Delay Line(TDL). To verify the proposed algorithm, we applied it to a rectangular array antenna. Finally, the results show beam pattern with low SLL and jammers suppression.
International journal of advanced smart convergence
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제9권1호
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pp.177-184
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2020
In this paper, we studied to direction of arrival (DoA) estimation to use DoA and optimum weight algorithms in coherent interference channels. The DoA algorithm have been considerable attention in signal processing with coherent signals and a limited number of snapshots in a noise and an interference environment. This paper is a proposed method for the desired signal estimation using MUSIC algorithm and adaptive beamforming to compare classical subspace techniques. Also, the proposed method is combined the updated weight value with LCMV beamforming algorithm in adaptive antenna array system for direction of arrival estimation of desired signal. The proposed algorithm can be used with combination to MUSIC algorithm, linearly constrained minimum variance beamforming (LCMV) and the weight value method to accurately desired signal estimation. Through simulation, we compare the proposed method with classical direction of in order to desired signals estimation. We show that the propose method has achieved good resolution performance better that classical direction arrival estimation algorithm. The simulation results show the effectiveness of the proposed method.
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.
본 논문은 이동 위성 관제 시스템을 위한 적응 배열 안테나 시스템에서 위성의 위치 파악과 빔 성형 기법에 관하여 서술한다. 이동시 위성 관제를 수행하려면 이동체에 대한 위성의 상대적 위치를 실시간적으로 파악하여 적응형 어레이 안테나 주 빔(main beam)을 위성으로 향하게 하여 위성 관제를 수행하여야 한다. 이를 위해서 고 해상도 전파 방향 탐지 알고리즘 중의 하나인 MUSIC(Multiple Source Idetification) 알고리즘을 사용하였고, 이에 대한 성능 분석과 아울러 구현시 위상 변환기의 양자화에 따른 영향에 대하여 분석하였다. 본 논문은 위상 배열 안테나를 이용하여 이동 위성 관제 시스템을 구현할 수 있음을 보여줌으로써 국내의 이동 위성 관제 시스템을 개발에 중요한 자료가 될 수 있다.
이동 통신 시스템의 성능은 다중 경로 페이딩, 지연 확산 및 동일 채널 간섭 (Co-Channel Interference CCI)에 크게 영향을 받는다. OFDMA (OFDM-FDMA) 시스템은 OFDM 의 특성상 다중 경로 페이딩 및 지연 확산에 쉽게 대처할 수 있다. 또한 OFDMA 시스템은 서브 캐리어 간에 유지되는 직교성을 이용하여 셀 내의 간섭을 피할 수 있는 장점을 가지고 있지만, 인접 셀로부터 오는 CCI를 감소시키는 면에는 한계가 있다. 따라서 본 논문에서는 인접 셀로부터의 CCI 를 감소시키고 상향 링크의 성능을 향상시키기 위하여, 배열 안테나 기술을 OFDM/TDD 시스템에 적용한다. 또한 하향링크의 성능을 향상시키기 위하여, 배열 안테나의 적응을 위한 프리앰블 심볼 구간동안 채널을 추정한 후, 이 값을 이용하여 하향 링크 전송시 송신 다이버서티 기법의 하나인 TxAA (Transmit Adaptive Array) 방식을 적용하였다. 시뮬레이션 결과에 의하면 다중 경로 레일레이 페이딩 채널에서 단일 안테나 시스템에 비하여 $10^{-3}$ BER에서 상향링크는 9dB, 하향 링크는 7dB 정도 성능이 개선됨을 알 수 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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