이 논문은 옥내와 옥외에 걸친 무선 통신 환경에서 통신 성능을 향상시키는 기술에 관한 것이다. 옥외 무선 통신에서 신호 감쇠는 주로 채널의 페이딩 특성으로 발생되는데, 기존의 다중 안테나 방식과 배열 신호처리 알고리즘을 적용하면 이 문제를 해결할 수 있다. 그러나, 옥내 및 옥외 무선 채널을 가진 통신인 경우, 채널 특성은 페이딩과 각도 퍼짐 특성 모두에 영향을 받으므로, 일반적인 방식으로 채널의 각도 퍼짐 특성을 극복할 수 없다. 이를 해결하기 위해 이 논문에서는 옥내와 옥외에 걸친 채널 특성을 분석하고, 각각에 적합한 채널 모형을 생각한다. 또한, 옥내외 채널의 각도 퍼짐 특성을 극복하고 옥내외 통신 성능을 향상하기 위해, 새로운 평균주사 벡터 개념을 사용한 배열 안테나 처리 알고리즘을 제안하고 성능 분석을 수행한다. 컴퓨터 모의 실험을 통한 성능 분석으로 옥내 전송 신호를 옥외 환경에서 다중 안테나로 수신하는 경우, 기존 방식보다 제안된 방식이 좋은 신호대 간섭 잡음비 특성을 가짐을 보인다.
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.
방향구속 전력최소화법(Directionally Constrained Minimization of Power; DCMP)과 제로포싱방법(Zero Forcing; ZF)은 어레이 안테나에 수신된 신호들로부터 채널응답 벡터인 Spatial Signature를 추정하고, 이를 이용하여 최적웨이트(Optimal Weight)를 결정함으로써 어레이 출력 SINR(Signal to Interference plus Noise Ratio)을 향상시킬 수 있는 알고리즘들로 알려져 있다. 본 논문에서는 이동국 주변에서 다중산란된 수신신호들이 어레이 안테나에 수신되는 환경에서 DCMP와 ZF방법의 성능을 분석하였다. 이를 위하여 ESPRIT를 이용하여 수신신호들의 도래각(Direction of Arrival; DOA)과 확산각도(Angular Spread; AS)를 추정하여 Spatial Signature를 구한 후, 그 결과치를 이용하여 DCMP와 ZF방법으로 어레이 출력신호를 합성하였다. 모의 실험을 통하여 어레이 출력 SINR성능을 평가하고 이론적 성능결과와 비교하였다.
도래 방향 추정은 공간상에서 안테나에 수신된 원하는 신호의 입사 방향을 추정하는 것이다. 본 논문에서는 레이더에서 다중 빔 형성을 이용하여 신호 도래 방향을 추정하였다. 신호 도래 방향의 추정방법으로 본 논문에서는 빔 조향 제안 알고리즘과 공간 상관 행렬 가중치를 이용하였다. 모의실험을 통하여 본 연구에서 제안된 알고리즘 성능을 기존 알고리즘과 비교분석하였다. 목표물 도래방향 추정에서 본 연구에서 제안한 방법이 고유치 전개를 하지 않기 때문에 처리시간 단축에서 효과적이다. 본 연구에서 제안한 방법이 목표물 추정에서 기존 알고리즘보다 우수함을 나타내었다.
International Journal of Internet, Broadcasting and Communication
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제13권2호
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pp.76-81
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2021
This study proposes a method to reduce the phase error of the received signal to detect the object bearing. The phase shift of the received signal occurs due to the multipath of the signal by natural structure or artificial structures. When detecting the direction of the object using radio waves, the phase of the received signal cannot be accurately detected because of the phase bearing error in the object detection direction. The object detection direction estimation depends on the phase difference, antenna installation distance, signal source wavelength, frequency band and bearing angle. This study reduces the error of the phase bearing by using the phase delay of the relative phase difference for the signals incident on the two antennas. Through simulation, we analyzed the object direction detection performance of the proposed method and the existing method. Three targets are detected from the [-15°, 0°, 15°] direction. The existing method detects the target at [-13°, 3°, 17°], and the proposed method detects the at [-15°, 0°, 15°]. As a result of the simulation, the target detection direction of the proposed method is improved by 2 degrees compared to the existing method.
FLASH is a blind neutral hydrogen (HI) absorption line survey, eventually targeting about 100,000 background radio continuum sources in the entire southern sky using the full 36-antenna of the Australian Square Kilometre Array Pathfinder (ASKAP). Our primary goal is to search for associated and intervening HI absorption lines in the intermediate redshift range 0.4 < z < 1.0. The survey aims to understand the evolution of HI gas in galaxies as well as various physical mechanisms in active galactic nuclei, such as accretion and feedback processes. In this poster, we give an overview of the FLASH survey and present the preliminary results from our first 100-hrs of pilot observations. The latest survey data covers 1,000 square degrees and is ideal for validating observation and data processing in the continuous 300MHz-width low frequency ASKAP band (700-1000MHz). One of the crucial objectives of the pilot survey is to establish the analysis methodology that will be applied to upcoming large absorption surveys in the future. We discuss our data quality validation and present some detections of associated/intervening HI absorption lines. These absorption lines allow us to trace the cold gas properties of active and normal galaxies at higher redshifts where the HI emission line is too weak to be detectable.
This paper addresses the problem of online hop timing detection and frequency estimation of multiple frequency-hopping (FH) signals with antenna arrays. The problem is deemed as a dynamic one, as no information about the hop timing, pattern, or rate is known in advance, and the hop rate may change during the observation time. The technique of particle filtering is introduced to solve this dynamic problem, and real-time frequency and direction of arrival estimates of the FH signals can be obtained directly, while the hop timing is detected online according to the temporal autoregressive moving average process. The problem of network sorting is also addressed in this paper. Numerical examples are carried out to show the performance of the proposed method.
Blind equalization of transmission channel is important in communication areas and signal processing applications because it does not need training sequence, nor does it require a priori channel information. Recently, Tong et al. proposed solutions for this problem exploit the diversity induced by antenna array or time oversampling, leading to the second order statistics techniques, fur example, subspace method, prediction error method, and so on. The linear prediction error method is perhaps the most attractive in practice due to the insensitive to blind equalizer length mismatch as well as for its simple adaptive filter implementation. Unfortunately, the previous one-step prediction error method is known to be limited in arbitrary delay. In this paper, we induce the optimal delay, and propose the adaptive blind equalizer with multi-step linear prediction using RLS-type algorithm. Simulation results are presented to demonstrate the proposed algorithm and to compare it with existing algorithms.
A promising approach to improve the performance of mobile location system is the use of antenna arrays in both transmitter and receiver sides. Using advanced array signal processing techniques, such multiple-input multiple-output (MIMO) communication systems can offer more mobile location information by exploiting the spatial properties of the multipath channel. In this paper, we propose a novel approach to determine the position of mobile terminal based on estimated multipath signal parameters using only one base station in MIMO communication systems. This approach intends to minimize the error occurring from the estimation of multiple paths and gives an optimal estimation of the position of mobile terminal by simultaneously calculating a set of nonlinear location equations. This solution breaks the bottleneck of conventional mobile location systems which have to require multilateration of at least three base stations.
실제 환경에서 배열은 비정상적으로 동작하는 소자를 가질 확률이 높다. 결함 소자는 출력이 없거나 정상인 것에 비해 크게 감소된 이득을 갖는다. 이는 빔의 부엽 레벨을 높이고, 적응 빔 형성기에서 간섭 신호를 제거하지 못하도록 한다. 이 논문에서는 결함 소자들을 갖는 배열을 위한 빔 형성 방법을 제안하였다. 이상적인 경우 배열 출력 자료들로부터 계산된 자기 상관 행렬은 Toeplitz 행렬이다. 그러나 결함 소자를 갖는 배열로부터 게산된 자기 상관 행렬은 결함 행렬이다. 따라서 이 행렬의 대각항들을 평균하여 얻어진 값들로 새로운 자기 상관 행렬을 구성하고, 새로 구성된 자기 상관 행렬을 빔형성 방법에 적용한다. 제안된 방법의 성능을 고찰하기 위해 컴퓨터 시뮬레이션을 수행하였다. 그 결과 제안된 방법은 기존의 부분 처리 기법의 단점이었던 자유도 문제를 해결할 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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