• 한국항행학회논문지
• /
• 제17권4호
• /
• pp.386-395
• /
• 2013

본 논문에서는 AOA (Angle of Arrival)기반의 재머위치 결정기법에 사용되는 DOA 추정 알고리즘을 대상으로 Root-MUSIC으로 1차 DOA 추정을 수행한 후 MUSIC을 이용한 2차 DOA 추정을 수행하는 성능 개선 알고리즘을 제시하였다. 또한 제안한 알고리즘을 검증하기 위해 소프트웨어 기반의 시뮬레이션 플랫폼을 구성하여 오차환경에 따른 DOA 추정 성능 분석을 수행하고, 본 논문에서 제시한 DOA 추정 알고리즘의 DOA 추정 정확도 및 분해능의 개선 정도를 분석하였다.

• Journal of Information Processing Systems
• /
• 제18권3호
• /
• pp.293-301
• /
• 2022

Direction of arrival (DOA) estimation of space signals is a basic problem in array signal processing. DOA estimation based on the multiple signal classification (MUSIC) algorithm can theoretically overcome the Rayleigh limit and achieve super resolution. However, owing to its inadequate real-time performance and accuracy in practical engineering applications, its applications are limited. To address this problem, in this study, a DOA estimation algorithm with high parallelism and precision based on an analysis of the characteristics of complex matrix eigenvalue decomposition and the coordinate rotation digital computer (CORDIC) algorithm is proposed. For parallel and single precision, floating-point numbers are used to construct an orthogonal identity matrix. Thus, the efficiency and accuracy of the algorithm are guaranteed. Furthermore, the accuracy and computation of the fixed-point algorithm, double-precision floating-point algorithm, and proposed algorithm are compared. Without increasing complexity, the proposed algorithm can achieve remarkably higher accuracy and efficiency than the fixed-point algorithm and double-precision floating-point calculations, respectively.

• ETRI Journal
• /
• 제36권3호
• /
• pp.460-468
• /
• 2014

This paper addresses the problem of joint time of arrival (TOA) and direction of arrival (DOA) estimation in impulse radio ultra-wideband systems with a two-antenna receiver and links the joint estimation of TOA and DOA to the sparse representation framework. Exploiting this link, an orthogonal matching pursuit algorithm is used for TOA estimation in the two antennas, and then the DOA parameters are estimated via the difference in the TOAs between the two antennas. The proposed algorithm can work well with a single measurement vector and can pair TOA and DOA parameters. Furthermore, it has better parameter-estimation performance than traditional propagator methods, such as, estimation of signal parameters via rotational invariance techniques algorithms matrix pencil algorithms, and other new joint-estimation schemes, with one single snapshot. The simulation results verify the usefulness of the proposed algorithm.

• 대한전자공학회논문지TC
• /
• 제40권1호
• /
• pp.15-23
• /
• 2003

본 논문에서는 입사 신호의 근사 공분산 행렬을 이용하여 신호의 입사각을 빠르게 추정하는 입사각 추정 알고리듬을 제안한다. MUSIC(MUltiple Signal Classification) 알고리듬과 같은 기존의 부분공간 입사각 추정 알고리듬은 입력 공분산 행렬을 구하기 위해서 다수의 표본 신호를 필요로 하며, 입력 공분산 행렬을 획득하기 위한 표본 신호의 수신시간 동안 입사각 추정이 수행될 수 없으므로 빠른 신호처리가 불가능하다. 또한 코히어런트 신호가 입사하는 경우에 코히어런트 신호간의 간섭으로 신호의 입사각을 정확하게 추정할 수 없다. 제안한 입사각 추정 알고리듬은 빔 형성기를 이용하여 매 표본 신호의 공간적인 빔 형성을 먼저 수행하여 신호간의 간섭을 제거한 후에 센서의 출력 값을 이용하여 방위각 응답(bearing response)과 방향 스펙트럼(directional spectrum)을 구한다. 방위각 응답으로 대략적인 신호의 입사각을 추정한 후에 방향 스펙트럼을 이용하여 정착하게 신호의 입사각을 추정한다. 제안 입사각 추정 알고리듬은 공분산 행렬을 구하기 위하여 그 순간의 각 어레이 소자에 입사되는 표본 신호만을 사용하고 방위각 응답을 구하기 위해서 몇 순간 동안의 표본 신호만 필요로 하므로 기존 입사각 추정 알고리듬에 비하여 크게 향상된 입사각 추정 속도를 갖는다.

• Journal of Positioning, Navigation, and Timing
• /
• 제9권1호
• /
• pp.7-13
• /
• 2020

As a countermeasure against the threat of jamming which can disrupt operation of the Global Positioning System (GPS) receivers, various kinds of technique to estimate the Direction-Of-Arrivals (DOAs) of incoming jamming signals have been widely studied, and among them, the MUltiple SIgnal Classification (MUSIC) algorithm is known to provide very high resolution. However, since the previous studies regarding the MUSIC algorithm does not consider the orientation of each antenna element of antenna arrays, there is a possibility that DOA estimation performance degrades in the case of a misaligned antenna array whose antenna elements are not oriented along the same direction. As an effort to solve this problem, there exists a previous work which presents an MUSIC-based method for DOA estimation. However, the error between the real and measured values of each antenna orientation is not taken into consideration. Therefore, in this paper, the effect of the aforementioned error on the DOA estimation performance in the case of a misaligned antenna array is analyzed by simulations.

• 한국콘텐츠학회논문지
• /
• 제10권12호
• /
• pp.34-42
• /
• 2010

이동통신 환경에서 매개변수와 비매개변수추정 알고리즘을 토대로 DOA와 적응 빔성형 알고리즘을 연구하고 분석하였다. 매개변수추정 알고리즘에서는 배열안테나로 수신된 신호의 상관행렬로부터 신호성분과 잡음성분에 대한 고유치를 구하고, 그 고유치들로부터 전력스펙트럼을 판별하였다. 반면에 비매개변수추정 알고리즘에서는 입사각의 함수로써 신호에너지를 추정하기 위하여 고분해능과 잡음억압을 도출하도록 비이차놈을 사용하여 규칙화 목적함수를 최소화하였다. 그리고 나서, 신호와 잡음공간 조정벡터로부터 DOA를 추정하였고, 공간벡터에 의하여 도출된 가중치를 적용하여 적응 빔성형 패턴을 개선하였다. 따라서 희소강제조정을 갖는 개선된 방향성 추정 알고리즘은 다른 알고리즘들과 비교하여 잡음 억제와 고분해능을 갖는다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
• /
• 대한전자공학회 2003년도 하계종합학술대회 논문집 I
• /
• pp.121-124
• /
• 2003

In this paper, the non-parametric algorithm to estimate DOA(Direction Of Arrival) of signals is proposed and compared with the multidimensional MUSIC algorithm. This non-parametric algorithm with regularizing sparsity constraints achieves super-resolution and noise suppression, effectively. Also, this algorithm offers the increased resolution and significantly reduced sidelobes.

• ETRI Journal
• /
• 제31권6호
• /
• pp.806-808
• /
• 2009

A new computationally efficient algorithm-based propagator method for two-dimensional (2-D) direction-of-arrival (DOA) estimation is proposed, which uses two parallel uniform linear arrays. The algorithm takes advantage of the special structure of the array which enables 2-D DOA estimation without pair matching. Simulation results show that the proposed algorithm achieves very accurate estimation at a computational cost 4 dB lower than that of standard methods.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제12권6호
• /
• pp.2777-2784
• /
• 2011

본 논문에서는 비변수 추정 알고리즘을 토대로 선형배열 안테나와 원형배열 안테나로부터 수신되는 다중신호의 DOA와 적응 빔성형 알고리즘을 연구하고 분석하였다. 비변수 추정 알고리즘에서는 입사각의 함수로써 신호에너지를 추정하기 위하여 고분해능과 잡음억압을 도출하도록 비이차놈을 사용하여 규칙화 목적함수를 최소화하였다. 그리고 나서, 신호와 잡음공간 조정벡터로부터 DOA를 추정하였고, 공간벡터에 의하여 도출된 가중치 벡터를 적용하여 적응 빔성형 패턴을 개선하였다. 특히, 안테나 배열방법과 배열소자의 수에 따라 입사되는 다중신호의 방향성 판별 능력과 적응빔을 성형하는 능력을 비교하고 고찰하였다.

• 한국전자파학회:학술대회논문집
• /
• 한국전자파학회 2003년도 종합학술발표회 논문집 Vol.13 No.1
• /
• pp.219-223
• /
• 2003

This paper describes an estimation of DOA(Direction Of Arrival) measurement system using DBF receiver with linear array antenna. This DBF receiver is composed of resistive FET mixer using low IF mettled. A radio frequency(RF), a local oscillator(LO) and ail intermediate frequency(IF) considered in this research are 2.09 GHz, 2.08 GHz and 10 MHz, respectively. This receiver is composed of a band-pass filter, a low-pass filter, a DC bias circuit. DOA measurement system is consist of linear array antenna, DBF receiver, AD control box and computer in the anechoic chamber. Receiving antenna is 4-array monopole antenna and DBF receiver is 4-Ch resistive FET mixer without amplifier. DOA algorithm is implemented using MUSIC algorithm with high resolution. We show that the results of DOA is $-30^{\circ},\;0^{\circ}$ and $60^{\circ}$, respectively. And we know that DOA estimation error occur by antenna radiation pattern and fabrication error of antenna array.