• 제목/요약/키워드: Direction of Arrival (DOA) estimation

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도래방향 추정을 위한 MUSIC 알고리즘의 설계 (Design of MUSIC Algorithm for DOA estimation)

  • 박병우;정봉식
    • 융합신호처리학회논문지
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    • 제7권4호
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    • pp.189-194
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    • 2006
  • 본 논문에서는 고해상도 도래방향 추정기법인 MUSIC(Multiple Signal Classification) 알고리즘의 설계에 대해서 연구하였다. MUSIC 알고리즘은 고유벡터와 방향벡터의 요소가 복소수이기 때문에 하드웨어 구현을 위해서는 입력상관행렬을 확장하거나 유니터리(Unitary) 개념을 적용해야 한다. 이에 따라 MUSIC 알고리즘의 방향벡터와 잡음고유벡터가 서로 직교한다는 성질을 이용하여, 소자 간격과 도래방향을 고려한 기지의 방향벡터와 신호에 의한 잡음고유벡터의 실수연산을 통해 도래방향을 구하였다. 본 논문에서는 MUSIC 알고리즘을 안테나 소자가 2개, 소자 간격이 0.5A인 경우에 대해서 하드웨어 구현이 가능하도록 Verilog HDL(Verilog Hardware Description Language)을 이용하여 설계하고 결과를 확인하였다.

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A Study on Multi-Signal DOA Estimation in Fading Channels

  • Lee Kwan-Houng;Song Woo-Young
    • Journal of information and communication convergence engineering
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    • 제3권3호
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    • pp.115-118
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    • 2005
  • In this study, the proposed algorithm is a correlativity signal in a mobile wireless channel that has estimated the direction of arrival. The proposed algorithm applied the space average method in a MUSIC algorithm. The diagonal matrix of the space average method was changed to inverse the matrix and to obtain a new signal correlation matrix. The existing algorithm was analyzed and compared by applying a proposed signal correlation matrix to estimate the direction of arrival in a MUSIC algorithm. The experiment resulted in a proposed algorithm with a min-norm method resolution at more than $5^{\circ}$. It improved more than $2^{\circ}$ in a MUSIC algorithm.

다중 입력 다중 출력 배열 시스템에서 목표물 추정을 위한 상관성 간섭신호 제거 알고리즘 연구 (A Study on Correlation Interference Signal Cancellation Algorithm for Target Estimation in Multi Input Multi Output)

  • 이관형;송우영;이명호
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제13권1호
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    • pp.89-93
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    • 2013
  • 본 연구는 공간상에서 수신기에 입사하는 목표물 도래방향을 추정하는 것이다. 본 연구는 다중 입력 다중 출력 배열 안테나 시스템에서 상관성 간섭신호를 제거하기 위해서 제한 행렬을 이용하여 공분산 벡터를 제시하였고 비용함수와 최소 분산방법을 이용하여 목표물 도래방향을 추정하는 알고리즘을 제안하였다. 모의실험을 통하여 본 연구에서 제안된 알고리즘 성능을 기존 SPT_LCMV알고리즘과 비교분석하였다. 목표물 도래방향 추정에서 본 연구에서 제안한 방법이 기존 SPT_LCMV알고리즘보다 우수함을 나타내었다.

원형어레이에서의 새로운 어레이 공분산 행렬 추정 방법 (A new metchod for estimating array covariance matrix in circular array)

  • 김영수;김영수;김창주;박한규;최상삼
    • 한국통신학회논문지
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    • 제22권7호
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    • pp.1534-1542
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    • 1997
  • In this paper, we present a performance improvement method for the direction-of-arrival (DOA) estimation algorithm of the narrowband signals incident on a uniform circular array. It is very important to estimate the covariance matrix effectively because the performance of DOA algorithm mainly depends on the exactness of the sampel coveriance matrix which is computed from the received samples of signals. In case of uniform circular array with the even number sensors, the structure of the arrray has a useful geometrical property. Therefore we present the method which can estimate covariance matrix more effectively using this property. The simulation results are shown to demonstrate the superior perfodrmance obtained by the proposed covariance matrix estimation method relative to that of the conventional estimation method.

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Direction of Arrival Estimation of GNSS Signal using Dual Antenna

  • Ong, Junho;So, Hyoungmin
    • Journal of Positioning, Navigation, and Timing
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    • 제9권3호
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    • pp.215-220
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    • 2020
  • This paper deal with estimating the direction of arrival (DOA) of GNSS signal using two antennae for spoofing detection. A technique for estimating the azimuth angle of a received signal by applying the interferometer method to the GPS carrier signal is proposed. The experiment assumes two antennas placed on the earth's surface and estimates the azimuth angle when only GPS signal are received without spoofing signal. The proposed method confirmed the availability through GPS satellite placement simulation and experiments using a dual antenna GPS receiver. In this case of using dual antenna, an azimuth angle ambiguity of the received signal occurs with respect to the baseline between two antennas. For this reason, the accurate azimuth angle estimation is limits, but it can be used for deception by cross-validating the ambiguity.

Avoiding Indefiniteness in Criteria for Maximum Likelihood Bearing Estimation with Arbitrary Array Configuration

  • Suzuki, Masakiyo
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2002년도 ITC-CSCC -3
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    • pp.1807-1810
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    • 2002
  • This paper presents a technique for avoid- ing indefiniteness in Maximum Likelihood (ML) criteria for Direction-of-Arrival (DOA) finding using a sensor ar- ray with arbitrary configuration. The ML criterion has singular points in the solution space where the criterion becomes indefinite. Solutions fly iterative techniques for ML bearing estimation may oscillate because of numerical instability which occurs due to the indefiniteness, when bearings more than one approach to the identical value. The oscillation makes the condition for terminating iterations complex. This paper proposes a technique for avoiding the indefiniteness in ML criteria.

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A Study on Mobile Target Estimation Resolution using Effects of Model Errors and Sensitivity Analysis

  • Lee, Kwan Hyeong
    • International journal of advanced smart convergence
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    • 제2권1호
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    • pp.21-23
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    • 2013
  • The antenna pattern in this case has a main beam pointed in the desired signal direction, and has a null in the direction of the interference.The conventional antenna pattern concepts of beam width, side lobes, and main beams are not used, as the antenna weights are designed to achieve a set performance criterion such as maximization of the output SNR.A new direction of arrival estimation method using effects of model errors and sensitivity analysis is proposed. Two subspaces are used to form a signal space whose phase shift between the reference signal and its effects of model error signal. Through simulation, the performance showed that the proposed method leads to increased resolution and improved accuracy of DOA estimation relative to those achieved with existing method. Since a desired signal is obtained after interference rejection through correction effects of model error, the effect of channel interference on the estimation is significantly reduced.

AMDF를 이용한 화자위치 추정 (Speech source estimation using AMDF)

  • 송도훈
    • 한국음향학회:학술대회논문집
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    • 한국음향학회 1998년도 학술발표대회 논문집 제17권 2호
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    • pp.193-196
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    • 1998
  • 본 연구에서는 원격 화상회의 시스템 등에서 Camera를 자동적으로 제어하기 위해 화자의 음성신호를 4개의 마이크로폰 배열(Microphone Array)로 수음하여 그 신호에 의해 화자의 위치를 추정한다. 마이크로폰으로 수음한 음성신호의 TDE(Time Delay Estimation)를 계산할 때 그 연산량을 감소시키기 위해 AMDF 알고리즘을 사용한다. 각 마이크로폰 출력신호에 대해 AMDF 알고리즘으로 시간지연을 구하고 DOA(Direction of Arrival)를 계산한다. 그리고 다시 공간 기하계산을 통해 공간내 화자의 위치를 추정한다. 시험 신호로써 음성신호 '아'음을 사용한 수치 시뮬레이션과 반사음이 존재하는 일반 강의실에서 아나운서가 발성하는 음을 사용하여 AMDF 알고리즘을 이용한 화자위치 추정의 정확도를 조사하였다.

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MoM 기법에 의한 다이폴 배열 안테나의 신호 방향 추정 방법 연구 (A Study on DOA Estimation Using Dipole Array Antenna Based on MoM)

  • 문상곤;이강인;양훈기;배경빈;정용식
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제22권7호
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    • pp.661-668
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    • 2011
  • 전파 신호 방향의 추정은 레이더 및 무선 통신에서 주요한 분야이다. 일반적으로 방향 탐지기법들은 이상적인 배열 센서의 입력 신호에 신호 처리 기법을 적용하여 연구를 진행해 왔다. 하지만 전파를 이용한 방향 탐지에서 사용되는 배열 센서인 안테나는 배열 구조에서 안테나 소자 간에 상호 결합으로 인한 입력 신호의 왜곡 현상이 발생하는 문제점이 있다. 그러므로 이러한 상호 결합에 의한 신호의 왜곡 현상을 보상하는 기법이 정밀한 방향 탐지를 위해서 필요하다. 본 논문에서는 다이폴 배열 안테나 구조에서 배열 소자 간의 상호 결합 현상을 MoM 기법을 이용하여 보상하고, 이를 통하여 신호원의 방위각 및 고각의 방향을 추정하는 연구를 진행하였다.

Coherent 신호의 입사방향 추정을 위한 상관관계 제거 기법 (A Decorrelation Technique for Direction-of-Arrival Estimation of Coherent Signals)

  • 박근호;신종우;김형남
    • 전자공학회논문지
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    • 제53권8호
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    • pp.95-104
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    • 2016
  • 배열 안테나를 이용한 부공간 (subspace) 기반의 도래각 추정 알고리즘은 다중 경로에 의해 나타나는 coherent 신호가 입사하는 경우 원 신호 공분산 행렬의 특이성 (singularity)으로 인해 도래각 추정 정확도가 급격히 감소한다. Coherent 신호에 의한 도래각 추정 알고리즘의 성능 저하를 극복하기 위해 제안된 공간 차이 기법 (spatial differencing method)은 coherent 신호의 도래각 추정뿐만 아니라 안테나 개수 이상의 신호원을 추정하는 기법으로 주목받았다. 그러나, 공간 차이 기법은 수신 신호의 유한한 표본 수에 의해 발생하는 uncorrelated 신호 간의 상관관계 (correlation)에 따라 도래각 추정 성능이 크게 영향을 받는 구조적 문제가 존재한다. 이러한 문제를 극복하기 위해, 본 논문에서는 획득한 수신 신호의 정보를 최대한 활용하여 uncorrelated 신호간의 상관관계를 효과적으로 제거하는 일반화된 공간 차이 기법을 제안한다. 그리고 모의실험을 통해 도래각 추정 정확도와 추정 가능 신호원의 수의 관점에서 성능을 평가하여 제안한 기법의 우수성을 입증한다.