본 논문은 W-CDMA 신호를 대상으로 3차원 적응 배열 안테나를 이용한 도래각 추정의 성능에 관한 것이다. 이를 위하여 5 가지의 3 차원 배열 안테나를 제시한 후 이들 안테나에 도래각 추정을 위한 알고리즘으로는 MUSIC을 공통으로 적용하였고, 이의 추정 성능을 위해서는 도래각 추정 오차를 이용하였다. 이동 통신과 무선 측위 서비스에서는 배열 안테나를 사용하여 방해 신호의 도래각을 추정한 후 공간 필터링하므로서 원하지 않는 방향으로부터의 방해 신호를 최소화 또는 널링시키고, 원하는 방향으로의 빔을 형성하므로서 수신 신호의 품질을 개선할 수 있다. 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 안테나별 도래각 추정 결과와 신호대 잡음비와 방해 신호의 수와 전력에따른 도래각 추정 오차를 계산하였다. 시뮬레이션 결과 도래각 추정의 경우 Stack 3D 형을 제외한 나머지 3D 안테나가, 도래각 추정 오차의 경우 방해 신호의 수와 전력이 증가할때 Curved-B 형 안테나가 가장 우수함을 알 수 있었다.
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 GPS 신호를 수신할 때 재머신호의 제거를 위한 성능 개선을 목적으로 2차원 원형 배열 안테나를 이용한 도래각(DoA : Direction of Arrival) 추정 알고리즘의 성능 분석에 관한 것이다. 배열 안테나를 사용하여 DoA를 추정한 후 공간 필터링을 수행함으로서 원하지 않는 방향으로부터의 재머신호를 널링(nulling)시키고, 원하는 방향으로의 빔을 형성하므로서 수신 신호의 품질을 개선할 수 있다. 논문에서는 4 소자와 7 소자 원형 배열 안테나에서 재머신호의 각도와 전력을 고정시킨 후 DoA 추정을 위하여 MUSIC, MinNorm 알고리즘을 적용한다. 이들 알고리즘의 성능 분석을 위하여 추정 결과와 추정 오차를 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 계산한다. 추정 결과 신호대 잡음비가 양호한 경우 Azimuth각과 Elevation각 추정에서는 MUSIC과 MinNorm이 우월하며, 신호대 잡음비가 낮은 경우 MUSIC이 MinNorm보다 우월한 성능을 보인다.
비행체의 위치정보는 GPS 교란과 같은 위험성에 노출될 수 있기 때문에 위치를 추정하기 위해 관성항법장치와 같은 여러 연구가 수행되고 있다. DoA(: Direction of Arrival) 및 RTT(: Round Trip Time)을 이용한 위치추정 기법은 레이다시스템에 적용되어 비행체의 위치를 추정하는데 사용되고 있으며 무인기 데이터링크에 적용 가능하다. 무인기 데이터링크는 넓은 대역폭을 사용하기 때문에 다중혼 방식의 합 차패턴 생성 방식을 주로 사용하며 탑재체의 제한된 송신출력으로 낮은 SNR 영역을 포함하여 추적을 수행한다. 일반적으로 낮은 SNR에서 위치 추정오차는 증가하며 높은 SNR에서 부엽을 제한하지 못하면 추정된 DoA의 유효성이 상실된다. 본 논문에서는 부엽을 제한하고 낮은 SNR에서 증가하는 DoA 추정오차를 보정하기 위한 방안을 제시한다.
본 논문에서는 원형 등간격 어레이를 갖는 이동 릴레이를 위한 셀 탐색과 입사각 동시 추정기법을 제안한다. 제안된 셀 탐색과 입사각의 동시 추정기법은 인접 기지국에서 이동 릴레이로 수신되는 신호간에 심볼 타이밍 옵셋이 존재하는 경우에도 강건한 특성을 갖고, 셀 탐색과 입사각을 각각 독립적으로 추정하는 경우에 비하여 계산량과 수행시간을 감소시킬 수 있다. 제안된 동시 추정기법의 성능을 Mobile WiMAX 환경 하에서 모의실험을 통하여 검증한다.
본 논문에서는 이동 차량에 다중 안테나를 설치하여 기존의 이동통신이나 방송시스템의 성능을 향상 시키는 이동 릴레이의 구조를 제안한다. 하드 핸드오버를 사용하는 시스템에서 다중 안테나를 갖는 이동 릴레이가 셀 경계에 있을 때에 스마트 안테나 기법을 적용하기 위해서는 셀 탐색과 입사각을 추정해야 하므로 본 논문에서는 셀 탐색과 입사각을 동시에 추정하는 방법을 제안한다. 본 논문에서 제안한 셀 탐색과 입사각 동시 추정기법의 성능을 모의실험을 통해 검증한다.
본 논문에서는 선형 배열 균일 안테나에 입사하는 신호들의 상관행렬을 강건하게 생성하여 부공간 기반 기법의 도래각 추정 성능을 향상시키는 알고리즘을 제안한다. 기존의 부공간 기반 도래각 추정 기법은 상관행렬을 구한 후 신호 부공간과 잡음 부공간으로 분리하여 도래각을 추정한다. 그러나, 낮은 SNR, 작은 개수의 스냅샷에서 구해지는 상관행렬의 성분은 안테나의 잡음 성분으로 인하여 신호 부공간을 부정확하게 추정하여 도래각 추정 성능을 저하시킨다. 따라서, 기존의 상관행렬로부터 구해지는 가상의 신호 벡터를 슬라이딩 방식으로 배열함으로써 강건한 상관행렬을 생성한다. 기존의 상관행렬과 제안하는 강건한 상관행렬의 비교 분석을 위하여, 부공간 기반 기법의 대표적 방법인 MUSIC, ESPRIT을 이용하였다. 시뮬레이션 결과, 계산 복잡도는 기존의 상관행렬 대비 2.5% 이내 증가하였으나, 도래각 추정성능은 RMSE 1° 기준 SNR이 MUSIC, ESPRIT 모두 3dB 이상의 우수한 도래각 추정 성능을 보였다.
도래각추정은 표적으로부터 생성, 혹은 반사된 신호를 분석하여 표적의 방향을 추정하는 것으로 다양한 분야에 활용되고 있다. 인공신경망은 생물의 신경망을 모방한 기계학습의 한 분야로 패턴인식에서 좋은 성능을 보인다. 이러한 인공신경망을 도래각 추정에 활용하는 연구가 진행되어왔으나, 다양한 신호대잡음비 환경에 대응하는데에 제한이 있는 상황이다. 본 논문에서는 도래각 추정을 위한 3단계 인공신경망 알고리듬을 제안한다. 제안하는 알고리듬은 잡음제거과정을 통해 단일 신호대잡음비 환경에서 학습한 모델을 다양한 환경에 적용해도 성능감소를 최소화할 수 있다. 또한 도래각 시프트 과정을 통해 학습 난이도를 낮출 수 있고 효율적인 추정이 가능하다. 우리는, 제안하는 알고리듬과 다른 부공간 기법, Cramer-Rao bound (CRB)와의 성능 비교를 통해 제안하는 알고리듬이 낮은 신호대잡음비 환경, 표적들의 도래각이 가까운 환경 등 특정한 열악한 관측환경에서 타 기법에 비해 좋은 성능을 보이는 것을 확인하였다.
본 논문에서는 선형 등간격 어레이를 갖는 이동 릴레이를 위한 셀 탐색 및 입사각 추정 기법을 제안한다. 제안된 기법은 이동 릴레이에 수신되는 각 기지국 신호간에 심볼 타이밍 옵셋이 존재하는 경우에 심볼 타이밍 옵셋의 영향을 제거하여 셀 탐색 및 입사각 추정 성능을 향상시킨다. 또한 제안된 기법은 이동 릴레이가 이동함에 따라 발생하는 도플러 주파수 천이가 존재하는 경우에 입사각 추정 성능을 크게 향상시킬 수 있다. Mobile WiMAX 환경 하에서 제안된 기법의 셀 탐색 및 입사각 추정 성능과 복잡도를 모의실험을 통해 검증한다.
A simple, but effective on-line method for estimating the mycelial cell mass concentration from agitation speed data, a most readily-available process variable, has been developed for DO-stat cultures of Agaricus blazei. The dynamic change of dissolved oxygen concentration (DOC) in the initial transient period and the change in yield were considered in the development of the estimation algorithm or estimator. Parameters in the estimation algorithm were calculated from the agitation speed data at 20% of DOC. The proposed estimator could accurately predict the cell mass concentration regardless of DOC levels in the tested range of $10{\sim}40%$, showing a good extrapolation capability.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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