• 제목/요약/키워드: Doppler frequency estimation

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도플러 주파수가 보상된 고속 표적 탐지 및 레인징 알고리즘 (Doppler Frequency Compensated Detection and Ranging Algorithm for High-speed Targets)

  • 윤재혁;김관수;양훈기;정용식;이원우;배경빈
    • 한국통신학회논문지
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    • 제35권12B호
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    • pp.1244-1250
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    • 2010
  • 본 논문에서는 고속으로 이동하는 표적을 탐지 및 레인징하기 위해서 높은 PRF(Pulse repetition frequency)로 동작하는 레이더의 신호처리 알고리즘을 제시한다. 제시된 방법은 준주기성(quasi-periodic) 펄스열을 사용하므로써 이동표적의 도플러 정보를 추정하고 이를 보상해서 코히어런트하게 레인지 프로세싱 하는 것으로 기존 방식과는 달리 도플러 프로세싱이 레인지 프로세싱에 선행되며 이를 통해서 SNR이 낮은 잡음 환경에서도 표적 탐지 및 레인징이 가능함을 보인다. 제시된 알고리즘을 수학적으로 유도하고 디지털 신호처리를 위한 도플러/레인징 샘플링 조건, 프로세싱 시간 및 도플러 오차가 성능에 미치는 영향에 대해 기술하고 시뮬레이션을 통해서 이를 검증한다.

ML 기법을 이용한 PCM 파형에서의 표적 탐지 및 도플러 추정 (Maximum Likelihood Based Doppler Estimation and Target Detection with Pulse Code Modulated Waveform)

  • 양은정;이희영;송준호
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제25권12호
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    • pp.1275-1283
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    • 2014
  • PCM(Pulse Code Modulation) 파형은 펄스에 특정 code를 실어 보내는 형태로 추적에 적합한 특성을 가진다. 특히 단일 펄스의 송수신만으로 표적의 탐지 및 추적이 가능하므로, 여러 임무를 수행해야 하는 다기능 레이다(MFR: Multi-Function Radar)에서는 시간 측면에서 효율적이다. 하지만 PCM 파형은 모호성 함수(ambiguity function) 의 특성으로 인해 표적을 탐지하고, 거리와 속도 정보를 얻기 위해서 도플러 필터 뱅크(Doppler filter bank)가 필요하다. 본 논문에서는 계산량과 하드웨어 측면에서 한계가 있는 도플러 필터 뱅크를 사용하는 대신, ML(Maximum Likelihood) 기반의 도플러 추정 방법을 고안하였다. 제안한 알고리즘은 폐형(closed form) 수식의 suboptimal 방법으로 적은 계산량으로 정확한 도플러 주파수를 추정할 수 있고, 이를 기반으로 표적의 탐지에 적용할 수 있다.

웨이브릿 변환을 이용한 도플러 신호의 순간 주파수 추정 (Instantaneous Frequency Estimation of Doppler Signal using Wavelet Transform)

  • 손중탁;이승훈;박길흠
    • 대한전자공학회논문지SP
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    • 제42권3호
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    • pp.99-106
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    • 2005
  • 도플러 신호의 순간 주파수는 탄과 표적간의 상대속도, 이격거리 등의 정보를 얻는데 사용된다. 순간 주파수 추정을 위해 주로 사용되는 방법인 단구간 퓨리에 변환은 시간 및 주파수의 영역에서 고정된 크기의 창을 가지므로 광대역의 신호 특히, 주파수가 급격하게 변하는 신호에 대한 순간 주파수 추정에서는 많은 오차가 발생한다. 본 논문에서는 시간 및 주파수의 영역에서 창의 크기를 적응적으로 변화시킬 수 있는 연속 웨이브릿 변환에 기반한 도플러 신호의 순간 주파수를 추정하는 방법을 제안한다. 제안한 방법은 고주파수 영역에서는 좁은 창, 저주파수 영역에서는 넓은 창을 적용하여 시간에 따른 주파수의 변화에 무관하게 순간 주파수를 추정한다. 모의실험과 실제 실험을 통한 성능평가 결과 제안한 방법이 기존의 단구간 퓨리에 변환 방법에 비해 우수함을 확인하였다.

초음파 도플러 시스템에서 2차 샘플링을 이용한 공간축상의 평균 방법 (A Spatial Average Method Using 2nd Order Sampling in Ultrasonic Doppler System)

  • 백광렬
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • 제16권3호
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    • pp.279-288
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    • 1995
  • Ultrasonic Doppler systems for the purpose of estimating blood flow velocity, blood flow volume, and flow imaging are commonly used due to advantages of non-invasive and real time observation. Specially, the technical developments of color flow mapping (2-D Doppler) systems have made a relatively rapid progress. However, the 2-D Doppler systems have several problems, such as the range ambiguity, low signal to noise ratio, and slow frame rate. The slow frame rate problem is resolved by using the spatial average which is a method to acquire more data samples for mean frequency estimation. In this paper, spatial average method using the 2nd order sampling instead of quadrature sampling is proposed. The experimental results show that the proposed methods have good performance and easy application to the color flow mapping system.

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Channel Transfer Function Estimation based on Delay and Doppler Profile for Underwater Acoustic OFDM Communication System

  • Shiho, Oshiro;Tomohisa, Wada
    • International Journal of Computer Science & Network Security
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    • 제23권1호
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    • pp.96-102
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    • 2023
  • In this paper, we proposed Channel Transfer Function estimation based on Delay and Doppler Profile for underwater acoustic OFDM communication system. It improved the estimation accuracy of the channel transfer function by linear time interpolation the change of Scattered Pilot (SP) insertion frequency in the time direction and the time by Delay and Doppler profile that analyzes the multipath situation of the channel investigated the performance of interpolation by simulation and report it. Previous works is inserted SP every 4 OFDM. It was effective under the environment without multipath, but it has observed that the effect of CTF compensation has been lowered in multipath channel condition. In addition to be better when inserted SP every 2 OFDM. But the amount of sending data will be decrease. Therefore, we conducted research to improve 4 OFDM with new interpolator. A computer simulation was performed as a comparison of SP inserted every 4 OFDM, SP inserted every 2 OFDM, and 4 OFDM with new interpolator. the performance of the proposed system is overwhelmingly improved, and the performance is slightly improved even 64 QAM.

IEEE 802.11a시스템을 위한 OFDM의 채널추정기법에 관한 연구 (A Study on Chanel Estimation Method in OFDM for IEEE 802.11a System)

  • 김동옥;오정균
    • 정보통신설비학회논문지
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    • 제2권4호
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    • pp.17-27
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    • 2003
  • 본 논문에서는 IEEE802.11a에서 STBC를 이용하는 시스템에 적합한 채널 추정 기법을 제안하였다. 일반적으로 STTC를 이용하는 OFDM 시스템에 대해 강인한 채널 추정기법이 제안된 바 있으나, 이 방법은 상당한 계산량을 요구한다. 따라서 이 논문에서는 Curve Fitting을 이용하는 채널 추정 기법으로 계산량을 줄이고 채널 추적 성능을 향상시키기 위한 방법이다. 제안된 방법으로 지연확산 도플러 주파수등 여러 그룹의 크기와 수에 따른 성능을 컴퓨터 시뮬레이션에 의해 비교분석하였다. 실험결과 도플러 주파수 편이는 주파수 옵셋과 동일한 영향을 미친다는 사실을 확인하였고, 채널추정 성능이 기존방법보다 0.9dB의 SNR 개선을 가짐을 확인하였다.

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ADCP에서의 스펙트럼 모멘트 추정에 관한 연구 (A Study on Spectrum Moment Estimation in an Acoustic Doppler Current Profiler)

  • 이종길
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제17권8호
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    • pp.1790-1795
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    • 2013
  • ADCP(Acoustic Doppler Current Profiler) 에서의 거리 별 유속이나 유체의 교란 정도 등에 관한 정보는 수신 도플러 스펙트럼의 첫 번째 및 두 번째 스펙트럼 모멘트를 추정함으로서 얻을 수 있다. 그러나 펄스페어(Pulse-pair) 방법으로 불리는 상관함수 추정에 의한 모멘트 추정 기법은 일반적으로 가장 많이 사용되고 있으나 수신 신호의 특성이 대칭형 도플러 스펙트럼이며 하나의 첨두치를 갖는 것을 전제 조건으로 한다. 유체의 교란정도가 심하게 나타나는 상황에서는 이러한 조건이 충족되지 않을 수 있기 때문에 심각한 문제가 발생할 수 있다. 따라서 본 논문에서는 이러한 문제점을 분석하기 위하여 여러 가지 형태를 가지는 다양한 도플러 스펙트럼 수신 신호들을 모의 구현하였으며 이러한 신호들을 이용하여 펄스페어 추정 방법에 의하여 얻어진 결과 값들을 FFT(Fast Fourier Transform) 추정 방법에 의한 결과 값들과 비교하고 그 차이점을 분석하였다. 수신 신호가 도플러 주파수 영역에서 심하게 편이 되거나 다중 첨두치를 가지는 경우에는 펄스 페어 방법에 의한 추정치들은 무의미한 값들로 나타날 수 있음을 알 수 있다.

초음파 도플러 컬러 유동 사상에서 신호 대 잡음비 특성의 향상 (Enhancement of SNR Characteristics in Ultrasound Doppler Color Flow Mapping)

  • 권성재
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제12권5호
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    • pp.2261-2266
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    • 2011
  • 초음파 컬러 유동 사상에서 가장 많이 사용되는 Kasai 알고리듬은 래그-1 자기상관 방법으로서 적은 계산량으로 비교적 우수하게 도플러 평균주파수를 추정한다. 하지만 특히 깊은 곳을 영상화하는 경우 낮은 신호 대 잡음비로 인해 추정성능이 저하된다. 본 논문에서는 낮은 신호 대 잡음비에서도 Kasai 알고리듬보다 우수한 디에일리어스된 래그-2 자기상관방법을 제안하고 시뮬레이션을 통해 성능을 검증하였다. 제안한 방법은 잡음이 존재하는 경우 도플러 평균주파수 추정 성능을 평균 자승 오차 측면에서 전반적으로 약 2~3dB 정도 개선시켜줌을 확인하였다.

신호자료 및 궤도정보를 이용한 Radarsat-1 도플러 정보 추출기법 연구 (Radarsat-1 Doppler Information Extraction Technique Using Both Received Echo Data and Orbital and Attitude Information of Satellite)

  • 고보연;나원상;이용웅
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제19권6호
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    • pp.421-430
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    • 2003
  • Radarsat-1 위성으로부터 수신된 신호자료를 처리하여 영상을 생성하기 위해서는 도플러 정보(도플러 중심주파수(f$_{dc}$) 및 주파수 변화율 (f$_{r}$)를 정확하게 추정하는 것이 중요하다. 일반적으로 이들 정보들은 신호자료를 기반으로 하는 clutterlock 및 auto-focusing 기법이 사용되고 있으나 이들은 수신 신호만을 사용하여 추정하므로 SAR 프로세서 개발시 구현하기가 어려우며 계산 시간도 많이 걸리는 단점이 있다. 본 논문에서는 주어진 위성의 궤도 및 자세정보를 최대한 이용하며 수신신호 처리는 최소한이 되도록 하여 구현이 쉽고 계산상 이점이 있는 새로운 기법을 제안하였다. 실제 Radarsat-1 신호자료를 이용한 실험적용 결과, 본 기법이 실제 SAR 신호자료로부터 도플러 정보를 추출하는데 유용하게 사용될 수 있을 것으로 판단된다.

LDF의 실시간 혈류추정을 위한 알고리즘 (An algorithm for real time blood flow estimation of LDF)

  • 김종원;고한우
    • 대한의용생체공학회:학술대회논문집
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    • 대한의용생체공학회 1998년도 추계학술대회
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    • pp.78-79
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    • 1998
  • This paper describes a real time algorithm for blood flow estimation of LDF(laser Doppler flowmeter). Many algorithms for blood flow estimation are using power spectral density of Doppler signal by blood flow. In these research, the fast Fourier transformation is used to estimate power spectral density. This is a block processing procedure rather than real time processing. The algorithm in this paper used parametric spectral estimation. This has real time capability by estimation of AR(autoregressive) parameters sample by sample, and has smoothing power spectrum. Also, the frequency resolution is not limited by number of samples used to estimate AR parameter. Another advantage of this algorithm is that AR model enhance SNR.

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