• 제목/요약/키워드: Frequency Estimation

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Parameter Estimation Method of Low-Frequency Oscillating Signals Using Discrete Fourier Transforms

  • Choi, Joon-Ho;Shim, Kwan-Shik;Nam, Hae-Kon;Lim, Young-Chul;Nam, Soon-Ryul
    • Journal of Electrical Engineering and Technology
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    • 제7권2호
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    • pp.163-170
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    • 2012
  • This paper presents a DFT (Discrete Fourier Transform) based estimation algorithm for the parameters of a low-frequency oscillating signal. The proposed method estimates the parameters, i.e., the frequency, the damping factor, the mode amplitude, and the phase, by fitting a discrete Fourier spectrum with an exponentially damped cosine function. Parameter estimation algorithms that consider the spectrum leakage of the discrete Fourier spectrum are introduced. The multi-domain mode test functions are tested in order to verify the accuracy and efficiency of the proposed method. The results show that the proposed algorithms are highly applicable to the practical computation of low-frequency parameter estimations based on DFTs.

고차의 미분에너지함수를 이용한 주파수 및 진폭성분 추출 알고리즘과 응용 (Frequency/Amplitude Separation Algorithm Using the Higher Order Differential Energy Operator and Its Application)

  • 임병관
    • 전기학회논문지
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    • 제56권8호
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    • pp.1498-1502
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    • 2007
  • There have been many different definitions of energy functions as the second statistics of a signal. In this paper, using the higher order differential energy function, we propose an algorithm separating the amplitude and frequency components in a discrete sinusoidal signal. The proposed amplitude and frequency estimation methods have less computational requirement than the existing methods. It also shows large computational advantage over the root mean square (RMS) calculation of a signal. The proposed methods can be used in the detection of abnormal events in signals on the power line. Computer simulations show that proposed frequency estimation method can detect the presence of voltage increase or decrease for a short period of time. Also, the proposed estimation methods have been compared with existing methods in terms of estimation error variance.

주파수 영역에서의 간단한 zero-forcing 기법을 이용한 속도 적응형 채널 추정 기법 (A Velocity-Adaptive Channel Estimation Scheme Using the Simple Zero-forcing Technique in the Frequency Domain)

  • 류탁기;박구현;홍대식;강창언
    • 한국통신학회논문지
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    • 제31권1A호
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    • pp.38-47
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    • 2006
  • 본 논문에서는 주파수 영역에서의 간단한 zero-forcing 기법을 이용한 속도 적응형 채널 추정 기법을 제안한다. 제안된 기법은 최적의 채널 추정 기법인 Wiener 필터의 주파수 응답을 구형(rectangular)으로 근사화하여 유도된다. 채널 추정 과정은 수신 신호에서 최대 도플러 주파수보다 큰 주파수 성분들을 제거함으로써 수행된다. 제안된 기법은 채널 계수와 이동체 속도에 대한 동시 추정 기법으로 확장 가능하며, 하나의 FFT 구조를 사용하여 효과적으로 구현 가능하다. 실험 결과를 통해 제안된 채널 추정 기법은 기존의 속도 적응형 채널 추정 기법들보다 넓은 속도 범위에서 낮은 채널 추정 MSE 성능을 보여주며, 확장된 동시 추정 기법은 다양한 채널 환경에서 안정된 추정 성능을 보인다. 마지막으로 제안된 기법에 대한 MSE 성능이 수식적으로 유도된다.

MB-OFDM UWB 시스템을 위한 반송파 및 샘플링 주파수 오프셋 결합 추정 기법 (Joint Estimation Schemes of Carrier and Sampling Frequency Offsets for MB-OFDM UWB Systems)

  • 조창훈;양석철;신요안
    • 한국통신학회논문지
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    • 제30권10C호
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    • pp.965-975
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    • 2005
  • 본 논문에서는 향후 초고속 W-PAN(Wireless Personal Area Network)을 위한 유력한 전송 기술로서 각광받고 있는 MB-OFDM UWB(Multi-Band Orthogonal Frequency Division Multiplexing Ultra Wide Band) 시스템의 동기화를 위한 효과적인 반송파 및 샘플링 주파수 오프셋 결합 추정 기법을 제시하고 성능을 평가하였다. 이를 위해 PLCP(Physical Layer Convergence Procedure) 프리앰블 내의 채널 추정 시퀀스를 이용하고 MB-OFDM UWB 시스템 기술 규격 및 주파수 운용 방식을 고려하였으며, 반송파와 샘플링 주파수 오프셋을 결합 추정하는 방법으로서 먼저 샘플링 주파수 오프셋을 추정하고 추정된 샘플링 주파수 오프셋을 이용하여 반송파 주파수 오프셋을 추정하는 방식을 적용하였다. 또한 추정된 오프셋 값들의 신뢰도 향상을 위해 각 과정에서 가중치 기반의 주파수 오프셋 추정 기법을 사용하였다. IEEE 802.15 Task Group 3a에서 제공하는 4가지 UWB 실내 채널 모델을 이용한 모의실험 결과, 각 부채널에서의 수신 신호 평균 전력을 반영하는 제안된 간단한 형태의 가중치 기반 추정 기법의 성능이 채널의 주파수 응답을 사용하여 완벽한 채널 추정을 필요로 하는 이상적인 방법에 비해 훨씬 낮은 복잡도로 유사한 성능을 얻을 수 있음을 확인 하였다.

고속 FIR 필터와 두 페이저 위상을 이용한 주파수 추정 알고리즘의 비교 연구 (A Comparative Study of Frequency Estimation Techniques using High Speed FIR Filter and Phasor Angle between Two Phasors)

  • 박철원
    • 전기학회논문지P
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    • 제58권2호
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    • pp.122-129
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    • 2009
  • Frequency is an important operating parameter of a power system. It is essential that the frequency of a power system be maintained very close to its nominal frequency. And frequency measurement devices have need to measure a fast and accurate of frequency using voltage signals. This paper proposes a comparative study of frequency estimation techniques using the high speed FIR filter based algorithm, the DFT filter based algorithm using phasor angle between two phasors, and positive sequence component based algorithm using the half angle between two successive positions of phasor. The discussed three techniques have been formed through numerical manipulation of a discrete system. The proposed techniques have been tested using signals obtained from selected power system model using ATP simulation package. Some test results are shown in this paper.

Robust Pilot-aided Frequency Offset Estimation Scheme for OFDM-based Broadcasting System with Cyclic Delay Diversity

  • Shin, Won-Jae;You, Young-Hwan
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제7권12호
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    • pp.3055-3070
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    • 2013
  • This paper proposes an improved carrier frequency offset (CFO) and sampling frequency offset (SFO) estimation scheme for orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) based broadcasting system with cyclic delay diversity (CDD) antenna. By exploiting a periodic nature of channel transfer function, cyclic delay and pilot pattern with a maximum channel power are carefully chosen, which helps to enable a robust estimation of CFO and SFO against the frequency selectivity of the channel. As a performance measure, a closed-form expression for the achievable mean square error of the proposed scheme is derived and is verified through simulations using the parameters of the digital radio mondiale standard. The comparison results show that the proposed frequency estimator is shown to benefit from properly selected delay parameter and pilot pattern, with a performance better than the existing estimator.

광역 보호계전 지능화를 위한 동적 주파수 모니터링 S/W 개발 (Development of Dynamic Frequency Monitoring Software for Wide-Area Protection Relaying Intelligence)

  • 김윤상;박철원
    • 전기학회논문지P
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    • 제61권4호
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    • pp.174-179
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    • 2012
  • The social and economic level of damages might be highly increased in the case of wide-area black-outages, because of heavy dependence of electricity. Therefore, the development of a wide-area protection relay intelligence techniques is required to prevent massive power outages and minimize the impact strength at failure. The frequency monitoring and prediction for wide-area protection relaying intelligence has been considered as an important technology. In this paper, a network-based frequency monitoring system developed for wide-area protection relay intelligence is presented. In addition, conventional techniques for frequency estimation are compared, and a method for advanced frequency estimation and measurement to improve the precision is proposed. Finally, an integrated monitoring system called K-FNET(Korea-Frequency Monitoring Network) is implemented based on the GPS and various energy monitoring cases are studied.

MB-OFDM 기반 UWB 시스템을 위한 효율적인 주파수 옵셋 추정기의 설계 (Design of Efficient frequency Offset Estimator for MB-OFDM based UWB Systems)

  • 김길환;정윤호;김재석
    • 한국통신학회논문지
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    • 제34권3C호
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    • pp.311-321
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    • 2009
  • 본 논문에서는 MB-OFDM 기반 UWB 시스템을 위한 효율적인 주파수 옵셋 추정 기법을 제안한다. MB-OFDM 시스템에서 사용되는 시간-주파수 인터리빙 기법은 동일 서브 밴드 내에서 전송되는 두 OFDM 심볼간의 시간 간격을 늘어나게 한다. 이로 인해 주파수 옵셋의 추정 범위가 감소되어 시스템 성능이 열화될 뿐 아니라 저장해야 할 샘플 수가 증가하여 하드웨어 복잡도가 높아질 수 있다. 제안된 주파수 옵셋 추정 기법은 제안된 부호 검출 기법의 적용을 통하여 추정 범위를 확장시킨다. 모의실험 결과, 최대 추정 값이 기존 방식에 비해 약 30ppm 증가하는 것을 확인하였다. 또한, 세 개의 서브 밴드 중 하나에서만 주파수 옵셋을 추정하고 나머지는 관계식을 이용해 계산하는 방식으로 저장해야 할 샘플 수를 기존 방식의 약 1/3 정도로 감소시켰다. 제안된 기법이 적용된 주파수 옵셋 추정기는 하드웨어 오버 헤드를 최소화하기 위해 연산기와 메모리 유닛을 공유하는 구조로 설계되었으며 $0.13{\mu}m$ CMOS 표준 셀 라이브러리를 이용하여 약 47K 개의 논리 게이트로 합성되었다.

고밀도 디스크 드라이브의 적응형 공진 보상 알고리즘 (Adaptive Suppression of Mechanical Resonance in High-Density Disk Drives)

  • 강창익;김창환
    • 제어로봇시스템학회논문지
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    • 제9권9호
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    • pp.679-691
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    • 2003
  • The band-width of disk drive servo system is rapidly increasing for the robustness to external disturbance as the track density is increasing. The increase of the band-width may cause mechanical resonance of an actuator. In disk drive servo system, a notch filter is usually used to suppress the mechanical resonance of the actuator. However, the resonance frequency differs from drive to drive because of manufacturing tolerance and varies with temperature even within a single drive. The variation of resonance frequency degrades the suppression performance of the notch filter. In this paper, we present an adaptive digital notch filter that identifies the resonance frequency of the disk drive servo actutaor precisely and adjusts automatically its center frequency. For this, we design an adaptive FIR digital filter for the estimation of the resonance frequency. The estimation filter identifies the resonance frequency adaptively using the output signal generated from the servo system, which is excited with an excitation signal including all the expected resonance frequency components. We prove mathematically the convergence of the resonance frequency estimation filter. Furthermore, in order to demonstrate the practical use of our work, we present some experimental results using a commercially available disk drive.

Sparse Channel Estimation of Single Carrier Frequency Division Multiple Access Based on Compressive Sensing

  • Zhong, Yuan-Hong;Huang, Zhi-Yong;Zhu, Bin;Wu, Hua
    • Journal of Information Processing Systems
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    • 제11권3호
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    • pp.342-353
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    • 2015
  • It is widely accepted that single carrier frequency division multiple access (SC-FDMA) is an excellent candidate for broadband wireless systems. Channel estimation is one of the key challenges in SC-FDMA, since accurate channel estimation can significantly improve equalization at the receiver and, consequently, enhance the communication performances. In this paper, we study the application of compressive sensing for sparse channel estimation in a SC-FDMA system. By skillfully designing pilots, their patterns, and taking advantages of the sparsity of the channel impulse response, the proposed system realizes channel estimation at a low cost. Simulation results show that it can achieve significantly improved performance in a frequency selective fading sparse channel with fewer pilots.