웨이브릿 변환은 시간 및 주파수에 대하여 국부성을 가지며, 비정상상태의 신호를 해석하는데 유용하다. 웨이브릿 변환에서의 기저함수들은 원형 웨이브릿을 천이(translation) 및 확장/수축(dilation)을 시킴으로서 만들어진다. 본 논문은 두 개의 웨이브릿을 선형적으로 조합한 선형조합 웨이브릿 변환을 사용하여 시간-주파수 분석방법을 제안하였다. 그리고 제안된 선형조합 웨이브릿 변환을 사용하여 진단모니터링 시스템에 적용하였다. 제안한 선형조합 웨이브릿 변환 분석 방법의 유효성을 검증하기 위하여 FFT(Fast Fourier Transform), Daubechies, Haar 기법과 비교한다. 분석 대상 신호로는 linear chirp 신호, 팬 소음신호, 회전체 회전신호, 전기신호를 사용하였다. 그 결과는 정상상태 신호처럼 비정상상태 시간 신호를 나타내는데 적당하다. 또한 선형조합 웨이브릿을 사용한 진단 모니터링 시스템은 효과적인 신호분석을 수행한다.
본 논문에서는 SAR (Synthetic Aperture Radar)에 사용되는 광대역 첩 신호에 대한 IRF(Impulse Response Function) 성능을 분석하였다. 영상 레이더의 첩 신호에서 영상품질에 크게 영향을 주는 인자는 진폭과 위상으로 크게 분류할 수 있다. 이 값들을 2차 다항식 커브 피팅을 사용하여 선형, 직교, 랜덤 그리고 리플 이득으로 구분할 수 있다. 본 연구에서는 이러한 인자들에 의한 IRF 영향을 분석하고, PSLR(Peak Side Lobe Ratio) 및 ISLR(Integrated Side Lobe Ratio)의 규격을 만족하기 위한 RF 비선형성에 의한 오차 값들의 최소치를 제안하였다.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제7권2호
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pp.253-270
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2013
To achieve accurate localization information, complex algorithms that have high computational complexity are usually implemented. In addition, many of these algorithms have been developed to overcome several limitations, e.g., obstruction interference in multi-path and non-line-of-sight (NLOS) environments. However, localization systems those have complex design experience latency when operating multiple mobile nodes occupying various channels and try to compensate for inaccurate distance values. To operate multiple mobile nodes concurrently, we propose a localization system with both low complexity and high accuracy and that is based on a chirp spread spectrum (CSS) radio. The proposed localization system is composed of accurate ranging values that are analyzed by simple linear regression that utilizes a Big-$O(n^2)$ of only a few data points and an algorithm with a self-calibration feature. The performance of the proposed localization system is verified by means of actual experiments. The results show a mean error of about 1 m and multiple mobile node operation in a $100{\times}35m^2$ environment under NLOS condition.
단일 모드 반도체 레이저(DFB 레이저)를 5 GHz의 반복율로 이득 스위칭하여 얻은 광 펄스를 압축하여 변환 제한된 초단 광 펄스를 생성하였다. 이득 스위칭된 광 펄스의 최소 폭은 27 psec 이고 스펙트럼 폭은 1.1 nm로 펄스에 많은 선형 처핑과 비선형 처핑이 존재한다. 이를 대역폭이 펄스의 스펙트럼 폭보다 좁은 0.55 nm의 광 필터에 통과시켜 비선형 처핑을 제거하고 분산 보상 광섬유로 압축하여 7.1 psec의 광 펄스를 얻었다. 이때 펄스의 시간-대역폭 곱은 0.49로 변환 제한된 가우시안 펄스이다. 이러한 변환 제한된 광 펄스는 40 Gbit/s 광 시분할 다중화 방식 광통신용 광원으로 사용할 수 있다.
광섬유 격자의 반사스펙트럼을 분석하여 무족화 첩 광섬유 격자를 재구성하는 혼합 최적화 방법을 제안한다. 반사 스펙트럼의 힐버트 변환을 사용하여 설계 변수들의 추정값을 결정하고 층분리 알고리즘을 활용한 차분진화 최적화를 통하여 격자의 설계변수들을 최종 확정하였다. 특성 격자 주기 변화율 2 nm/cm인 무족화 첩 격자에 대한 계산 결과는 격자주기 변화율에 대해 $6{\times}10^{-5}nm/cm$, 굴절률 변조에 대해 $3{\times}10^{-9}$의 정확도로 설계 변수를 재구성할 수 있었으며 종래의 최적화 방법에 비하여 신속성과 신뢰성을 개선할 수 있음을 확인하였다.
Ladar (LAser Detection And Ranging, Lidar)는 레이저 신호를 이용하여 대상지역에 대하여 정밀한 3차원 거리를 취득하는 센서로 최근 들어 미사일, 항공기 등에 탑재되어 자동표적인식 등에 활용되고 있다. 기존의 영상기반센서와 달리 센서와 표적과의 거리를 밝기나 색상 값으로 표현한 range 영상을 제공하며, 이로부터 표적의 정밀한 3차원 모델의 생성이 가능하기 때문에 표적의 인식과 식별을 가능하게 한다. 이러한 Ladar 센서의 데이터를 모의 생성한다면, 센서의 개선 및 개발 또는 센서 데이터 처리 알고리즘의 개발을 더욱 효율적으로 수행할 수 있게 될 것이다. 이에 본 연구에서는 특히 Linear FM 기반의 Ladar 센서의 신호 생성 및 신호처리 과정을 시뮬레이션하여 Ladar 영상을 모의 생성하고자 한다. 이를 위해 본 연구에서는 우선 FM chirp modulator를 탑재한 시스템의 레이저 신호를 모의로 생성하고, FFT기반 신호처리를 통해 센서와 표적과의 거리를 획득하였으며, 최종적으로 Ladar range 영상을 성공적으로 모의 생성하였다.
수중 이동체의 시험평가 과정에서 정확한 거리 추정은 중요한 요소 가운데 하나이다. 특히, 도달 시간 값을 이용하여 거리를 추정하는 경우 상관 특성 등으로 인해 처프 신호인 Linear Frequency Modulation(LFM)과 같은 신호의 적용성이 높다. 하지만 이동성이 있는 도플러 천이 환경에서는 거리-도플러 커플링 효과로 인하여 측정 오류가 발생할 수 있다. 이에 본 논문에서는 거리-도플러 커플링 효과를 보상하여 도달 시간 값의 측정 오류를 감소시키는 신호를 제시한다. 제안된 신호는 2종류의 LFM 신호를 중첩하여 구성하였으며, 거리-도플러 커플링 효과를 최소화할 수 있다. 시뮬레이션을 통해 제안된 신호가 수중 이동체의 거리 추정에 있어서 거리-도플러 커플링 효과를 보상하여 도달 시간 값의 측정 오류를 줄이는 방법임을 확인하였다.
The reflectometry for locating the fault at a cable is the same as a problem estimating the time delay between the incident and the reflected signals. In this paper, we propose a method for estimating the time delay between the two signals. The proposed method is based on the modeling of the Gaussian enveloped linear chirp signal in the Gaussian noise environment. The phase and the instantaneous frequency of the received signal are estimated by linear Kalman filtering. From the estimated instantaneous frequency, we can measure the time interval between the center frequencies of the incident and the reflected signals. The time interval is the same as the time delay between the incident and the reflected signals. In a simulation assuming that the cable has open fault at the end of the cable, the proposed method showed a good result in estimating the time delay.
This study identified the species-specific, frequency-dependent characteristics of broadband acoustic scattering that facilitate classifying fish species using the pulse compression (PC) technique. Controlled acoustic scattering laboratory experiments were conducted with nine commercially important fish species using linear chirp signals (95-220 kHz) over an orientation angle range of ${\pm}45^{\circ}$ in the dorsal plane at approximately $1^{\circ}$ increments. The results suggest that the angular-dependent characteristics of the broadband echoes and the frequency-dependent variability in target strength (TS) were useful for inferring the fish species of interest. The scattering patterns in the compressed pulse output were extremely complex due to morphological differences among fish species, but the x-ray images strongly suggested that spatial separation correlated well with scattering for the head, skeleton, bone, otoliths, and swim bladder within each specimen.
본 논문에서는 해저 퇴적물 분류를 위한 특징 추출 기법을 제안하고 검증한다. 기존 연구에서는 주파수의 영향이 없는 반사계수를 이용하여 퇴적물을 분류해 왔다. 그러나 해저 퇴적물의 음향 감쇠계수는 주파수의 함수이며 퇴적 성분에 따라 서로 다른 특성을 나타낸다. 따라서 주파수에 따른 감쇠계수 변화량을 이용하여 특징벡터를 생성하였다. 감쇠계수 변화량은 Chirp 신호에 의해 생성된 두 번째 층 반사신호를 이용하여 추정한다. Chirp 신호의 다중대역 특징이 다차원 벡터를 형성하기 때문에 기존의 방법에 비해 우수한 특성을 갖는다. 반사계수에 의한 분류 성능과 비교하기 위해 선형 판별 분석법 (LDA, Linear Discriminant Analysis)를 이용하여 차원을 축소하였다. Biot 모델을 이용하여 모의실험 환경을 구축하고 Fisher score와 MLD(Maximum Likelihood Decision)를 기반의 분류 정확도를 이용해 제안된 특징을 평가하였다. 그 결과, 제안된 특징은 반사계수에 비해 높은 변별력을 보이며, 측정 및 깊이 추정오차에도 강인한 특성을 보였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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