적응 빔 형성기 (adaptive beamformer)는 원하는 신호의 도래각 정보를 이용하여 간섭신호를 제거하면서 원하는 신호 방향으로 어레이 이득을 최대로 한다. 그러나 도래각 정보가 정확치 않다면, 원하는 신호도 감쇠되어 심각한 성능저하가 발생한다. 이러한 문제에 대처하기위해, 신호차단에 기초하여 적응 빔을 형성하는 Duvall 구조를 이용하여, 효과적으로 원하는 신호의 도래각 추정을 통해 에러에 강인한 적응 빔 형성방법을 제시하였다. 제시된 방법에서는 간섭신호공간을 추정하여 이에 직교하도록 간단한 계산을 통해 가중벡터를 구하며, 특히 센서의 수가 많을수록 기존 방식에 비해 계산량의 절감이 크다.
In this paper, we described the Cramer-Rao Lower Bound (CLRB) performances of Time Difference of Arrival (TDOA) and Frequency Difference of Arrival (FDOA) methods when there are multiple emitters. The TDOA and FDOA values between two receivers can be simultaneously estimated by using the so-called Complex Ambiguity Function (CAF). In the case of multiple emitters, there exist Inter Symbol Interferences (ISIs) in the measurement data. Therefore, it is required to reduce the effect of ISI and provide a performance evaluation method of TDOA and FDOA estimations. In order to eliminate the ISIs, using of a filter bank before calculating CAF is proposed when the carrier frequencies of the emitters are different to one another. Angle of Arrival (AOA) or Received Signal Strength (RSS) methods before calculating CAF were proposed to reduce the ISIs when the carrier frequencies are the same. In order to evaluate the CRLB of TDOA and FDOA estimations, we employed the conditional probability distribution method and described the numerical comparison results.
We have studied how the intergalactic magnetic field (IGMF) affects the propagation of super-GZK iron nuclei that originate from extragalactic sources within the local GZK sphere. Toward this end, we set up hypothetical sources of ultra-high-energy cosmic-rays (UHECRs), virtual observers, and the magnetized cosmic web in a model universe constructed from cosmological structure formation simulations. We then arranged a set of reference objects at high density region to represent astronomical objects formed in the large scale structure (LSS). With our model IGMF, the paths of UHE iron nuclei are deflected on average by about 70 degrees, which might indicate a nearly isotropic distribution of arrival directions. However, the separation angle between the arrival directions and the nearest reference object on the LSS is only ~6 degrees, which is twice the mean distance to the nearest neighbors among the reference objects. This means that the positional correlation of observed UHE iron events with their true sources would be erased by the IGMF, but the correlation with the LSS itself is to be sustained. We discuss implications of our findings for correlations studies of real UHECR events.
This paper presents an alternative technique for DOA (direction-of-arrival) estimation. For generating a weight vector orthogonal to the signal subspace, a modified version of MES (minimum eigenvalue searching ) method is introduced. The performance of the proposed technique is compared to that of the conventional ED (eigen decomposition) method in terms of angle resolution for a number of snapshots during agiven observation period as well as various SNR's. In addition, the superiority of the suggested technique is shown, by analyzing the required computational load of the proposed MES and conventional ED method. A novel procedure of simplifying the MES proposed in [1] is presented on that purpose. Another advnatage of the proposed technique is that it is performed independently of the detection of the number of signal components, which makes it possible to estimate the DOA's of clusters consisting of infinite number of inseparable signal components.
In satellite systems, efficient communication and observation require identifying of specific signal arrival points using onboard antenna systems. When utilizing massive array antennas to estimate the angle of arrival (AOA) of signals, traditional high-performance AOA estimation algorithms such as Multiple Signal Classification (MUSIC) encounter extremely high complexity due to the numerous individual antenna elements. Although, in order to improve this computational complexity problem, the cascade AOA estimation algorithm with CAPON and beamspace-MUSIC was recently proposed, the comparison of the computational complexity of the proposed algorithm across different massive array antenna configurations has not yet been conducted. In this paper, we provide the analyzed results of the computational complexity of the proposed cascade algorithm based on various massive array antennas, and determine an optimal antenna configuration for the efficient AOA estimation in satellite systems.
모델 오차 효과 및 민감도 분석을 사용하여 도래 방향 추정의 새로운 방법을 제시한다. 원하는 신호가 모델 오차 교정 효과를 통해 간섭을 제거한 후 얻어지게 되므로 추정에 있어서 채널 간섭 영향이 크게 줄어들게 된다. 모의실험을 통해 본 연구에서 제안된 방법이 기존의 방법에 비해 분해능과 정확성 추정이 향상되었음을 입증하였다.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제14권7호
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pp.2879-2890
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2020
In this paper, we study the estimation of angle, range and polarization parameters of a bistatic polarization sensitive frequency diverse array multiple-input multiple-output (PSFDA-MIMO) radar system. The application of polarization sensitive array in receiver is explored. A signal model of bistatic PSFDA-MIMO radar system is established. In order to utilize the multi-dimensional structure of array signals, the matched filtering radar data can be represented by a third-order tensor model. A joint estimation of the direction-of-departure (DOD), direction-of-arrival (DOA), range and polarization parameters based on parallel factor (PARAFAC) algorithm is proposed. The proposed algorithm does not need to search spectral peaks and singular value decomposition, and can obtain automatic pairing estimation. The method was compared with the existing methods, and the results show that the performance of the method is better. Therefore, the accuracy of the parameter estimation is further improved.
Mine detection has been mainly studied with images of the forward-looking sonar. Forward-looking sonar assumes the propagation path of the sound wave as a straight path, creating the surrounding images. This might lead to errors in the detection by ignoring the refraction of the sound wave. In this study, we propose a mine localization method that can robustly identify the location of mines in an underwater environment by considering the refraction of sound waves. We propose a method of estimating the elevation angle of arrival of the target echo signal in a single receiver, and estimate the mine location by applying the estimated elevation angle of arrival to ray tracing. As a result of simulation, the method proposed in this paper was more effective in estimating the mine localization than the existing method that assumed the propagation path as a straight line.
The diagnostic used to observe the early flame development was a fiber optic spark plug, which enabled measurement of the flame front arrival times on a cycle-to-cycle basis. The data obtained with this fiber optic spark plug were analyzed to obtain two parameters to describe the behavior of the flame kernel : an expansion speed and a convection velocity. In addition, synchronized cylinder pressure data were taken to compare with the fiber optic spark plug data on a cyclic basis. Heat release analysis was performed on the cylinder pressure data to obtain the mass burning profile of the charge for each cycle. There was a significant correlation observed in the initial flame duration and the kernel expansion speed with dwell angle.
본 논문에서는 ESPRIT(estimation of signal parameters via rotational invariance techniques)알고리듬 기반 재구성 가능한 각도 추정기를 제안 및 설계하였다. ESPRIT은 배열 안테나(uniform linear array)의 천이불변(shift invariance) 성질을 이용해 배열 안테나에 도래하는 신호의 도래각을 추정하는 알고리듬이다. 하지만 여전히 ESPRIT 알고리즘은 공분산 행렬, 고윳값 분해 등 높은 복잡도를 가지는 연산을 필요로 하므로 실시간 도래각 추정을 위해 하드웨어 프로세서로 구현이 필요하다. ESPRIT에서 성능은 안테나 개수와 관련이 있으며, 응용에 따라 요구되는 안테나 수는 상이할 수 있다. 이에 본 논문에서는 응용되는 분야에 따라 성능을 높이고 연산 복잡도 문제를 시킬 수 있도록 2 ~ 8개의 가변 안테나 개수를 지원하는 ESPRIT 프로세서를 제안하였다. 또한, 제안된 ESPRIT 프로세서는 MI-ESPRIT 구조를 기반으로 배열 안테나의 다중 불변성을 활용하여 성능을 향상시켰으며, 최소자승법 알고리즘을 간소화 시켜 복잡도를 감소시켰다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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