시간에 따라 중심주파수를 바꾸는 도약신호를 도약주기, 도약 주파수 등에 대한 정보 없이 검출하는 것은 대단히 어렵다고 알려져 있다. 본 논문에서는 도약 신호가 존재하는 광대역 샘플링 신호로부터 도약신호의 중심주파수, 도약 주기 등의 정보를 검출하는 알고리즘을 제안하였다. 도약 신호를 검출하기 위한 일반적인 방법으로는 다수의 협대역 필터가 필요하지만 이러한 구현은 비효율적이므로 본 논문에서는 다상 DFT 필터뱅크를 도입하였다. 또한 다상 DFT 필터뱅크의 출력으로부터 도약신호를 검출하는 알고리즘을 제안하였다. 제안하는 검출 알고리즘은 메모리 사이즈나 구현 복잡도를 줄이기 위해 이진 이미지 신호처리에 기반하여 개발되었다. 제안하는 알고리즘의 성능은 모의실험과 FPGA (field programmable gate array) 구현을 통하여 확인하였다.
Jung, Junwoo;Yang, Gi-Jung;Park, Sungyeol;Kang, Haengik;Kwon, Seungbok;Kim, Kap Jin
Journal of Positioning, Navigation, and Timing
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제8권3호
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pp.95-105
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2019
A method that applies space-time adaptive signal processing (STAP) algorithm based on an array antenna consisting of multiple antenna elements has been known to be effective to remove wide-band jamming signals in GPS receivers. However, the occurrence of phase distortion in navigation signals has been a problem when navigation signals, from which jamming signals are removed using STAP, are supplied to global positioning system (GPS) receivers. This paper verified the navigation performance degradation as a result of phase distortion. To mitigate this phenomenon, this paper proposes a mode switching scheme, in which a bypass mode is adopted to make the best use of the tracking performance of receivers without performing signal processing when jamming signals are not present or weak, and a STAP mode is employed when jamming signals exceed the threshold value. In this paper, the mode switching scheme is proposed for two environments: when receivers are stationary, and when receivers are moving. This paper confirmed that the performance of position error improved because phase distortion could be excluded due to STAP if the bypass mode was adopted under a condition where the jamming signal power level was below the threshold value in an environment where receivers were stationary. However, this paper also observed that the navigation failed due to the instability of tracking performance of receivers due to phase distortion that occurred at the switching time, although the number of switching could be reduced dramatically by proposing a dual threshold scheme of on- and off-thresholds that switched a mode due to the array antenna characteristics of varying gains according to the jamming signal incident direction in an environment where receivers were moving. The analysis results verified that running the STAP algorithm at all times is more efficient than the mode switching, in terms of maintaining stable navigation and ensuring position error performance, to remove jamming signals in an environment where receivers were moving.
본 논문에서는 DDC(Digital Down Convertor)를 가지는 디지털 수신기의 적응 신호처리에 대해 서술하였다. DDC는 NCO(Numerically Controlled Oscillator)와 디지털 LPF(Low Pass Filter)로 구성되어 있으며, 수치적 알고리즘에 의해 수신된 신호를 처리한다. 통과대역 샘플링 기법을 이용한 디지털 수신기의 시뮬레이션 결과를 보여주고 있으며, 수치적으로 처리되는 DDC에 의해 수신된 low IF 신호가 zero IF 신호로 변환되는 것을 확인하였다 또한, 고분해능을 가지는 MUSIC(Multiple Signal Classification) 알고리즘을 이용한 DOA(Direction Of Arrivals) 추정 기법을 기술하고 있다 DOA의 분해능의 정확도가 입력 샘플링 수와 안테나 소자 수에 의존하는 것을 확인하였다
In this paper, we introduce the measurement of the underwater noise with 32channel hydrophone array of Samsung CAvitation Tunnel (SCAT) and the detection technique of noise sources by using the beam-forming method. Measurement and way signal Processing under fluid flow are essential works for the underwater acoustics, especially for the detection of noise sources. As the acoustic impedance of the water is relatively high and the tunnel is an enclosed system, we have to consider the interaction between tunnel and water together with the reflection of noise in the beam-forming technique. Also, for a hydrophone array system that is fixed on one side of tunnel wall as done in SCAT is liable to suffer from some limitations in the detection of the noise sources with the array, we discuss these limitations particularly on the frequency range and spacing of noise sources.
Solar array simulator (SAS) is essential equipment in testing and evaluating the power processing performance of a power conditioning system. However, the nonlinearity in the current(I)-voltage(V) characteristic makes the control loop design of SAS a challenging task. Conventionally, only the inner loop is usually considered in the control design approach. However, this study proves that the reference generation loop also interacts with the inner loop and plays a key role in the overall performance of the SAS. In this paper, the performance of voltage-mode control and impedance control, which are two of the most popular architectures for the SAS system, are reviewed and compared by multi-loop analysis.
본 논문에서는 이미지 센서와 외부의 구성요소 들과의 정합 모듈을 FPGA(Field Programmable Gate Array)를 사용하여 설계하였다. 일반적으로, 저준위 이미지의 데이터를 동기화하기 위하여 SRAM이 요구된다. 본문에서는 신호와 픽셀 단위의 크기를 가진 이미지 신호를 동기화하기 위하여 FPGA를 사용하여 인터페이스의 정합 모듈을 설계함을 목적으로 한다. 본 논문에서는 픽셀 단위로 구현함으로써 고화질의 이미지를 얻을 수 있다. 사용한 이미지 센서와 TFT-LCD의 동작 주파수는 각각 50MHz와 6.5MHz이다. 또한, 구현한 대부분의 제어부는 FPGA에 내장되어 있고 Altera사의 Quartus II 저작도구를 사용하였으며, 설계된 논리 게이트의 수는 33,216 개다.
방향구속 전력최소화법(Directionally Constrained Minimization of Power : DCMP)과 제로포싱방법(Zero Forcing : ZF)은 어레이 안테나에 수신된 신호들로부터 채널응답 백터인 Spatial Signature를 추정하고, 이를 이용하여 최적웨이트(Optimal Weight)를 결정함으로써 어레이 출력SINR(Signal to Interference plus Noise Ratio)을 향상시킬 수 있는 알고리즘들로 알려져 있다. 본 논문에서는 이 동국 주변에서 다중산란된 수신신호들이 어레이 안테나에 수신되는 환경에서 DCMP와 ZF방법의 성능을 분석하였다. 이를 위하여 ESPRIT를 이용하여 수신신호들의 도래각(Direction of Arrival: DOA)과 확산각도(Angular Spread: AS)를 추정하여 Spatial Signature를 구한 후, 그 결과치를 이용하여 DCMP와 ZF방법으로 어레이 출력신호를 합성하였다. 모의 실험을 통하여 어레이 출력 SINR 성능을 평가하고 이론저거 성능결과와 비교하였다.
본 논문은 구형 마이크로폰 어레이의 부엽 레벨의 차를 증가시키기 위한 방법에 대한 연구 내용을 다루었다. 일반적인 어레이 신호처리에서 마이크로폰을 조밀하게 배치함으로써 어레이 응답에서의 주엽과 부엽 간의 차이를 늘릴 수 있고 어레이의 소음원 판별능력을 증가시킨다. 최근 사용되고 있는 상용 에레이들은 제작 단가와 어레이의 크기 때문에 센서의 수를 늘리는데 한계를 보이고 있다. 이런 문제를 극복하기 위해 본 연구에서는 MEMS 센서를 이용하여 구형 어레이에 적용하였다. 구형 마이크로폰 어레이를 이용한 시뮬레이션과 실험을 통해 정현파 소음원을 측정하였다. 실험을 위해 32 개의 일반 측정용 마이크로폰을 이용한 어레이와 85 개의 MEMS 마이크로폰을 이용한 구형 어레이를 제작하였다. 구형 조화 분해기법과 빔형성기법을 이용하여 측정 데이터를 분석하였다. 2 kHz 이상의 소음원에 대하여 MEMS 마이크로폰 어레이가 4 dB 이상의 부엽 저감 능력을 가지는 것을 확인하였다.
본 개발에서는 위상 배열 안테나를 이용하여 전자적으로 빔을 회전하여 주변의 물표를 탐지할 수 있는 선박용 고정형 레이더를 제작하여 테스트하였다. 전자적인 회전 방식을 사용하는 고정형 레이더는 기존의 선박용 펄스 레이더의 문제점인 염분 및 해풍에 의한 부식과 회전축 마모문제를 해결할 수 있다. 또한 본 과제에서는 저출력 방식의 탐지방식인 FMCW 방식을 사용함으로써 고출력 레이더 사용으로 인한 인체에 대한 전파 피폭 문제와 마그네트론의 유지보수 비용 문제를 해결 할 수 있을 것으로 기대한다.
본 논문은 기존 on-off 앨고리듬을 개선하여 어레이 소자의 위상을 계산량이 적고 정확하게 구할 수 있는 그래디언트 on-off 방법을 제안한다. 제안 방법의 우월성은 어레이 출력파워를 어레이 소자의 위상으로 그래디언트한 수식을 이용하므로써 기존 방법보다 어레이 출력파워의 증감을 더 정확하게 구할 수 있는데 기인한다. 제안 방법은 어레 이 소자의 위상을 조정하여 원하는 신호의 입사 방향으로 최대 빔패턴을 형성한다. 선형 어레이와 이차원 어레이의 두 경우를 나누어서 제안 방법을 적용하여 분석한다. Texas Instrument사에서 제공하는 부동소수점방식의 TMS320C30의 평가보드로 구현하므로써 제안 앨고리듬의 실시간 처리 가능성을 증명하였다. 제안 방법은 스냅샷당 빔형성 과정의 계산량이 적기 때문에 응답이 빨라야 하는 이동통신 시스템에 적합하다. 제안 방법을 CDMA 이동통신 상황에서 시뮬레이션하여 성능분석한 결과 수신신호의 성능이 상당히 향상되는 것을 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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