융합신호처리학회논문지 (Journal of the Institute of Convergence Signal Processing)

한국융합신호처리학회 (The Korea Institute of Convergence Signal Processing)
권호 표지

도래방향 추정을 위한 유니터리 MUSIC 알고리즘의 FPGA 구현

FPGA Implementation of Unitary MUSIC Algorithm for DoA Estimation

  • 주우용 (동아대학교 전자공학과) ;
  • 이경선 (동아대학교 전자공학과) ;
  • 정봉식 (동아대학교 전자공학과)
  • 발행 : 2010.01.30
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초록

본 논문은 도래방향 추정법의 하나인 유니터리 MUSIC(MUltiple SIgnal Classification) 알고리즘의 하드웨어 구현에 대한 것이다. 이 알고리즘은 복소 상관행렬을 유니터리 변환(Unitary transform)을 통해 실수 상관행렬로 변환하여 하드웨어 구현을 쉽게 할 수 있다. 실수 상관행렬의 고유치와 고유벡터는 Jacobi법에 ADD와 SHIFT만으로 구현이 가능한 CORDIC(COordinate Rotation DIgital Computer) 알고리즘을 접목한 Jacobi-CORDIC 알고리즘으로 구하였다. 또한 256점 DFT(Discrete Fourier Transform)를 적용하여 각도 스펙트럼을 구하고, 스펙트럼의 검색으로 도래각을 추정하였다. 본 논문에서는 알고리즘의 하드웨어 구현을 위해 System Generator를 이용하여 설계하였다. 최종 설계된 DoA 추정 시스템은 Matlab 시뮬레이션 결과와 비교하여 일치된 결과를 얻었고, Hardware Co-Sim을 통해 System Generator 설계 결과를 검증하였다.

In this paper, the DoA(Direction of Arrival) estimator using unitary MUSIC algorithm is studied. The complex-valued correlation matrix of MUSIC algorithm is transformed to the real-valued one using unitary transform for easy implementation. The eigenvalue and eigenvector are obtained by the combined Jacobi-CORDIC algorithm. CORDIC algorithm can be implemented by only ADD and SHIFT operations and MUSIC spectrum computed by 256 point DFT algorithm. Results of unitary MUSIC algorithm designed by System Generator for FPGA implementation is entirely consistent with Matlab results. Its performance is evaluated through hardware co-simulation and resource estimation.

키워드

참고문헌

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