• 제목/요약/키워드: Signal-to-noise ratio estimation

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도래각 추정을 위한 3단계 인공신경망 알고리듬 (Three Stage Neural Networks for Direction of Arrival Estimation)

  • 박선배;유도식
    • 한국항행학회논문지
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    • 제24권1호
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    • pp.47-52
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    • 2020
  • 도래각추정은 표적으로부터 생성, 혹은 반사된 신호를 분석하여 표적의 방향을 추정하는 것으로 다양한 분야에 활용되고 있다. 인공신경망은 생물의 신경망을 모방한 기계학습의 한 분야로 패턴인식에서 좋은 성능을 보인다. 이러한 인공신경망을 도래각 추정에 활용하는 연구가 진행되어왔으나, 다양한 신호대잡음비 환경에 대응하는데에 제한이 있는 상황이다. 본 논문에서는 도래각 추정을 위한 3단계 인공신경망 알고리듬을 제안한다. 제안하는 알고리듬은 잡음제거과정을 통해 단일 신호대잡음비 환경에서 학습한 모델을 다양한 환경에 적용해도 성능감소를 최소화할 수 있다. 또한 도래각 시프트 과정을 통해 학습 난이도를 낮출 수 있고 효율적인 추정이 가능하다. 우리는, 제안하는 알고리듬과 다른 부공간 기법, Cramer-Rao bound (CRB)와의 성능 비교를 통해 제안하는 알고리듬이 낮은 신호대잡음비 환경, 표적들의 도래각이 가까운 환경 등 특정한 열악한 관측환경에서 타 기법에 비해 좋은 성능을 보이는 것을 확인하였다.

순환 지연 다이버시티 기법에서의 최적의 순환 지연 값 (On the Optimal Cyclic Delay Value in Cyclic Delay Diversity)

  • 김용준;임민중;정병장;노태균;김호윤;임대운
    • 한국통신학회논문지
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    • 제33권9C호
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    • pp.643-651
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    • 2008
  • 본 논문은 직교 주파수 분할 다중 반송파(OFDM, orthogonal frequency division multiplexing) 시스템의 다이버시티 효과를 향상시키는 순환 지연 다이버시티(CDD, cyclic delay diversity) 기법에서 최적의 순환 지연 값을 결정하는 방법을 제안한다. 순환 지연 다이버시티 기법에서는 순환 지연 값이 증가함에 따라 다이버시티 효과에 의한 SINR (signal to interference and noise ratio) 이득이 커지는 동시에 채널 추정 오류의 증가에 의한 SINR 손실도 커지는 상반 관계(trade-off)가 존재한다. 다이버시티 효과와 채널 추정 오류의 상반 관계가 존재할 때 제안된 방법을 통해 구한 최적의 순환 지연값을 순환 지연 다이버시티 기법에 적용하면, 목표로 하는 프레임 오류율(FER, frame error rate)을 만족시키기 위한 SINR을 최소화한다.

확장형 칼만 필터를 이용한 철도교의 감쇠비 분석 (Damping Estimation of Railway Bridges Using Extended Kalman Filter)

  • 박동욱;김남식;김성일
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제19권3호
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    • pp.294-300
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    • 2009
  • In high speed railway bridges, dynamic analysis is important because of high passing velocity and moving load at the regular intervals, and damping ratio is a major parameter to predict dynamic responses. In this paper, damping ratios were estimated by using half power band width method and extended Kalman filter according to acceleration signal conditions, and a relationship between estimated damping ratios and representative values of bridge vibration was derived. From the results, damping ratios estimated from total ambient vibration were more reliable than only free vibration part. In case of using extended Kalman filter, the estimated damping ratios varying with RMQ(root mean quad), as one of representative values of bridge vibration, have more feasible trend. Thus, it is shown that further studies on reliabilities of estimated damping ratios are needed.

OFDM 시스템에서 Decision Feedback 신호의 상관 관계를 이용하는 SNR 추정 (SNR Estimation Based on Correlation of Decision Feedback Signal in OFDM System)

  • 김선애;유흥균;이승준;고동국
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제21권9호
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    • pp.995-1004
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    • 2010
  • 채널의 상태가 변하는 전송 환경에서 수신된 신호에 대한 잡음비를 추정하여, 보다 효율적으로 신호를 전송하는 것은 현대 통신 시스템에서 중요한 기술이다. 기존 NDA(Non-Data-Aided) SNR 추정 방법은 M진 APSK 또는 같은 고차원 신호의 SNR 추정 성능이 떨어진다. 본 논문에서는 OFDM 시스템에서 블록 단위 수신 신호의 영점 자기 상관과 decision feedback 신호의 자기 상관 및 상호 상관을 이용하는 SNR 추정 방법을 제안한다. 본 논문에서 제안한 방법은 decision feedback 신호의 2차 모멘트인 영점 자기 상관을 이용하여 SNR을 추정하는 Type 1 방식과 4차 모멘트 성질을 갖고 있는 영점 자기 상관과 상호 상관을 이용한 Type 2 방식이다. 이 두가지 SNR 추정 방식은 OFDM 시스템에서 블록 단위 수신을 할 때, 신호의 상관 관계에 기반을 두고 있어 SNR 추정 방법의 실용적인 구현이 가능하게 하고, decision feedback 신호를 사용함으로써 QAM 신호에서도 종전의 SNR 추정 방식들보다 비교적 안정적인 추정 성능을 보인다. 또한, decision feedback 신호를 사용할 때 자기 상관과 상호 상관의 오차에 따른 SNR 추정 식을 수식적으로 유도한다. 그리고 Monte Carlo 시뮬레이션을 통해 제안한 SNR 추정 방법의 성능을 확인한다.

뇌전위의 단일 쌍극자 모델에서 전극의 개수, 쌍극자의 위치 및 방향이 S/N과 쌍극자 추정 오차사이의 관계에 미치는 영향에 관한 시뮬레이션 연구 (The Influence of the Number of Electrodes, the Position and Direction of a Single Dipole on the Relation Between S/N ratio and EEG Dipole Source Estimation Errors)

  • 김동우;배병훈
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • 제15권1호
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    • pp.71-76
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    • 1994
  • 단일 쌍극자 모델을 이용한 source localization 문제에서 전극의 갯수, 쌍극자의 위치 및 방향 등이 S/N(signal to noise ratio)과 추정 오차사이의 관계에 미치는 영향을 Monte Carlo 시뮬레이션으로 조사했다. forward problem은 3중 구각 모델로 계산했고, simplex 방법으로 쌍극자 파라미터를 최적화시켰다. 전극의 갯수가 많을때, 쌍극자가 뇌 중심(midbrain)보다 대뇌 피질(cortex)부근에 있을 때, 쌍극자가 tangential 방향일 때 추정 오차의 평균과 표준편차가 작아졌다.

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백홀 시스템에서 시스템 레벨 시뮬레이션 기반 하이브리드 수신기 설계 및 성능 분석 (Design and Performance Analysis of Hybrid Receiver based on System Level Simulation in Backhaul System)

  • 문상미;추명훈;김한종;김대진;황인태
    • 전자공학회논문지
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    • 제52권11호
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    • pp.3-11
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    • 2015
  • 폭발적으로 증가하고 있는 모바일 데이터 트래픽을 수용하기 위하여 셀 간 간섭을 제어할 수 있는 향상된 수신기에 대한 연구가 필요하다. 이를 위해 3GPP(3rd Generation Partnership Project) 에서는 인접 셀의 간섭 신호를 억제 및 제거하여 수신기의 SINR(Signal-to-Noise-plus-Interference Ratio)을 향상시켜 수신 성능을 올리는 NAICS(Network Assisted Interference Cancellation and Suppression)가 표준에서 논의되고 있다. 본 논문에서는 이웃셀로 부터 간섭의 영향을 줄이기 위하여 연판정 기반의 향상된 수신기를 제안한다. 제안한 수신기는 MMSE (Minimum Mean Square Error) 또는 IRC (Interference Rejection Combing) 수신기를 통해 간섭 신호의 불편 추정 (unbiased estimation) 값을 계산 하고 간섭 신호를 억제 및 제거한다. 간섭 신호는 LLR (Log-Likelihood Ratio)로 표현되는 소프트 정보를 통해 업데이트 한다. 시스템 레벨 시뮬레이션은 3GPP LTE-Advanced 하향링크 시스템의 20MHz 대역을 기반으로 이루어 졌으며, 시뮬레이션 결과 제안한 수신기를 통해 기존 수신기보다 SINR, 전송률 및 스펙트럼 효율 측면에서 성능 향상을 가져다주는 것을 확인하였다.

제한된 수의 Sensor를 이용한 Averaged MUSIC의 효율성에 관한 연구 (A Study on the Effectiveness of Averaged MUSIC Using Limited Number of Sensors)

  • 김영집
    • 한국음향학회:학술대회논문집
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    • 한국음향학회 1993년도 학술논문발표회 논문집 제12권 1호
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    • pp.206-209
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    • 1993
  • The main purpose of this paper is to verify the effectiveness of a high resolution direction finding method, so called the‘averaged MUSIC’. This method uses a new sample array covariance matrix that consists of diagonal components obtained by taking averages of the diagonal component values of the sample covariance matrix for the MUSIC. The paper shows that the proposed method performs higher resolved direction-of-arrival estimation and better resolution probability than the MUSIC in such cases as low signal-to-noise ratio, when the number of sensors used is finite, based on the statistical analysis.

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Estimation of longitudinal velocity noise for rail wheelset adhesion and error level

  • Soomro, Zulfiqar Ali
    • Multiscale and Multiphysics Mechanics
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    • 제1권3호
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    • pp.261-270
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    • 2016
  • The longitudinal velocity (forward speed) having significant importance in proper running of railway wheelset on track, depends greatly upon the adhesion ratio and creep analysis by implementation of suitable dynamic system on contamination. The wet track condition causes slip and slide of vehicle on railway tracking, whereas high speed may also increase slip and skidding to severe wear and deterioration of mechanical parts. The basic aim of this research is to design appropriate model aimed estimator that can be used to control railway vehicle forward velocity to avoid slip. For the filtration of disturbance procured during running of vehicle, the kalman filter is applied to estimate the actual signal on preferered samples of creep co-efficient for observing the applied attitude of noise. Thus error level is detected on higher and lower co-efficient of creep to analyze adhesion to avoid slip and sliding. The skidding is usually occurred due to higher forward speed owing to procured disturbance. This paper guides to minimize the noise and error based upon creep coefficient.

반향 음성 신호의 하모닉 모델링을 이용한 음질 예측 알고리즘 (Speech Quality Estimation Algorithm using a Harmonic Modeling of Reverberant Signals)

  • 양재모;강홍구
    • 방송공학회논문지
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    • 제18권6호
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    • pp.919-926
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    • 2013
  • 실내 환경에서 음성 신호는 음향 전달 함수에 의한 반향 신호를 포함한다. 이때 반향의 정도나 반향에 의한 음질 변화를 예측하는 것은 반향 제거 알고리즘 등에서 중요한 정보를 제공한다. 본 논문은 음성 신호의 하모닉 모델링 기법을 이용한 반향 환경에서의 자동 음질 예측 기법을 제안하다. 제안한 방법에서는 반향을 포함하는 음성 신호에 대한 하모닉 모델링 기법이 가능함을 보이고, 모델링된 하모닉 성분과 나머지 성분 사이의 통계적인 비율을 예측한다. 예측된 비율은 일반적인 방 환경에서의 음질 측정 표준 파라미터와 비 교하였다. 실험 결과 제안된 방법은 다양한 반향 환경 (반향 시간 0.2~1.0초)에서 표준 음질 파라미터를 정확하게 예측할 수 있음을 증명하였다.

계층변조 시스템에서 신호의 우선순위를 이용한 블라인드 등화 (Priority Based Blind Equalization for Hierarchical Modulation Systems)

  • 최운락;서보석
    • 한국콘텐츠학회논문지
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    • 제7권12호
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    • pp.254-261
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    • 2007
  • 이 논문에서는 계층변조를 적용하는 AT-DMB (advanced terrestrial digital multimedia broadcasting) 시스템에 적용할 수 있는 블라인드등화 기법을 제시하고 그 성능을 살펴본다. AT-DMB 시스템은 기존 T-DMB의 DQPSK (differential quadrature phase-shift keying) 신호와 역방향 호환성을 보장하고 더 높은 데이터 전송률을 지원하기 위해 16-QAM (quadrature amplitude modulation) 계층변조 방식을 적용한다. 이 결과 SNR (signal to noise ratio)에 따라 기존 T-DMB 심볼과 추가된 심볼은 서로 다른 판정오율 (decision error rate)을 가진다. 따라서 판정한 신호로부터 채널을 추정할 때 판정오율이 낮은 선순위 심볼과 판정오율이 높은 후순위 심볼의 신뢰도에 따라 다른 가중치를 줌으로써 판정치의 전체적인 신뢰도를 향상시킬 수 있다. 이 논문에서는 계층변조에 따른 비트 오율(bit error rate) 성능의 악화정도를 분석하고, 모의실험을 통해 판정신호의 신뢰도에 따라 가중치를 주는 제안방식이 가중치를 주지 않은 경우에 비해 비트 오율 성능이 향상됨을 확인하였다.