• 제목/요약/키워드: Spectrum Estimation

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Pulsed CW 신호를 사용하는 수중 음원의 위치 추정을 위한 시간지연차 추정법 (Position Estimation of Underwater Acoustic Source Using Pulsed CW Signal)

  • 최영근;손권;도경철;김기만
    • 한국음향학회지
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    • 제23권7호
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    • pp.514-520
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    • 2004
  • 수중에서 음원의 위치 추정을 위해 적용되어지는 기법으로써 시간지연차 (TDOA : Time Difference Of Arrival) 추정, 빔 형성 기법, 고 분해능 기법 등이 있다. 본 논문에서는 상대적으로 적은 수의 센서를 사용하여 주파수 영역에서 시간 지연차 추정에 사용되는 MCPSP (Modified Cross Power Spectrum Phase) 함수를 이용하였다. 그러나 MCPSP 함수에 기반한 방법은 CW (Continuous Wate) 신호를 대상으로 할 경우 추정 성능이 크게 떨어진다. 이에 본 논문에서는 Pulsed CW신호를 사용하는 수중 음원의 위치를 추정하기 위해 단 구간 (short-time) 에너지 검출을 이용하여 핑(ping)의 경계 영역을 포함하는 세그먼트를 구성하고 이로부터 MCPSP 함수를 구하는 방법을 제안하였다. 제안된 방법의 성능에 대한 이론적인 접근과 함께 다양한 환경 하에서 분석이 이루어졌다.

기상 레이다에서의 클러터 영향 분석 (Analysis of Clutter Effects in a Weather Radar)

  • 이종길
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제20권9호
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    • pp.1641-1648
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    • 2016
  • 기상 레이다는 해당 영역에서의 비, 구름이나 먼지 입자 등에 의해 반사되어 나타나는 기상신호로부터 신호의 도플러 주파수 및 도플러 스펙트럼 폭 값들을 추정한다. 이러한 값들은 평균풍속, 대기교란 정도 등의 정보와 직접적으로 연관된 중요한 변수들이다. 따라서 정확한 기상정보를 얻기 위해서는 이러한 추정 값들에 대한 매우 높은 신뢰성이 요구 된다. 그러나 기상 레이다에서는 기상현상에 의한 수신 신호뿐만 아니라 지표면 반사나 이동하는 물체 등에 의한 반사파들, 즉 클러터가 포함되어 나타나게 된다. 이러한 클러터들의 존재는 기상정보 추출을 위한 변수 값들을 추정하는데 심각한 오차를 유발하게 된다. 따라서 본 논문에서는 강력한 클러터들에 의한 추정 오차를 분석하기 위하여 기상 수신신호 및 클러터들에 대한 도플러 스펙트럼 모델들을 각각 도출하였다. 이러한 모델들을 이용하여 기상 신호 및 클러터 전력에 따른 다양한 수신신호들을 모의 구현하고 처리함으로서 클러터에 의한 영향을 분석하였다.

신호 분해능 향상을 위한 전력스펙트럼 알고리즘 연구 (A Study on Power Spectrum Algorithm for Signal Resolution Improvement)

  • 이관형
    • 한국정보전자통신기술학회논문지
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    • 제13권2호
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    • pp.153-158
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    • 2020
  • 본 논문에서는 무선 통신 환경에서 잡음 및 간섭을 제거하여 원하는 목표물을 추정하는 알고리즘을 연구하였다. 잡음과 간섭이 포함된 정보신호가 수신기에 입사하면 원하는 목표물을 정확히 추정하기 어렵기 때문에 잡음 및 간섭 신호를 제거하는 방법이 필수적이다. 수신 신호영역을 두 공간으로 분리하기 위해서 상관행렬, 공분산, 고유특성벡터, 고유치를 분석하여 전력 스펙트럼을 획득한다. 제안한 전력 스펙트럼은 잡음을 제거할 수 있는 알고리즘으로서 목표물 추정성능을 분석하기 위해서 기존의 알고리즘과 모의실험을 통해서 확인한다. 모의실험 결과로, 기존 알고리즘의 목표물방향 추정 분해능은 10°이상이지만, 제안 알고리즘의 분해능은 10°미만을 나타내었다. 제안 알고리즘이 기존 알고리즘보다 약 5°의 분해능이 향상 되었다. 본 연구에서 제안된 알고리즘이 목표물 추정 정확도와 분해능이 기존 알고리즘보다 우수함을 입증하였다.

ADCP에서의 스펙트럼 모멘트 추정에 관한 연구 (A Study on Spectrum Moment Estimation in an Acoustic Doppler Current Profiler)

  • 이종길
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제17권8호
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    • pp.1790-1795
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    • 2013
  • ADCP(Acoustic Doppler Current Profiler) 에서의 거리 별 유속이나 유체의 교란 정도 등에 관한 정보는 수신 도플러 스펙트럼의 첫 번째 및 두 번째 스펙트럼 모멘트를 추정함으로서 얻을 수 있다. 그러나 펄스페어(Pulse-pair) 방법으로 불리는 상관함수 추정에 의한 모멘트 추정 기법은 일반적으로 가장 많이 사용되고 있으나 수신 신호의 특성이 대칭형 도플러 스펙트럼이며 하나의 첨두치를 갖는 것을 전제 조건으로 한다. 유체의 교란정도가 심하게 나타나는 상황에서는 이러한 조건이 충족되지 않을 수 있기 때문에 심각한 문제가 발생할 수 있다. 따라서 본 논문에서는 이러한 문제점을 분석하기 위하여 여러 가지 형태를 가지는 다양한 도플러 스펙트럼 수신 신호들을 모의 구현하였으며 이러한 신호들을 이용하여 펄스페어 추정 방법에 의하여 얻어진 결과 값들을 FFT(Fast Fourier Transform) 추정 방법에 의한 결과 값들과 비교하고 그 차이점을 분석하였다. 수신 신호가 도플러 주파수 영역에서 심하게 편이 되거나 다중 첨두치를 가지는 경우에는 펄스 페어 방법에 의한 추정치들은 무의미한 값들로 나타날 수 있음을 알 수 있다.

저고도 기상 레이다에서의 도플러 스펙트럼 추정 (Doppler Spectrum Estimation in a Low Elevation Weather Radar)

  • 이종길
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제24권11호
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    • pp.1492-1499
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    • 2020
  • 기상 레이다 시스템은 일반적으로 강우 및 풍속 등과 관련된 기상 현상을 나타낸다. 이러한 시스템은 대부분의 경우 장거리용이며 비교적 높은 고도를 지향하고 있어 넓은 지역에서의 전체적인 기상 현상을 파악하는 목적으로는 매우 유용하다. 그러나 최근에 와서 국지적인 폭우나 또는 돌풍 등에 의한 재난현상이 빈번히 발생되고 있기 때문에 이러한 기상이변 현상의 탐지가 매우 중요한 문제이다. 국지적인 기상 이변 탐지목적의 기상 레이다는 저고도 탐지 및 급변하는 국지적인 기상상황의 빠른 탐지가 필요하다. 이러한 운용환경에서는 상대적으로 지표면 클러터가 큰 영향을 미치며 안테나의 신호 획득시간도 매우 짧아진다. 따라서 기존의 도플러 스펙트럼 추정방법에 심각한 문제가 발생할 수 있다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 해결하기 위하여 AR(autoregressive) 도플러 스펙트럼 추정 방법들을 적용하고 결과들을 고찰하였다. 적용된 방법들을 이용하면 기존의 FFT(Fast Fourier Transform) 방법에 비하여 향상된 도플러 스펙트럼 추정이 가능함을 보였다.

LDF의 실시간 혈류추정을 위한 알고리즘 (An algorithm for real time blood flow estimation of LDF)

  • 김종원;고한우
    • 대한의용생체공학회:학술대회논문집
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    • 대한의용생체공학회 1998년도 추계학술대회
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    • pp.78-79
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    • 1998
  • This paper describes a real time algorithm for blood flow estimation of LDF(laser Doppler flowmeter). Many algorithms for blood flow estimation are using power spectral density of Doppler signal by blood flow. In these research, the fast Fourier transformation is used to estimate power spectral density. This is a block processing procedure rather than real time processing. The algorithm in this paper used parametric spectral estimation. This has real time capability by estimation of AR(autoregressive) parameters sample by sample, and has smoothing power spectrum. Also, the frequency resolution is not limited by number of samples used to estimate AR parameter. Another advantage of this algorithm is that AR model enhance SNR.

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M-FSK 변조 신호 분류를 위한 효율적인 진폭 스펙트럼의 첨두 검출 방법 (An Efficient Peak Detection Algorithm in Magnitude Spectrum for M-FSK Signal Classification)

  • 안우현;서보석
    • 방송공학회논문지
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    • 제19권6호
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    • pp.967-970
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    • 2014
  • 이 논문에서는 M-FSK(frequency shift keying) 변조신호를 자동으로 분류하는데 필요한 효율적인 첨두 검출 방법을 제안하였다. 다른 디지털 변조신호와 FSK 신호는 진폭 스펙트럼의 특성을 이용하여 분류할 수 있다. FSK 신호의 진폭 스펙트럼은 다른 디지털 변조신호와 다르게 변조차수와 동일한 수의 첨두를 나타낸다. 일반적으로 신호의 첨두를 검출하기 위해서는 임계치가 필요한데, 변조인식과 같이 사전에 신호에 대한 정보가 없는 경우 임계치를 정하기 어려운 점이 있다. 이 논문에서는 진폭 스펙트럼의 히스토그램을 이용하여 자동으로 간단하게 임계치를 결정하는 방법을 제시하였다. 모의실험 결과 적은 수의 표본과 잡음이 많은 환경에서도 매우 우수한 분류확률을 나타내었다.

우리나라 건축물 설계 스펙트럼에 상응하는 지진규모와 진앙거리의 추정 (Estimation of Earthquake Magnitude-Distance Combination Corresponding to Design Spectrum in Korean Building Code 2016)

  • 정기현;이한선;황경란
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제21권1호
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    • pp.31-39
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    • 2017
  • In this study, to estimate the combination of earthquake magnitude ($M_w$) and distance (R) corresponding to the design spectrum defined in Korean Building Code (KBC) 2016, the response spectra predicted from the attenuation relationships with the variation of $M_w$ (5.0~7.0) and R (10~30km) are compared with the design spectrum in KBC 2016. Four attenuation relationships, which were developed based on local site characteristics and seismological parameters in Southern Korea and Eastern North America (ENA), are used. As a result, the scenario ground motions represented by the combinations of $M_w$ and R corresponding to the design spectrum for Seoul defined in KBC 2016 are estimated as (1) when R =10 km, $M_w=6.2{\sim}6.7$; (2) when R = 15 km, $M_w=6.5{\sim}6.9$; and (3) when R = 20 km, $M_w=6.7{\sim}7.1$.

Spectral analysis of random process

  • Akizuki, Kageo
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 1994년도 Proceedings of the Korea Automatic Control Conference, 9th (KACC) ; Taejeon, Korea; 17-20 Oct. 1994
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    • pp.13-20
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    • 1994
  • The spectrum estimation methods of random processes are expressed in this paper. Beginning with the basic theory, non-parametric and parametric methods are overviewed. As to non-parametric method, numerical calculation method is also discussed. As to parametric method, AR model is a very famous and effective model representing random process. Estimation methods of AR parameters which have been proposed are mentioned here. Wavelet analysis is a recently interested technique in signal processing. An application of wavelet analysis is also shown.

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자동 추적 윈도우를 이용한 방위각 추정 알고리즘에 개선에 관하여 (On the Improvement of Bearing Estimation Algorithm Using Automatic Tracking Window)

  • 윤병우;신윤기
    • 대한전자공학회논문지
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    • 제27권12호
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    • pp.1800-1809
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    • 1990
  • This paper proposed a preprocessing algorithm which is named Automatic Tracking Window (ATW), which eliminates the effects of noises at spatial signals and spurious peaks at high-resolution algorithm in bearing estimation algorithm. This method estimates spatial spectrum by periodogram algorisdthm and hihg-resolution algorithm after preprocessing of spatial signal by automatically tracked window.

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