• 한국음향학회지
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• 제20권1호
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• pp.21-29
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• 2001

실제 해양에서 선배열 센서에 수신되는 표적신호의 좌·우 구분된 도래방위를 정확히 예측하기 위해 역빔형성 (Inverse beamforming) 알고리즘을 도입하여 이론적 고찰 및 모사에 의한 방위탐지 성능분석을 수행하고, 고전적인 좌우분리 빔형성 (Cardioid beamforming) 기법에 역빔형성 알고리즘을 적용한 좌우분리 역빔형성 기법을 고안하여 성능분석을 수행하였다. 이상적인 조건하에서 선배열 역빔형성기는 고전 빔형성기에 비해 배열이득이 3dB 이상 향상되고, 빔폭도 고전빔형성기에 의한 빔폭의 0.68배 정도로 성능이 향상됨을 입증하였다. 좌우분리 역빔형성 기법은 고전 알고리즘에 의한 탐지성능에 비해 탐지의 정확도, 분해능의 탐지성능이 우세함을 모사에 의해 입증하였고, 특히, 표적 기동시 센서 축방향에 대한 탐지성능이 고전 알고리즘에 비해 우수함을 입증하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제10권5호
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• pp.786-795
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• 1999

다중경로가 존재하는 수중환경에서 표적으로부터 발생되는 신호의 도래방위를 정확히 예측하기 위한 방법으로써. 최근 이론이 정립된 Inverse beamforming(역빔형성) integral equation의 해인 역빔형성기에 대한 이론적 고찰 및 simulation에 의한 방위탐지 성능분석을 수행하였고, 표적 도래방위의 좌우 구분을 위한 Cardioid 빔형성에 역빔형성 알고리즘을 적용한 IBF -Cardioid 빔형성기법을 고안하여 성능분석을 수행하였다. 이상적인 조건하에서 역빔형성기는 Conventional beamformed고전빔형성기)에 비해 array noise gain 3dB 이상 향상됨을 이론적으로 검증하고. simulation을 통하여 이를 입증하였다. 도래방위 탐지의 정확도를 나타내는 빔폭도 고전빔형성기에 의한 빔폭의 0.68배 정도인 것으로 입증하였다. 역빙형성 알고리즘이 적용된 Cardioid 빔형성(IBF -Cardioid 빔형성)기법은 고전 알고리즘에 의한 탐지성능에 비해 탐지의 정확도, 분해능 의 탐지성능이 우세함을 입증하였고, 특히, endfire 방향에 대한 정확한 방위탐지와 탐지성능이 향상됨을 입증 하였다.

• 한국음향학회지
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• 제25권1호
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• pp.30-35
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• 2006

본 논문에서는 상대전달함수의 역필터링 (inverse-filtering) 전처리를 수행한 후 MVDR (Minimum-Variance Distortionless Response) 빔형성기나 GSC (Generalized Sidelobe Canceller)를 수행하는 방법을 제안하였다. 제안된 방법은 기존의 RTF-MVDR 및 TF-GSC 보다 적은 계산량을 갖으며 최적해 측면에서 동등함을 보였다. 제안된 방법의 성능을 평가하기 위하여 자동차 환경에서 녹음된 음성 데이터베이스와 HTK를 이용하여 음성인식 실험을 수행하였다. 그 결과, 제안된 방법은 기존의 방법과 대등한 성능을 갖거나 적은 성능저하를 보였다.

• 말소리와 음성과학
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• 제4권3호
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• pp.103-110
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• 2012

In this paper, a target signal detection method using multiple signal classification (MUSIC) algorithm is proposed. The MUSIC algorithm is a subspace-based direction of arrival (DOA) estimation method. Using the inverse of the eigenvalue-weighted eigen spectra, the algorithm detects the DOAs of multiple sources. To apply the algorithm in target signal detection for GSC-based beamforming, we utilize its spectral response for the DOA of the target source in noisy conditions. The performance of the proposed target signal detection method is compared with those of the normalized cross-correlation (NCC), the fixed beamforming, and the power ratio method. Experimental results show that the proposed algorithm significantly outperforms the conventional ones in receiver operating characteristics (ROC) curves.

• 한국음향학회지
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• 제31권5호
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• pp.332-339
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• 2012

빔공간 변환(beamspace transform) 기법은 공간 영역의 신호를 입사각 혹은 그 사인함수의 영역으로 변환하는 기법으로, MUSIC과 같은 음원 정위 및 추적(source localization and tracking) 문제나 적응 빔형성(adaptive beamforming)과 같은 문제에서 많이 사용되는 기법이다. 다채널 음원 분리 기법에 사용될 때에는, 음원의 정보 뿐만아니라 해당 음원의 이미지(image)를 재구성하여야 하므로 역변환 기법 또한 중요하다. 본 논문에서는 멀티 채널 음원 분리 기법을 위한 빔공간 변환 기법과 그 역변환 기법에 대하여 고찰하였으며, 특히 빔공간-영역 다채널 비음수 행렬 분해 기법에 적용되었을 때 그 성능에 미치는 영향을 중점적으로 살펴보았다.

• 한국음향학회지
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• 제36권2호
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• pp.100-107
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• 2017

초점 MVDR(Minimum Variance Distortionless Response) 빔 형성은 근접장에서 표적의 위치를 추정하는데 적용될 수 있다. 하지만 배열을 구성하는 센서의 수가 많아질수록 공분산 행렬의 역행렬을 구하는데 많은 계산량을 필요로 한다. 본 논문에서는 부 배열의 원거리 빔 형성기 출력들로부터 빔 공간을 형성하고 이를 이용하여 초점 MVDR 빔 형성을 수행하는 방식을 제안하였다. 제안된 방법의 성능을 분석하기 위하여 모의실험을 수행하였다. 모의실험 결과, 제안된 방법의 공간 분해능이 기존의 지연 합 빔 형성기를 이용한 경우 보다 높게 나타났다.

• 한국음향학회지
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• 제18권8호
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• pp.61-67
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• 1999

본 논문에서는 선형배열을 이용하여 음향을 측정하기 위한 새로운 빔형성 알고리듬을 제안한다. 제안 알고리듬은, FIR 필터 설계기법에 의해 가중상수 및 원하는 빔패턴을 설정하고 이를 초기치로 사용하여 원하는 빔패턴과의 오차가 최소가 되도록 가중상수를 최적화시킨다. 전 주파수에서의 지향지수 균일성 유지를 위해 옥타브대역을 부대역으로 세분하고 의사역행렬에 의해 전달행렬을 정방행렬화하여 각 부대역별로 최적화를 수행한다. 시뮬레이션 결과 제안 알고리듬이 선형배열에서 음향측정에 적합한 빔패턴 및 지향지수를 형성시켜 음향측정에 유용함을 확인하였다.

• 디지털산업정보학회논문지
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• 제8권4호
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• pp.115-120
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• 2012

In multi-user multi-input multi-output (MU-MIMO) system, zero forcing beamforming (ZFB) is regarded as a realistic solution for transmitting scheme due to its low complexity and simple structure. However, ZFB shows a significant performance degradation when channel matrix has large condition number. In this case, the largest singular value of the channel inversion matrix has a dominant effect on transmit power. In this paper, we propose a perturbation method for reducing an effect of the dominant singular value. In the proposed algorithm, channel inverse matrix is first decomposed by SVD for the transmit signal to be expressed as a combination of singular vectors. Then, the transmit signal is perturbed to reduce the coefficient of the singular vector corresponding to the largest singular value. When a number of transmit antennas is 4, the simulation results of this paper shows that the proposed method shows 8dB performance enhancement at 10-3 uncoded bit error rate (BER) compared with conventional ZFB. Also, the simulation results show that the proposed method provides a comparable performance to Tomlinson-Harashima Precoding (THP) with much lower complexity.

• Ocean Systems Engineering
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• 제13권2호
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• pp.195-224
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• 2023

This paper proposes a method for the acoustic imaging wherein the traditional requirement of the relative movement between the transmitter and target is overcome. This is facilitated through the beamforming acoustic array in the transmitter, in which the target is illuminated by the array at various azimuth and elevation angles without the physical movement of the acoustic array. The concept of beam steering of the acoustic array facilitates the formation of the beam at desired angular positions of azimuth and elevation angles. This paper substantiates that the combination of illumination of the target from different azimuth and elevation angles with respect to the transmitter (through the beam steering of beam forming acoustic array) and the beam steering at multiple frequencies (through SF) results in enhanced reconstruction of images of the target in the underwater scenario. This paper also demonstrates the possibility of reconstruction of the image of a target in underwater without invoking the traditional algorithms of Digital Image Processing (DIP). This paper comprehensively and succinctly presents all the empirical formulae required for modelling the acoustic medium and the target to facilitate the reader with a comprehensive summary document incorporating the various parameters of multi-disciplinary nature.

• 대한전자공학회논문지SP
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• 제48권5호
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• pp.96-101
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• 2011

Capon 알고리듬은 지향방향에 대하여 일정한 이득을 유지하면서 배열의 출력을 최소화 시키므로 FM (Fourier method) 알고리듬에 비하여 우수한 분해능 (resolution)을 제공한다. 그러나 Capon 알고리듬의 DoA (Direction of Arrival) 추정 성능은 입사 신호의 SNR (signal-to-noise ratio)이 낮은 경우 급격히 저하되는 문제가 있어 신호원들의 입사각이 유사한 경우 각각의 신호원을 구분하지 못하는 문제가 있다. 본 논문에서는 Capon 알고리듬에서 사용되는 공분산 역행렬의 원소를 제거하는 기법을 이용하여 수신 신호의 SNR이 낮은 환경에서 보다 나은 분해능을 제공하는 개선 방안을 제안한다.