• 제목/요약/키워드: minimum variance distortionless response (MVDR) beamformer

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빔 공간 초점 최소 분산 빔 형성을 이용한 근접장 음원 위치 추정 (Near field acoustic source localization using beam space focused minimum variance beamforming)

  • 권택익;김기만;김성일;안재균
    • 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.

간섭제거를 위한 TPMS 빔형성기들의 복잡도 비교 (Computational Complexity Comparison of TPMS Beamformers for Interference Suppression)

  • 김성민;황석승
    • 한국전자통신학회논문지
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    • 제7권6호
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    • pp.1327-1335
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    • 2012
  • 타이어 파손으로 인한 사고를 사전에 방지하기 위해 개발된 TPMS(Tire Pressure Monitoring System)는 타이어에 장착된 센서부로부터 전송된 데이터를 기반으로 타이어의 이상 유무를 디스플레이 장치에 표시하고 운전자가 실시간으로 타이어의 온도, 압력 등의 정보를 수시로 파악하여 최적의 주행조건을 유지시켜주기 위한 안전보조시스템이다. 무선통신을 사용하는 TPMS는 측정된 데이터의 송수신 시 간섭이나 잡음으로 인해 데이터 전송 시 수신 오류가 발생할 수 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 스위칭(Switching), MVDR(Minimum-Variance Distortionless-Response), GSC(Generalized Sidelobe Canceler) 빔형성기(Beamformer) 등과 같은 간섭제거에 효율적인 대표적인 빔형성 기술들을 사용한다. 본 논문에서는 이 세 가지 빔형성기의 복잡도를 계산하여, 복잡도 성능 비교에 대한 수학적 근거를 제시한다. 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 본 논문에서 고려된 세 가지 빔형성기의 복잡도 성능을 확인한다.

AOA 추정기 기반의 적응 빔형성 시스템 구조 (Adaptive Beamforming System Architecture Based on AOA Estimator)

  • 문지윤;배영철;황석승
    • 한국전자통신학회논문지
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    • 제12권5호
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    • pp.777-782
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    • 2017
  • 신호의 도래각(: Angle-of-Arrival, AOA) 추정기 및 간섭 제거기 등으로 구성된 적응 빔형성기 기반의 신호정보 수집(: Signal Intelligence, SIGINT) 시스템은 레이더나 위성 등과 같은 각종 장비를 활용하여 다양한 신호정보를 수집하기 위한 최첨단 기술이다. 본 논문에서는 도래각 추정기와 적응 빔형성기로 구성된 효율적인 신호정보 수집 시스템의 구조를 제안한다. 다양한 신호의 도래각 정보를 추정하기 위해 MUSIC(: Multiple Signal Classification) 알고리즘을 사용하고, 불필요한 간섭 신호를 제거하기 위해 MVDR(: Minimum Variance Distortionless Response) 기법을 사용한다. 또한, 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 제안된 적응 빔형성기의 성능을 평가한다.

상대전달함수의 역필터링을 이용한 자동차 환경에서의 마이크로폰 어레이 빔형성 기법 (A Microphone Array Beamforming Algorithm with Inverse Filtering of Relative Transfer Functions in Car Environments)

  • 강홍구;황영수;윤대희;한철희
    • 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.

안테나 간격 변화에 대한 TPMS 빔형성기 성능분석 (Performance Analysis of TPMS Beamformer According to Variance of Antenna Interelement Spacing)

  • 최병상;김성민;황석승
    • 한국전자통신학회논문지
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    • 제8권6호
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    • pp.907-915
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    • 2013
  • TPMS(Tire Pressure Monitoring System)는 자동차 타이어의 센서부에서 전송된 온도나 압력 등의 데이터를 기반으로 타이어의 상태를 파악하여 운전자가 수시로 이를 점검하여 차량의 주행조건을 최적의 상태로 유지시켜주기 위한 안전보조시스템이다. TPMS는 특성상 무선통신을 기반으로 데이터를 전송하는데, 무선통신 시 TPMS와 비슷한 주파수 대역을 사용하는 외부의 각종 전기 및 전자 장치들에 의한 간섭의 영향으로 통신 장애가 발생할 수 있다. 이러한 다양한 고출력의 간섭을 제거하기 위해 등간격 선형 안테나 어레이 구조의 다양한 빔형성 기술을 사용한다. 빔형성 기술은 많은 수의 안테나를 사용할수록 더욱 향상된 간섭제거 성능을 얻을 수 있는데, 차량 내부의 구조상 사용할 수 있는 안테나의 수는 제한적이다. 본 논문에서는 차량 내부에 설치되는 안테나 수를 늘리기 위해 안테나 사이의 간격을 줄였을 경우 빔형성기의 성능을 비교 분석한다. 빔형성기의 성능분석을 위해 최근에 제안된 TPMS용 스위칭(switching) 빔형성기와 MVDR(Minimum -Variance Distortionless-Response) 빔형성기를 고려한다.

Performance Analysis of GPS Anti-Jamming Method Using Dual-Polarized Antenna Array in the Presence of Steering Vector Errors

  • Park, Kwansik;Seo, Jiwon
    • Journal of Positioning, Navigation, and Timing
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    • 제9권2호
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    • pp.59-63
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    • 2020
  • The antenna arrays are known to be effective for GPS anti-jamming and the performance can be improved further if a dual-polarized antenna array is used. However, when the Minimum Variance Distortionless Response (MVDR) beamformer is used as a signal processing algorithm for the dual-polarized antenna array, the anti-jamming performance can degrade in the presence of errors in the steering vector that is a key factor of the MVDR beamformer. Therefore, in this paper, the effect of the steering vector error on the anti-jamming performance of the dual-polarized antenna array is analyzed by simulations and the result is compared to that of the single-polarized antenna array.

송신 빔형성기 기반의 위성 시스템 구조 성능평가 (Performance Evaluation of Satellite System Based on Transmission Beamformer)

  • 문지윤;황명환;황석승
    • 한국전자통신학회논문지
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    • 제13권4호
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    • pp.713-720
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    • 2018
  • 신호의 도래각(: Angle-of-Arrival, AOA) 추정기법, 간섭제거 기술, 및 송신 빔형성 기법 등을 기반으로 하는 신호정보 수집(: Signal Intelligence, SIGINT) 시스템은 다양한 신호정보를 효율적으로 수집하기 위해 요구되는 핵심 기술이다. 본 논문에서는 도래각 추정기, 적응 빔형성기, 신호처리 및 D/B 유닛, 송신 빔형성기로 구성된 신호정보 수집을 위한 위성 시스템의 효율적인 구조를 소개한다. 제시된 구조는 다양한 신호의 정확한 도래각 추정을 위해 MUSIC(: Multiple Signal Classification) 알고리즘을 사용하고, 불필요한 간섭 또는 재밍 신호를 제거하기 위해 MVDR(: Minimum Variance Distortionless Response) 기법을 사용하며, 수집된 정보 및 데이터의 효과적인 송신을 위해 MMSE(: Minimum Mean Square Error) 기반의 송신 빔형성 기법을 적용한다. 또한, 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 소개된 위성 시스템의 성능을 평가하고 분석한다.

TPMS 간섭제거를 위한 Generalized Sidelobe Canceler (Generalized Sidelobe Canceler for TPMS Interference Cancellation)

  • 박철;황석승
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제22권5호
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    • pp.663-668
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    • 2012
  • 차량의 각 타이어에 부착된 센서에서 압력과 온도 등을 측정하여 측정된 데이터를 차량의 무선 수신기에 전송하여 디스플레이에 타이어의 상태를 표시하는 TPMS(Tire Pressure Monitoring System)는 차량의 운행 또는 정지 중에 타이어의 상태를 수시로 점검하여 운전자에게 타이어 상태정보를 제공하는 안전보조 장치이다. TPMS는 각 타이어에서 측정되는 데이터를 전송하기위해 무선통신을 이용하는데, 정확한 데이터 전송을 방해하는 외부 전기 및 전자장치에 의한 간섭이 존재할 수 있다. 본 논문에서는 정확한 데이터 전송에 영향을 주는 간섭을 제거하고 MVDR(Minimum-Variance Distortionless-Response) 보다 낮은 복잡도를 가지는 GSC(Generalized Sidelobe Canceler) 기반의 TPMS 간섭제거 방식을 제안한다. 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 본 논문에서 제안된 간섭제거 기술의 성능을 확인한다.

Simulink Model Implementation of MVDR Adaptive Beamformer for GPS Anti-Jamming

  • Han, Jeongwoo;Park, Hoon;Kim, Bokki;Han, Jin-Hee
    • Journal of Positioning, Navigation, and Timing
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    • 제9권2호
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    • pp.51-57
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    • 2020
  • For the purpose of development of anti-jamming GPS receiver we have developed an anti-jamming algorithm and its Simulink implementation model. The algorithm used here is a form of Space-Time Adaptive Processing (STAP) filter which is well known as an effective way to remove wideband jamming signals. We have chosen Minimum Variance Distortionless Response (MVDR) block-adaptive beamforming algorithm for our development since it can provide relatively fast convergence speed to reach optimal weights, stable and high suppression capability on various types of jamming signals. We will show modeling results for this MVDR type adaptive beamformer and some simulation results. We also show the integrity of the demodulated satellite signals and the accuracy of resulting navigation solutions after anti-jamming operation.

인접 배치된 스테레오 무지향성 마이크로폰 환경에서 양이간 강도차를 활용한 음원 분리 기법 (Sound Source Separation Using Interaural Intensity Difference in Closely Spaced Stereo Omnidirectional Microphones)

  • 전찬준;정석희;김홍국
    • 전자공학회논문지
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    • 제50권12호
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    • pp.191-196
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    • 2013
  • 본 논문에서는 실제 환경에서 인접 배치된 무지향성 스테레오 마이크로폰을 활용하여 녹음받은 스테레오 오디오 신호를 양이간 강도차에 기반하여 원하는 방위각에 존재하는 음원을 추출하는 음원 분리 기법을 제안한다. 먼저, 최소 분산 무손실 응답빔형성기를 활용하여 스테레오 오디오 신호의 양이간 강도차를 극대화하고, 강도차 기반의 음원 분리 기법을 적용한다. 제안된 기법의 성능을 검증하기 위하여 stereo audio source separation evaluation campaign (SASSEC)에서 제공하는 객관적 성능평가 지표인 source-to-distortion ratio (SDR), source-to-interference ratio (SIR), sources-to-artifacts ratio (SAR)을 측정하였다. 측정한 결과, 음원 분리 기법에 빔형성기까지 적용한 결과가 높은 성능을 보인 것으로 평가되었다.