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이균경,이수형 경북대학교 전자기술연구소 1999 電子技術硏究誌 Vol.20 No.1
Most of the research on the target motion analysis(TMA) is concentrated on the performance analysis of the state estimation algorithms and the observability of target states. However, the research on the observer maneuver pattern is limited, In this paper, we analyse TMA performance considering covariance of the bearing measurements, restriction on the observer motion, and underwater acoustic condition which may arise in the real environment. As a result, we propose an effective observer maneuver pattern.
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대수적 경로 추종에 의한 근거리 표적의 수동형 위치 추정
이종환,이균경 한국음향학회 1998 韓國音響學會誌 Vol.17 No.4
이 논문에서는 등간격 선배열 감지기를 사용하여 근거리 표적의 위치 추정을 하는 연산량이 적은 효과적인 대수적 경로 추종 알고리듬을 제안하였다. 원거리 표적의 방위각 추적 알고리듬으로 근거리 표적의 방위각을 추정하면 추정된 방위각은 실제 근거리 표적의 방위각과 거리의 대수적 관계식으로 주어짐을 보였다. 2차원 MUSIC스펙트럼의 극대값을 찾기 위하여 두 개의 결합된 2차원 다항식으로부터 구한 경로를 추종하는 기존의 방식대신 에 이 대수적 관계식을 경로로 사용한다. L개의 감지기에 M개의 표적 신호가 도달하는 경 우, 제안한 알고리듬은 대수적 경로를 따라 M번의 1차원 탐색을 하므로 2차원 다항식으로 부터 경로를 구하여 2L-2번의 1차원 탐색을 하는 기존의 경로 추종 알고리듬보다 연산량을 줄일 수 있다.
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비접촉식 생체 레이더를 위한 짧은 윈도우와 낮은 SNR기반의 초정밀도 주파수 추정에 대한 연구
김상동,이균경 대한전자공학회 2018 전자공학회논문지 Vol.55 No.2
This paper proposes an improved low signal-to-noise ratio (SNR) super-accuracy spectral estimator with a short window time for noncontact vital radar as a diagnostic tool of sleep apnea and other respiratory disorders. In vital radar, it is important that the Doppler frequency has high accuracy to measure the heart and respiration rates of the human body. However, for vital radar, in order to obtain high accuracy, various limited problems must be solved. In particular, because of smearing problems caused by limited data length and low SNR environments of the heartbeat signal, conventional fast Fourier transform (FFT) suffers from decreased performance. To improve the parameters of radar measurement data such as the accuracy of Doppler spectrum, many super-accuracy subspace-based algorithms, e.g., the estimation of signal parameters by rotational invariance technique (ESPRIT), have been proposed. However, in a low SNR, the super-accuracy algorithm has decreased performance in estimating the parameters. In this paper, the combination of a sharp fixed filter, an adaptive LMS filter, and the ESPRIT was designed to maintain the performance of the Doppler spectral estimation in a low SNR environment. From the Monte-Carlo simulation results and experimental results with a heartbeat SNR of -3 dB, the RMSE of the proposed method is about 13 times lower than that of the conventional ESPRIT method. 본 논문은 수면 무호흡 및 다른 호흡기 질환의 진단 도구로서 비접촉식 생체 레이더에 대한 짧은 윈도우 시간과 낮은 SNR(Signal-Noise Ratio)기반의 초정밀도 스펙트럼 추정기를 제안한다. 생체 측정 레이더에서, 도플러 주파수는 인체의 심장박동 및 호흡을 측정하는 데 있어 높은 정확도를 갖는 것이 중요하다. 그러나, 생체 레이더가 높은 정확도를 갖기 위해서는 다양한 제한적인 문제를 해결해야만 한다. 특히, 심장박동 신호의 제한된 데이터 길이 및 낮은 SNR 환경에 의해 야기된 뭉개짐(smearing) 문제 때문에, 종래의 FFT(Fast Fourier Transform)의 성능이 저하된다. 도플러 스펙트럼의 정확성과 같은 레이더 측정 데이터의 파라미터를 개선하기 위해, ESPRIT(Estimation of Signal Parameter via Rotational invariance Techniques)에 의한 신호 파라미터의 추정과 같은 많은 초정밀 부분 공간 기반 알고리즘이 제안되었다. 그러나, 낮은 SNR에서 초정밀도 알고리즘은 매개 변수를 추정할 때 성능이 저하된다. 본 논문에서는 낮은 SNR 환경에서 도플러 스펙트럼 추정의 성능을 유지하기 위해 예리한 고정 필터, 적응형 LMS(Least Mean Square) 필터 및 ESPRIT의 조합을 설계하였다. Monte-Carlo 시뮬레이션 결과와 심장박동 신호의 SNR이 -3 dB 인 실험 결과로부터 제안 된 방법의 RMSE (Root Mean Square Error)는 기존의 ESPRIT 방법보다 약 13 배 정도 낮음을 알 수 있다.
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원근 혼합환경에서 간단한 닫힌 형식을 이용한 단일 음원 위치 추정 기법
정태진,이균경,Jung, Tae-Jin,Lee, KyunKyung 한국음향학회 2016 韓國音響學會誌 Vol.35 No.1
본 논문에서는 상관함수와 최소자승 기법에 기반하여 단일 음원의 위치가 원거리 혹은 근거리 모두 가능한 경우, 이에 상관없이 닫힌 형태로 위치를 추정하는 기법을 제안한다. 최근 균일 환영 배열에서 상호상관함수를 이용하여 원거리 단일 음원의 위치를 2차원으로 추정하는 기법이 제안되었으며, 이를 확장하여 근거리 단일 음원의 위치를 3차원으로 추정하는 기법이 제안되었다. 그러나 기존 기법은 음원의 위치가 원거리, 혹은 근거리로 제한된 상황만 다루고 있다. 반면 제안 기법은 먼저 원거리 음원으로 가정하여 거리 독립적으로 방위와 고각을 구하고 이후 거리 추정에서 원거리와 근거리 음원을 구분하여 혼합 환경에 적용가능하다. 시뮬레이션에서는 두 가지 경우 모두에 대해 실험하여 제안 기법의 타당성을 검증하였다. Based on correlation and least square method, a closed-form algorithm for estimating the location of mixed far-field and near-field source is presented using the Uniform Circular Array (UCA). Recently, for a homogeneous circular arrangement case, a correlation based closed-form algorithm is proposed to estimate 2-D angle (azimuth, elevation) and the extended algorithm is proposed to 3-D location (azimuth, elevation, range). These algorithms assume the far-field source or near-field source only. Therefore, for mixed source localization, the proposed algorithm estimates source location with the assumption of far-field source, and then estimates the range to distinguish the far-field from the near-field source. For both cases, numerical experiments have been performed, which confirmed the validity of the proposed algorithm.
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이종환,이균경,김인익,정상문 경북대학교 전자기술연구소 1997 電子技術硏究誌 Vol.18 No.1
Coherent signals invalidates the direct application of DOA's estimation using noise subspace based eigendecomposition methods. In this paper, we point out some problems of the algorithm proposed by Kim et al. in the case of coherent signals and we improve it by using spatial smoothing processing. The proposed algorithm obtains similar resolution capability with less calculation burden compared to that of WSF algorithm. When the sources have different power, we propose modified WSF algorithm to save calculation burden. Computer simulations are performed to verify the proposed algorithm.
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다중경로환경에서 바닥고정형 선배열센서를 이용한 근거리표적의 위치추정기법
이수형,류창수,이균경 한국음향학회 2000 韓國音響學會誌 Vol.19 No.7
본 논문에서는 바닥고정형 선배열센서를 이용하여 다중경로 신호를 이용한 근거리표적의 위치추정 알고리즘을 제안하였다. 다중경로를 통하여 근거리 표적의 신호가 센서에 도달하는 경우 각 신호의 원추각이 다르므로 신호들의 원추각과 시간차를 추정해서 3차원 표적의 위치를 추정할 수 있다. 원거리표적으로 가정하고 추정한 원추각과 신호들의 시간차에 대한 관계식을 유도하였으며 이들을 연립하여 표적의 위치를 추정하였다. 그러나 표적이 위치한 기하학적인 위치에 따라 신호들의 원추각이 거의 같아지는 지점이 존재한다. 이 경우 부가적인 1차원 탐색으로 표적의 위치를 추정하였다. In this paper, we propose a near-field target localization algorithm using a bottom-mounted linear sensor amy in a multipath environment. In a multipath environment, the conic angles of a target signals through each path are different, and the position of the target can be estimated using these conic angles and the time difference of these signals. We derive equations on the relation of time-difference of signals and conic angles estimates under the far-field assumption, and estimate the position of target by simultaneously solving these equations. For a certain geometry of a target and the sensor array, there exist cases when the conic angles are very close. In such a case, we estimate the position of the target using an additional 1-D search.
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