시간영역 및 주파수영역 블럭적응 여파기에 관한 연구 : 제1부- 구현방법

이재천,은종관,Lee, Jae-Chon,Un, Chong-Kwan 한국음향학회 1988 韓國音響學會誌 Vol.7 No.4

블럭적응 여파기는 구현시에 고속푸리에변환 기법을 이용하면 계산량을 대폭 줄일 수 있음이 밝혀져서 연구자들의 관심을 끌어 왔다. 본 논문은 2편으로 구성되어 있는데, 제 1 부에서는 블럭적응 여파기의 여러가지 구현방법을 연구하고 제 2 부에서는 성능분석의 결과들을 논의하고 있다. 블럭적응 여파기의 계수가 최적해를 추적하도록 하는 적응알고리즘은 시간영역 또는 주파수영역에서 동작하게 할 수 있는데 이를 각각 시간영역 및 주파수영역 블럭적응 여파기로 부른다. 특히 제 1 부에서는 이들 두 구조 사이의 공통점 및 대비 관계를 명확하게 할 것이다. 구체적으로 제 1 부에서는 먼저 overlap-add 방식에 의한 고속 구현방법과 정수론적 변환 기법에 의한 효율적인 구현방법에 관한 새로운 결과들을 발표한다. 그리고 나서 계수 설계시에 주파수영역의 정보를 주파수대역마다 차등으로 적용하는 방법과 여파기 계수의 최적해 추정에 있어서 수렴시간 단축을 위한 self-orthogonalization방법을 주파수영역은 물론 시간영역 블럭적응 여파기들에도 적응할 수 있음을 보인다. 다음으로 계수의 블럭적응을 위한 입출력데이터 블럭분할 방법의 특질에 근거해서 고속푸리에변환 연산을 (부분적으로) 생략할 수 있는 비제약 주파수영역 블럭적응 여파기에 관해서 논의한다. 제 1 부의 마지막으로 여러가지 여파기 상수값들과 서로 다른 알고리즘들이 여파기 수렴특성에 미치는 영향을 컴퓨터 시뮬레이션을 통해서 조사한 결과를 발표한다. In this work we study extensively the structures and performance characteristics of the block least mean-square (BLMS) adaptive digital filters (ADF's) that can be realized efficiently using the fast Fourier transform (FFT). The weights of a BLMS ADF realized using the FFT can be adjusted either in the time domain or in the frequency domain, leading to the time-domain BLMS(TBLMS) algorithm or the frequency-domain BLMS (FBLMS) algorithm, respectively. In Part Ⅰof the paper, we first present new results on the overlap-add realization and the number-theoretic transform realization of the FBLMS ADF's. Then, we study how we can incorporate the concept of different frequency-weighting on the error signals and the self-orthogonalization of weight adjustment in the FBLMS ADF's , and also in the TBLMS ADF's. As a result, we show that the TBLMS ADF can also be made to have the same fast convergence speed as that of the self-orthogonalizing FBLMS ADF. Next, based on the properties of the sectioning operations in weight adjustment, we discuss unconstrained FBLMS algorithms that can reduce two FFT operations both for the overlap-save and overlap-add realizations. Finally, we investigate by computer simulation the effects of different parameter values and different algorithms on the convergence behaviors of the FBLMS and TBLMS ADF's. In Part Ⅱ of the paper, we will analyze the convergence characteristics of the TBLMS and FBLMS ADF's.

시간영역 및 주파수영역 블럭적응 여파기에 관한 연구 : 제 2 부- 성능분석

이재천,은종관,Lee, Jae-Chon,Un, Chong-Kwan 한국음향학회 1988 韓國音響學會誌 Vol.7 No.4

본 연구의 제 1 부에서는 통일된 행렬표현 기법을 통하여 여러가지 블럭적응 여파기 구현방법들을 도출할 수 있음을 보였다. 제 2 부에서는 여러 주파수영역 블럭적응 여파기들 중에서도 수렴속도가 매우 빠른 self-orthogonalizing 알고리즘과 계산량이 대폭 감소되는 비제약 알고리즘의 수렴특성들을 overlap-save 및 overlap-add 블럭데이타 분할방법에 대해서 분석한다. 먼저, 수렴인자가 상수일 때와는 달리, 앞에서 언급한 두 주파수영역 여파기들이 공통의 자기상관행렬의 지배를 받기 때문에 수렴특성 분석에 있어서 서로 밀접한 관련이 있음을 보인다. 다음으로 여파기 계수의 수효가 충분히 클 때, 주파수영역 블럭적응 여파기는 계수적응 알고리즘에서 제약의 유무에 관계없이 동일한 최적해를 가짐을 보인다. 그리고 나서 비제약 알고리즘의 계수들은 적절한 조건하에서 원래의 제약알고리즘과 같이 동일한 최적해에 수렴함을 증명한다. 이에 반하여, 최소자승오차 관점에서의 성능분석 결과는 제약을 풀었을 경우에 정상상태에서 약간의 성능저하가 있음을 밝혀낸다. 한편으로 계수의 수효가 작을 때는 원래의 제약 알고리즘은 심한 성능저하를 초래하는 반면에 비제약 알고리즘은 제약의 제거를 통해 상대적으로 계수의 수효가 증가한 효과 대문에 훨씬 좋은 수렴특성을 가짐을 보인다. 또한 self-orthogonalizing 주파수영역 블럭적응 여파기의 자기상관행렬이 주파수 영역에서 대각행렬로 됨을 보여 줌으로써 효율적으로 수렴시간을 단축시키는 구현방법임을 뒷받침한다. In Part Ⅰ of the paper, we have developed various block least mean-square (BLMS) adaptive digital filters (ADF's) based on a unified matrix treatment. In Part Ⅱ we analyze the convergence behaviors of the self-orthogonalizing frequency-domain BLMS (FBLMS) ADF and the unconstrained FBLMS (UFBLMS) ADF both for the overlap-save and overlap-add sectioning methods. We first show that, unlike the FBLMS ADF with a constant convergence factor, the convergence behavior of the self-orthogonalizing FBLMS ADF is governed by the same autocorrelation matrix as that of the UFBLMS ADF. We then show that the optimum solution of the UFBLMS ADF is the same as that of the constrained FBLMS ADF when the filter length is sufficiently long. The mean of the weight vector of the UFBLMS ADF is also shown to converge to the optimum Wiener weight vector under a proper condition. However, the steady-state mean-squared error(MSE) of the UFBLMS ADF turns out to be slightly worse than that of the constrained algorithm if the same convergence constant is used in both cases. On the other hand, when the filter length is not sufficiently long, while the constrained FBLMS ADF yields poor performance, the performance of the UFBLMS ADF can be improved to some extent by utilizing its extended filter-length capability. As for the self-orthogonalizing FBLMS ADF, we study how we can approximate the autocorrelation matrix by a diagonal matrix in the frequency domain. We also analyze the steady-state MSE's of the self-orthogonalizing FBLMS ADF's with and without the constant. Finally, we present various simulation results to verify our analytical results.

국방획득사업에서 SE 기반 설계 산출물 생성에 관한 연구

김재철(Jae-Chul Kim),이재천(Jae-Chon Lee),조준용(Joon-Yong Cho),이재철(Jae-Cheul Lee) 한국통신학회 2010 韓國通信學會論文誌 Vol.35 No.11

무기체계개발에서 제약사항 분석을 통한 상용부품(COTS) 적용 방안 연구

이태형(Lee, Tae-Hyung),이재천(Lee, Jae-Chon) 한국산학기술학회 2013 한국산학기술학회논문지 Vol.14 No.4

무기체계에 상용부품을 적용하는 개념인 COTS (Commercial-Off-The-Shelf)는 국방기술이 민수기술을 선도 하던 시기에 크게 호응을 얻지 못했다. 그러나 IT기술의 급속한 성장과 민수산업의 빠른 확장은 짧은 시간에 저가의 대량생산 체계를 갖추게 되었고, 비용과 일정의 장점이 부각되면서 민수분야에 생산되는 부품들이 무기체계에 적용되 었다. 민수기술이 국방 무기체계에 사용되기 위해서는 전투 환경의 극한 제약사항에서 성능을 보장할 수 있어야 한 다. 일반적으로 상용부품은 설계 및 생산에 대한 요구조건이 군용과 비교하여 다르기 때문에 근본적인 한계가 있다. 따라서, 상용부품이 무기체계에 사용되기 위해서는 시스템공학적 접근을 통한 확인이 요구된다. 본 연구에서는 무기 체계에 COTS를 적용하기 위한 방안으로 해양 무기체계 특성에 적합한 프로세스와 제약사항 분석방안을 제시하였다. 해양 무기체계의 제약사항을 일반 환경 및 특수 환경 제약사항으로 구분하고 세부적인 프로세스를 제시하였으며, 시 장에서 이러한 제약사항에 적합한 제품을 선택할 때 유용한 도구를 제시하였다. 마지막으로 COTS의 해양 무기체계 적용을 위한 사례연구로 전투함 전기시스템의 COTS 적용 및 제약사항 분석 결과를 확인하였다. As a concept that commercial parts are applied to weapon systems, Commercial Off-The-Shelf(COTS) was not well-received at a time when defense technology led commercial technology. However, the exponential growth of IT and the rapid expansion of commercial industry have made possible to make the cost low through mass production system within a short period, and the benefit of cost and schedule has been highlighted, triggering commercial parts to be applied to weapon systems. In order for commercial technology to be used in defense weapon systems, its performance in an extremely restricted condition of combat environment should be guaranteed. Generally, commercial parts have fundamental limitation in that the design and production requirements for commercial parts are different from those for the military. Therefore, it is required to confirm that commercial parts can be used for weapon systems through the approach of system engineering. This study presents the process tailored to characteristics of marine defense system and the method of analyzing its restricted condition in order to apply COTS to marine defense system. The study classifies the restricted conditions into general and special environments, suggests detailed process, and suggests useful tools to select appropriate items adapted to these restricted conditions in the commercial market. Lastly, as a case study for COTS applied to marine defense system, the study finds out the analysis results of application of COTS and restricted conditions of the warship electric system.

조직의 SEPMC 자체 평가에 유용한 참조기준 개발

최영길,이재천,Choi, Young Gil,Lee, Jae Chon 한국시스템엔지니어링학회 2012 시스템엔지니어링학술지 Vol.8 No.2

In modern systems, the operational capability of the system to the user needs is expanding rapidly to accommodate the size of the system, functionality, and interfaces are becoming increasingly complex. Accordingly, the systematic practice of project management and systems engineering in the system development process, as an important element in successful systems development is recognized. EIA/ANSI 632, ISO/IEC15288, the leading international standard for systems engineering and is the leading international standard on project management PMBOK. CMMI is also contains information about the activities of project management and systems engineering and worldwide basis to assess the maturity of an organization's ability to develop system being used. But CMMI model is too complex of structure and there are many overlap parts of contents. So there are many problems for members of organization understanding all of CMMI model, applying organization and, achieving improvement activity. In this study, through the analysis and integration between the model and the related standard coverage activities essential for successful systems development in organizations that require systems engineering and project management capabilities(SEPMC) for self-assessment and continuous improvement activities to provide useful reference guideline.

통합형 구조의 감시정찰 영상장비에서 자북의 위치 정확도 개선에 관한 연구

신영돈,이재천,Shin, Young-Don,Lee, Jae-Chon 대한전자공학회 2013 전자공학회논문지 Vol.50 No.6

감시정찰용 영상장비는 표적의 형상을 실시간으로 관측하거나, 표적의 위치를 정밀하게 측정하여 신뢰성 있는 위치정보를 제공하는 장비로서 정보 지식 기반의 현대 무기체계에서 필수적인 장비로 발전하고 있다. 운용 방식도 고정형, 차량형, 복합형 등으로 운용되고 있고, 또한 운용 개념에 따라 다양한 센서들이 여러 형태의 기구 구조로 제작되어 장/탈착이 용이한 분리형 일체형 기구 구조로 형상화된 통합형 형태로 제작되고 있다. 통합형 구조에 사용되는 다양한 센서들의 핵심부품 들은 자성을 띠고 있기 때문에 위치 측정에 사용되는 디지털 나침반에 영향을 준다. 따라서 정확한 기준점 산출에 부정적인 영향을 미칠 수 있다. 이러한 물리적 자성의 영향을 줄이기 위해 차폐제 사용이 제안되었지만, 선호도가 높은 통합형 구조에서는 장비의 무게, 휴대성 때문에 차폐제의 활용이 제약을 받는다. 본 논문에서는 통합형 구조에서 디지털 나침반을 사용할 경우의 정확한 위치측정 알고리즘에 관하여 연구하였다. 구체적으로, 부품의 장착 위치에 따른 선행 모델링을 통해 차폐제를 사용하지 않은 경우의 사례에 대해 연구하였다. 또한 시스템이 PAN & Tilt와 같이 이용된다는 점에도 착안하여, 수동으로 수행하는 기존의 정치 방식을 자동으로 수행할 수 있는 알고리즘을 제안하였다. 결과적으로 기존의 방위각 중심의 6지점 정치를 방위각과 고각에 따라 12지점을 측정함으로써 측정 범위는 넓히고, 측정시간은 줄이고, 운용자가 측정 중 발생 할 수 있는 영향성을 최소화 할 수 있는 기법임을 확인하였다. The surveillance imaging equipments are functioning to observe the shape of the target in real time or to measure its location precisely. The roles of such equipments are becoming more important in today's weapon systems.The aforementioned imaging equipments can be classified based on the modes of operations such as fixed, installed on cars, or composite of those. Also, according to different concepts of sensor operation, a separate type uses independent housing for each sensor whereas in a composite type a set of multiple sensors are housed into a unit altogether. The sensors in general have magnetism, thereby introducing the possible negative effects, particularly in the composite types, in locating the reference position, which is carried out by the digital compass. The use of shielding material/housing could be an option but results in increased weight and reduced portability, restricting its use in composite type equipments. As such, the objective of this paper is to study on how to reduce such magnetic effects on the position location. To do so, in the absence of magnetic shielding, a variety of sensor positions were first modeled. By combing the result with the fact that the functions of PAN & Tilt are used in the equipments, a new position location algorithm is proposed. The use of the new algorithm can automate the position location process as compared to the manual process of the existing approach. In the algorithm developed, twelve locations are measured in connection with both the azimuth and elevation angles in comparison to the six locations alone around the azimuth angle. As a result, it turns out that the measurement range has been widened but the measurement time reduced. Also, note that the effect of errors the operators may make during measurement could be reduced.

전자전장비 개발에서 종합군수지원 요구사항의 효과적 관리를 위한 계층적 모델

김기백,이재천,Kim, Ghi-Back,Lee, Jae-Chon 한국군사과학기술학회 2010 한국군사과학기술학회지 Vol.13 No.5

Requirements management is one of the most essential activities of systems engineering in developing successful weapon systems. Particularly it is very important to consistently manage the traceability among the user requirements, the system requirements, the development specifications and the testing plans throughout the entire life cycle of the weapon system. However, the most part of requirements-related activities has centered around the functional and performance requirements but the integrated logistics support(ILS) requirement has not properly been managed. In this regard, a special attention is needed to develop and manage the ILS requirements. To do so, the ANSI/EIA-632 standard can be referred as a starting point since the ILS requirements of the weapon system under development are specified by the enabling products whereas the functional and performance requirements are covered by the end product requirements. Specifically, we first review and model several cases of previous weapon systems development, which reveals the problem of interest. Then, under the framework of ANSI/EIA-632, we study a hierarchical model for effectively managing ILS requirements by analyzing the features of ILS requirements. Finally, the value of the proposed model is discussed through the case study of electronic warfare equipment.

복수정현파 소음제거를 위한 Filtered-x LMS 알고리듬의 수렴 특성에 관한 연구

이강승,이재천,윤대희,강영석,Lee, Kang-Seung,Lee, jae-Chon,Youn, Dae-Hee,Kang, Young-Suk 한국음향학회 1995 韓國音響學會誌 Vol.14 No.2

Filtered-x 최소 평균 제곱(LMS:Least Mean Square) 적응 필터가 능동 소음 제거에 사용될 때 적응 필터 출력과 오차신호 사이의 전달 특성 추정이 요구된다. 본 논문은 소음이 복구 정현파(multiple sinusoids) 신호로 구성될 때 filtered-x 적응 소음 제거 알고리듬을 유도하고 수렴 특성을 이론적으로 분석하였다. 알고리듬의 수렴 분석 결과, 알고리듬에 사용되 파라미터 추정의 부정확성으로 수렴 성능 저하를 가져오는데 위상 추정 오차와 추정 이득에 의하여 특정 지워진다는 사실을 알았다. 특히, filtered-x 최소 평균 제곱 알고리듬의 수렴은 위상 응답 추정의 정확도로부터 많은 영향을 받는다는 것을 보였다. 이 알고리듬에 대한 컴퓨터 모의 실험 결과 이론적인 수렴 분석과 잘 일치함을 보였다. Application of the filtered-x LMS adaptive filter to active noise cancellation requires to estimate the transfer charactersitics between the output and the error signal of the adaptive canceler. In this paper, we derive the filtered-x adaptive noise cancellation algorithm and analyze its convergence behavior when the acoustic noise consists of multiple sinusoids. The results of the convergence analysis of the filtered-x LMS algorithm indicate that the effects of the parameter estimation inaccuracy on the convergence behavior of the algorithm are characterized by two distinct components : Phase estimation error and estimated gain. In particular, the convergence is shown to strongly affected by the accuracy of the phase response estimate. Simulation results are presented to support the theoretical convergence analysis.

SE프로세스를 통한 객체지향 실시간시스템 개발 방법론의 개선에 관한 연구

이병길,이재천,Lee, Byoung Gil,Lee, Jae Chon 한국시스템엔지니어링학회 2006 시스템엔지니어링학술지 Vol.2 No.2

In modern systems technology, increasingly more systems are anticipated to operate in real-time environment. These systems are usually complex to implement since it is not easy to satisfy the real-time requirement for both hardware and software components simultaneously. In this paper, we first review an object-oriented development process that was proposed earlier for software-intensive real-time system using the Unified Modeling Language (UML). We then study how to improve the problems that the UML approach might have. Applying the systems engineering(SE) process yields useful results which include : 1) an improved requirements management over the whole system life-cycle ; 2) a detailed scenario on how to carry out the SE process ; and 3) a conversion process from the text-based requirements to the UML-based graphic ones.

기능 모델의 효과적인 활용을 통한 역공학 프로세스의 개선에 관한 연구

이병길,이재천,Lee, Byoung-Gil,Lee, Jae-Chon 한국군사과학기술학회 2010 한국군사과학기술학회지 Vol.13 No.2

The necessity of the new system development arises in both defence and commercial systems industry either when a breakthrough in technology needs to be realized in the form of a brand-new system or when the existing product already in operation needs to be upgraded to satisfy the increasing stakeholder's requirements. In the latter case, it is not rare that specific system technical specifications on the existing products are not available. The purpose of this study is to investigate how to handle the difficulty when an upgraded system is required to be developed based on the existing product whose detailed technical specifications cannot be obtained. A step-by-step process is described based on the reverse engineering of the existing product. As a result, a logical system model is obtained for the product. The process developed is further enhanced and evaluated by the computer-aided system engineering tool. The resulting logical system model should be helpful in the next phase of the new product development.