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- 저자 : 도대원(Do Dae-Won) (검색결과 12 건)
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소나시스템 비분리 평면센서배열의 효율적인 분리 가중치 기법
도대원(Dae-Won Do),김우식(Woo-Sik Kim),이동훈(Dong-Hun Lee),김형문(Hyung-Moon Kim),최상문(Sang-Moon Choi) 대한전자공학회 2013 전자공학회논문지 Vol.50 No.5
평면센서배열을 사용하는 소나시스템에서 송수신빔을 수평, 수직방향으로 분리하여 형성할 수 있다면, 빔형성에 필요한 연산량과 공간을 줄일 수 있는 장점들이 있다. 하지만 일반적으로 소나시스템에서 사용되는 평면센서배열은 공간상 수평, 수직방향으로 분리되지 않는다. 따라서 기존의 수평, 수직방향 분리 가중치를 이용하여 송수신빔을 분리하여 형성하면 목표로 하는 수평, 수직 빔 특성과 차이가 발생된다. 본 논문에서는 공간상 분리가 되지 않는 평면센서배열에 대해 효과적으로 분리된 수평, 수직 가중치를 적용하여 목표로 하는 수평, 수직 빔 특성을 얻기 위한 새로운 기법을 제안하였다. 제안한 기법은 평면센서 배열의 수평, 수직방향으로 영향을 미치는 유효센서수를 구해 분리된 수평, 수직 가중치에 적용시킨다. 이를 통해 목표로 하는 수평, 수직 가중치의 오차 합이 최소화되도록 반영시킴으로써 각 방향으로 목표로 하는 빔 특성을 가지도록 한다. When a beamforming can be processed separately in horizontal and vertical directions with the planar arrays used in sonar systems, there are several merits such as that practically reduce the required computations and volumes. However, the common planar arrays used in sonar systems are generally non-separable, so the beamforming with separable weighting results in the differences between the desired beam characteristics and the resultant beam characteristics. In this paper, we propose a new separable weighting method which can achieve the wanted beam characteristics by using the separable weights in horizontal and vertical directions for the non-separable planar arrays. In order to achieve the wanted beam characteristics, the proposed method minimizes the differences between the desired weights and the resultant weights based on the number of effective sensors in horizontal and vertical directions of the planar arrays.
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소나시스템 비분리 평면센서배열의 효율적인 분리 가중치 기법
도대원,김우식,이동훈,김형문,최상문,Do, Dae-Won,Kim, Woo-Sik,Lee, Dong-Hun,Kim, Hyung-Moon,Choi, Sang-Moon 대한전자공학회 2013 전자공학회논문지 Vol.50 No.11
평면센서배열을 사용하는 소나시스템에서 송수신빔을 수평, 수직방향으로 분리하여 형성할 수 있다면, 빔형성에 필요한 연산량과 공간을 줄일 수 있는 장점들이 있다. 하지만 일반적으로 소나시스템에서 사용되는 평면센서배열은 공간상 수평, 수직방향으로 분리되지 않는다. 따라서 기존의 수평, 수직방향 분리 가중치를 이용하여 송수신빔을 분리하여 형성하면 목표로 하는 수평, 수직 빔 특성과 차이가 발생된다. 본 논문에서는 공간상 분리가 되지 않는 평면센서배열에 대해 효과적으로 분리된 수평, 수직 가중치를 적용하여 목표로 하는 수평, 수직 빔 특성을 얻기 위한 새로운 기법을 제안하였다. 제안한 기법은 평면센서 배열의 수평, 수직방향으로 영향을 미치는 유효센서수를 구해 분리된 수평, 수직 가중치에 적용시킨다. 이를 통해 목표로 하는 수평, 수직 가중치의 오차 합이 최소화되도록 반영시킴으로써 각 방향으로 목표로 하는 빔 특성을 가지도록 한다. When a beamforming can be processed separately in horizontal and vertical directions with the planar arrays used in sonar systems, there are several merits such as that practically reduce the required computations and volumes. However, the common planar arrays used in sonar systems are generally non-separable, so the beamforming with separable weighting results in the differences between the desired beam characteristics and the resultant beam characteristics. In this paper, we propose a new separable weighting method which can achieve the wanted beam characteristics by using the separable weights in horizontal and vertical directions for the non-separable planar arrays. In order to achieve the wanted beam characteristics, the proposed method minimizes the differences between the desired weights and the resultant weights based on the number of effective sensors in horizontal and vertical directions of the planar arrays.
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수중 음향통신에서 위상고정루프와 결합된 등화기의 성능분석
김승환,김인수,도대원,고석준,Kim, Seunghwan,Kim, In Soo,Do, Dae-Won,Ko, Seokjun 한국음향학회 2022 韓國音響學會誌 Vol.41 No.2
In this paper, the performance of joint equalizer and phase-locked loop in underwater communications is analyzed. In the channel where the Doppler frequency exists, it is difficult to recover the transmitted data only by the equalizer. To compensate for the Doppler frequency, the phase-locked loop is used. For removing the time-varying multipath and the Doppler frequency simultaneously, the equalizer and the phase-locked loop operate jointly. Also, if the initial Doppler frequency error obtained by Fast Fourier Transform (FFT) is compensated, the convergence speed of the joint equalizer and phase-locked loop can be improved. To verify the performance, lake and sea experiments were conducted. As a result, it was showed that the joint equalizer and phase-locked loop converges sufficiently in the preamble (known data) period regardless of whether the Doppler frequency is compensated or not. And, the bit error in random data period is not occurred. However, we can increase the convergence speed of the equalizer more than twice through the compensation of Doppler frequency.
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수중 음향통신에서 binary phase shift keying신호의 프레임동기 방법
양경필,김완진,도대원,고석준,YANG, Gyeong-pil,KIM, Wan-Jin,DO, Dae-Won,KO, Seokjun 한국음향학회 2022 韓國音響學會誌 Vol.41 No.2
In this paper, a frame synchronization structure for the Binary Phase Shift Keying (BPSK) modulation method in underwater acoustic communication was proposed. The proposed frame synchronization structure is largely divided into two. First, the approximate position and frequency offset of the frame are obtained by non-coherent correlation and sliding Fast Fourier Transform (FFT) method. Second, after compensating for the frequency error to the received signal, the exact position of the frame is obtained by coherent correlation method. Maritime experiments were conducted to confirm the performance of the 2-STEP frame synchronization structure. It was showed that the limitations of the non-coherent correlation and sliding FFT method can be verified when the power of the received signal was greatly reduced due to the channel characteristics. As a result, stable frame synchronization could be obtained by compensating for the frequency error and then using the coherent correlation method.
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협대역 소나시스템에서 도플러 천이에 강인한 고속 LFM 표적 검출기법
최상문(Sang-Moon Choi),도대원(Dae-Won Do),김우식(Woo-Sik Kim),이동훈(Dong-Hun Lee),김형문(Hyung-Moon Kim) 대한전자공학회 2014 전자공학회논문지 Vol.51 No.8
LFM 신호를 이용하여 속도가 변화하는 표적의 존재 유무를 검출하는 기존의 소나시스템에서는 다수의 LFM 도플러 상관기를 통해 얻은 결과들을 시간상에서 정렬시킨 후 최대값을 테스트 셀로 선택하여 사용한다. 이때 정밀한 표적 검출을 하기 위해서는 많은 수의 LFM 도플러 상관기들이 필요하며, 이로 인해 요구되는 연산량과 메모리도 역시 증가하게 되어 정밀한 LFM 표적 검출기를 실제 구현하는 것을 어렵게 한다. 본 논문에서는 LFM 신호를 사용하는 소나시스템에서 표적 속도 변화에 강인하면서도 고속으로 표적 존재 유무를 검출하기 위한 새로운 기법을 제안하였다. 제안하는 기법에서는 많은 수의 LFM도플러 상관기들의 정렬된 결과를 합하여 테스트 셀을 만들었으며, 이를 통해 SNR을 향상시킬 뿐만 아니라 표적 속도 변화에 강인한 SNR 값을 제공하여 검출기의 성능을 향상시킨다. 또한 제안하는 기법은 많은 수의 LFM 도플러 상관기들의 정렬된 결과를 합하는 과정을 하나의 합필터로 구현하여 연산량을 획기적으로 줄임으로써 표적을 고속으로 검출할 수 있게 하였다. In a conventional sonar system, which uses LFM signal for detecting targets with varying speed, the results of multiple LFM Doppler correlators are aligned and the maximum alined result are selected as a test cell for detecting targets. As the number of the LFM Doppler correlators are increased for accurate target detection, as the required computational complexity and the memory are also increased. This fact makes it difficult to implement the accurate LFM target detector. In this paper, we propose a new fast target detection which is robust for the variation of target speed. Because the proposed method uses the summation of alined results of large numbers of LFM Doppler correlators, the proposed method increase SNR and provide robust SNR for the variation of target speed. And the proposed method can provide very fast target detection by implementing the process, the summation of alined results of large numbers of LFM Doppler correlators, as one summation filter.
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능동 소나 시스템에서 HFM 펄스의 확장 레플리카 상관기를 이용한 고속 광대역 능동탐지 및 도플러 추정 기법
신종우(Jong-Woo Shin),김완진(Wan-Jin Kim),도대원(Dae-Won Do),이동훈(Dong-Hun Lee),김형남(Hyoung-Nam Kim) 대한전자공학회 2014 전자공학회논문지 Vol.51 No.8
최근 능동 소나 시스템은 다중 목표물 탐지가 가능하도록 높은 거리 분해능을 얻기 위해 협대역 시스템에서 광대역 시스템으로 발전하고 있다. 하지만, 목표물 탐지 및 파라미터 추정 등의 성능 향상을 위해서는 광대역 신호처리가 요구되며, 이로 인해 연산량의 증가가 불가피하다. 본 논문에서는 hyperbolic frequency modulation (HFM) 펄스를 사용하는 광대역 능동소나 시스템에서 연산량의 증가를 최소화 하면서도 고속으로 목표물의 탐지 및 속도정보 추정을 할 수 있도록, 확장 레플리카를 이용한 광대역 HFM 탐지기 설계 방법을 제안한다. 모의실험을 통해 제안된 방법이 기존의 필터뱅크를 이용한 광대역 소나 탐지기법에 비해 탐지 및 도플러 추정에서 약간의 성능 열화가 있지만, 연산량 측면에서 매우 우수함을 보인다. In recent SONAR (sound navigation and ranging) systems, wideband active SONAR systems has received more attention than narrowband SONAR systems due to the remarkable detection performance in terms of range resolution. However, the wideband SONAR systems usually requires a huge amount of computational burden in order to achieve their own superiority. To cope with this drawback of the wideband SONAR systems, this paper proposes a fast target detection and velocity estimation method using an extended replica in wideband hyperbolic frequency modulation active SONAR system. Computer simulation shows that the proposed method can be implemented by a highly reduced computational complexity with a little performance degradation in target detection and velocity estimation compared to the conventional filter bank method.
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비균질 환경에 강인한 검출기를 위한 변동 지수 CFAR의 성능 향상
신종우(Jong-Woo Shin),김완진(Wan-Jin Kim),도대원(Dae-Won Do),이동훈(Dong-Hun Lee),김형남(Hyoung-Nam Kim) 大韓電子工學會 2012 電子工學會論文誌-TC (Telecommunications) Vol.49 No.3
레이더 및 소나와 같은 탐지 시스템에서 잡음 환경은 균질 (homogeneous) 환경과 비균질 (heterogeneous) 환경으로 구분되며 비균질 환경은 간섭 신호 환경 (target masking)과 클러터 경계 환경 (clutter edge)으로 모델링 할 수 있다. VI (variability index) CFAR (constant false alarm rate)는 이러한 다양한 잡음 환경에 강건한 표적신호 탐지 성능의 확보를 위한 방법으로서, mean-level CFAR 알고리즘들 중에서 주어진 잡음 환경에 최적화된 기법을 선택하는 방법이다. 하지만, VI CFAR의 경우클러터 잡음 경계 환경과 간섭 신호 환경에서 검출 확률이 저하되는 단점을 보인다. 이를 극복하기 위해, 본 논문에서는 TM(trimmed mean) CFAR와 sub-window를 이용하여 비균질 환경에 의한 검출 확률의 저하를 최소화시키는 방법을 제안한다. 모의 전산 실험 결과에 따르면, 제안된 알고리즘은 기존의 VI CFAR 및 단일 CFAR 알고리즘에 비해 간섭 신호 환경과 클러터 경계 환경에서 검출 확률 및 오경보 확률 측면에서 우수한 성능을 보인다. In RADAR and SONAR detection systems, noise environment can be classified into homogeneous and heterogeneous environment. Especially heterogeneous environments are modelled as target masking and clutter edge. Since the variability-index (VI) CFAR, a composed CFAR algorithm, dynamically selects one of the mean-level algorithms based on the VI and the MR (mean ratio) test, it is robust to various environments. However, the VI CFAR still suffers from lowered detection probabilities in heterogeneous environments. To overcome these problems, we propose an improved VICFAR processor where TM (trimmed mean) CFAR and a sub-windowing technique are introduced to minimize the degradation of the detection probabilities appeared in heterogeneous environments. Computer simulation results show that the proposed method has the better performance in terms of detection probability and false alarm probability compared to the VI CFAR and single CFAR algorithms.
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