APPARATUS AND METHOD FOR ESTIMATING TWO-DIMENSIONAL PARAMETER FOR RADAR

레이더용 2차원 매개 변수 추정 장치 및 그 방법이 개시된다. 레이더용 2차원 매개 변수 추정 방법은 생체 레이더가 출력한 레이더 신호가 타겟에 반사된 반사 신호를 획득하는 단계; 상기 반사 신호에서 호흡 신호와 심박 신호를 분리하는 단계; 호흡 신호에 대한 선형 예측을 수행하고, 선형 예측이 수행된 호흡 신호를 기초로 레이더용 2차원 매개 변수를 추정하는 단계; 및 심박 신호에 대한 선형 예측을 수행하고, 선형 예측이 수행된 심박 신호를 기초로 레이더용 2차원 매개 변수를 추정하는 단계를 포함할 수 있다

Improved low SNR Super-accuracy Spectral Estimator with a Short Window Time for Noncontact Vital Radar

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.2

Underwater Acoustic Source Localization using Closely-spaced Hydrophone Pairs

A lot of array is available to estimate the underwater acoustic source localization. Source position is found by line array like the TASS, frank array using the beamforming and band analysis. In case of, LBL(Long Base Line), SBL(Short Base Line), USBL(Ultra Shortt Base Line) system are widely used for military, industrial purposes by accuracy of estimation take a advantage of pinger. In this study, closely-spaced hydrophone pairs array is proposed for underwater source position estimation. Array is composed of 3 pairs placed on equivalent line that are a coupled of closely-spaced hydrophone. The point of acoustic source is estimated by performing wavefront curvature analysis and geometry analysis[1,2,3]. Proposed array is not affected by multipath signal because of distance between closely-spaced sensor. The validity of the array is confirmed through the simulation which is use the acoustic signal synthesized by eigenray.1

Experimental analysis of underwater acoustic source localization using closely spaced hydrophone pairs

Underwater sound source position is determined using a line array like the TASS, frank array using the beamforming and band analysis. However, performance degradation occurs owing to a multipath environment, which generates incoherent signals. In this paper, a hydrophone array is proposed for underwater source position estimation robust to a multipath environment. For verification of the proposed array, we perform experimental analysis with the conventional array. The proposed system is not affected by a multipath time delay because of the close distance between closely spaced sensors. The array is composed of three pairs of sensors that are a coupled of closely-spaced hydrophone placed on the same line. The source position is estimated by performing generalized cross-correlation (GCC) and wavefront curvature analysis. The validity of the array is confirmed by experiment.ls. In this paper, a hydrophone array is proposed for underwater source position estimation robust to a multipath environment. For verification of the proposed array, we perform experimental analysis with the conventional array. The proposed system is not affected by a multipath time delay because of the close distance between closely spaced sensors. The array is composed of three pairs of sensors that are a coupled of closely-spaced hydrophone placed on the same line. The source position is estimated by performing generalized cross-correlation (GCC) and wavefront curvature analysis. The validity of the array is confirmed by experiment.1

EXPERIMENTAL ANALYSIS OF UNDERWATER ACOUSTIC SOURCE LOCALIZATION USING CLOSELY SPACED HYDROPHONE PAIRS

수중음원의 위치 추정은 예인 선 배열, 선측 배열 등과 같은 수동소나를 이용한 방법이 주로 이용된다. 그러나 다중경로에 의한 신호의 상관관계 저하, 고해상의 빔형성을 포함한 고등의 신호처리로 인한 위치추정에 어려움이 따른다. 본 연구에서 다중경로 신호에 강인하며 간단한 신호처리를 이용하여 음원의 거리와 방위를 추정할 수 있는 센서 배열을 제안하며 시뮬레이션과 실험을 통해 타당성을 분석하였다[1]. 제안하는 센서 배열은 원거리에 위치한 3개의 센서쌍으로구성되며 각 센서쌍은 2개의 근접한 청음기로 구성된다. 센서간의 시간지연은 상호 상관관계를이용하여 얻는다. 시뮬레이션 결과, 제안하는 센서 배열은 10dB 이상의 SNR에서 다중경로 환경에 강인한 위치추정 성능을 보였다. 또한 실험을 통하여 배열의 타당성을 검증하였다. 신호에 강인하며 간단한 신호처리를 이용하여 음원의 거리와 방위를 추정할 수 있는 센서 배열을 제안하며 시뮬레이션과 실험을 통해 타당성을 분석하였다[1]. 제안하는 센서 배열은 원거리에 위치한 3개의 센서쌍으로 구성되며 각 센서쌍은 2개의 근접한 청음기로 구성된다. 센서간의 시간지연은 상호 상관관계를 이용하여 얻는다. 시뮬레이션 결과, 제안하는 센서 배열은 10dB 이상의 SNR에서 다중경로 환경에 강인한 위치추정 성능을 보였다. 또한 실험을 통하여 배열의 타당성을 검증하였다.2