核心概念
단일 벡터 하이드로폰의 신호 모델을 재구성하고 이를 활용하여 Sparse and Parametric Approach (SPA) 알고리즘을 통해 보다 정확한 방향 도착 추정을 달성하는 방법을 제안한다.
摘要
이 논문은 단일 벡터 하이드로폰을 활용한 수중 음향 신호 처리 분야의 방향 도착 추정 기법을 다룬다. 기존 방향 도착 추정 방법의 한계를 해결하기 위해 Vector Signal Reconstruction Sparse and Parametric Approach (VSRSPA)를 소개한다.
이 방법은 단일 벡터 하이드로폰의 신호 모델을 재구성하고, 그 공분산 행렬을 SPA 알고리즘에 적합한 Toeplitz 구조로 변환한다. 이를 통해 SPA 알고리즘을 최적화하여 보다 정확한 방향 도착 추정을 달성한다.
시뮬레이션 분석을 통해 제안된 알고리즘의 성능을 검증하였다. 단일 및 이중 표적 시나리오에서 다양한 신호 대 잡음비 조건에서 기존 방법에 비해 추정 정확도와 분해능이 크게 향상되었음을 확인하였다. 이는 복잡한 환경에서 단일 벡터 하이드로폰의 방향 도착 추정에 효과적인 새로운 방법을 제시한다.
統計資料
단일 표적 시나리오에서 제안된 VSRSPA 알고리즘은 기존 알고리즘에 비해 더 좁은 주엽 폭과 낮은 부엽 레벨을 보였다.
단일 표적 시나리오에서 SNR이 -5dB 이상일 때 VSRSPA의 방위각 추정 RMSE는 1도 미만으로 우수한 성능을 보였다.
이중 표적 시나리오에서 VSRSPA 알고리즘은 MUSIC 알고리즘보다 전 SNR 범위에서 더 낮은 RMSE와 높은 분해능 확률을 나타냈다.
引述
"제안된 VSRSPA 알고리즘은 기존 방법에 비해 다중 표적 및 저 SNR 환경에서 방향 추정 정확도와 분해능이 크게 향상되었음을 보여준다."
"단일 벡터 하이드로폰의 신호 모델을 재구성하고 SPA 알고리즘을 적용하는 VSRSPA 방법은 복잡한 환경에서 효과적인 새로운 방향 도착 추정 기법을 제시한다."