위성 시스템에서 효율적인 통신과 관측을 위해서는 위성에 탑재된 안테나 시스템을 통해 수신되는 신호의 특정 송신 지점을 파악하여야 한다. 대규모 배열 안테나를 기반으로 신호의 도래각을 탐색할 경우 Multiple Signal Classification (MUSIC)과 같은 기존의 고성능 도래각 추정 알고리즘은 실시간 추정이 힘들 정도의 매우 높은 복잡도를 가지게 되는데, 요소 공간의 높은 계산 복잡도는 빔공간 변환을 통해 해 소할 수 있다. 하지만, 심도있는 배열 형상에 따른 통합적인 빔공간 복잡도 분석에 대한 연구는 미흡한 상황이다. 본 논문은 대규모 배열 안테나의 형상에 따른 빔공간 복잡도에 대한 수학적 모델을 도출하고, 이를 기반으로 빔공간 계산 복잡도를 분석한다.

Computational Complexity Analysis of Beamspace Transformation Matrix Based on Massive Array Antenna Configurations

Tae-yun Kim, Suk-seung Hwang*

In satellite systems, efficient communication and observation require identifying specific arrival points of the received signals, using onboard antenna systems. When utilizing a massive array antenna to search the Angle of Arrival (AOA) of signals, the conventional high-performance AOA estimation algorithm like Multiple Signal Classification (MUSIC) encounter very high complexity problem due to the numerous individual antenna elements. The high computational complexity problem of an element space can be alleviated through beamspace transformation. However, a comprehensive complexity analysis of beamspace according to array configurations has not been conducted enough. In this paper, we derive a mathematical model for beamspace complexity according to the configurations of massive array antennas and analyzes the beamspace calculation complexity using the derived model.

Keywords: massive array antenna, beamspace transformation matrix, computational complexity analysis

Speaker 김태윤 조선대학교