안테나로 입사된 다양한 신호들의 도래각(Angle-of-Arrival)을 정확하게 추정하기 위해서는 많은 수의 요소들을 포함하는 배열(array) 안테나를 사용하여야 한다. MUltiple Signal Classification (MUSIC)과 같은 일반적인 도래각 추정 알고리즘의 경 우, 안테나 요소 개수를 증가시키면, 추정성능은 개선되지만 알고리즘의 계산 복잡도가 크게 증가되어 하드웨어에 많은 부 담을 주게 된다. 본 논문에서는 위의 문제점을 개선하기 위해, CAPON과 Beamspace MUSIC 알고리즘으로 구성된, On/Off 기능을 가지는 배열 안테나 기반의 캐스케이드 도래각 추정 알고리즘을 제안한다. 먼저, 제안된 캐스케이드 알고리즘은 적 은 수의 안테나 요소를 사용하여 수신된 신호를 기반으로, CAPON을 이용해 다수개의 신호 도래각들을 포함한 대략적인 도래각 그룹들을 파악한다. 파악된 도래각 그룹들의 범위 내에서, 전체 안테나 요소를 사용하여 수신된 신호를 기반으로, Beamspace MUSIC을 이용해 추정된 그룹내의 각 신호들의 상세한 도래각을 추정한다. 제안된 방식은 특정 범위만을 검색 하므로, 모든 각도 범위를 검색하는 기존의 도래각 추정 방식에 비해 매우 효율적이다. 컴퓨터 시뮬레이션 예제를 통해, 제 안된 캐스케이드 알고리즘의 도래각 추정성능을 평가한다.

Cascade AOA Estimation Algorithm Based on On/Off Array Antenna

Tae-yun Kim, Nak Yong Ko, Jae-Young Pyun, Suk-seung Hwang*

In order to accurately estimate Angle-of-Arrival (AOA) of various signals incident on an antenna, the array antenna including a number number of element should be employed in the receiver. In case of the conventional AOA estimation algorithm like MUSIC, as the number of antenna elements is increased, the estimation performance is improved but the computational complexity of the hardware is dramatically increased. In this paper, we introduce an efficient cascade AOA estimation algorithm consisting of CAPON and Beamspace MUSIC, based on array antenna with on/off function. It roughly finds AOA groups including multiple signal AOAs by CAPON based on the small number of antenna elements, and it estimates the individual AOAs in ranges of the estimated AOA groups by Beamspace MUSIC based on the entire number of elements. Since this cascade AOA estimation algorithm scans only specific ranges unlike the conventional algorithms, it is greatly efficient comparing to them.

Speaker 김태윤 조선대학교