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입력되는 복소 전압 신호에 대응하여 사전에 설정된 반복 횟수에 따라 각각의 반복시 최소 분산 비왜곡 응답 스펙트럼을 기초로 다음의 수학식 A로 정의되는 비용함수의 기울기를 산출하는 기울기 산출부;
상기 복소 전압 신호에 대응하여 이전의 반복에서 추정된 각주파수와 실제 각주파수 사이의 차이값과 비례하도록 각각의 반복시마다 적응적으로 상기 비용함수의 기울기에 대응하는 각주파수의 이동량인 스텝크기를 결정하는 스텝크기 결정부; 및
이전의 반복에서 추정된 각주파수에서 상기 결정된 스텝크기와 상기 산출된 비용함수의 기울기를 곱한 값을 감하여 현재 반복에서의 상기 복소 전압 신호의 주파수를 추정하는 주파수 추정부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 주파수 추정 장치:
[수학식 A]
,
여기서, J(i)는 i번째 반복일 때 비용 함수, s(ωi-1)는 i-1번째 반복일 때 주파수 검색 벡터로서 (여기서, K는 복소 전압 입력 신호를 이용해 추정된 상관 행렬 R과 상기 상관 행렬 R의 역행렬인 역상관 행렬 R-1의 차원이고, T는 전치 연산자), 그리고, H는 복소 켤레 전치 연산자이다
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제 1항에 있어서,
상기 스텝크기 결정부는 다음의 수학식 B에 의해 상기 스텝크기를 결정하는 것을 특징으로 하는 주파수 추정 장치:
[수학식 B]
,
여기서, μ(i)는 i번째 반복에서의 스텝크기, 는 양의 실수인 스케일링 계수, Pf는 기본 주파수의 전력, r1,n은 상관 행렬 R의 (1,n)번째 성분, K는 상기 역상관 행렬 R-1의 차원, δ는 상기 스텝크기를 제한하기 위해 더해지는 양의 실수, 그리고 sn(ωi-1)는 (i-1)번째 반복시 주파수 검색 벡터 s(ωi-1)의 n번째 원소이다
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제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 주파수 추정부는 다음의 수학식 C에 의해 주파수를 추정하는 것을 특징으로 하는 주파수 추정 장치:
[수학식 C]
,
여기서, fe(n)은 추정된 주파수, 는 사전에 설정된 최대 반복 횟수를 수행한 후에 추정된 각주파수, 그리고, fs는 샘플링 주파수이다
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제 1항 또는 제 2항에 있어서,
단상 입력 전압 신호에 대해 다음의 수학식 D로 정의되는 힐버트 변환을 수행하여 허수 성분을 생성하고, 상기 단상 입력 전압 신호의 실수 성분을 상기 힐버트 변환을 수행하는 필터 차수의 절반에 해당하는 시간만큼 지연시켜 상기 단상 입력 전압 신호에 대응하는 복소 전압 신호를 생성하는 복소 신호 생성부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 주파수 추정 장치:
[수학식 D]
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제 4항에 있어서,
상기 힐버트 변환을 수행하는 필터의 이득은 상기 주파수 추정부에 의해 추정된 주파수에 대응하여 가변적으로 설정되는 것을 특징으로 하는 주파수 추정 장치
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제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 복소 전압 신호가 입력될 때마다 다음의 수학식 E에 의해 상기 상관 행렬 R(n)을 갱신하고, 상기 상관 행렬 R(n)의 갱신에 대응하여 상기 역상관 행렬 R-1(n)을 갱신하는 상관 행렬 갱신부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 주파수 추정 장치:
[수학식 E]
,
여기서, R(n)은 시간 n에서의 상관 행렬, x(n)은 시간 n에서의 자료 행렬 A(n)의 열벡터, M은 열의 개수, 그리고, H는 복소 켤레 전치 연산자이다
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(a) 입력되는 복소 전압 신호에 대응하여 사전에 설정된 반복 횟수에 따라 각각의 반복시 최소 분산 비왜곡 응답 스펙트럼을 기초로 다음의 수학식 A로 정의되는 비용함수의 기울기를 산출하는 단계;
(b) 상기 복소 전압 신호에 대응하여 이전의 반복에서 추정된 각주파수와 실제 각주파수 사이의 차이값과 비례하도록 각각의 반복시마다 적응적으로 상기 비용함수의 기울기에 대응하는 각주파수의 이동량인 스텝크기를 결정하는 단계; 및
(c) 이전의 반복에서 추정된 각주파수에서 상기 결정된 스텝크기와 상기 산출된 비용함수의 기울기를 곱한 값을 감하여 현재 반복에서의 상기 복소 전압 신호의 주파수를 추정하는 단계;를 포함하며,
상기 (a)단계 내지 상기 (c)단계는 상기 반복 횟수에 도달할 때까지 반복적으로 수행되는 것을 특징으로 하는 주파수 추정 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체:
[수학식 A]
,
여기서, J(i)는 i번째 반복일 때 비용 함수, s(ωi-1)는 i-1번째 반복일 때 주파수 검색 벡터로서 (여기서, K는 복소 전압 입력 신호를 이용해 추정된 상관 행렬 R과 상기 상관 행렬 R의 역행렬인 역상관 행렬 R-1의 차원이고, T는 전치 연산자), 그리고, H는 복소 켤레 전치 연산자이다
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8
제 7항에 있어서,
상기 (b)단계에서, 다음의 수학식 B에 의해 상기 스텝크기를 결정하는 것을 특징으로 하는 주파수 추정 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체:
[수학식 B]
,
여기서, μ(i)는 i번째 반복에서의 스텝크기, 는 양의 실수인 스케일링 계수, Pf는 기본 주파수의 전력, r1,n은 상관 행렬 R의 (1,n)번째 성분, K는 상기 상관 행렬 R의 차원, δ는 상기 스텝크기를 제한하기 위해 더해지는 양의 실수, 그리고, sn(ωi-1)는 (i-1)번째 반복시 주파수 검색 벡터 s(ωi-1)의 n번째 원소이다
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9
제 7항 또는 제 8항에 있어서,
상기 (c)단계에서, 다음의 수학식 C에 의해 주파수를 추정하는 것을 특징으로 하는 주파수 추정 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체:
[수학식 C]
,
여기서, fe(n)은 추정된 주파수, 는 사전에 설정된 최대 반복 횟수를 수행한 후에 추정된 각주파수, 그리고, fs는 샘플링 주파수이다
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제 7항 또는 제 8항에 있어서,
상기 (a)단계 전에,
(d) 단상 입력 전압 신호에 대해 다음의 수학식 D로 정의되는 힐버트 변환을 수행하여 허수 성분을 생성하고, 상기 단상 입력 전압 신호의 실수 성분을 상기 힐버트 변환을 수행하는 필터 차수의 절반에 해당하는 시간만큼 지연시켜 상기 단상 입력 전압 신호에 대응하는 복소 전압 신호를 생성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 주파수 추정 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체:
[수학식 D]
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제 7항 또는 제 8항에 있어서,
상기 복소 전압 신호가 입력될 때마다 다음의 수학식 E에 의해 상기 상관 행렬을 갱신하고, 상기 상관 행렬의 갱신에 따라 상기 역상관 행렬을 갱신하는 것을 특징으로 하는 주파수 추정 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체:
[수학식 E]
,
여기서, R(n)은 시간 n에서의 상관 행렬, x(n)은 시간 n에서의 자료 행렬 A(n)의 열벡터, M은 열의 개수, 그리고, H는 복소 켤레 전치 연산자이다
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