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하나의 신호표적에 대한 표적 데이터를 안테나 설정개수에 맞게 입력 받고, 상기 표적 데이터에 대한 공분산 행렬 연산을 수행하여 행렬 데이터를 출력하는 공분산 행렬 연산 모듈;상기 행렬 데이터에 대한 고유값 분해 연산을 수행하여 고유값과 고유벡터를 계산하고, 계산된 고유값과 고유벡터를 이용하여 상기 행렬 데이터로부터 신호 부공간을 추출하여 출력하는 고유값 분해 연산 모듈;상기 신호 부공간에 대한 최소 자승법 연산을 수행하여 신호 부공간 회전연산자()를 계산하는 최소자승법 연산 모듈; 및도래각 추정식의 상기 신호 부공간 회전연산자()의 고유값으로 상기 회전연산자()를 직접 적용하여 신호표적에 대한 도래각을 추정하는 도래각 추정 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 ESPRIT 알고리즘 기반의 가변형 도래각 추정 시스템
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2
제1 항에 있어서,ULA(Uniform Linear Array) 안테나에 도래하는 신호에 대하여 R-D(range-doppler) 맵의 첨두값 탐색을 통해 하나의 신호표적을 검출하고, 검출된 하나의 신호표적에 대한 표적 데이터를 안테나 설정개수에 맞게 출력하는 신호 표적 검출 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 ESPRIT 알고리즘 기반의 가변형 도래각 추정 시스템
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3
제1 항에 있어서,상기 공분산 행렬 연산 모듈은,안테나 설정개수에 맞게 입력되는 상기 표적 데이터를 저장하는 표적 데이터 레지스터 파일부;상기 표적 데이터 레지스터 파일부에 저장된 상기 표적 데이터를 안테나 설정개수에 맞게 정렬하는 표적 데이터 멀티플렉서 회로부; 상기 표적 데이터 멀티플렉스 회로부를 통해 정렬된 상기 표적 데이터를 안테나 설정개수에 대한 설정에 맞게 공분산 행렬 연산을 수행하는 공분산 연산부; 및안테나의 설정개수에 따라 행렬 곱셈 연산을 수행하도록 상기 공분산 연산부를 제어하는 공분산 연산 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 ESPRIT 알고리즘 기반의 가변형 도래각 추정 시스템
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4
제3 항에 있어서,상기 공분산 연산부는,하기의 수식에 따른 공분산 행렬 연산을 수행하고,상기 Rx는 공분산 행렬 연산 결과를 나타내고,상기 N는 M개의 안테나에 도래하는 신호에 대한 스냅샷(snapshot) 개수를 나타내고,상기 X(n)은 M개의 안테나로 수신되는 Mx1의 신호 벡터를 나타내고,상기 H는 X(n)에 대한 에르미트(Hermitian) 연산을 나타내는 것을 특징으로 하는 ESPRIT 알고리즘 기반의 가변형 도래각 추정 시스템
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제4 항에 있어서,상기 공분산 연산부는,안테나 설정개수가 4개로 설정된 경우 하기의 수식에 따라 공분산 행렬 연산을 수행하되, 4번의 2x2 행렬 곱셈 연산을 통해 공분산 행렬 연산 결과를 얻고,안테나 설정개수가 8개로 설정된 경우 하기의 수식에 따라 공분산 행렬 연산을 수행하되, 16번의 2x2 행렬 곱셈 연산을 통해 공분산 행렬 연산 결과를 얻고,L1=X(1:2, 1), L2=X(3:4, 1), L1=X(5:6, 1), L1=X(7:8, 1)인 것을 특징으로 하는 ESPRIT 알고리즘 기반의 가변형 도래각 추정 시스템
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| 6 |
6
제4 항에 있어서,상기 공분산 연산 제어부는,2 내지 8의 범위 내에서 설정된 안테나 개수에 따라 2x2 행렬 곱셈 연산을 반복 수행하도록 상기 공분산 연산부를 제어하는 것을 특징으로 하는 ESPRIT 알고리즘 기반의 가변형 도래각 추정 시스템
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7
제1 항에 있어서,상기 고유값 분해 연산 모듈은,회전 행렬(rotation matrix)을 구하고, 구한 상기 회전 행렬과 상기 행렬 데이터(R)에 대한 행렬 곱셈 연산을 수행하는 데이터 행렬 곱셈 연산부; 및 상기 데이터 행렬 곱셈 연산부를 통한 행렬 곱셈 연산 결과를 다음 행렬 곱셈 연산을 수행하는데 필요한 패턴으로 정렬하고 상기 데이터 행렬 곱셈 연산부로 전달하는 과정을 안테나 설정개수에 맞게 반복 수행하여 상기 신호 부공간을 추출하는 고유값 멀티플렉서 회로부와 고유벡터 멀티플렉서 회로부를 포함하는 것을 특징으로 하는 ESPRIT 알고리즘 기반의 가변형 도래각 추정 시스템
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8
제7 항에 있어서,상기 데이터 행렬 곱셈 연산부는,CORDIC(coordinate rotation digital computer) 벡터 모듈과 CORDIC 회전 모듈을 이용하여 입력 데이터에 대한 각도를 구한 후 구한 각도에 따른 cosine과 sine 값을 구하여 상기 회전 행렬을 생성하는 cos/sin 연산부; 및상기 회전 행렬 및 상기 행렬 데이터(R)와의 행렬 곱셈 연산을 수행하는 행렬 멀티플렉스 회로부를 포함하는 것을 특징으로 하는 ESPRIT 알고리즘 기반의 가변형 도래각 추정 시스템
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| 9 |
9
제8 항에 있어서,상기 회전 행렬(W)은 하기의 수식과 같이 표현되고,행렬의 i행 j열의 원소를 aij라고 할 때, 상기 회전 행렬의 α와 Τ는 하기의 수식과 같이 정의되고,상기 Wp,q는 상기 행렬 데이터(R)에 대하여 (p, q) 평면의 회전을 의미하는 것을 특징으로 하는 ESPRIT 알고리즘 기반의 가변형 도래각 추정 시스템
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10
제8 항에 있어서,상기 행렬 멀티플렉스 회로부는,에르미트 행렬(Hermitian Matrix)인 상기 행렬 데이터(R)를 상기 회전 행렬과 반복적으로 곱해 평면 회전(plane rotation)을 수행하여 상기 행렬 데이터(R)를 포함하는 하기의 수식을 정의하며,상기 D는 대각선 행렬(diagonal matrix)의 형태로 수렴하는 고유값을 나타내고,상기 E는 고유벡터를 나타내며, 하기의 수식과 같이 정의하는것을 특징으로 하는 ESPRIT 알고리즘 기반의 가변형 도래각 추정 시스템
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11
제10 항에 있어서,상기 행렬 멀티플렉스 회로부는,하나의 신호표적에 대한 도래각 추정 연산에 따라, 신호 부공간을 고유벡터의 첫 번째 열로 적용하여 추출하는 것을 특징으로 하는 ESPRIT 알고리즘 기반의 가변형 도래각 추정 시스템
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12
제1 항에 있어서,상기 최소자승법 연산 모듈은,안테나 설정개수에 맞게 입력되는 상기 신호 부공간을 저장하는 신호 부공간 레지스터 파일부;상기 신호 부공간 레지스터 파일부에 저장된 상기 신호 부공간을 부배열 구성에 맞게 정렬하는 신호 부공간 멀티플렉서 회로부; 상기 신호 부공간 멀티플렉서 회로부를 통해 정렬된 상기 신호 부공간에 대한 최소자승법 연산을 수행하고, 최소자승법 연산 결과를 더하여 상기 신호 부공간 회전연산자()를 계산하는 최소자승법 연산부; 및안테나의 설정개수에 따라 최소자승법 연산 결과를 얻기 위한 행렬 곱셈 연산 및 가산 연산을 수행하도록 상기 최소자승법 연산부를 제어하는 최소자승법 연산 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 ESPRIT 알고리즘 기반의 가변형 도래각 추정 시스템
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13
제12 항에 있어서,상기 신호 부공간 멀티플렉서 회로부는,상기 신호 부공간에 대한 행렬 곱셈 연산을 통한 최소자승법 연산을 수행하는 신호 부공간 행렬 곱셈 연산부; 및상기 신호 부공간 행렬 곱셈 연산부를 통한 최소자승법 연산 결과에 대한 가산 연산을 수행하는 복소 가산부를 포함하는 것을 특징으로 하는 ESPRIT 알고리즘 기반의 가변형 도래각 추정 시스템
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14
제12 항에 있어서,상기 최소자승법 연산부는,하나의 신호표적에 대한 도래각 추정 연산에 따라, 상기 신호 부공간 회전연산자()를 하기의 수식에 따라 계산하고,상기 는 두 부배열 중 에르미트(Hermitian) 연산된 첫 번째 신호 부공간을 의미하고,상기 는 두 부배열 중 나머지 신호 부공간을 의미하는 것을 특징으로 하는 ESPRIT 알고리즘 기반의 가변형 도래각 추정 시스템
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15
제12 항에 있어서,상기 최소자승법 연산부는,안테나 설정개수가 4개인 경우 하기의 수식에 따라 상기 신호 부공간 회전연산자()를 계산하고,안테나 설정개수가 8개인 경우 하기의 수식에 따라 상기 신호 부공간 회전연산자()를 계산하고,E1=ES(1:3, 1), E2=ES(2:4, 1), E3=ES(3:5, 1), E4=ES(4:6, 1), E5=ES(5:7, 1), E6=ES(6:8, 1)인 것을 특징으로 하는 ESPRIT 알고리즘 기반의 가변형 도래각 추정 시스템
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16
제1 항에 있어서,상기 도래각 추정 모듈은,하기의 수식에 따라 상기 신호 부공간 회전 연산자(Ψ)의 각도(arg(Ψ))를 계산하는 회전 연산자 각도 계산부; 및하기의 수식에 따라 신호표적에 대한 도래각을 계산하여 추정하는 도래각 계산부를 포함하고,하기의 수식은,과 같이 정의되는 것을 특징으로 하는 ESPRIT 알고리즘 기반의 가변형 도래각 추정 시스템
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17
공분산 행렬 연산 모듈이, 하나의 신호표적에 대한 표적 데이터를 안테나 설정개수에 맞게 입력 받고, 상기 표적 데이터에 대한 공분산 행렬 연산을 수행하여 행렬 데이터를 출력하는 공분산 행렬 연산 단계;고유값 분해 연산 모듈이, 상기 행렬 데이터에 대한 고유값 분해 연산을 수행하여 고유값과 고유벡터를 계산하고, 계산된 고유값과 고유벡터를 이용하여 상기 행렬 데이터로부터 신호 부공간을 추출하여 출력하는 고유값 분해 연산 단계;최소자승법 연산 모듈이, 상기 신호 부공간에 대한 최소 자승법 연산을 수행하여 신호 부공간 회전연산자()를 계산하는 최소자승법 연산 단계; 및도래각 추정 모듈이, 도래각 추정식의 상기 신호 부공간 회전연산자()의 고유값으로 상기 회전연산자()를 직접 적용하여 신호표적에 대한 도래각을 추정하는 도래각 추정 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 ESPRIT 알고리즘 기반의 가변형 도래각 추정 방법
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제17 항에 있어서,신호 표적 검출 모듈이, ULA(Uniform Linear Array) 안테나에 도래하는 신호에 대하여 R-D(range-doppler) 맵의 첨두값 탐색을 통해 하나의 신호표적을 검출하고, 검출된 하나의 신호표적에 대한 표적 데이터를 안테나 설정개수에 맞게 출력하는 신호 표적 검출 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 ESPRIT 알고리즘 기반의 가변형 도래각 추정 방법
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제17 항에 있어서,상기 공분산 행렬 연산 단계는,표적 데이터 레지스터 파일부가, 안테나 설정개수에 맞게 입력되는 상기 표적 데이터를 저장하는 표적 데이터 레지스터 저장 단계;표적 데이터 멀티플렉서 회로부가, 상기 표적 데이터 레지스터 파일부에 저장된 상기 표적 데이터를 안테나 설정개수에 맞게 정렬하는 표적 데이터 정렬 단계; 공분산 연산부가, 상기 표적 데이터 정렬 단계를 통해 정렬된 상기 표적 데이터를 안테나 설정개수에 대한 설정에 맞게 공분산 행렬 연산을 수행하는 공분산 연산 단계; 및공분산 연산 제어부가, 안테나의 설정개수에 따라 행렬 곱셈 연산을 수행하도록 상기 공분산 연산부를 제어하는 공분산 연산 제어 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 ESPRIT 알고리즘 기반의 가변형 도래각 추정 방법
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제19 항에 있어서,상기 공분산 연산 단계는,하기의 수식에 따른 공분산 행렬 연산을 수행하고,상기 Rx는 공분산 행렬 연산 결과를 나타내고,상기 N는 M개의 안테나에 도래하는 신호에 대한 스냅샷(snapshot) 개수를 나타내고,상기 X(n)은 M개의 안테나로 수신되는 Mx1의 신호 벡터를 나타내고,상기 H는 X(n)에 대한 에르미트(Hermitian) 연산을 나타내는 것을 특징으로 하는 ESPRIT 알고리즘 기반의 가변형 도래각 추정 방법
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제20 항에 있어서,상기 공분산 연산 단계는,안테나 설정개수가 4개로 설정된 경우 하기의 수식에 따라 공분산 행렬 연산을 수행하되, 4번의 2x2 행렬 곱셈 연산을 통해 공분산 행렬 연산 결과를 얻고,안테나 설정개수가 8개로 설정된 경우 하기의 수식에 따라 공분산 행렬 연산을 수행하되, 16번의 2x2 행렬 곱셈 연산을 통해 공분산 행렬 연산 결과를 얻고,L1=X(1:2, 1), L2=X(3:4, 1), L1=X(5:6, 1), L1=X(7:8, 1)인 것을 특징으로 하는 ESPRIT 알고리즘 기반의 가변형 도래각 추정 방법
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제20 항에 있어서,상기 공분산 연산 제어 단계는,2 내지 8의 범위 내에서 설정된 안테나 개수에 따라 2x2 행렬 곱셈 연산을 반복 수행하도록 상기 공분산 연산부를 제어하는 것을 특징으로 하는 ESPRIT 알고리즘 기반의 가변형 도래각 추정 방법
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제17 항에 있어서,상기 고유값 분해 연산 단계는,데이터 행렬 곱셈 연산부가, 회전 행렬(rotation matrix)을 구하고, 구한 상기 회전 행렬과 상기 행렬 데이터(R)에 대한 행렬 곱셈 연산을 수행하는 데이터 행렬 곱셈 연산 단계; 및 고유값 멀티플렉서 회로부와 고유벡터 멀티플렉서 회로부가, 상기 데이터 행렬 곱셈 연산부를 통한 행렬 곱셈 연산 결과를 다음 행렬 곱셈 연산을 수행하는데 필요한 패턴으로 정렬하고 상기 행렬 곱셈 연산부로 전달하는 과정을 안테나 설정개수에 맞게 반복 수행하여 상기 신호 부공간을 추출하는 신호 부공간 추출 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 ESPRIT 알고리즘 기반의 가변형 도래각 추정 방법
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제23 항에 있어서,상기 데이터 행렬 곱셈 연산 단계는,cos/sin 연산부가, CORDIC(coordinate rotation digital computer) 벡터 모듈과 CORDIC 회전 모듈을 이용하여 입력 데이터에 대한 각도를 구한 후 구한 각도에 따른 cosine과 sine 값을 구하여 상기 회전 행렬을 생성하는 cos/sin 연산 단계; 및행렬 멀티플렉스 회로부가, 상기 회전 행렬 및 상기 행렬 데이터(R)와의 행렬 곱셈 연산을 수행하는 행렬 곱셈 연산 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 ESPRIT 알고리즘 기반의 가변형 도래각 추정 방법
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제24 항에 있어서,상기 회전 행렬(W)은 하기의 수식과 같이 표현되고,행렬의 i행 j열의 원소를 aij라고 할 때, 상기 회전 행렬의 α와 Τ는 하기의 수식과 같이 정의되고,상기 Wp,q는 상기 행렬 데이터(R)에 대하여 (p, q) 평면의 회전을 의미하는 것을 특징으로 하는 ESPRIT 알고리즘 기반의 가변형 도래각 추정 방법
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제24 항에 있어서,상기 행렬 곱셈 연산 단계는,에르미트 행렬(Hermitian Matrix)인 상기 행렬 데이터(R)를 상기 회전 행렬과 반복적으로 곱해 평면 회전(plane rotation)을 수행하여 상기 행렬 데이터(R)를 포함하는 하기의 수식을 정의하며,상기 D는 대각선 행렬(diagonal matrix)의 형태로 수렴하는 고유값을 나타내고,상기 E는 고유벡터를 나타내며, 하기의 수식과 같이 정의하는것을 특징으로 하는 ESPRIT 알고리즘 기반의 가변형 도래각 추정 방법
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제26 항에 있어서,상기 행렬 곱셈 연산 단계는, 하나의 신호표적에 대한 도래각 추정 연산에 따라, 신호 부공간을 고유벡터의 첫 번째 열로 적용하여 추출하는 것을 특징으로 하는 ESPRIT 알고리즘 기반의 가변형 도래각 추정 방법
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제17 항에 있어서,상기 최소자승법 연산 단계는,신호 부공간 레지스터 파일부가, 안테나 설정개수에 맞게 입력되는 상기 신호 부공간을 저장하는 신호 부공간 저장 단계;신호 부공간 멀티플렉서 회로부가, 상기 신호 부공간 레지스터 파일부에 저장된 상기 신호 부공간을 부배열 구성에 맞게 정렬하는 신호 부공간 정렬 단계; 최소자승법 연산부가, 상기 신호 부공간 정렬 단계를 통해 정렬된 상기 신호 부공간에 대한 최소자승법 연산을 수행하고, 최소자승법 연산 결과를 더하여 상기 신호 부공간 회전연산자()를 계산하는 최소자승법 연산 단계; 및최소자승법 연산 제어부가, 안테나의 설정개수에 따라 최소자승법 연산 결과를 얻기 위한 행렬 곱셈 연산 및 가산 연산을 수행하도록 상기 최소자승법 연산부를 제어하는 최소자승법 연산 제어 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 ESPRIT 알고리즘 기반의 가변형 도래각 추정 방법
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제28 항에 있어서,상기 신호 부공간 정렬 단계는,신호 부공간 행렬 곱셈 연산부가, 상기 신호 부공간에 대한 행렬 곱셈 연산을 통한 최소자승법 연산을 수행하는 신호 부공간 행렬 곱셈 연산 단계; 및복소 가산부가, 상기 신호 부공간 행렬 곱셈 연산 단계를 통한 최소자승법 연산 결과에 대한 가산 연산을 수행하는 가산 연산 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 ESPRIT 알고리즘 기반의 가변형 도래각 추정 방법
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제28 항에 있어서,상기 최소자승법 연산 단계는,하나의 신호표적에 대한 도래각 추정 연산에 따라, 상기 신호 부공간 회전연산자()를 하기의 수식에 따라 계산하고,상기 는 두 부배열 중 에르미트(Hermitian) 연산된 첫 번째 신호 부공간을 의미하고,상기 는 두 부배열 중 나머지 신호 부공간을 의미하는 것을 특징으로 하는 ESPRIT 알고리즘 기반의 가변형 도래각 추정 방법
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제28 항에 있어서,상기 최소자승법 연산 단계는,안테나 설정개수가 4개인 경우 하기의 수식에 따라 상기 신호 부공간 회전연산자()를 계산하고,안테나 설정개수가 8개인 경우 하기의 수식에 따라 상기 신호 부공간 회전연산자()를 계산하고,E1=ES(1:3, 1), E2=ES(2:4, 1), E3=ES(3:5, 1), E4=ES(4:6, 1), E5=ES(5:7, 1), E6=ES(6:8, 1)인 것을 특징으로 하는 ESPRIT 알고리즘 기반의 가변형 도래각 추정 방법
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제17 항에 있어서,상기 도래각 추정 단계는,회전 연산자 각도 계산부가 하기의 수식에 따라 상기 신호 부공간 회전 연산자(Ψ)의 각도(arg(Ψ))를 계산하는 회전 연산자 각도 계산 단계; 및도래각 계산부가, 하기의 수식에 따라 신호표적에 대한 도래각을 계산하여 추정하는 도래각 계산 단계를 포함하고,하기의 수식은,과 같이 정의되는 것을 특징으로 하는 ESPRIT 알고리즘 기반의 가변형 도래각 추정 방법
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