켤레 대칭을 이용한 비회전 신호에 대한 WL-MVDR 기반 효과적인 빔포밍 (WL-MVDR Based Effective Beamforming for Noncircular Signals Using Conjugate Symmetry)

서지정보

· 발행기관 : 한국통신학회
· 수록지 정보 : 한국통신학회논문지 / 47권 / 5호 / 721 ~ 730페이지
· 저자명 : 최양호

초록

원하는 신호의 도래 방향이 알려졌을 때, MVDR(minimum variance distortionless response) 빔포밍(beamforming) 방식은 이 방향으로 빔 이득을 1로 하면서 출력 전력이 최소가 되도록 가중벡터(weight vector)를구한다. 센서 어레이에 도래하는 신호가 비회전(noncircular)이면, WL(widely linear) 방식을 이용하여 성능 개선을도모할 수 있다. WL 방식에서는 확장수신벡터로 부터 어레이 출력을 얻는다. 확장수신벡터는 수신 벡터에 이의복소 켤레(complex conjugate) 벡터를 연결해서 구성되며 켤레 대칭성을 가진다. 엄격한 비회전(strictly noncircular) 신호가 도래할 때, 본 논문에서는 WL-MVDR에 기초한 효과적인 빔포밍 방식을 제안한다. 제안방식에서는 켤레 대칭성을 이용하여 샘플 행렬(sample matrix)을 실수 행렬로 변환하여 효율적으로 고유분해 하고, NC-MUSIC(noncircular multiple signal classification)을 통해 도래각, 비회전 계수의 위상을 추정한다. 시뮬레이션결과는 제안 방식이 기존 방식보다 우수한 SINR(signal-to-interference-plus-noise ratio) 성능을 나타내며, 또한 빔포인팅 오류(beam pointing error)에 강인함을 보인다.

영어초록

When the arrival angle of the desired signal is known the MVDR (minimum variance distortionless response) beamforming method finds the weigh vector to minimize the array output power under the constraint of the unit beam gain in the arrival direction. If the signals incident into a sensor array are noncircular the performance can be improved by employing a WL (widely linear) scheme, in which the array output is obtained from an extended vector formed by concatenating the received vector and its complex conjugate version. The extended vector is of conjugate symmetry. This paper presents a WL-MVDR based effective beamforming method when the incoming signals are strictly noncircular. The sample matrix for the extended received vector can be transformed into a real matrix with the use of the conjugate symmetry, which allows us to efficiently obtain the eigen-decomposition of it. The arrival angles of the incident signals and the phases of the noncircularity coefficients are estimated by NC-MUSIC (noncircular multiple signal classification).
Simulation results demonstrate that the proposed method has superior SINR (signal-to-interference-plus-noise ratio) performance than existing ones, showing the robustness against the beam pointing error.

참고자료

· 없음