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고속 병렬처리 기법을 활용한 주파수 도약 신호 분석
Frequency Hopping Signal Analysis Using High-Speed Parallel Processing 원문보기

韓國電磁波學會論文誌 = The journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science, v.25 no.2, 2014년, pp.251 - 254  

이광용 (LIG 넥스원 전자전 연구센타) ,  윤현철 (LIG 넥스원 전자전 연구센타) ,  이현휘 (LIG 넥스원 전자전 연구센타)

초록
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본 논문에서는 주파수 도약 신호를 고속 병렬처리 구조로 설계하여 추출하는 기법에 대해 연구하였다. 주파수 도약 시스템은 반송파 주파수를 무작위한 것으로 보이는 패턴으로 변형시키기 때문에 고정 신호와는 달리 신호를 탐지하기 어렵고, 분석에 많은 시간이 소요되는 특성을 가진다. 이를 해결하기 위해 주파수 도약 신호를 분석하는 방법을 고속병렬처리 기법을 적용하여 설계하였다. 병렬처리를 위해 GPU를 사용하는 CUDA를 사용하였고, 단일처리 사용 결과와의 성능 평가 결과를 비교하였다. 그 결과, 단일처리 대비 연산 수행 속도 면에서 약 8.53배 성능이 향상됨을 확인하였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this paper, we studied a technique of extracting a Frequency Hopping(FH) signal for analysis using high-speed parallel processing structure. Unlike fixed frequency signal, FH signal is difficult to detect and analyze because FH systems use many random frequencies instead of a single carrier frequ...

주제어

#Frequency Hopping(FH)   #Signal Processing   #Parallel Processing   #CUDA  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 논문에서는 고속 병렬처리 기법인 CUDA를 사용하여 주파수 도약 신호 분석 설계 방법을 제안한다. 전처리 과정인 DDC, FFT 과정을 병렬처리로 설계하여 CPU와 비교해 연산 수행 속도 면에서 CPU 대비 약 8.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
PC 기반의 도약 신호 분석 소프트웨어의 장단점은 무엇인가? 하지만, 최근에 다양한 주파수 도약 시스템, 예측할 수 없는 신호 환경, 높은 가격 등의 이유로 FPGA에서 도약 신호 분석[4]이 한계에 부딪혔으며, 현재 PC 기반의 CUDA[5]를 이용한 병렬처리 소프트웨어로 대체되고 있는 추세이다. PC 기반의 도약 신호 분석 소프트웨어는 새로운 환경에 유연하게 대처가 가능하며, 저렴한 가격의 기술이지만 느린 처리 속도에 대한 문제점을 지니고 있었다. 본 논문에서는 주파수 도약 신호 분석 기법을 하드웨어 기반에서 소프트웨어 기반으로 설계하였으며, 단일 처리 방식에서 병렬 처리 방식으로 개선하였다.
주파수 도약 시스템의 장점은 무엇인가? 주파수 도약 시스템은 한정된 주파수 대역에서 다수의 사용자들이 무선통신을 수행하면서 사용자들 간의 간섭을 최소화할 수 있는 장점이 있다[1]. 또한, 재밍과 감청을 회피하기 위한 전자전 군용 통신 시스템에 널리 사용되고 있다[2],[3].
주파수 도약 시스템은 어디에 널리 사용되고 있는가? 주파수 도약 시스템은 한정된 주파수 대역에서 다수의 사용자들이 무선통신을 수행하면서 사용자들 간의 간섭을 최소화할 수 있는 장점이 있다[1]. 또한, 재밍과 감청을 회피하기 위한 전자전 군용 통신 시스템에 널리 사용되고 있다[2],[3]. 광대역 수신기를 이용하여 수신한 주파수 도약 신호를 분석하기 위해서는 중심 주파수, 샘플링 주파수, 신호 대역폭 등을 알아야 한다.
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참고문헌 (5)

  1. M. K. Simon, J. K. Omura, R. A. Scholtz, and B. K. Levitt, Spread Spectrum Communications, Rockville, MA: Computer Science, 1985. 

  2. Robert C. Dixion, Spread Spectrum Systems with Commercial Applications, 3rd Edition, John Wiley & Sons, Inc., 1994. 

  3. Bernard Sklar, Digital Communications, 2nd Edition, 2004. 

  4. 정효진 et al., "FPGA 기반의 다중주파수 도약 신호 실시간 추적 방안에 관한 연구", 한국통신학회 학술대회논문집, pp. 304-305, 2011년. 

  5. Jason Sanders, Edward Kandrot, CUDA by Example, Addison-Wesley, 2010. 

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