[논문]TB와 냅색 기반의 향상된 다기능 레이다 스케줄링 기법

황민영; 양우용; 신상진; 전주환

doi:10.5515/kjkiees.2018.29.12.976

TB와 냅색 기반의 향상된 다기능 레이다 스케줄링 기법
TB and Knapsack Based Improved Scheduling Techniques for Multi-Function Radar 원문보기

韓國電磁波學會論文誌 = The journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science, v.29 no.12, 2018년, pp.976 - 985

황민영 (한국과학기술원 전기 및 전자공학부) , 양우용 (한화시스템) , 신상진 (한화시스템) , 전주환 (한국과학기술원 전기 및 전자공학부)

초록
AI-Helper

현대의 레이다는 위상 배열 안테나로 전자기파 빔을 생성하여 여러 가지 작업을 수행한다. 레이다가 수행하는 작업으로는 목표물의 탐지와 추적, 미사일 유도 등이 있다. 다기능 레이다가 개발되기 이전에는 레이다는 한 가지 작업만을 수행할 수 있기에, 각 작업을 수행하는 독립된 레이다가 필요했다. 하지만 다기능 레이다는 다양한 작업을 총괄하여 수행할 수 있는 기능을 탑재하고 있기 때문에, 하나의 레이다로 필요한 여러 작업을 수행할 수 있다. 레이다의 한정된 시간 자원을 효율적으로 이용하기 위해 예약된 작업을 적당한 순서로 나열하는 기법을 스케줄링이라고 한다. 본 연구에서는 두 가지의 스케줄링 기법들을 파악하여 효율적인 스케줄링 기법을 제시하여 보았다.

Abstract ▼ AI-Helper

Modern radars such as the phase array radar can handle various tasks by generating a beam from a phased array antenna. Radar can be used for miscellaneous applications such as surveillance, tracking, missile guidance etc. Previous radar systems could handle only one task at a time. As such, multiple radars were required to perform simultaneous tasks. Multi-function radars can perform many tasks using only one radar system. However, the radar's resources are limited in this instance. To efficiently utilize time, it is necessary to properly schedule tasks in the radar's timeline. In this report, we investigate the efficiency of different scheduling tasks.

주제어

표/그림 (18)

그림 그림 1. 레이다 작업 수행 과정 Fig. 1. Radar task process.
그림 그림 2. 작업 인터리빙 예시 Fig. 2. Task interleaving.
그림 그림 3. 작업 인터리빙 예시 Fig. 3. Task interleaving example.
그림 그림 4. 타임 밸런스 Fig. 4. Time-balance.
그림 그림 5. 타임 밸런스 스케줄러 시뮬레이션 1 작업 Fig. 5. TB scheduler simulation 1 tasks.
그림 그림 6. 타임 밸런스 스케줄러 시뮬레이션 1 결과 Fig. 6. Results of TB scheduler simulation 1.
그림 그림 7. 타임 밸런스 스케줄러 시뮬레이션 2 작업 Fig. 7. TB scheduler simulation 2 tasks.
그림 그림 8. 타임 밸런스 스케줄러 시뮬레이션 2 결과 Fig. 8. Results of TB scheduler simulation 2.
그림 그림 9. 냅색 문제 Fig. 9. Knapsack problem.
그림 그림 10. 냅색 스케줄러 시뮬레이션 작업 Fig. 10. Knapsack scheduler simulation tasks.
그림 그림 11. 레이다 작업 마르코프 체인 Fig. 11. Markov chain for radar task.
그림 그림 12. 냅색 스케줄러 시뮬레이션 결과 Fig. 12. Results of knapsack scheduler simulation.
그림 그림 13. 스케줄링 비용 함수 Fig. 13. Cost function for scheduling.
그림 그림 14. 제안된 스케줄러 시뮬레이션 1 작업 Fig. 14. Proposed scheduler simulation 1 tasks.
그림 그림 15. 제안된 스케줄러 시뮬레이션 1 결과 Fig. 15. Results of proposed scheduler simulation 1.
그림 그림 16. 제안된 스케줄러 시뮬레이션 2 작업 Fig. 16. Proposed scheduler simulation 2 tasks.
그림 그림 17. 제안된 스케줄러 시뮬레이션 2 작업 비용함수 Fig. 17. Proposed scheduler simulation 2 task cost functions.
그림 그림 18. 제안된 스케줄러 시뮬레이션 2 결과 Fig. 18. Results of proposed scheduler simulation 2.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	기존 레이다가 여러 가지 작업을 수행하기 위해 다수의 레이다를 탑재해야하는 이유는?	레이다는 목표물(target)의 탐지(surveillance)와 추적(tracking), 미사일 유도(missile guidance) 등의 다양한 작업(task)을 수행하는 데 이용된다. 기존의 레이다는 하나의 시스템에서 한 종류의 작업만을 수행할 수 있었기에, 각각의 작업에 대해 독립된 레이다 시스템이 필요했다. 따라서 군용 함정과 같이 레이다를 통해 여러 가지 작업을 수행 하여야 하는 경우에는 다수의 레이다를 탑재하고 있어야만 하였다.
	스케줄링이란?	따라서 제한된 레이다의 자원을 효율적으로 이용하는 기술이 필요하다. 그중에서도 스케줄링(scheduling)은 레이다의 시간 자원을 효율적으로 활용하기 위해 레이다가 수행하여야 할 여러 가지 작업을 적당한 순서로 나열하는 기술이다.
	일반적인 레이다는 어떻게 목표물의 위치를 파악하는가?	레이다는 강한 전자기파를 이용하여 물체를 탐지한다. 일반적인 레이다는 안테나를 360도 회전하며 전자기파를 방사하고, 물체에 반사된 전자기파를 통해 목표물의 위치를 파악한다. 하지만 위상 배열 안테나 레이다(phased array radar: PAR)는 기계적으로 안테나를 회전시키며, 전자기파를 방사할 필요 없이 고정된 안테나에서 방사하는 전자기파의 위상을 바꾸는 방법으로 전자기파 빔을 만들어 원하는 지점을 살필 수 있다.

참고문헌 (6)

O. Cayir, "Radar Resource Management Techniques for Multi-Function Phased Array Radars," M.S. thesis, Middle East Technical University, Ankara, Turkey, 2014.
E. Winter, P. Baptiste, "On scheduling a multifunction radar," Aerospace Science and Technology, vol. 11, no. 4, pp. 289-294, 2007.

상세보기
M. I. Skolnik, Introduction to Radar Systems, Boston, Tata McGraw Hill, p. 2003.
D. Pisinger, "Algorithms for Knapsack Problems," Ph.D. dissertation, University of Copenhagen, Copenhagen, Denmark, 1995.
W. K. Stafford, "Real time control of a multifunction electronially scanned adaptive Radar(MESAR)," in IEE Colloquium on Real-Time Management of Adaptive Radar Systems, London, UK, 1990, pp. 7/1-7/5.
노지은, 안창수, 김선주, "Dispatching rule에 기반한 능동 위상 배열 다기능 레이더의 빔 스케줄링 기법," 한국전자파학회논문지, 23(1), pp. 1-13, 2012년 1월

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