Efficient Partitioning of Matched Filter for Long Pulse in Active Sonar Application

Donghoon Shin; Jin Seok Kim

doi:10.7776/ASK.2014.33.4.262

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2014 Vol.33, Issue 4 Preview Page Next Page

Efficient Partitioning of Matched Filter for Long Pulse in Active Sonar Application 능동 소나에서 시간적으로 긴 펄스에 대한 정합 필터의 효율적인 분할 기법

31 July 2014. pp. 262-267

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Abstract

Recently, long pulses are transmitted for target detection in active sonar application. Matched filtering implemented by simple convolution algorithm, requires massive computational power for long replica. The computational loads are reduced significantly by implementing the convolution in the frequency domain with overlap add method, but the performance degrades for specified input/output system delay which constrains the size of FFT function. For performance improvement, the replica could be partitioned into uniform blocks (FDL) by re-using IFFT operations, or variable blocks of increasing length (MC) by using the largest possible blocks to calculate the convolution. In this paper, by combining the strong points of the two methods, we propose a new filter partition structure that allows for further optimization of the previous two methods.

Keywords

Active sonar

Long pulse

Matched filter

Partition structure

Minimum cost

Frequency delay line

Computational cost

최근 능동소나에서 표적의 탐지성능을 향상하기 위해 상당히 긴 펄스가 사용되고 있다. 이렇게 송신 파형의 길이가 길어지면 콘볼루션(convolution)을 이용하여 구현한 정합필터는 과도한 연산량이 요구되어 구현측면에서 불리하다. 주파수 영역에서 중첩-합(overlap-add) 또는 중첩-저장(overlap-save) 방법을 이용한 정합필터를 수행하면 이러한 문제를 해결할 수 있으나, 실시간 처리를 위해 시스템의 입출력 연동주기가 고정된 경우 FFT 길이가 제한되어 성능저하가 발생한다. 이 경우 연산효율을 높이기 위한 방법으로 필터를 균등 분할하되 IFFT 연산의 재사용을 통해 연산 효율을 높이는 FDL(Frequency Delay Line, 주파수 영역 지연-합) 방법과 필터를 가변적으로 최적 분할하는 MC (Minimum Cost, 최소 비용) 방법이 알려져 있다. 본 논문은 위 두 가지 방법을 결합하여, 정합필터를 효율적으로 분할하여 수행할 수 있는 새로운 방법을 제안하였다.

키워드

능동소나

긴 펄스

정합 필터

분할 구조

최소 비용

주파수 영역 지연-합

연산량

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Information

Publisher :The Acoustical Society of Korea
Publisher(Ko) :한국음향학회
Journal Title :The Journal of the Acoustical Society of Korea
Journal Title(Ko) :한국음향학회지
Volume : 33
No :4
Pages :262-267
Received Date : 2014-03-05
Revised Date : 2014-04-28
Accepted Date : 2014-05-26
DOI :https://doi.org/10.7776/ASK.2014.33.4.262

The Journal of the Acoustical Society of KoreaISSN:1225-4428(Print) 2287-3775(Online)한국음향학회

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