모듈형 선형 배열을 이용한 근거리 속도 추정 성능 한계

초록

본 논문은 근거리(NF) 예측 빔포밍에서 모듈형 선형 배열(MLA)을 활용한 방사·횡속도 추정의 이론적 한계를 Cramer‑Rao Bound(CRB) 형태로 제시한다. 배열 간격을 넓히면 유효 aperture가 증가해 횡속도 CRB가 감소하지만, 방사속도 CRB는 거의 변하지 않는다. 또한 동일한 횡속도 정확도를 유지하면서 안테나 수를 절감할 수 있는 설계 규칙을 도출하였다.

상세 분석

이 연구는 근거리 채널에서 파동면이 구면임을 이용해 목표물의 방사(v_r)와 횡속도(v_t)를 동시에 추정할 수 있다는 점에 착안한다. 기존 연구는 단일 입력 다중 출력(SIMO) 레이더에 대한 CRB만을 다루었으며, 예측 빔포밍 프레임워크에 적용된 MLA에 대한 분석은 없었다. 논문은 먼저 MLA를 K개의 모듈로 구성하고, 각 모듈에 M개의 안테나가 균일 간격 δ로 배치된 구조를 정의한다. 모듈 간격은 L·δ 로 설정되며, 이를 통해 전체 aperture는 δ·