주어진 비음수 데이터를 두 개의 비음수 행렬의 곱의 형태로 표현하는 비음수 행렬 분해(Nonnegative Matrix Factorization)는 비음수 데이터의 다변량 분석에서 폭넓게 사용되고 있는 방법이다. 비음수 행렬 분해는 집단화(Clustering), 특히 문서의 집단화에서 유용하게 쓰일 수 있다. 본 논문에서는 주어진 문서들로부터 구성된 단어-문서 행렬을 두 개의 비음수 행렬의 곱으로 분해할 때, 그 중 하나의 행렬에 직교 제한을 주는 비음수 행렬의 직교 분해(Orthogonal Nonnegative Matrix Factorization) 방법을 다룬다. 현존하는 비음수 행렬의 직교 분해 방법은 직교 제한과 관련된 항을 더해주는 방식을 사용하지만, 여기서는 Stiefel 다양체 위에서의 실제 기울기를 직접 구하여 곱셈의 업데이트 알고리즘을 유도하였다. 다양한 문서 데이터에 대한 실험을 통해 새롭게 유도된 비음수 행렬의 직교 분해 방법이 기존의 비음수 행렬 분해나 기존의 비음수 행렬의 직교 분해보다 문서 집단화에서 우수한 성능을 나타냄을 보였다.
본 논문에서는 잡음 환경에서 보다 강인한 성능을 얻기 위하여 음성 모델 기반의 효과적인 특징 보상 기법을 제안한다. 일반적인 모델 기반의 특징 보상 기법은 오열 음성 데이터베이스를 이용한 훈련 과정을 필요로 하므로 온라인 상에서의 적응 과정에 적합하지 않다. 제안한 방법에서는 보정 인자 추정 과정에서 병렬 모델 결합 기법을 도입함으로써 훈련 과정을 필요하지 않게 하였다. 모델의 결합 과정이 HMM 전체가 아닌 가우시안 혼합 (Mixture) 모델에만 적용이 되므로, 계산이 비교적 간단하게 되어 온라인 상에서의 모델 결합을 가능하게 하였다. 병렬적 모델 결합의 도입은 잡음 모델의 독립적인 이용을 가능하게 하였고, 본 논문에서는 MAP (Maximum A Posteriori) 적응을 통해 잡음 모델 갱신을 실시하였다 또한 잡음 오열 과정에 대한 근사화를 통해 연속적 형태의 채널 정규화 기법을 유도하여 적용하였다. 보다 효율적인 구현을 위하여 선택적인 모델 결합 방식을 도입함으로써 연산량을 줄일 수 있는 방법을 제시하였다. 제안한 특징 보상 기법이 부가적인 배경 잡음과 채널 왜곡이 존재하는 잡음 환경에서 음성 인식 시스템의 성능을 향상시키는데 효과적임을 실험을 통해 확인할 수 있었다.
본 논문에서는 공모방지 핑거프린팅 알고리즘에 의하여 생성된 핑거프린트를 삼차원 메쉬 모델에 효율적으로 삽입할 수 있는 새로운 공모방지 핑거프린팅 기법을 제안한다. 제안한 알고리즘은 유한 사영기하학(finite projective geometry)을 기반으로 고객의 수만큼 핑거프린트를 만들고 이 정보를 바탕으로 삼차원 메쉬 모델을 분할한 다음, 마크(mark)할 특정 분할메쉬 (submesh)에 저작권을 나타내는 워터마크 신호를 은닉한다. 삽입할 워터마크 신호는 비인지성과 강인성을 고려하여 마크할 분할 메쉬로부터 삼각형 스트립(triangle strips)을 생성하고 각 스트립에 포함된 꼭지점 값들을 DCT 영역의 계수 값들로 변환시킨 후 중간 주파수 대역에 삽입한다. 다양한 실험을 통해 제안한 기법이 무작위 잡음첨가, MPEG-4 SNHC의 삼차원 메쉬 꼭지점 좌표값 압축, 기하학 변환 및 공모에 의한 핑거프린트 공격에 대해 강인할 뿐만 아니라 생성된 핑거프린트의 비트 수를 기존의 방법보다 줄일 수 있었다.
제4세대 무선 통신은 송신기와 수신기양단에 다중 안테나와 순시 채널의 상태 정보를 이용함으로써 LDPC와 OFDM 무선 전송에 있어서 MQAM(M-ary Quadrature Amplitude Modulation)을 사용하는 적응 공간 부반송파 부호화 변조 방식에 기반으로 하고 있다. 적응 부호화 변조는 시변 협대역 무선 채널에 대해서 대역 효율이 좋은 전송방식으로 인식되어 가고 있다. 전력이 제한된 AWGN 채널에 대해서, LDPC 부호들은 오류 제어 부호의 한 부류이며 이는 어떤 조건하에서는 터보부호보다 오류 정정 능력이 더 좋은 것으로 알려져 왔다. 본 논문에서는 MIMO 시스템에 적용된 LDPC 부호를 갖는 OFDM 방식과 적응 변조방식에 대해서 서술한다. 채널의 순시 정보를 알고 있다고 가정함으로써 각 부반송파에 대해서 비트와 전력 할당을 얻기 위한 최적화 알고리즘이 사용되였다. 시뮬레이션 결과는 제안한 시스템이 가능성을 가짐을 보여준다.
본 논문에서는 단일 반송파 MIMO 시스템 기반의 PN 부호열을 이용한 반송파 주파수 오차 추정 방법을 제안한다. 제안하는 방법은 송신되는 각각의 PN 부호열들의 위상을 회전시켜 전송하여, 일부 PN 부호열들이 서로 상쇄되어 버리는 것을 방지한다. 수신한 PN 부호열과 수신기에서 자체 생성한 PN 부호열의 공액곱셈 연산을 통해 변조를 제거한 뒤, 다수의 자기 상관기를 이용한 ML (Maximum Likelihood) 알고리듬을 이용하여 반송파 주파수 오차를 추정한다. 또한 시변채널에서의 정확한 주파수 오차 추정을 위해 채널 정보를 이용한 주파수 오차 추정 구조를 제안하였다. 컴퓨터 모의실험을 통해, 송신 및 수신 안테나가 두 개인 $2{\times}2$ MIMO 시스템에 제안하는 기법을 적용하고 L&R 알고리듬을 이용하여 AWGN (Additive White Gaussian Noise) 환경 및 시변 Rayleigh 채널에서의 MSE (Mean Square Error) 성능을 측정하였다. 그 결과 AWGN 환경 상에서 MIMO 시스템에 적용한 제안된 기법의 MSE 성능이 SISO 시스템에서의 성능과 거의 동일함을 보였다. 또한 시변 Rayleigh 채널에서 제안된 채널 정보를 이용한 추정 기법의 MSE 성능이 기존 방법 및 SISO 시스템에 비해 높음을 보였다.
본 논문에서는 단일 주파수 망(Single Frequency Network:SFN)을 통해 ATSC(Advanced Television Systems Committee) 지상파 디지털 TV 방송을 서비스하기 위한 필요한 기술적인 사항에 대해서 고찰하고, ETRI에서 제안한 등화형 동일 채널 중계기(Equalization Digital On Channel Repeater: EDOCR)가 가지는 단점을 극복한 간섭 제거 디지털 동일 재생중계기(Interference Cancellation Digital On Channel Regenerative Repeater: IC-DOCR)을 제안한다. 제안한 IC-DOCR은 EDOCR의 장점인 전송로에 의해 야기된 잡음 및 다중경로 신호를 제거하므로 우수한 송신품질을 유지한다. 또한, EDOCR 단점인 낮은 송수신 안테나의 격리도(isolation)를 확보하기 위해서 수신 신호의 8-VSB 복조를 이용한 간섭제거 알고리즘을 사용하여 송신 출력의 제한을 극복할 수 있다. 전산 실험을 통해서 제안된 시스템의 성능을 분석하고 확인하였다.
Alam, Muhammad Morshed;Islam, Mohammad Rakibul;Arafat, Muhammad Yeasir;Ahmed, Feroz
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제12권1호
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pp.178-203
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2018
In this paper, authors have been evaluated the Frame Error Rate (FER) performance of IEEE 802.11 a/g/p standard 5 GHz frequency band WLAN over Rayleigh and Rician distributed fading channels in presence of Additive White Gaussian Noise (AWGN). Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) based transceiver is implemented by using real-time signal processing frameworks (IEEE 802.11 Blocks) in GNU Radio Companion (GRC) and Ettus USRP N200 is used to process the symbol over the wireless radio channel. The FER is calculated for each sub-carrier conventional modulation schemes used by OFDM such as BPSK, QPSK, 16, 64-QAM with different punctuated coding rates. More precise SNR is computed by modifying the SNR calculation process of YANS and NIST error rate model to estimate more accurate FER. Here, real-time signal constellations, OFDM signal spectrums etc. are also observed to find the effect of multipath propagation of signals through flat and frequency selective fading channels. To reduce the error rate due to the multipath fading effect and Doppler shifting, channel estimation (CE) and equalization techniques such as Least Square (LS) and training based adaptive Least Mean Square (LMS) algorithm are applied in the receiver. The simulation work is practically verified at GRC by turning into a pair of Software Define Radio (SDR) as a simultaneous transceiver.
본 논문에서는 ISDB-T (Integrated Services Digital Broadcasting-Terrestrial) 시스템을 기반으로 한 동기 방식의 OFDM 시스템에서 방송 시스템에서 중요한 지표가 되는 SNR (Signal to Noise Ratio) 추정기를 구현하고자 한다. 다양한 SNR 추정 방법 중 복잡도가 적어 ASIC 설계에 적합한 MSE (Mean Square Error) 알고리즘을 사용하여 ISDB-T 시스템의 OFDM 세그먼트를 구성하고 있는 요소 중 방송 정보 데이터를 사용하여 SNR을 추정하는 방법과 분산 파일럿 신호를 사용하여 SNR을 추정하는 방법을 각각 RTL(Register Transfer Level)로 구현하였다. 두 방법을 이상적인 채널인 AWGN (Additive White Gaussian Noise) 채널뿐만 아니라 SFN(Single Frequency Network) 채널 및 주파수 선택적 페이딩 채널과 같이 왜곡된 채널에서 모의실험을 통해 성능을 비교하고 RTL 구현을 통해 복잡도를 비교하여 분산 파일럿 신호를 사용하여 SNR을 추정하는 방법의 성능과 구현의 용이함을 보였다.
The Long Term Evolution (LTE) system is designed to provide a high quality data service for fast moving mobile users. It is based on the Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) and relies its channel estimation on the training samples which are systematically built within the transmitting data. Either a preamble or a lattice type is used for the distribution of training samples and the latter suits better for the multipath fading channel environment whose channel frequency response (CFR) fluctuates rapidly with time. In the lattice-type structure, the estimation of the CFR makes use of the least squares estimate (LSE) for each pilot samples, followed by an interpolation both in time-and in frequency-domain to fill up the channel estimates for subcarriers corresponding to data samples. All interpolation schemes should rely on the pilot estimates only, and thus, their performances are bounded by the quality of pilot estimates. However, the additive noise give rise to high fluctuation on the pilot estimates, especially in a communication environment with low signal-to-noise ratio. These high fluctuations could be monitored in the alternating high values of the first forward differences (FFD) between pilot estimates. In this paper, we analyzed statistically those FFD values and propose a postprocessing algorithm to suppress high fluctuations in the noisy pilot estimates. The proposed method is based on a localized adaptive moving-average filtering. The performance of the proposed technique is verified on a multipath environment suggested on a 3GPP LTE specification. It is shown that the mean-squared error (MSE) between the actual CFR and pilot estimates could be reduced up to 68% from the noisy pilot estimates.
본 논문에서는 $\pi/4$ shift QPSK에 Trellis 부호화된 변조 기법(Trellis-Coded Modulation. TCM)을 적용시키기위하여 $\pi/8$ shift 8PSK를 제안하고 위상차에 의한 신호 집합 확장과 신호 집합 분할을 수행하는 trellis 부호화된 π/8 shift 8PSK를 제안한다. 또한 BER(Bit Error Rate) 성능을 향상시키기위하여 제1차 위상차뿐만아니라 제L차 이상차의 자승 유클리드 거리를 매트릭(Branch Metric)으로 갖는 비터비 디코더(Viterbi decoder)를 설계한다. 그리고 $\pi/4$ shift QPSK, trellis 부호화된 $\pi/8$ shift 8PSK와 제L차 위상차의 자승 유클리드 거리를 메트릭(Branch Metric)으로 갖는 trellis 부호화된 $\pi/8$ shift 8PSK 의 BER 특성을 AWGN에서 Monte Carlo 시뮬레이션을 통해 알아본다. 제안된 알고리즘은 MDPSK에도 적용될 수 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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