본 논문에서는 고차 MIMO 시스템을 위한 저 복잡도의 병렬 구형 검출 알고리즘을 제안하였다. 제안된 알고리즘에서는 정적 가지치기와 가변 가능한 다수의 노드연산기에 의한 동적 가지치기 기법을 통해서 종래의 Fixed-complexity sphere decoder(FSD) 알고리즘 대비 더 낮은 복잡도를 갖게 되며, quasi-maximum likelihood 검출 성능을 보인다. 알고리즘과 함께 제안된 노드연산기 또한, 기존 구형검출기의 순차적 연산 구조를 갖는 노드 연산을 고정된 복잡도를 갖도록 제안하여 하드웨어 구현의 용이성을 제공한다. 16QAM 복조를 하는 고차 MIMO 무선통신의 몬테카를로 모의실험을 통해서, 종래의 저 복잡도를 갖는 FSD 알고리즘 대비, 제안된 알고리즘이 평균적으로 단 6.3%의 검출 시간이 증가되면서 평균 55% 탐색노드가 감소하여 연산 복잡도가 낮아지는 것을 보여주었다.
본 논문에서는 Turbo coded BICM-ID (bit-interleaved coded modulation with iterative decoding)의 구현 복잡도를 개선하기 위한 기법을 제안한다. 터보 부호는 Shannon 한계에 근접하는 우수한 성능을 나타내는 오류정정부호 (error correction code)이며 터보 부호와 고차원 변조 (high order modulation)를 결합하여 전송효율을 개선할 수 있다. BICM (bit-interleaved coded modulation)은 채널 부호와 고차원 변조 사이에 이진 인터리버를 사용하는 기법이며 복호기와 복조기 간에 정보를 주고받으며 반복 복호 (iterative decoding)를 수행하는 BICM-ID를 이용하여 성능을 개선 할 수 있다. BICM-ID는 BICM과 비교하였을 때 반복 복호로 인하여 비트오율 (bit error rate) 성능이 개선되지만 구현 복잡도가 크게 증가하는 단점이 있다. 본 논문에서는 Turbo coded BICM-ID에서 구현 복잡도를 개선하기 위한 기법을 제안한다. 제안하는 기법은 기존에 제안된 Turbo coded BICM-ID 기법과 유사한 비트오율 (bit error rate) 성능을 나타내면서 구현 복잡도를 크게 감소시킬 수 있는 장점이 있다.
UML 다이어그램은 시스템을 모델링 하기 위한 언어로 사실상 표준으로 널리 사용되고 있다. 그 가운데 특히 클래스다이어그램은 시스템을 클래스와 클래스들간 관계로 시각화한 것으로 순공학적, 역공학적 시스템 모델링 및 구현에 직접적인 영향을 미친다. 많은 연구에서 클래스다이어그램의 레이아웃과 복잡성이 시스템 모델링의 이해에 미치는 영향을 설명하고 있다. 하지만 연구 결과가 혼재되어 있어 레이아웃 적용의 효과를 판단하는데 어려움이 따른다. 따라서 본 연구에서는 기존 연구에서 제시된 클래스다이어그램 레이아웃 기준을 토대로 2 (레이아웃) ${\times}$ 2 (복잡성) 실험을 설계, 레이아웃 적용으로 인한 이해도를 측정하였다. 47명의 피험자가 실험에 참여하여 서로 다르게 제시된 레이아웃과 복잡성에 대해 이해하도록 하였다. 그 결과 레이아웃을 적용한 실험 그룹에서 유효한 효과를 나타내었고 뿐만 아니라 복잡성에서도 유효한 결과를 확인할 수 있었다. 하지만 이 둘의 상호작용 측정에 있어서는 유효한 결과를 얻지 못했다.
구조적 개발 방법론에 적용하도록 만들어진 복잡도 척도들은 클래스, 상속성, 메시지 전달 그리고 캡슐롸와 같은 객체지향의 개념에 직접적으로 적용할 수 없다. 또한, 기존이 객체지향 소프트웨어에 대한 척도의 연구는 프로그램의 복잡도나, 설계 단계의 척도가 대부분이었다. 실제로 분석 단계 클래스의 복잡도를 낮춤으로써, 시스템의 개발 노력이나 비용 및 유지보수 단계에서의 노력이 크게 줄어들게 되므로, 분석 클래스에 대한 복잡도를 측량하기 위한 척도가 필요하다. 본 논문에서는 객체지향 개발방법론인 Unified Process의 분석 단계에서 추출되는 분석 클래스에 대하여 복잡도를 측정할 수 있는 새로운 척도를 제안한다. 협력의 복잡도 CC(Collaboration Complexity)는 가능한 협력의 최대 수로서 클래스가 잠재적으로 얼마나 복잡할 수 있는지를 측정하기 위한 척도이며, 각 협력자들의 인터페이스를 이해하는 것과 관련된 총체적 어려움을 측정하는 인터페이스 복잡도 IC(Interface Complexity)를 정의하였다. 제안된 척도는 클래스의 크기 및 상속성에 대하여 수학적인 증명을 하였으며, Weyuker의 9가지 공리적 성질에 대하여 이론적인 검증을 하였다. 또한, 텍스트 마이닝 기법을 사용하여 사용자의 질문에 자동으로 응답하는 시스템의 분석 클래스에 대하여 제안된 척도를 사용하여 복잡도를 측정하였고 기존의 복잡도 척도인 CBO와 WMC의 값을 계산하여 비교하였다. CC와 CBO, IC와 WMC의 값을 비교해 본 결과 제안된 복잡도 척도의 계산 결과 제안된 복잡도 척도의 계산 결과 값이 그 값들보다 좀 더 복잡도를 잘 표현하고 있었다. 이로써 소프트웨어 개발 주기의 초기에 클래스에 대한 복잡도를 평가해 보고, 나머지 단계에 필요한 시간과 노력을 예측함으로써 보다 비용-효과적인 객체지향 소프트웨어를 개발할 수 있는 가능성이 높아진다.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제16권3호
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pp.1063-1075
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2022
In recent years, container techniques have been broadly applied to cloud computing systems to maximize their efficiency, flexibility, and economic feasibility. Concurrently, studies have also been conducted to ensure the security of cloud computing. Among these studies, moving-target defense techniques using the high agility and flexibility of cloud-computing systems are gaining attention. Moving-target defense (MTD) is a technique that prevents various security threats in advance by proactively changing the main attributes of the protected target to confuse the attacker. However, an analysis of existing MTD techniques revealed that, although they are capable of deceiving attackers, MTD techniques have practical limitations when applied to an actual cloud-computing system. These limitations include resource wastage, management complexity caused by additional function implementation and system introduction, and a potential increase in attack complexity. Accordingly, this paper proposes a software-defined MTD system that can flexibly apply and manage existing and future MTD techniques. The proposed software-defined MTD system is designed to correctly define a valid mutation range and cycle for each moving-target technique and monitor system-resource status in a software-defined manner. Consequently, the proposed method can flexibly reflect the requirements of each MTD technique without any additional hardware by using a software-defined approach. Moreover, the increased attack complexity can be resolved by applying multiple MTD techniques.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제14권4호
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pp.1579-1602
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2020
In the design of production system, buffer capacity allocation is a major step. Through polymorphism analysis of production capacity and production capability, this paper investigates a buffer allocation optimization problem aiming at the multi-stage production line including unreliable machines, which is concerned with maximizing the system theoretical production rate and minimizing the system state entropy for a certain amount of buffers simultaneously. Stochastic process analysis is employed to establish Markov models for repairable modular machines. Considering the complex structure, an improved vector UGF (Universal Generating Function) technique and composition operators are introduced to construct the system model. Then the measures to assess the system's multi-state reliability and structural complexity are given. Based on system theoretical production rate and system state entropy, mathematical model for buffer capacity optimization is built and optimized by a specific genetic algorithm. The feasibility and effectiveness of the proposed method is verified by an application of an engine head production line.
We present a low-density parity-check (LDPC)-based, threaded layered space-time-frequency system with emphasis on the iterative receiver design. First, the unbiased minimum mean-squared-error iterative-tree-search (U-MMSE-ITS) detector, which is known to be one of the most efficient multi-input multi-output (MIMO) detectors available, is improved by augmentation of the partial-length paths and by the addition of one-bit complement sequences. Compared with the U-MMSE-ITS detector, the improved detector provides better detection performance with lower complexity. Furthermore, the improved detector is robust to arbitrary MIMO channels and to any antenna configurations. Second, based on the structure of the iterative receiver, we present a low-complexity belief-propagation (BP) decoding algorithm for LDPC-codes. This BP decoder not only has low computing complexity but also converges very fast (5 iterations is sufficient). With the efficient receiver employing the improved detector and the low-complexity BP decoder, the proposed system is a promising solution to high-data-rate transmission over selective-fading channels.
The purpose of this study is to propose a new design concept and properties within new paradigm. Contemporary students of architectural design seem to redefine the mechanic and reductive approach to design method based upon Euclidean geometry. In this study, the organic space-time and holistic view-point that constitutes the background for all this is radically different from the modern design. It consists of three sections as follow: First, it presents a concept of complex system and properties of complexity that we find in new natural science and tries to combine that news geometry with architectural design to provide a methodological basis for morphogenesis and transformation. Second, the complexity in architecture is defined as a fractal shape, folded space, and irreducible organic system that cannot be fully understood by modernist idea of architecture. Third, the complexity in architecture is strategy based on the electronic paradigm that would enable the emergence of creative possibility. The complexity theory offer new insights to explain not only natural laws but also define dynamic architecture. In fine, this study places a great emphasis on the organic world-view to the spatial organization, which I hope will contribute to generating a greater number of creative possibilities for design.
본 논문에서는, 하향 다중 사용자 MIMO 환경에서 간섭 검출 및 제거를 하기위해 확장된 fixed-complexity sphere decoder (FSD) 알고리즘이 제안되었다. 제안된 알고리즘은, generalized sphere decoder (GSD) 알고리즘을 이용한 채널행렬 확장과 간섭신호와 요구신호를 고려한 채널행렬 순서화를 통해 FSD 알고리즘을 간섭신호 검출에 활용 가능하도록 확장 하였다. IEEE802.11ac의 통신모드 중 네 명의 다중 사용자에게 각각 702 Mbit/s 전송이 가능한 환경의 몬테카를로실험을 통해서, 제안된 알고리즘이 10% packet error rate기준으로 간섭제거 기능이 없는 maximum-likelihood 검출성능 대비 $E_b/N_0$가 약 3 dB 향상됨을 보여주었다.
V-BLAST의 신호 복원을 위한 기법으로는 MMSE, ZF, ML 등이 있으며, 이중 ML 기법이 최적의 성능을 나타낸다. 그러나 ML 기법은 송신안테나 수와 변조차수에 따라 연산복잡도가 지수적으로 증가하는 문제점이 있다. 본 논문에서는 V-BLAST의 신호 복원을 위해 보다 낮은 복잡도를 갖는 저 복잡도 선형 ML검출 기법을 제안하고 이 시스템을 기존의 검출 기 법들과 BER과 연산량 측면에서 비교, 분석하였다. 분석결과 제안한 검출기법의 BER 성능은 ZF과 MMSE 검출기법보다 우수하였고 ML 검출기법과는 유사하였다. 그러나 연산량 측면에서는 제안한 시스템의 연산량이 ML 검출기법의 연산량보다 약 50%정도 적었다. 이 결과들을 통해 본 논문에서 제안한 저 복잡도 선형 ML 검출기법이 기존의 검출기법 보다 우수함을 알 수 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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