• 제목/요약/키워드: Distributed source coding (DSC)

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Energy-efficient data transmission technique for wireless sensor networks based on DSC and virtual MIMO

  • Singh, Manish Kumar;Amin, Syed Intekhab
    • ETRI Journal
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    • 제42권3호
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    • pp.341-350
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    • 2020
  • In a wireless sensor network (WSN), the data transmission technique based on the cooperative multiple-input multiple-output (CMIMO) scheme reduces the energy consumption of sensor nodes quite effectively by utilizing the space-time block coding scheme. However, in networks with high node density, the scheme is ineffective due to the high degree of correlated data. Therefore, to enhance the energy efficiency in high node density WSNs, we implemented the distributed source coding (DSC) with the virtual multiple-input multiple-output (MIMO) data transmission technique in the WSNs. The DSC-MIMO first compresses redundant source data using the DSC and then sends it to a virtual MIMO link. The results reveal that, in the DSC-MIMO scheme, energy consumption is lower than that in the CMIMO technique; it is also lower in the DSC single-input single-output (SISO) scheme, compared to that in the SISO technique at various code rates, compression rates, and training overhead factors. The results also indicate that the energy consumption per bit is directly proportional to the velocity and training overhead factor in all the energy saving schemes.

실제적인 분산 비디오 부호화를 위한 분산 소스 부호화 시스템의 피드백 지연 문제 개선 방안 (Improvement of Feedback Delay for Practical Distributed Source Coding)

  • 신승식;신상윤;장민;임대운;김상효
    • 방송공학회논문지
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    • 제17권1호
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    • pp.122-128
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    • 2012
  • 본 논문에서는 실제적으로 사용 가능한 분산 비디오 부호화 (Distributed Vedio Coding, DVC) 시스템을 구현하기 위하여 기존의 문제였던 높은 피드백 재전송 횟수에 의한 복원 지연문제를 개선하는 방법을 제안한다. 이는 각 압축률 영역에 맞추어 설계된 저밀도 패리티 검사 (Low-Density Parity-Check, LDPC) 부호를 사용함으로써 복원 성능을 높이고 각 부호가 복호에 실패할 경우 다른 부호율의 LDPC 부호를 구성하기 위한 소스 공개 (Source Revealing) 기법을 사용하여 피드백 전송 수를 줄임으로써 문제를 해결한다. 모의 실험 결과, 제안된 방법에 따른 DVC 방법은 기존 방법에 비해 57%의 복호 성능 개선 효과를 얻어 피드백 재전송 횟수를 50% 이상 감소시켰다.

LDPCA 부호를 이용한 실용적 분산 소스 부호화의 복호복잡도 (Complexity of Distributed Source Coding using LDPCA Codes)

  • 장민;강진환;김상효
    • 한국통신학회논문지
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    • 제35권4C호
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    • pp.329-336
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    • 2010
  • 분산 소스 부호화 시스템은 복호복잡도가 높다는 문제점을 갖는다. 본 논문에서는 신드롬 기반의 분산 소스 부호인 low-density parity check accumulate (LDPCA) 부호의 복호복잡도를 효율적으로 낮추기 위하여 LDPC 부호에 사용되는 각종 정지조건을 LDPCA 복호기에 적용하고 이에 따른 복잡도를 평가하였다. 대표적으로 convergence of mean magnitude (CMM) 정지 조건을 적용하여, 정지 조건을 사용하지 않았을 때보다 압축부호율 손실을 2% 이하로 발생시키며 약 85%의 복호복잡도 감소 효과를 얻을 수 있었다. 더불어 사용되는 부호의 성능을 파악하고 있을 때 초기에 과잉 신드롬을 전송하는 방법과, 채널 정보가 얻기 힘든 경우 기존 정지조건을 부호율 적응적인 LDPCA 부호에 적합하게 수정하는 방법을 제안하였다.

Wyner-Ziv 부호화기를 위한 필드 부호화 기반 개선된 보조정보 생성 (Improved Side Information Generation using Field Coding for Wyner-Ziv Codec)

  • 한찬희;전영일;이시웅
    • 한국콘텐츠학회논문지
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    • 제9권11호
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    • pp.10-17
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    • 2009
  • Wyner-Ziv 비디오 부호화 기술은 Slepian-Wolf와 Wyner-Ziv의 분산 정보원 부호화 (DSC : distributed source coding) 이론을 기반으로 한 새로운 비디오 압축 패러다임이다. Wyner-Ziv 부호화는 기존 부호화기 측의 복잡한 작업을 복호화기 측으로 이동시킴으로써 단순한 부호화기/복잡한 복호화기의 구조를 실현한다. Wyner-Ziv 복호화기는 원영상의 예측신호인 보조정보를 생성하기 위해 움직임 추정 및 보상을 수행하며, Wyner-Ziv 부호화기의 정보량은 이 보조정보에 직접적으로 의존하기 때문에 보조정보 생성효율은 전체 부호화 성능에 큰 영향을 미친다. 본 논문에서는 필드 부호화를 이용한 개선된 보조정보 생성방법을 제안한다. 우선 top 필드는 기존의 방식으로 부호화되고, bottom 필드는 이미 복호화 된 top 필드의 정보를 이용한 새로운 보조정보 생성방식으로 부호화된다. 실험결과를 통해 제안된 보조정보 생성방식이 기존의 방식과 비교할 때, 율-왜곡 성능 및 주관적 화질이 개선되었음을 알 수 있다.

Weighted Distance-Based Quantization for Distributed Estimation

  • Kim, Yoon Hak
    • Journal of information and communication convergence engineering
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    • 제12권4호
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    • pp.215-220
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    • 2014
  • We consider quantization optimized for distributed estimation, where a set of sensors at different sites collect measurements on the parameter of interest, quantize them, and transmit the quantized data to a fusion node, which then estimates the parameter. Here, we propose an iterative quantizer design algorithm with a weighted distance rule that allows us to reduce a system-wide metric such as the estimation error by constructing quantization partitions with their optimal weights. We show that the search for the weights, the most expensive computational step in the algorithm, can be conducted in a sequential manner without deviating from convergence, leading to a significant reduction in design complexity. Our experments demonstrate that the proposed algorithm achieves improved performance over traditional quantizer designs. The benefit of the proposed technique is further illustrated by the experiments providing similar estimation performance with much lower complexity as compared to the recently published novel algorithms.

A novel approach to design of local quantizers for distributed estimation

  • Kim, Yoon Hak
    • 전기전자학회논문지
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    • 제22권3호
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    • pp.558-564
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    • 2018
  • In distributed estimation where each node can collect only partial information on the parameter of interest without communication between nodes and quantize it before transmission to a fusion node which conducts estimation of the parameter, we consider a novel quantization technique employed at local nodes. It should be noted that the performance can be greatly improved if each node can transmit its measurement to one designated node (namely, head node) which can quantize its estimate using the total rate available in the system. For this case, the best strategy at the head node would be simply to partition the parameter space using the generalized Lloyd algorithm, producing the global codewords, one of which is closest to the estimate is transmitted to a fusion node. In this paper, we propose an iterative design algorithm that seeks to efficiently assign the codewords into each of quantization partitions at nodes so as to achieve the performance close to that of the system with the head node. We show through extensive experiments that the proposed algorithm offers a performance improvement in rate-distortion perspective as compared with previous novel techniques.