• 제목/요약/키워드: End-to-end rate maximization

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On the Formulation and Optimal Solution of the Rate Control Problem in Wireless Mesh Networks

  • Le, Cong Loi;Hwang, Won-Joo
    • 한국통신학회논문지
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    • 제32권5B호
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    • pp.295-303
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    • 2007
  • An algorithm is proposed to seek a local optimal solution of the network utility maximization problem in a wireless mesh network, where the architecture being considered is an infrastructure/backbone wireless mesh network. The objective is to achieve proportional fairness amongst the end-to-end flows in wireless mesh networks. In order to establish the communication constraints of the flow rates in the network utility maximization problem, we have presented necessary and sufficient conditions for the achievability of the flow rates. Since wireless mesh networks are generally considered as a type of ad hoc networks, similarly as in wireless multi-hop network, the network utility maximization problem in wireless mesh network is a nonlinear nonconvex programming problem. Besides, the gateway/bridge functionalities in mesh routers enable the integration of wireless mesh networks with various existing wireless networks. Thus, the rate optimization problem in wireless mesh networks is more complex than in wireless multi-hop networks.

무선전력 통신 네트워크에서 최적의 멀티홉 전송 방식 (An Optimal Multi-hop Transmission Scheme for Wireless Powered Communication Networks)

  • 최현호
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제26권11호
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    • pp.1679-1685
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    • 2022
  • 본 논문에서는 무선전력 통신 네트워크에서 소스에서 목적지 노드까지 종단간 데이터 전송률을 최대화하기 위한 최적의 멀티홉 전송 방식을 제안한다. 에너지 하베스팅을 하면서 멀티홉 전송을 위한 프레임 구조를 제시하고, 노드간 서로 다른 에너지 수확량과 링크 품질을 고려하여 종단간 전송률을 최대화하는 각 노드의 전송 시간을 수학적 분석을 통하여 도출한다. 아울러, 고려하는 무선전력기반 멀티홉 전송의 시스템 모델링을 통하여 최적화 문제를 도출하고, 이 최적화 문제가 convex 함을 보임으로써 전역 최적해가 존재함을 증명한다. 이를 통하여 최적화 문제를 계산 가능한 형태로 변형하여 손쉽게 최적해를 찾는다. 제안한 최적 멀티홉 전송 방식은 모든 링크의 전송률이 같아지도록 노드별 전송 시간을 최적으로 할당함으로써 종단간 전송률을 최대화한다.

잡음 환경에서 심리음향모델 기반 음성 에너지 최대화를 이용한 음성 검출 방법 (Voice Activity Detection Method Using Psycho-Acoustic Model Based on Speech Energy Maximization in Noisy Environments)

  • 최갑근;김순협
    • 한국음향학회지
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    • 제28권5호
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    • pp.447-453
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    • 2009
  • 이 논문은 음성 에너지를 최대화 하여 낮은 SNR환경에서 음성 존재 여부를 판단하고 정확한 끝점을 검출하는 방법에 대한 것이다. 전통적인 VAD (Voice Activity Detection) 알고리듬은 잡음의 추정치를 이용해 음성과 비음성 구간을 선택하여 낮은 SNR환경이나 비안정 잡음환경에서는 정확하지 못한 문턱값으로 인해 부정확한 끝점검출을 하였다. 또한 잡음의 시간적 변화를 반영하기 위해 비교적 큰 분석 구간을 두어 계산량이 증가함에 따라 실제 응용에 적합하지 않은 단점이 있다. 이 논문은 잡음환경에서 정확한 음성 구간의 검출을 위해 심리음향 모델에 기반 한 바크 스케일 필터 뱅크를 이용하여 주어진 프레임에서 음성 에너지를 최대화 시키고 잡음을 억제하는 SEM-VAD (Speech Energy Maximization-Voice Activity Detection) 방법을 제안하였다. 다양한 잡음환경, SNR 15 dB, 10 dB 5 dB 0 dB 상황에서 실험한 결과 SNR의 변화에 안정적인 문턱값을 얻었고, 음성 검출을 위한 실험에서 자동차 잡음 환경에 대한 PHR (Pause Hit Rate)은 모든 잡음 환경에서 100%의 정확도를 보였고, FAR (False Alarm Rate)는 SNR 15 dB와 10 dB에서는 0%, SNR 5 dB에서 5.6% SNR 0 dB에서 9.5%의 성능을 보였다.

Optimal Amplify-and-Forward Scheme for Parallel Relay Networks with Correlated Relay Noise

  • Liu, Binyue;Yang, Ye
    • ETRI Journal
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    • 제36권4호
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    • pp.599-608
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    • 2014
  • This paper studies a parallel relay network where the relays employ an amplify-and-forward (AF) relaying scheme and are subjected to individual power constraints. We consider correlated effective relay noise arising from practical scenarios when the relays are exposed to common interferers. Assuming that the noise covariance and the full channel state information are available, we investigate the problem of finding the optimal AF scheme in terms of maximum end-to-end transmission rate. It is shown that the maximization problem can be equivalently transformed to a convex semi-definite program, which can be efficiently solved. Then an upper bound on the maximum achievable AF rate of this network is provided to further evaluate the performance of the optimal AF scheme. It is proved that the upper bound can be asymptotically achieved in two special regimes when the transmit power of the source node or the relays is sufficiently large. Finally, both theoretical and numerical results are given to show that, on average, noise correlation is beneficial to the transmission rate - whether the relays know the noise covariance matrix or not.

Throughput maximization for underlay CR multicarrier NOMA network with cooperative communication

  • Manimekalai, Thirunavukkarasu;Joan, Sparjan Romera;Laxmikandan, Thangavelu
    • ETRI Journal
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    • 제42권6호
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    • pp.846-858
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    • 2020
  • The non-orthogonal multiple access (NOMA) technique offers throughput improvement to meet the demands of the future generation of wireless communication networks. The objective of this work is to further improve the throughput by including an underlay cognitive radio network with an existing multi-carrier NOMA network, using cooperative communication. The throughput is maximized by optimal resource allocation, namely, power allocation, subcarrier assignment, relay selection, user pairing, and subcarrier pairing. Optimal power allocation to the primary and secondary users is accomplished in a way that target rate constraints of the primary users are not affected. The throughput maximization is a combinatorial optimization problem, and the computational complexity increases as the number of users and/or subcarriers in the network increases. To this end, to reduce the computational complexity, a dynamic network resource allocation algorithm is proposed for combinatorial optimization. The simulation results show that the proposed network improves the throughput.

이동 애드혹 네트워크에서 생존시간 최대화를 위한 전력절감과 라우팅 결합 알고리즘 (Joint Power-Saving and Routing Algorithm for Lifetime Maximization in Mobile Ad Hoc Networks)

  • 최현호
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제17권12호
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    • pp.2826-2834
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    • 2013
  • 이동 애드혹 네트워크에서 단말의 전력절감과 관련된 기술은 송신전력제어(transmit power control; TPC), 전력절감모드(power-saving mode; PSM), 라우팅(routing)으로 나뉠 수 있다. TPC와 PSM은 주로 하위 물리 및 데이터링크 계층에서 담당하는 반면 라우팅은 상위 네트워크 계층에서 담당하므로 이들 알고리즘들이 하나의 목적을 위해 보다 나은 성능을 제공하기 위해서는 통합된 관점에서의 알고리즘 설계가 필요하다. 따라서 본 논문에서는 애드혹 네트워크에서 주어진 종단간 전송률을 만족시키면서 전송 경로의 생존시간을 최대화하는 것을 목적으로 전력절감과 라우팅의 결합 알고리즘을 제안한다. 제안 방안은 먼저 단말의 송신전력을 줄이기 위하여 TPC 또는 PSM을 적용하여 개별 단말의 생존시간을 증가시키고, 이후 결정된 노드 생존시간을 고려하여 라우팅을 수행함으로써 멀티홉 전체 경로의 생존시간을 극대화한다. 시뮬레이션 결과 제안방식은 네트워크의 단말 수 및 간섭량의 변화에 따라 요구 전송률을 만족시키면서 생존시간을 극대화시킨다.

이동 애드혹 네트워크에서 생존시간 최대화를 위한 에너지 인지 소스 라우팅 프로토콜 (Energy-aware Source Routing Protocol for Lifetime Maximization in Mobile Ad Hoc Networks)

  • 최현호
    • 한국ITS학회 논문지
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    • 제11권3호
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    • pp.31-39
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    • 2012
  • 이 논문에서는 이동 애드혹 네트워크 환경에서 네트워크 생존시간을 최대화하기 위한 에너지 인지 기반 라우팅 프로토콜을 제안한다. 제안 라우팅 프로토콜은 소스 라우팅 방식을 기반으로 하며, 이동 노드의 송수신 전력 소모량과 배터리 잔량을 소스 노드와 목적지 노드 종단간 고려하여 생존시간이 가장 긴 경로를 선택한다. 이를 위한 새로운 라우팅 비용을 제안하며, 경로 탐색시 발생하는 제어 패킷 오버헤드를 최소화하는 라우팅 프로토콜을 설계한다. 시뮬레이션 결과 제안방식은 전송 홉 수, 전송률, 에너지 소비량 측면에서 기존 방식과 비슷한 수준의 성능을 보이면서, 생존시간 측면에서는 기존 방식 대비 약 20%의 성능향상을 보여준다.

Augmentation of Hidden Markov Chain for Complex Sequential Data in Context

  • Sin, Bong-Kee
    • Journal of Multimedia Information System
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    • 제8권1호
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    • pp.31-34
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    • 2021
  • The classical HMM is defined by a parameter triple �� = (��, A, B), where each parameter represents a collection of probability distributions: initial state, state transition and output distributions in order. This paper proposes a new stationary parameter e = (e1, e2, …, eN) where N is the number of states and et = P(|xt = i, y) for describing how an input pattern y ends in state xt = i at time t followed by nothing. It is often said that all is well that ends well. We argue here that all should end well. The paper sets the framework for the theory and presents an efficient inference and training algorithms based on dynamic programming and expectation-maximization. The proposed model is applicable to analyzing any sequential data with two or more finite segmental patterns are concatenated, each forming a context to its neighbors. Experiments on online Hangul handwriting characters have proven the effect of the proposed augmentation in terms of highly intuitive segmentation as well as recognition performance and 13.2% error rate reduction.

환기처리에 의한 수박의 시듦증 발생 기작 (Wilted Symptom in Watermelon Plant under Ventilation Systems)

  • 조일환;안중훈;이우문;문지혜;이주현;최병순;손선혜;최은영;이상규;우영회
    • 원예과학기술지
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    • 제28권4호
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    • pp.529-534
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    • 2010
  • 수박($Citrullus$ $lanatus$ L.)의 시듦증은 생리장해라고 알려져 있다. 품질 및 수량을 저하시키고 큰 경제적 손실을 가져오는 이 증상은 주로 한국의 수박 주산지인 의령이나 함안 지역에서 기온이 높아지는 3월 중순 이후부터 시작하며 해에 따라 발생 양상이 차이가 있다. 수박 생리장해에 대한 많은 연구가 수행되고 있으나 시듦증의 발생 기작에 대한 연구는 미흡한 실정이다. 본 연구는 시듦증 발생 기작을 해명하기 위하여 강제환기 처리를 하였으며 경남 의령군 용덕면에서 2009년 1월-5월까지 수행하였다. 관행처리에 비해 강제환기 처리는 시설내 기온, 엽온 및 근권부의 온도를 각각 약 4.5, 5, $3^{\circ}C$정도 낮게 유지시켰고 포차도 낮게 유지시켰다. 전 생육기간 동안 관행 및 강제환기 처리 모두에서 과실 생육속도가 최대를 보이는 시기가 두 차례 관찰되었고 관행에서 그 속도와 시기가 더 빠른 것으로 관찰되었고, 첫 번째 최대기는 착과 후 12일에(350g/일), 그 두 번째는 착과 후 24일에(350g/일) 관찰되었다. 시듦증은 착과 후 22일에 관행처리 에서만 발생하기 시작하였다. 강제환기 처리에서 과실 생육최대기는 관행처리에서 보다 4일 늦게 관찰되었다(350g/일). 동시에 식물체 생육속도도 강제환기가 관행처리 보다 낮은 것으로 나타났다. 이러한 결과들은 강제환기가 전 생육기간 동안 엽온 및 포차를 낮게 유지함으로써 식물체 및 과실의 생육속도를 조절했다는 것을 보여준다. 따라서 강제환기가 건전한 생육을 유도하고 식물체의 증산을 조절함으로써 엽과 과실간 수분경합을 줄여 시듦증을 방지시킨다는 가설을 제시한다. 금후 직접적이고 정밀한 실험을 통해 강제환기효과에 대한 식물체내의 수분균형의 연구가 기대 된다.

유색육용계의 성장과 혈액성상에 사료단백질 및 에너지가 미치는 영향 (Effect of Dietary Energy, Protein on Growth and Blood Composition of Cross Bred Chicks)

  • 정용대;류경선
    • 한국가금학회지
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    • 제35권3호
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    • pp.291-302
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    • 2008
  • 국내에서 사육되는 유색육용계 성장에 적합한 에너지와 단백질 수준을 구명하여 사료 급여 체계 확립에 필요한 기초자료를 제공하고자 두 차례의 사양 실험을 수행하였다. 공시동물은 유색육용계 1일령 암, 수컷 1,404수를 사용하였고, 펜당 26수씩 배치하였다. 사료내 에너지 수준은 사육전기 5주간 3,000, 3,100 kg/kcal이며, 단백질 함량은 $0{\sim}2$주에 20, 21, 22%를 급여하였으며, $3{\sim}5$주에 18, 19, 20, 21, 22%로 처리하였다. 조사 항목은 체중, 사료 섭취량을 측정하여 생산성을 계산하였으며, 실험 종료시 혈액을 채취하여 분석하였다. 실험 1 : $0{\sim}2$주간 사료 ME 함량 차이에 따른 생산 능력은 처리구간에 차이가 없으며 CP 함량 차이에 기인한 증체량과 사료 섭취량도 차이가 없었지만 사료 요구율은 CP 21, 22% 처리구에서 CP 20% 처리구에 비하여 통계적으로 개선되었다(P<0.05). 실험 개시후 $3{\sim}5$주간에 사료 ME 3,100 kcal/kg 처리구에서 ME 3,000 kcal/kg 처리구에 비하여 사료 요구율은 개선되었다(P<0.05). 이 기간에 사료내 CP 22% 처리구는 낮은 수준의 처리구보다 증체량이 유의하게 증가하였고(P<0.05) 사료 요구율은 CP가 높은 수준의 사료를 급여시에 낮은 수준의 CP 처리구에 비하여 개선되었지만 사료 섭취량은 처리구간에 차이가 없었다(P<0.05). 이 기간에 증체량과 사료 요구율은 ME와 CP간 상호 작용하였다(P<0.05). 전 실험기간 5주간에 사료 요구율은 ME 3,100 kcal/kg 처리구에서 ME 3,000 kcal/kg 처리구보다 개선되었으며, CP (20)18% 처리구는 다른 처리구에 비하여 높게 나타났다(P<0.05). 증폐량은 CP (22)22% 처리구에서 CP (21)21%, (20)18% 처리구보다 증가하였으며, ME와 CP간에 상호 작용은 증체량과 사료 요구율에서 나타났다(P<0.05). 혈중 알부민, 총콜레스레롤 함량은 ME 3,100 kcal/kg 처리구에서 ME 3,000 kcal/kg 처리구보다 증가하였지만 중성지방은 감소되었다(P<0.05). 한편 총콜레스테롤은 CP (22)21 처리구에서 CP (22)20, (20)18% 처리구에 비하여 증가하였다(P<0.05). 시험 2 : $0{\sim}2$주간 증체량은 ME 3,000 kcal/kg 처리구에 비하여 ME 3,100 kcal/kg 처리구에서 높게 나타났으며, CP 22% 처리구에서 CP 20% 처리구보다 유의하게 개선되었으며, CP과 ME는 상호 작용을 보였다(P<0.05). 사료 요구율은 CP 21, 22% 처리구에서 CP 20% 처리구보다 개선되었으나(P<0.05), $3{\sim}5$주 및 전체 사육 기간에 처리구간에 생산성은 차이가 없었다. 혈액 성상도 처리구간에 차이를 나타내지 않지만 ME와 CP 처리구간 총콜레스테롤 함량에 대한 상호 작용은 <.0001 수준에서 인정되었다. 따라서 교잡육용계 생리에 적합한 사료내 단백질 수준은 $0{\sim}2$주령에 22% 또는 그 이상의 수준으로 급여하고, $3{\sim}5$주의 단백질 수준은 21, 20% 수준으로 급여가 생산성의 극대화에 효과적일 것으로 생각되며, 사료내 에너지는 부분적으로 처리구간에 생산에 차이를 보였지만 일관성이 없었으므로 에너지 수준을 세분화하여 급여하는 추후의 시험이 필요할 것으로 사료된다.