• 제목/요약/키워드: Input-output decomposition

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고차 변조 방식을 사용하는 MIMO 시스템을 위한 낮은 복잡도를 갖는 연판정 알고리즘 (Soft-Decision Algorithm with Low Complexity for MIMO Systems Using High-Order Modulations)

  • 이재윤;김경택
    • 한국통신학회논문지
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    • 제40권6호
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    • pp.981-989
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    • 2015
  • 최적 ML(Maximum Likelihood) 기법 및 sphere decoding(SD), QRM-MLD(QR decomposition with M-algorithm Maximum Likelihood Detection) 기반의 준 최적 검출 기법을 적용한 MIMO(Multiple-Input Multiple-Output) 시스템에서의 LLR(Log Likelihood Ratio) 계산은 변조 차수 및 송/수신 안테나의 수가 증가할수록 그 복잡도가 지수적으로 증가하여 구현 및 성능 면에서 큰 문제점을 야기한다. 본 논문에서는 고차 변조 방식 기반의 $N_T{\times}N_R$ MIMO시스템 수신기의 QRM-MLD 기반 MIMO 검출기에서 연판정 시 아주 낮은 복잡도로 1dB 이내의 ML 검출 기법에 대한 오류 성능 접근도를 갖는 LLR 계산 방법을 제시하고, 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 여러 M 값에 대한 MIMO 시스템의 BER(Bit Error Rate) 결과를 도출하고 분석하여 제시된 방법의 유효성을 검증한다.

다중 입출력 시스템의 부분적 채널 정보 궤환을 통한 빔포머 형성 방안 (A Beamformer Construction Method Via Partial Feedback of Channel State Information of MIMO Systems)

  • 김윤수;성원진
    • 전자공학회논문지
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    • 제51권6호
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    • pp.26-33
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    • 2014
  • LTE-A (Long Term Evolution-Advanced) 이후 무선 통신 시스템에서는, 시스템 전송률의 향상을 위해 증가한 개수의 입출력 안테나를 사용하는 MIMO (multiple-input multiple-output) 시스템이 활용될 것이다. 이러한 증가한 개수의 안테나 어레이를 사용하는 경우, 채널 정보의 궤환에 있어서 과도한 오버헤드가 문제가 될 수 있다. 본 논문에서는 이러한 상황에서 채널 정보의 궤환 오버헤드를 줄이기 위한 방안과, 특히 수신단에서 두 개 혹은 그 이상의 수신 안테나를 사용하는 다중 랭크 전송시의 적용 방안을 제안한다. 수신단에서 송신단으로 일시에 궤환되는 정보의 양을 줄이기 위해 안테나 어레이를 분할하여 추정하는 채널을 기반으로 특이값 분해 (SVD, Singular Value Decomposition)를 활용하는 빔포밍 방안을 제시한다. SVD의 연산과정의 특성 상, 분할된 행렬에 대한 SVD 연산은 원 행렬의 특성을 상실시킬 수 있으므로 이에 대한 대응 방안에 대해서도 설명한다.

부호화된 MIMO 시스템에서 QR 분해를 이용한 효율적인 연판정 검출 (Soft Detection using QR Decomposition for Coded MIMO System)

  • 장매향;김수영
    • 한국통신학회논문지
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    • 제37권7A호
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    • pp.535-544
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    • 2012
  • 무선통신시스템에서의 고용량 데이터 전송을 위해 MIMO 전송은 필수적인 기술의 하나로 자리매김하였다. 더불어 열악한 채널환경에서 요구되는 성능을 만족하기 위해서는 반드시 고효율 오류정정부호를 사용하여야하며, 반복적인 복호 기법을 사용하는 터보부호나 저밀도 패리티 검사부호 등이 그 예라고 할 수 있다. 이러한 오류정정 부호들의 우수한 성능은 반드시 MIMO 검출 단에서의 정확한 연판정 검출 값이 전제되어야 한다. 본 논문에서는 매우 적은 복잡도로 효과적으로 연판정 검출 값을 복호기에 전달 할 수 있는 방법으로써 채널 행렬의 QR 분해기법을 적용한 연판정 검출 기법을 제안한다. 본 논문에서 제안하는 방식은 먼저 연판정 MIMO 검출 단계를 두 단계로 나누어 복잡도를 획기적으로 감소시킬 수 있는 방법과 결합하였으며, 채널 행렬에 대하여 직접 역행렬을 구하는 방식에 비해서 안테나 수가 증가할수록 훨씬 더 적은 복잡도로 동일한 성능을 얻을 수 있다.

하향링크 MIMO 시스템을 위한 공간분할 다중접속 기술 (A Space Division Multiple Access Technique for Downlink MIMO Systems)

  • 임민중
    • 한국통신학회논문지
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    • 제29권9A호
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    • pp.1022-1030
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    • 2004
  • 차세대 이동 및 우선통신 시스댐은 현재보나 얘우 큰 고속의 데이터 전송과 시스템 용량을 요구하고 였으며 이러한 요구를 충족시키기 위해서 복수의 안테나를 사용하여 송수신을 하는 MIMO(m 비 tiple input, multiple output) 기술이 널리 연구되고 있다 이 논문은 다수의 안테나를 가지고 있는 기지국, 소수의 안테나를 가지고 있는 단말기의 하향 링크에서 스케터령과 변동이 적으며 평탄한 페이딩 채널을 가정한다. 단영 사용가 MIMO 시스템에서 가지국이 채널상태정보를 가지고 있다연 SVD(singular value decomposition) 와 water filling 읍 사용 한 MIMO 기숭이 최대의 채널용량을 이룬다. 그러나 복수 사용자 시스템의 경우에는 공간분할 다중접속 기술을 이용하여, 보다 큰 전체 채널용량을 얻는 것이 가능하다 이 논문은 복수 사용가 시스템에서 각 사용자에게 복수 의 데이터 스트림을 전송하는 MIMO 공간분할 다중접속 기술을 제안한다. 제안하는 기술은 SVD 기반의 MIMO 기술이나 스마트 안테나를 사용한 공간분항 다중정속 기술보다 더 큰 전체 채널용량을 얻을 수 있다.

다중 사용자 다중 안테나 하향링크 채널에서 GTD 기반의 적응적인 자원 할당 기법 (Adaptive Resource Allocation Algorithm with GTD in Downlink MU-MIMO Channel)

  • 최승규;이충용
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제48권11호
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    • pp.53-59
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    • 2011
  • 본 논문에서는 다중 사용자 다중 안테나 하향링크 채널에서 실제 사용하는 BPSK, QPSK, 16QAM, 64QAM 변조방식을 적용하였을 때 얻을 수 있는 데이터 전송량을 최대화하기 위하여 generalized triangular decomposition (GTD) 기반의 적응적 자원할당 기법을 제안한다. 제안하는 기법은 자원 할당 시 데이터 전송량 뿐 아니라 부가적으로 에러확률을 고려하여 시스템의 에러확률 성능도 향상 시킨다. 모의실험을 통해 제안하는 기법은 이론적인 채널 전송량 대비 2bit 정도 차이까지 도달할 수 있고, 에러확률은 모든 신호 대 잡음비에서 singular-value decomposition (SVD) 기반 자원 할당 기법에 비해 우수함을 확인한다.

Fast-convergence trilinear decomposition algorithm for angle and range estimation in FDA-MIMO radar

  • Wang, Cheng;Zheng, Wang;Li, Jianfeng;Gong, Pan;Li, Zheng
    • ETRI Journal
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    • 제43권1호
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    • pp.120-132
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    • 2021
  • A frequency diverse array (FDA) multiple-input multiple-output (MIMO) radar employs a small frequency increment across transmit elements to produce an angle-range-dependent beampattern for target angle and range detection. The joint angle and range estimation problem is a trilinear model. The traditional trilinear alternating least square (TALS) algorithm involves high computational load due to excessive iterations. We propose a fast-convergence trilinear decomposition (FC-TD) algorithm to jointly estimate FDA-MIMO radar target angle and range. We first use a propagator method to obtain coarse angle and range estimates in the data domain. Next, the coarse estimates are used as initialized parameters instead of the traditional TALS algorithm random initialization to reduce iterations and accelerate convergence. Finally, fine angle and range estimates are derived and automatically paired. Compared to the traditional TALS algorithm, the proposed FC-TD algorithm has lower computational complexity with no estimation performance degradation. Moreover, Cramer-Rao bounds are presented and simulation results are provided to validate the proposed FC-TD algorithm effectiveness.

A Robust Longitudinal Landing Controller to Datalink Time Delay

  • Lee, Sang-Hyo;Rhee, Ihn-Seok;Kee, Chang-Don;Koo, Hueon-Joon
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 2003년도 ICCAS
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    • pp.886-891
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    • 2003
  • This paper deals with designing a ground-based longitudinal landing controller which is robust to datalink time delays. Time delays occur because forward velocity measurements are downlinked and the controller output commands are uplinked. An $H_{\infty}$ controller was designed by using the input/output decomposition where time delay is modeled as a first-order system with Pade approximation. Linear simulations show that the system tracks well the predefined path and is robust to the variation of time delay.

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데이터링크 시간지연에 강건한 종운동 착률제어기 설계 (A Robust Longitudinal Landing Controller to Datalink Time Delay)

  • 이상효;이인석;기창돈;구훤준
    • 제어로봇시스템학회논문지
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    • 제15권1호
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    • pp.37-43
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    • 2009
  • This paper deals with designing a ground-based longitudinal landing controller which is robust to datalink time delays. Time delays occur because forward velocity measurements are downlinked and the controller output commands are uplinked. An $H_{\infty}$ controller was designed by using the input/output decomposition where time delay is modeled as a first-order system with Pade approximation. Linear simulations show that the system tracks well the predefined path and is robust to the variation of time delay.

Design of Adaptive Fuzzy Sliding Mode Controller based on Fuzzy Basis Function Expansion for UFV Depth Control

  • Kim Hyun-Sik;Shin Yong-Ku
    • International Journal of Control, Automation, and Systems
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    • 제3권2호
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    • pp.217-224
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    • 2005
  • Generally, the underwater flight vehicle (UFV) depth control system operates with the following problems: it is a multi-input multi-output (MIMO) system because the UFV contains both pitch and depth angle variables as well as multiple control planes, it requires robustness because of the possibility that it may encounter uncertainties such as parameter variations and disturbances, it requires a continuous control input because the system that has reduced power consumption and acoustic noise is more practical, and further, it has the speed dependency of controller parameters because the control forces of control planes depend on the operating speed. To solve these problems, an adaptive fuzzy sliding mode controller (AFSMC), which is based on the decomposition method using expert knowledge in the UFV depth control and utilizes a fuzzy basis function expansion (FBFE) and a proportional integral augmented sliding signal, is proposed. To verify the performance of the AFSMC, UFV depth control is performed. Simulation results show that the AFSMC solves all problems experienced in the UFV depth control system online.

DCS Model Calculation for Steam Temperature System

  • Hwang, Jae-Ho
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 2004년도 ICCAS
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    • pp.1201-1204
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    • 2004
  • This paper suggests a DCS (Distributed Control System) model for steam temperature system of the thermal power plant. The model calculated within sectional range is linear. In order to calculate mathematical models, the system is partitioned into two or three sectors according to its thermal conditions, that is, saturated water/steam and superheating state. It is divided into three sections; water supply, steam generation and steam heating loop. The steam heating loop is called 'superheater' or steam temperature system. Water spray supply is the control input. A first order linear model is extracted. For linear approach, sectional linearization is achieved. Modeling methodology is a decomposition-synthetic technique. Superheater is composed of several tube-blocks. For this block, linear input-output model is to be calculated. Each tiny model has its transfer function. By expanding these block models to total system, synthetic DCS linear models are derived. Control instrument include/exclude models are also considered. The resultant models include thermal combustion conditions, and applicable to practical plant engineering field.

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