• 제목/요약/키워드: adaptive step size

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적응시간 간격 알고리즘을 이용한 KIM의 계산 효율성 개선 (The Improvement of Computational Efficiency in KIM by an Adaptive Time-step Algorithm)

  • 남현;최석진
    • 대기
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    • 제33권4호
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    • pp.331-341
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    • 2023
  • A numerical forecasting models usually predict future states by performing time integration considering fixed static time-steps. A time-step that is too long can cause model instability and failure of forecast simulation, and a time-step that is too short can cause unnecessary time integration calculations. Thus, in numerical models, the time-step size can be determined by the CFL (Courant-Friedrichs-Lewy)-condition, and this condition acts as a necessary condition for finding a numerical solution. A static time-step is defined as using the same fixed time-step for time integration. On the other hand, applying a different time-step for each integration while guaranteeing the stability of the solution in time advancement is called an adaptive time-step. The adaptive time-step algorithm is a method of presenting the maximum usable time-step suitable for each integration based on the CFL-condition for the adaptive time-step. In this paper, the adaptive time-step algorithm is applied for the Korean Integrated Model (KIM) to determine suitable parameters used for the adaptive time-step algorithm through the monthly verifications of 10-day simulations (during January and July 2017) at about 12 km resolution. By comparing the numerical results obtained by applying the 25 second static time-step to KIM in Supercomputer 5 (Nurion), it shows similar results in terms of forecast quality, presents the maximum available time-step for each integration, and improves the calculation efficiency by reducing the number of total time integrations by 19%.

스마트 안테나를 위한 블록 LMS 기반 적응형 빔형성 알고리즘 (Block LMS-Based Adaptive Beamforming Algorithm for Smart Antenna)

  • 오정근;김성훈;유관호
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2003년도 학술회의 논문집 정보 및 제어부문 B
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    • pp.689-692
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    • 2003
  • In this paper, we propose an adaptive beamforming algorithm for array antenna. The proposed beamforming algorithm, based on Block LMS (Block - Least Mean Squares) algorithm, has a variable step size from coefficient update. This method shows some advantages that the convergence speed is fast and the calculation time can reduced using a block LMS algorithm from frequency domain. As the adaptive parameter approaches a stationary state, it could reduce the number of filter coefficient update with the help of various step size. In this paper we compared the efficiency of the proposed algorithm with a standard LMS algorithm which is a representative method of adaptive beamforming.

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가변 스텝사이즈를 갖는 월시-아다말 변환 적응 필터 (A Walsh-Hadamard Transform Adaptive Filter with Time-varying Step Size.)

  • 오신범;이채욱
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 1998년도 추계종합학술대회 논문집
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    • pp.1175-1178
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    • 1998
  • we propose the Walsh-Hadamard Transform adaptive filter with time-varying step size. The performance of the proposed algorithm is evealuated in system identification where computer simulations are performed for both time-invariant and time-varying system. It is shown that the proposed algorithm produces good results compared with similar algorithms under different conditions, particularly in case of time-varying circumstance.

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CANCELLATION OF ECHOES IN TELEPHONE NETWORK WITH THE ADAPTIVE STEP SIZE LATTICE FORM STRUCTURE

  • Benjangkaprasert, Chawalit;Teerasakworakun, Sirirat;Benchapornkullanij, Sirithon;Janchithapongvej, Kanok
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 2002년도 ICCAS
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    • pp.87.2-87
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    • 2002
  • $\textbullet$ Introduction of an adaptive echoes canceller in telephone network and the propose $\textbullet$ The echoes canceller structure $\textbullet$The Lattice/Transversal Joint structure $\textbullet$ The propose robust variable step-size algorithm for lattice form structure $\textbullet$ Performance evaluation $\textbullet$ Simulation results $\textbullet$ Conclusion

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가변 스텝사이즈를 적용한 월시.아다말 적응필터 (A Walsh-Hadamard Transform Adaptive Filter with Time-varying Step Size)

  • 오신범;이채욱
    • 한국산업정보학회논문지
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    • 제5권2호
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    • pp.32-38
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    • 2000
  • 적응 신호처리 분야에서 LMS(Least Mean Square)알고리즘은 그 식의 간편함과 구현의 용이함으로 가장 널리 이용되고 있다. 대부분의 LMS 알고리즘은 수렴비를 조절하는 적응계수를 일정한 값으로 정하는데, 이는 안전성과 속도사이에서 트레이드오프가 존재한다. 이러한 단점을 해결하고 성능을 개선하기 위하여 가변 LMS(VLMS: Variable LMS)알고리즘이 발표되었다. 그러나 기존에 발표된 가변 스텝사이즈 알고리즘들도 또 다른 적응인자를 사용하므로 알고리즘이 새로운 적응인자 값에 의해 성능이 좌우된다는 문제점이 있다. 본 논문에서는 오차 제곱의 기울기에 따라 적응인자 스스로 값을 조절하는 가변 스텝사이즈 알고리즘을 제안하였다. 제안한 알고리즘을 실수값을 갖는 월시-아다말(Walsh-Hadamard)변환을 사용하여 빠른 수렴을 얻도록 하였으며, 계산량을 감소시키기 위해 부분수정 알고리즘에 적용하였다. 제안한 알고리즘의 성능 확인을 위하여 잡음 제거 시스템에 적용하여 기존의 알고리즘들과 비교하여 그 성능이 우수함을 입증하였다.

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추정상관을 이용한 ECLMS에 관한 연구 (A Study On ECLMS Using Estimated Correlation)

  • 오신범;권순용;이채욱
    • 한국통신학회논문지
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    • 제27권7A호
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    • pp.651-658
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    • 2002
  • 적응신호처리 분야에서 LMS 알고리듬은 수식이 간단하고, 적은 계산량으로 인해 널리 사용되고 있지만, 알고리듬 성능을 좌우하는 고정된 적응상수를 적절하게 선택해야 하는 문제점이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 논문에서는 적응필터의 참조입력과 에러신호사이의 추정상관을 이용, 매 샘플시간마다 다른 값을 가지는 상관추정 가변스텝사이즈(ECLMS) 알고리듬을 제안한다. 제안한 알고리즘을 적응 다중 노치필터에 적용하여 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 LMS알고리듬과 기존의 가변스텝 사이즈와 비교하여 그 성능이 우수함을 입증한다.

적응 모듈러스와 적응 스텝 크기를 이용한 Hybrid-SE-MMA 적응 등화기의 성능 평가 (Performance Evaluation of Hybrid-SE-MMA Adaptive Equalizer using Adaptive Modulus and Adaptive Step Size)

  • 임승각
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제20권2호
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    • pp.97-102
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    • 2020
  • 본 논문은 부호간 간섭을 최소화시킬 수 있는 SE-MMA 적응 등화기에서 adaptive modulus와 adaptive step size를 이용한 등화 성능을 개선할 수 있는 Hybrid-SE-MMA에 관한 것이다. 적응 등화를 위한 MMA 알고리즘에서는 오차 신호를 이용하여 등화기 탭 계수를 갱신하고, SE-MMA는 오차 신호의 부호만을 이용하므로 연산량을 단순화시킨 구조이다. 연산량을 단순화시킴으로서 수렴 속도와 알고리즘 처리 속도에서는 향상 효과를 얻을 수 있지만 등화 성능이 저하되는 한계를 단점이 있다. 논문에서는 등화기 출력 신호의 전력에 비례하는 적응 modulus와 적응 step size를 SE-MMA에 적용하므로서 등화 성능을 더욱 개선할 수 있음을 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 확인한다. 개선된 등화 성능을 기존 SE-MMA와 비교하기 위하여 수신측에서의 등화기 출력 신호인 복원된 신호 성상도, 잔류 isi, MD (Maximum Distortion), MSE 및 외부 잡음에 대한 알고리즘의 강인성을 알 수 있는 SER 성능을 사용하였다. 컴퓨터 시뮬레이션 결과 Hybrid-SE-MMA 알고리즘은 잔류 isi와 MD, MSE 및 SER등의 모든 성능 지수에서 SE-MMA 보다 개선됨을 알 수 있었다.

구조동역학에서의 오차 추정과 시간간격 제어 알고리즘 (Error Estimation and Adaptive Time Stepping Procedure for Structural Dynamics)

  • 장인식
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제4권4호
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    • pp.190-200
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    • 1996
  • Step-by-step time integration methods are widely used for solving structural dynamics problem. One difficult yet critical choice an analyst must make is to decide an appropriate time step size. The choice of time step size has a significant effect on solution accuracy and computational expense. The objective of this research is to derive error estimate for newly developed time integration method and develop automatic time step size control algorithm for structural dynamics. A formula for computing error tolerance is derived based on desired period resolution. An automatic time step size control strategy is proposed based on a normalized local error estimate for the generalized-α method. Numerical examples demonstrate the developed strategy satisfies general design criteria for time step size control algorithm for dynamic problem.

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HIGH ORDER EMBEDDED RUNGE-KUTTA SCHEME FOR ADAPTIVE STEP-SIZE CONTROL IN THE INTERACTION PICTURE METHOD

  • Balac, Stephane
    • Journal of the Korean Society for Industrial and Applied Mathematics
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    • 제17권4호
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    • pp.238-266
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    • 2013
  • The Interaction Picture (IP) method is a valuable alternative to Split-step methods for solving certain types of partial differential equations such as the nonlinear Schr$\ddot{o}$dinger equation or the Gross-Pitaevskii equation. Although very similar to the Symmetric Split-step (SS) method in its inner computational structure, the IP method results from a change of unknown and therefore do not involve approximation such as the one resulting from the use of a splitting formula. In its standard form the IP method such as the SS method is used in conjunction with the classical 4th order Runge-Kutta (RK) scheme. However it appears to be relevant to look for RK scheme of higher order so as to improve the accuracy of the IP method. In this paper we investigate 5th order Embedded Runge-Kutta schemes suited to be used in conjunction with the IP method and designed to deliver a local error estimation for adaptive step size control.

스텝 크기에 의한 CCA 적응 등화 알고리즘의 성능 평가 (A Performance Evaluation of the CCA Adaptive Equalization Algorithm by Step Size)

  • 임승각
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제19권3호
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    • pp.67-72
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    • 2019
  • 본 논문에서는 통신 채널에서 발생되는 찌그러짐의 영향을 최소화하기 위한 CCA 적응 등화 알고리즘에서 스텝 크기의 변화에 따른 성능을 해석하였다. CCA 알고리즘은 기존의 결정 지향 알고리즘 (DDA : Decision Directed Algorithm)과 축소 신호점 알고리즘 (RCA : Reduced Constellation Algorithm)의 적절한 결합 방식으로 송신 신호의 constant modulus와 결정 장치의 출력 신호를 compact slice 가중치만큼 고려하여 이들의 장점을 얻을 수 있다. 이 과정에서 compact slice 가중치를 고정시킨 후, 적응을 위한 알고리즘의 스텝 크기를 3가지로 변화시킬때의 성능을 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 평가하였다. 시뮬레이션 결과 스텝 크기가 적을수록 수렴 속도는 늦지만 정상 상태 이후의 성능이 개선됨을 확인하였고, 특히 SER 성능에서는 스텝 크기가 적은 경우 robustness함을 알 수 있었다.