• Title/Summary/Keyword: channel coding

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신호 전송의 양과 질에서 위너의 MMSE와 샤논의 정보 이론적 정보량 극한 과 격자 코드 와의 만남 (Encounter of Lattice-type coding with Wiener's MMSE and Shannon's Information-Theoretic Capacity Limits in Quantity and Quality of Signal Transmission)

  • 박대철;이문호
    • 전자공학회논문지
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    • 제50권8호
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    • pp.83-93
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    • 2013
  • 통계적 신호 전송에 관한 위너의 MMSE와 정보이론 관점에서 처음으로 증명한 샤논의 상호 정보량을 비교함으로서 둘 사이의 관련성을 연구하였다. 위너가 신호 전송에서 보려했던 것은 잡음이 존재하는 채널에서 복원하려는 신호의 전송 품질의 근본적 극한(limit)를 계산해내려는 것이라 해석할 수 있다. 반면, 샤논은 엔트로피 개념을 적용하여 상호 정보에 대한 불확실성의 차를 최대화로 하는 전송 정보량의 근본적 상한(upper bound)의 극한(limits)을 계산을 계산하려는 것이라 해석할 수 있다. 본 논문의 관심은 샤논의 점 대 점 채널 용량의 근본적 극한을 계산하는 샤논의 공식을 유도함에 있어 위너의 최소 평균 자승 오차(MMSE) 컴바이너에 의한 최적 위너 필터를 사용했을 때 위너의 MMSE와 샤논의 상호 정보량이 미적분관계로 연결되어 있음을 확인하는 것이며, 위너 필터의 MMSE 와 샤논의 상호 정보량이 만나는 점에서 대역 효율성의 상한과 에너지 효율성의 하한을 계산하였다. mod-${\Lambda}$ AWGN 채널 모델에 의한 적절한 성형 격자 ${\Lambda}$의 선택과 ${\alpha}$의 MMSE 추정에 의해 격자형 부호 방식이 샤논의 원래 채널 용량 극한에 미치게 됨을 확인하였다.

주파수 선택 지표에 따른 길쌈 부호 수중 음향 통신 시스템의 성능 평가 (Performance of Convolution Coding Underwater Acoustic Communication System on Frequency Selectivity Index)

  • 서철원;박지현;박규칠;신정채;정진우;윤종락
    • 한국음향학회지
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    • 제32권6호
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    • pp.494-501
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    • 2013
  • 천해 수중 음향 채널의 배경잡음과 다중경로에 의한 비트 오류율(BER)을 경감하기 위해 Quadrature Phase Shift Keying(QPSK)에 전방 오류 정정 코드(FEC)로 부호화 비율 1/2의 길쌈 코딩(CC)을 적용하였다. 전송신호의 대역폭에 대한 채널의 일관성 대역폭의 비를 주파수 선택 지표로 정의하였고 주파수 선택지표에 따른 전송 신호의 BER과 비트 에너지 대 잡음비의 이득을 평가하였다. 실내 수조 실험 결과, 주파수 선택지표가 약 1.0 이하인 경우 BER은 이론적인 결과와 일치하고 비트 에너지 대 잡음비의 이득은 약 5 dB로 이론적인 결과와 일치한다. 주파수 선택 지표가 1.0 이상인 주파수 선택적인 다중경로 채널에서도 BER은 효율적으로 감소하지만 비트 에너지 대 잡음비가 일정크기 이상인 조건에서만 CC의 비트 오류 감소에 효과가 있다. 이러한 결과는 본 연구에서 정의한 주파수 선택 지표가 다중 경로 채널에서 CC의 성능 평가의 지표로 적용될 수 있다. 아울러 등화기를 적용하지 않고 저속 수중 음향 통신시스템에 효과적으로 BER을 줄일 수 있다.

STBC와 ARQ를 이용한 1-2-1 부호화 협력 통신 (1-2-1 Coded Cooperative Communication Using STBC and ARQ)

  • 홍성욱;공형윤
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제20권5호
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    • pp.421-427
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    • 2009
  • 본 논문에서 무선 센서 네트워크에 적용 가능한 시공간 블록 부호(Space-Time Block Coding: STBC)와 ARQ를 이용한 1-2-1 부호화 협력 통신 방식을 제안한다. 부호화 협력 통신은 협력 통신에 채널 부호화를 접목시킨 기술로 본 논문에서는 콘볼루션 부호화기를 사용한다. ARQ 방식은 소스 노드로부터 수신한 신호를 우선적으로 목적지 노드에서 평가하여 만족되어질 경우, ACK 메시지를 소스 노드와 릴레이 노드로 전송하고 수신한 신호를 복구하므로 기존의 협력 통신에 비해 주파수 효율을 높일 수 있다. 중계 노드 1과2는 소스로부터 수신한 신호를 펑처링하석 목적지로 전송하는데, 이때 STBC 기술을 적용하여 프로토콜의 신뢰성을 높인다. 또한, 간단한 비교기를 통하여 우수한 BER 성능을 얻을 수 있다. 마지막으로 제안한 프로토콜을 레일리 페이딩과 AWGN를 고려한 Monte-Carlo 시뮬레이션을 통해 BER 성능을 검증하였다.

간섭 제거와 수신 성능 향상을 위한 전처리기법을 적용한 LDC기반의 다중 사용자 다중 입출력 시스템 (An LDC-based MU-MIMO System with Pre-coding for Interference Cancellation and Robust Reception)

  • 박명철;조봉균;한동석
    • 전자공학회논문지
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    • 제50권4호
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    • pp.17-25
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    • 2013
  • 본 논문에서는 다중사용자 다중입출력 시스템에서 대역폭 효율의 감소 없이 페이딩에 대한 수신 성능을 향상시키는 부호화 알고리듬을 제안한다. 기존의 다중사용자 다중입출력 방식으로 사용되는 공간분할다중화 방식은 페이딩 경로에 취약하며, 이를 극복하기 위한 시공간블록부호화 방식은 전송량이 떨어지는 단점이 있다. 이러한 문제점을 개선하기 위하여 제안 부호화 알고리듬은 페이딩 환경에 강인하고 전송량이 송신 안테나 개수에 비례하여 증가하는 LDC(linear dispersion code) 기법을 이용하여 송신 심벌을 부호화하고, 예측한 채널 이득의 특이값 분해 값을 LDC 부호화 심벌에 전처리하여 성능을 개선한다. 그리고 컴퓨터 모의실험을 통하여 기존 알고리듬과 제안하는 알고리듬의 성능을 비교 평가한다.

DVB-NGH 시스템을 위한 향상된 편파 2˟2 MIMO SM 기법 연구 (Study on Improved Polarized 2˟2 MIMO Spatial Multiplexing Method for DVB-NGH System)

  • 서재현;김흥묵;한동석
    • 방송공학회논문지
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    • 제20권1호
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    • pp.3-15
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    • 2015
  • 지상파 디지털 방송시스템에서도 높은 전송율에 대한 요구가 증가하고 있다. 이러한 요구를 만족시키기 위해서는 무엇보다도 MIMO 기술 도입이 필요하다. 본 논문에서는 DVB-NGH 시스템에서 편파 $2{\times}2$ MIMO SM을 적용할 경우 공간 채널 상관도가 높은 지상파 방송 채널에서의 성능을 개선하기 위한 전치 부호화 기법을 제안하였다. 또한, 제안한 전치 부호화 기법을 적용할 때, 2개의 안테나에 서로 다른 변조 차수를 가진 신호를 전송할 경우 서로 다른 전력을 이용하여 수신 성능을 향상시키는 기법을 제안하였다. 제안한 기법을 최적화하기 위해 전치 부호화를 위한 위상 회전값과 적합한 서로 다른 전력비를 구하였다. 도출된 파라미터를 지상파 방송환경에 적용하여 모의실험을 통해 기존 SM에 비해 성능이 향상됨을 보였다.

골든 부호 기반의 공간 변조 다중 안테나 시스템 (A Golden Coded-Spatial Modulation MIMO System)

  • 박명철;한동석
    • 전자공학회논문지
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    • 제50권10호
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    • pp.31-40
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    • 2013
  • 본 논문에서는 실내 근거리 무선 통신에 적합하고 대역폭 효율을 향상시키는 공간 변조(spatial modulation) 다중 안테나 시스템을 제안한다. 기존의 공간 변조 다중 안테나 시스템은 다중 송신 안테나 중 하나의 안테나를 사용하여 채널 간에 간섭을 피할 수 있어서 다중 경로가 많은 실내 환경에서 적합하다. 그러나 심벌 전송 구간마다 한 개의 안테나만을 선택하여 전송하므로 다중 안테나의 최대 부호 이득을 얻을 수 없다. 이를 극복하기 위하여 시공간블록부호화 방식을 적용한 공간 변조 다중 안테나 시스템은 두 개의 안테나를 사용하여 수신 성능을 향상시키지만 대역폭 효율이 향상되지 않는 단점이 있다. 본 논문에서는 골든 부호(Golden code)를 적용한 공간 변조를 제안하여 공간 변조 다중 안테나 시스템의 수신 성능과 대역폭 효율을 개선한다. 그리고 컴퓨터 모의실험을 통하여 기존 시스템과 제안하는 시스템의 성능을 비교 평가한다.

H.264 동영상 부호기를 위한 Feedback 버퍼 제어 방식 (A Feedback Buffer Control Algorithm for H.264 Video Coding)

  • 손남례;이귀상
    • 정보처리학회논문지B
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    • 제11B권6호
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    • pp.625-632
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    • 2004
  • H.264 부호화 기법은 단방향 및 양방향 예측 모드를 채택하고 있으며, 가변 길이 부호화를 사용하기 때문에 비디오 부호기에서 발생되는 데 이터량은 시간에 따라 변한다. 전송채널 용량이 제한된 고정 비트율 부호기에서는 출력 비트량을 제어하기 위해 버퍼가 사용되는데, 버퍼가 넘치거나(overflow) 고갈되는 것(underflow)을 막기 위해 발생 비트량을 적절한 영역 내에서 제한해야 한다. 기존의 비트량 제어방법 에서는 영상데이터의 왜곡 값과 양자화 계수간의 $\lambda_{MODE}$가 정규 값을 벗어나기 때문에 화질이 열화 된다. 본 논문에서는 H.264 동영상의 왜곡 값에 대한 새로운 양자화 계수론 도출하여 피드백 함으로써 버퍼의 넘침이나 고갈을 방지할 수 있는 알고리즘을 제안하였다. 제안한 기법을 6개의 실험데이터에 적용한 견과 PSNR 값은 기존 방법에서와 비슷하면서도 비트율은 최대 8%까지 감소하였다.

Reduction of the Retransmission Delay for Heterogeneous Devices in Dynamic Opportunistic Device-to-device Network

  • Chen, Sixuan;Zou, Weixia;Liu, Xuefeng;Zhao, Yang;Zhou, Zheng
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제12권10호
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    • pp.4662-4677
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    • 2018
  • The dynamic opportunistic device-to-device (DO-D2D) network will frequently emerge in the fifth generation (5G) wireless communication due to high-density and fast-moving mobile devices. In order to improve the Quality of Experience (QoE) of users with different computing capacity devices in the DO-D2D network, in this paper, we focus on the study of how to reduce the packets retransmission delay and satisfy heterogeneous devices. To select as many devices as possible to transmit simultaneously without interference, the concurrent transmitters-selecting algorithm is firstly put forward. It jointly considers the number of packets successfully received by each device and the device's connectivity. Then, to satisfy different devices' demands while primarily ensuring the base-layer packets successfully received by all the devices, the layer-cooperation instantly decodable network coding is presented, which is used to select transmission packets combination for each transmitter. Simulation results illustrate that there is an appreciable retransmission delay gain especially in the poor channel quality network compared to the traditional base-station (BS) retransmission algorithm. In addition, our proposed algorithms perform well to satisfy the different demands of users with heterogeneous devices.

DVB-RCS 네트워크에서 Cross-layer 및 네트워크 코딩 기반 PEP 연구 (A Study on PEP based on Cross-layer and Network Coding in DVB-RCS Networks)

  • 이규환;정현기;김재현
    • 전자공학회논문지
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    • 제52권3호
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    • pp.25-31
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    • 2015
  • 본 논문에서는 DVB-RCS 네트워크에서 cross-layer와 네트워크 코딩 기반 PEP 기술을 제안한다. 제안한 PEP 기술에서는 TCP와 링크 단 간 위성 자원 할당 정보 교환을 제공할 수 있는 cross-layer 정보 교환 기법을 제안하고, 할당된 위성 자원 정보와 NC-R (Network-Coded Redundancy) 패킷 전송률에 의한 TCP 혼잡제어윈도우 튜닝 기법을 제안한다. 시뮬레이션 결과 제안한 PEP 기술을 사용하면 TCP에서 사용가능 한 자원을 조사하기 위한 지연 없이 바로 최대 이용 가능한 TCP 혼잡제어 윈도우 값을 사용할 수 있는 것을 살펴 볼 수 있었다. 또한 제안한 PEP 기법에서는 TCP 혼잡제어윈도우 튜닝 기법과 NC-R 패킷 전송을 통하여 패킷 손실이 발생할 수 있는 이동형 단말 환경에서도 불필요한 위성 자원 사용 없이 TCP 데이터 처리율을 향상 할 수 있는 것을 볼 수 있었다.

시차정보와 MPEG-2의 스케일러빌리티를 이용한 입체영상 압축 및 전송 (Stereoscopic Image Compression and Transmission Using Disparity Information and MPEG-2′s Scalability)

  • 민재홍;백중환
    • 융합신호처리학회논문지
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    • 제2권2호
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    • pp.20-27
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    • 2001
  • 입체영상의 부호화 및 전송 기술은 제한된 전송 채널에서 입체영상 정보의 전송에 필수적 인 기술로 입체영상 매체를 이용한 정보통신 서비스 분야에서 매우 중요하다. 본 논문에서는 시차정보를 이용하여 입체영상을 압축하고 MPEG-2의 스케일러빌리티 (scalability)를 이 용하여 전송하는 기법을 제안한다. 왼쪽 영상은 기본계층에, 오른쪽 영상은 고위계층에 각각 대웅하고 고위계층은 좌우영상의 시차정보와 고위계층간의 예측정보를 포함한다. 또한, 본 논문에서는 시차정보 탐색시간을 줄이기 위해 이전 입체영상 쌍으로부터 탐색한 시차정보를 이용하여 다음 입체영상 쌍의 시차정보를 예측하는 방법을 제안하고, 전송율 제어는 MPEG-2 TM6에서 제안한 방법을 사용한다. 실험 결과 제안한 탐색 방법을 사용한 경우 전체 코딩 시간이 기존의 전역 탐색 방법을 사용한 경우에 비해 현저히 단축되고 목표한 전송율에 도달됨을 알 수 있었다.

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