• 제목/요약/키워드: computational complexity reduction

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Fixed-Complexity Sphere Encoder for Multi-User MIMO Systems

  • Mohaisen, Manar;Chang, Kyung-Hi
    • Journal of Communications and Networks
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    • 제13권1호
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    • pp.63-69
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    • 2011
  • In this paper, we propose a fixed-complexity sphere encoder (FSE) for multi-user multi-input multi-output (MU-MIMO) systems. The proposed FSE accomplishes a scalable tradeoff between performance and complexity. Also, because it has a parallel tree-search structure, the proposed encoder can be easily pipelined, leading to a tremendous reduction in the precoding latency. The complexity of the proposed encoder is also analyzed, and we propose two techniques that reduce it. Simulation and analytical results demonstrate that in a $4{\times}4$ MU-MIMO system, the proposed FSE requires only 11.5% of the computational complexity needed by the conventional QR decomposition with M-algorithm encoder (QRDM-E). Also, the encoding throughput of the proposed encoder is 7.5 times that of the QRDM-E with tolerable degradation in the BER performance, while achieving the optimum diversity order.

부분전송열 직교 주파수분할다중화 시스템에서 새로운 부블럭분할법 (A New Subblock Partition Scheme for Partial Transmit Sequence Orthogonal Frequency Division Multiplexing System)

  • 강석근;강군석;김정구;주언경
    • 전자공학회논문지S
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    • 제36S권10호
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    • pp.1-9
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    • 1999
  • 본 논문에서는 직교 주파수분할다중화의 첨두전력 대 평균전력비 감소를 위한 부분전송열 방식에서 연산 복잡도를 줄이기 위한 부블럭분할법이 제안된다. 여기서는 부블럭의 부분부대역에 랜덤하게 복소신호를 할당하고 이들을 반복적으로 연결시킨다. 그리고 보간 형태로 활성화된 부대역을 이용하여 변조함으로써 연산량이 감소된다. 모의실험 결과 제안된 방법은 기존의 방법과 거의 유사한 첨두전력 대 평균전력비 감소성능을 나타내었다. 그러나 부분전송열 직교 주파수분할다중화의 단일 심벌 전송에 요구되는 연산복잡도는 기존의 방법에 크게 감소됨을 알 수 있었다.

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상호 정보 포텐셜과 델타함수를 이용한 블라인드 알고리듬의 복잡도 개선 (Complexity Reduction of Blind Algorithms based on Cross-Information Potential and Delta Functions)

  • 김남용
    • 인터넷정보학회논문지
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    • 제15권3호
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    • pp.71-77
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    • 2014
  • 상호정보 포텐셜과 델타 함수열 (cross-information potential and Dirac-delta functions, CIPD) 을 이용한 Equalizer 알고리듬이 충격성 잡음 하에서도 채널의 ISI 제거 성능이 우수한 반면, 블록 처리 방식으로 가중치 갱신을 행하고 있어서 계산량이 많다는 단점을 갖고 있다. 이 논문에서는 CIPD 알고리듬의 계산량을 크게 줄일 수 있는 방법으로서 매 샘플 시간마다 수행하는 CIPD 알고리듬의 이중 합산을 단일 합산으로 바꿀 수 있는 방법을 제시하였다. 실험 결과에서 제안된 방식은 기존 CIPD 알고리듬과 동일한 기울기 학습 곡선을 나타냈다. 또한 충격성 잡음 상황에서도 기존 방식이 블록처리 데이터 수에 비례하는 계산량을 나타낸 반면 제안된 방식은 이와 관계없이 더 작은 계산량을 유지하면서 CIPD 알고리듬과 동일한 기울기 값을 산출해낸다.

OFDM 신호의 PAPR 감소를 위한 낮은 계산 복잡도를 갖는 PTS 기법 (PTS Technique with Low Computational Complexity for PAPR Reduction of OFDM Signals)

  • 공민한;송문규
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제45권1호
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    • pp.8-13
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    • 2008
  • 전송 신호의 높은 PAPR(Peak-to-Average Power Ratio)은 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)의 주된 문제점중의 하나이다. PTS(Partial Transmit Sequences) 기법은 OFDM 신호의 PAPR의 통계를 개선하는 기법이다. 그러나 PTS 기법에서 위상 가중치의 선택을 위한 계산 복잡도는 서브블록의 수에 따라 지수적으로 증가한다. 본 논문에서는 위상 가중치 값의 제한이 없고 탐색을 위해 부가적인 연산이 불필요한 탐색 알고리즘을 제안한다. 제안하는 탐색 알고리즘의 성능을 평가하기 위해 PAPR의 CCDF(Complementary Cumulative Distribution Function)와 계산 복잡도를 완전 탐색과 비교한다. 시뮬레이션을 통하여 제안한 탐색 알고리즘은 완전 탐색과 비교할 때 약간의 성능 저하를 가지고 계산 복잡도를 상당히 낮출 수 있음을 보였다.

저연산 연판정 기반의 다중 안테나 반복검출 기법 (Iterative MIMO Reception Based on Low Complexity Soft Detection)

  • 신상식;최지웅
    • 전자공학회논문지
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    • 제50권8호
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    • pp.61-66
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    • 2013
  • 본 논문에서는 채널부호화 다중 안테나 시스템에서 공간다중화 전송된 신호들을 효과적으로 복조하기 위한 저연산 연판정 복조 다중 안테나 반복검출 기법을 제시한다. 반복 검출기법의 경우 우수한 성능에도 불구하고 연산량의 복잡성으로 수신단에 높은 복잡도를 요청하게 된다. 이러한 복잡도 감소를 위해 차원감소 소프트 검출 기법 (DRSD)과 모든 순서 순차적 간섭 제거(AOSIC) 기법을 사용한다. 이 기법의 경우 기존 기법들에 비해 반복검출 기법의 연산량의 복잡성을 줄일 수 있으며 향상된 성능을 얻을 수 있다.

A Practical Exciter Model Reduction Approach For Power System Transient Stability Simulation

  • Kim, Soobae
    • 조명전기설비학회논문지
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    • 제29권10호
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    • pp.89-96
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    • 2015
  • Explicit numerical integration methods for power system transient stability simulation require very small time steps to avoid numerical instability. The EXST1 exciter model is a primary source of fast dynamics in power system transients. In case of the EXST1, the required small integration time step for entire system simulation increases the computational demands in terms of running time and storage. This paper presents a practical exciter model reduction approach which allows the increase of the required step size and thus the method can decrease the computational demands. The fast dynamics in the original EXST1 are eliminated in the reduced exciter model. The use of a larger time step improves the computational efficiency. This paper describes the way to eliminate the fast dynamics from the original exciter model based on linear system theory. In order to validate the performance of the proposed method, case studies with the GSO-37 bus system are provided. Comparisons between the original and reduced models are made in simulation accuracy and critical clearing time.

디지털 이미지를 이용한 위상최적설계 (Topology Optimization Using Digital Images)

  • 신운주;민승재
    • 한국CDE학회논문집
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    • 제11권4호
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    • pp.265-272
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    • 2006
  • For the design and analysis of 3D object featuring complexity and irregularity in shape, sectional digital images measured by an industrial CT scanner are employed to generate a finite element model with uniform voxels. The voxel model plays a key role in developing an integrated reverse engineering system including geometric modeling, simulation and optimization. Design examples applied to topology optimization show that the proposed approach can provide a remarkable reduction in time cost at the conceptual and detail design stages.

Parallel Synthesis Algorithm for Layer-based Computer-generated Holograms Using Sparse-field Localization

  • Park, Jongha;Hahn, Joonku;Kim, Hwi
    • Current Optics and Photonics
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    • 제5권6호
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    • pp.672-679
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    • 2021
  • We propose a high-speed layer-based algorithm for synthesizing computer-generated holograms (CGHs), featuring sparsity-based image segmentation and computational parallelism. The sparsity-based image segmentation of layer-based three-dimensional scenes leads to considerable improvement in the efficiency of CGH computation. The efficiency enhancement of the proposed algorithm is ascribed to the field localization of the fast Fourier transform (FFT), and the consequent reduction of FFT computational complexity.

Iterative Group Detection and Decoding for Large MIMO Systems

  • Choi, Jun Won;Lee, Byungju;Shim, Byonghyo
    • Journal of Communications and Networks
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    • 제17권6호
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    • pp.609-621
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    • 2015
  • Recently, a variety of reduced complexity soft-in soft-output detection algorithms have been introduced for iterative detection and decoding (IDD) systems. However, it is still challenging to implement soft-in soft-output detectors for MIMO systems due to heavy burden in computational complexity. In this paper, we propose a soft detection algorithm for MIMO systems which performs close to the full dimensional joint detection, yet offers significant complexity reduction over the existing detectors. The proposed algorithm, referred to as soft-input soft-output successive group (SSG) detector, detects a subset of symbols (called a symbol group) successively using a deliberately designed preprocessing to suppress the inter-group interference. In fact, the proposed preprocessor mitigates the effect of the interfering symbol groups successively using a priori information of the undetected groups and a posteriori information of the detected groups. Simulation results on realistic MIMO systems demonstrate that the proposed SSG detector achieves considerable complexity reduction over the conventional approaches with negligible performance loss.