• 제목/요약/키워드: conjugate gradient(CG)

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3차원 MT 역산에서 CG 법의 효율적 적용 (Conjugate Gradient Least-Squares Algorithm for Three-Dimensional Magnetotelluric Inversion)

  • 김희준;한누리;최지향;남명진;송윤호;서정희
    • 지구물리와물리탐사
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    • 제10권2호
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    • pp.147-153
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    • 2007
  • CG (conjugate gradient) 법은 선형 연립방정식을 반복적으로 푸는 가장 효율적인 해법 중 하나이고, 또한 비선형 최소자승문제에도 적용할 수 있다. 자기지전류(MT) 역산 문제를 풀 때에는 최소자승문제의 목적함수 자체의 최소화에 직접 CG 법을 적용하거나, Gauss-Newton 법에 기초한 반복역산의 각 반복단계에서 모형의 변화량 계산에 CG 법을 이용할 수 있다. CG 법을 적용할 경우, 임의의 벡터에 대한 감도행렬의 영향 및 그 전치행렬의 전치행렬의 영향을 감도행렬을 직접 구하지 않고 계산할 수 있다는 장점이 있기 때문에 감도행렬의 계산 규모가 방대한 3차원 역산 문제에서 계산시간을 월등히 줄일 수 있다.

유한한 마이크로스트립 안테나구조에서 CG-FFT 방법을 이용한 복사 해석 (Radiation Analysis of a Finite Microstrip Antenna Structure Using the CG-FFT Method : Volume Formulation)

  • 손창우;이철훈김종규조영기
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 1998년도 추계종합학술대회 논문집
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    • pp.343-346
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    • 1998
  • In this paper a radiation problem for a finite microstrip antenna structure is analyzed. For the analysis of finite structures we utilize the equivalent volume current. Intergral equation for the unknown equivalent volume current induced on a finite microstrip structure is derived and solved by the use of conjugate gradient-fast fourier. transform (CG-FFT) method. Some numerical examples are radiation patterns derived by the equivalent volume current solved by the conjugate gradient-fast fourier transform.

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Ka-대역 군지연-등화 여파기용 SA 기법과 CG 기법의 하이브리드 설계 기법 (Hybrid of SA and CG Methods for Designing the Ka-Band Group-Delay Equalized Filter)

  • Kahng, Sungtek
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제15권8호
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    • pp.775-780
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    • 2004
  • 본 논문은, 각 채널이 여파기와 군지연 등화기로 구성되는, 위성용 다중채널 입력 멀티플렉서에서 사용되는 군지연-등화되는 여파기의, Simulated Annealing(SA) 기법과 Conjugate Gradient(CG) 기법의 새로운 결합형 설계 방식에 의한 구현을 기술한다. SA기법은 8차 타원적분형 여파기, CG기법은 2극 등화기 각각의 회로 설계변수들의 값을 찾아내는데 이용된다. 측정결과는 설계된 부품의 spec.에 대하여 성능이 만족함과 설계기법의 타당성을 나타낸다.

A LOGARITHMIC CONJUGATE GRADIENT METHOD INVARIANT TO NONLINEAR SCALING

  • Moghrabi, I.A.
    • Journal of the Korean Society for Industrial and Applied Mathematics
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    • 제8권2호
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    • pp.15-21
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    • 2004
  • A Conjugate Gradiant (CG) method is proposed for unconstained optimization which is invariant to a nonlinear scaling of a strictly convex quadratic function. The technique has the same properties as the classical CG-method when applied to a quadratic function. The algorithm derived here is based on a logarithmic model and is compared to the standard CG method of Fletcher and Reeves [3]. Numerical results are encouraging and indicate that nonlinear scaling is promising and deserves further investigation.

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A NEW CONJUGATE GRADIENT MINIMIZATION METHOD BASED ON EXTENDED QUADRATIC FUNCTIONS

  • Moghrabi, Issam.A.R.
    • Journal of the Korean Society for Industrial and Applied Mathematics
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    • 제8권2호
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    • pp.7-13
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    • 2004
  • A Conjugate Gradient (CG) algorithm for unconstrained minimization is proposed which is invariant to a nonlinear scaling of a strictly convex quadratic function and which generates mutually conjugate directions for extended quadratic functions. It is derived for inexact line searches and is designed for the minimization of general nonlinear functions. It compares favorably in numerical tests with the original Dixon algorithm on which the new algorithm is based.

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THE STEEPEST DESCENT METHOD AND THE CONJUGATE GRADIENT METHOD FOR SLIGHTLY NON-SYMMETRIC, POSITIVE DEFINITE MATRICES

  • Shin, Dong-Ho;Kim, Do-Hyun;Song, Man-Suk
    • 대한수학회논문집
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    • 제9권2호
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    • pp.439-448
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    • 1994
  • It is known that the steepest descent(SD) method and the conjugate gradient(CG) method [1, 2, 5, 6] converge when these methods are applied to solve linear systems of the form Ax = b, where A is symmetric and positive definite. For some finite difference discretizations of elliptic problems, one gets positive definite matrices that are almost symmetric. Practically, the SD method and the CG method work for these matrices. However, the convergence of these methods is not guaranteed theoretically. The SD method is also called Orthores(1) in iterative method papers. Elman [4] states that the convergence proof for Orthores($\kappa$), with $\kappa$ a positive integer, is not heard. In this paper, we prove that the SD method and the CG method converge when the $\iota$$^2$ matrix norm of the non-symmetric part of a positive definite matrix is less than some value related to the smallest and the largest eigenvalues of the symmetric part of the given matrix.(omitted)

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Optimizations of Multi-hop Cooperative Molecular Communication in Cylindrical Anomalous-Diffusive Channel

  • Xuancheng Jin;Zhen Cheng;Zhian Ye;Weihua Gong
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제18권4호
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    • pp.1075-1089
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    • 2024
  • In this paper, the optimizations of multi-hop cooperative molecular communication (CMC) system in cylindrical anomalous-diffusive channel in three-dimensional enviroment are investigated. First, we derive the performance of bit error probability (BEP) of CMC system under decode-and-forward relay strategy. Then for achieving minimum average BEP, the optimization variables are detection thresholds at cooperative nodes and destination node, and the corresponding optimization problem is formulated. Furthermore, we use conjugate gradient (CG) algorithm to solve this optimization problem to search optimal detection thresholds. The numerical results show the optimal detection thresholds can be obtained by CG algorithm, which has good convergence behaviors with fewer iterations to achieve minimized average BEP compared with gradient decent algorithm and Bisection method which are used in molecular communication.

웨이블릿을 이용한 파수영역 전자파 산란 해석법 연구 (A Study of Spectral Domain Electromagnetic Scattering Analysis Applying Wavelet Transform)

  • 빈영부;주세훈;이정흠;김형동
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제11권3호
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    • pp.337-344
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    • 2000
  • 파수영역에서 모멘트법의 엄피던스 행렬의 특정을 관찰하고 이를 웨이블릿 변환을 이용하여 효율적으로 표현 하는 방법을 연구하였다. 영상 선호처리 분야에서 자주 사용되는 이차원 쿼드트리(2-D Quadtree)방법(행렬의 $\phi$ 부분에만 웨이블릿 변환을 적용하는 방법)을 적용하여 모멘트 행렬을 성기게 만들었다. 웨이블릿이 적용된 모멘트 행렬을 CG( Conjugate-Gradient)법을 이용하여 모멘트 법의 계산량과 메모리를 줄였다. 수치적 결과는 정사 각형 실린더의 경우 임피던스 행렬의 0이 아닌 값이 O($N^{1.6}$)으로 증가하는 것을 관찰하였다.

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속도중합역산을 위한 반복적 최소자승법 - Part B: CGG 방법 (Iterative Least-Squares Method for Velocity Stack Inversion - Part B: CGG Method)

  • 지준
    • 지구물리와물리탐사
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    • 제8권2호
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    • pp.170-176
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    • 2005
  • 속도중합의 역산을 이용하면 탄성파 자료처리에 있어서 다양한 처리가 가능하므로 이 분야는 최근에 들어 매우 유용한 영역으로 주목을 받고 있다. 하지만 다양한 처리에 적용하기 위해서는 사용되는 역산 방법이 잡음에 강하면서도 고해상도의 속도중합 결과를 만들 수 있어야 한다. 이러한 특성을 갖는 대표적인 역산에는 ${L_1}-norm$을 최소화시키는 IRLS(Iteratively Reweighted Least-Squares)방법을 주로 사용하였다. 본 논문에서는 이러한 성질을 갖는 또 다른 역산 방법의 하나로서 CGG (Conjugate Guided Gradient) 방법을 소개한다. CGG 방법은 반복적 최소자승법의 하나인 Conjugate Gradient (CG)방법을 변형시킨 형태로 ${L_1}-norm$을 최소화 시키는 역산법으로 활용할 수 있다. 본 논문에서는 CGG방법을 소개하고 기존의 IRLS방법과의 차이점 및 결과들을 비교하였다. 모의자료와 현장자료에 대한 실험결과를 통해서 CGG 방법이 IRLS방법과 마찬가지로 다양한 잔여/모델 norm을 최소화시키는 역산방법으로 사용될 수 있음을 보여준다.

BioFET 시뮬레이션을 위한 CUDA 기반 병렬 Bi-CG 행렬 해법 (CUDA-based Parallel Bi-Conjugate Gradient Matrix Solver for BioFET Simulation)

  • 박태정;우준명;김창헌
    • 전자공학회논문지CI
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    • 제48권1호
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    • pp.90-100
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    • 2011
  • 본 연구에서는 연산 부하가 매우 큰 Bio-FET 시뮬레이션을 위해 낮은 비용으로 대규모 병렬처리 환경 구축이 가능한 최신 그래픽 프로세서(GPU)를 이용해서 선형 방정식 해법을 수행하기 위한 병렬 Bi-CG(Bi-Conjugate Gradient) 방식을 제안한다. 제안하는 병렬 방식에서는 반도체 소자 시뮬레이션, 전산유체역학(CFD), 열전달 시뮬레이션 등을 포함한 다양한 분야에서 많은 연산량이 집중되어 전체 시뮬레이션에 필요한 시간을 증가시키는 포아송(Poisson) 방정식의 해를 병렬 방식으로 구한다. 그 결과, 이 논문의 테스트에서 사용된 FDM 3차원 문제 공간에서 단일 CPU 대비 연산 속도가 최대 30 배 이상 증가했다. 실제 구현은 NVIDIA의 태슬라 아키텍처(Tesla Architecture) 기반 GPU에서 범용 목적으로 병렬 프로그래밍이 가능한 NVIDIA사의 CUDA(Compute Unified Device Architecture) 환경에서 수행되었으며 기존 연구가 주로 32 비트 정밀도(single floating point) 실수 범위에서 수행된 것과는 달리 본 연구는 64 비트 정밀도(double floating point) 실수 범위로 수행되어 Bi-CG 해법의 수렴성을 개선했다. 특히, CUDA는 비교적 코딩이 쉬운 반면, 최적화가 어려운 특성이 있어 본 논문에서는 제안하는 Bi-CG 해법에서의 최적화 방향도 논의한다.