A complex system is comprised of numerous entities containing physical components, devices and hardware, events or phenomena, and subsystems, there are intricate interactions among these entities. To reasonably identify the critical fault propagation paths, a system fault propagation model is essential based on the system failure mechanism and failure data. To establish an appropriate mathematical model for the complex system, these entities and their complicated relations must be represented objectively and reasonably based on the structure. Taking a command and control system as an example, this paper proposes a hierarchical fault propagation analysis method, analyzes and determines the edge betweenness ranking model and the importance degree of each sub-system.
IEIE Transactions on Smart Processing and Computing
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제1권3호
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pp.171-181
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2012
In the new video coding standard, called high efficiency video coding (HEVC), the coding unit (CU) is adopted as a basic unit of a coded block structure. Therefore, the rate control (RC) methods of H.264/AVC, whose basic unit is a macroblock, cannot be applied directly to HEVC. This paper proposes the largest CU (LCU) level RC method for hierarchical video coding in a HEVC. In the proposed method, the effective bit allocation is performed first based on the hierarchical structure, and the quantization parameters (QP) are then determined using the Cauchy density based rate-quantization (RQ) model. A novel method based on the linear rate model is introduced to estimate the parameters of the Cauchy density based RQ model precisely. The experimental results show that the proposed RC method not only controls the bitrate accurately, but also generates a constant number of bits per second with less degradation of the decoded picture quality than with the fixed QP coding and latest RC method for HEVC.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제8권3호
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pp.997-1010
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2014
Today, as the hierarchical cellular system is getting more attention than before, some recent studies introduce delay based admission control (AC) scheme which delays the admission to the macro-embedded small cell for a relatively short time to prevent unnecessary handover caused by the short-term visitors of the small cell area. In such delay based ACs, when we use improper delay parameter, the system frequently makes incorrect handover decisions such as where unnecessary handover is allowed due to too short delaying, or where necessary handover is denied due to too long delaying. In order to avoid these undesirable situations as much as possible, we develop a new delay parameter decision method based on probabilistic cell residence time approximations. By the extensive numerical and analytical evaluations, we determine the proper delay parameter which prevents the incorrect handover decision as much as possible. We expect our delay parameter decision method can be useful system administration tips in hierarchical cellular system where delay based AC is adopted.
Beamforming techniques have been successfully utilized for traffic channels in order to solve the interference problem. However, their use for control channels has not been sufficiently investigated. In this paper, a (semi-) centralized beamforming strategy that adaptively changes beam patterns and controls the total transmit power of cells is proposed for the performance enhancement of the common channel in hierarchical cell structure (HCS) networks. In addition, some examples of its practical implementation with low complexity are presented for two-tier HCS networks consisting of macro and pico cells. The performance of the proposed scheme has been evaluated through multi-cell system-level simulations under optimistic and pessimistic interference scenarios. The cumulative distribution function of user geometry or channel quality has been used as a performance metric since in the case of common control channel the number of outage users is more important than the sum rate. Simulation results confirm that the proposed scheme provides a significant gain compared to the random beamforming scheme as well as conventional systems that do not use the proposed algorithm. Finally, the proposed scheme can be applied simultaneously to several adjacent macro and pico cells even if it is designed primarily for the pico cell within macro cells.
As wind power farm (WPF) installations continue to grow, monitoring and controlling large-scale WPFs presents new challenges. In this paper, a hierarchical network architecture is proposed in order to provide remote monitoring and control of large-scale WPFs. The network architecture consists of three levels, including the WPF comprised of wind turbines and meteorological towers, local control center (LCC) responsible for remote monitoring and control of wind turbines, and a central control center (CCC) that offers data collection and aggregation of many WPFs. Different scenarios are considered in order to evaluate the performance of the WPF communications network with its hierarchical architecture. The communications network within the WPF is regarded as the local area network (LAN) while the communication among the LCCs and the CCC happens through a wide area network (WAN). We develop a communications network model based on an OPNET modeler, and the network performance is evaluated with respect to the link bandwidth and the end-to-end delay measured for various applications. As a result, this work contributes to the design of communications networks for large-scale WPFs.
In this paper, a hierarchical fuzzy controller is proposed for the stabilization control of the inverted pendulum system. The design of controller for that system is difficult because of its complicated nonlinear mathematical model with unknown parameters. Conventional fuzzy control strategy based only on dynamics of pendulum made have failed to stabilize. However, proposed control strategies are to swing pendulum from natural stable up equilibrium point to an unstable equilibrium point and are to transport a cart from an arbitrary position toward a center of rail. Thus, the proposed fuzzy stabilization controller have a hierarchical fuzzy inference structure; that is, the lower level is for inference interface for the virtual equilibrium point and the higher level one for the position control of cart according to the firstly inferred virtual equilibrium point.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제9권9호
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pp.3572-3593
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2015
This article investigates the topology control problem in the space information network (SIN) using a hierarchical autonomous system (AS) approach. We propose an AS network topology control (AS-TC) algorithm to minimize the time delay in the SIN. Compared with most existing approaches for SIN where either the purely centralized or the purely distributed control method is adopted, the proposed algorithm is a hybrid control method. In order to reduce the cost of control, the control message exchange is constrained among neighboring sub-AS networks. We prove that the proposed algorithm achieve logical k-connectivity on the condition that the original physical topology is k-connectivity. Simulation results validate the theoretic analysis and effectiveness of the AS-TC algorithm.
This Letter proposes a scheme that supports a fast handover effectively in hierarchical mobile IPv6 networks (F-HMIPv6) by optimizing the associated data and control flows during the handover. By NS-2 simulation, we show that the proposed scheme can give better handover performance than a simple combination of existing schemes.
본 논문에서는 지능재어기법을 이용하여 이족로봇 제어기를 설계한다. 이족로봇 제어기는 복잡성을 해결하기 위해 4개 소 그룹으로 모듈화 하고, 이 모듈들은 신경망을 이용한 계층적 모듈라 신경망 (Hierarchical Mixture of Experts; HME) 기법을 도입한다. 그리고 신경망은 직접제어기법으로 이족로봇의 역 동력학을 학습한다. HME는 나무구조의 네트워크로 입출력 집합을 학습하여 출력공간에 대한 입력공간을 재분할하는 능력을 가지고 있다. EM 알고리즘을 이용한 HME는 반복적 학습을 통하여 이족로봇의 동력학을 모델링하며 HME 의 가상오차를 생성하여 이족로봇보행시 안전한 보행을 수행할 수 있는 이족로봇의 제어기를 설계한다.
This paper presents a method for the optimal control of the distributed parameter systems (DPSs) by a hierarehical computational procedure. Approximate lumped parameter systems (LPSs) are derived by using the Galerkin method employing the Legendre polynomials as the basis functions. The DPSs however, are transformed into the large scale LPSs. And thus, the hierarchical control scheme is introduced to determine the optimal control inputs for the obtained LPSs. In addition, an approach to block pulse functions is applied to solve the optimal control problems of the obtained LPSs. The proposed method is simple and efficient in computation for the optimal control of DPSs.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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