• 제목/요약/키워드: sparse signal

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Evaluation of Resolution Improvement Ability of a DSP Technique for Filter-Array-Based Spectrometers

  • Oliver, J.;Lee, Woong-Bi;Park, Sang-Jun;Lee, Heung-No
    • 한국통신학회논문지
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    • 제38C권6호
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    • pp.497-502
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    • 2013
  • In this paper, we aim to evaluate the performance of the digital signal processing (DSP) algorithm used in [8] in order to improve the resolution of spectrometers with fixed number of low-cost, non-ideal filters. In such spectrometers, the resolution is limited by the number of filters. We aim to demonstrate via new experiments that the resolution improvement by six times over the conventional limit is possible by using the DSP algorithm as claimed by [8].

OMP 알고리즘을 이용한 OFDM 시스템의 시간 영역 등화기 (A Time-Domain Equalization of OFDM Systems Using the OMP Algorithm)

  • 문우식;임성빈
    • 전자공학회논문지
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    • 제49권9호
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    • pp.138-144
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    • 2012
  • 본 논문에서는 OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 시스템에서 OMP (Orthogonal Matching Pursuit) 알고리즘을 이용한 시간 영역 등화를 제안한다. OFDM 시스템은 보호구간을 삽입하여 다중 경로 페이딩에 강인한 특성을 보이지만, 도플러 환경에서는 부반송파간의 직교성이 유지되지 않아 채널간의 간섭이 발생한다. 대표적인 시간 영역 등화 방법으로 LS (Least Squares) 알고리즘이 있지만 채널 길이가 길어질수록 잡음에 의한 오차가 커지는 단점이 있다. 다중 경로 페이딩은 서로 다른 지연을 갖는 신호의 합으로 볼 수 있고, 시간 영역에서 성긴 (sparse) 특성이 있다고 할 수 있다. CS (Compressive Sensing) 알고리즘 중 하나인 OMP (Orthogonal Matching Pursuit) 알고리즘은 성긴 채널에서 중요한 요소만을 선택하여 채널을 복원함으로서 잡음의 영향을 줄일 수 있다. 모의실험에서는 여러 가지 채널 환경에서 OMP 알고리즘의 채널 등화 성능을 다른 등화 방법과 비교하여 평가하였다.

Matching Pursuit 방식을 이용한 OFDM 시스템의 채널 추정 (Channel estimation of OFDM System using Matching Pursuit method)

  • 최재환;임채현;한동석;윤대중
    • 방송공학회논문지
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    • 제10권2호
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    • pp.166-173
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    • 2005
  • 본 논문에서는 직교 주파수 분할 다중 접속 (orthogonal frequency division multiplexing, OFDM) 시스템에서 MP (matching pursuit) 알고리듬을 이용하는 이동 채널 추정법을 제안한다. OFDM 시스템에서 기존의 채널추정 알고리듬으로 쓰이는 LS (least square) 알고리듬은 잡음의 영향으로 채널 추정 오류의 가능성을 가지고 있다. 본 논문에서는 MP 알고리듬을 이용하여 스파스(sparse)형태의 채널을 추정함으로써 다중경로 신호가 없다고 가정되는 시간 구간에서 발생될 수 있는 잡음에 의한 영향을 줄인다. 그리고 연속으로 전송되는 파일럿 정보를 이용하여 변화하는 채널을 추정한다. 64QAM,그리고 이동 다중 경로 페이딩 채널에 대해서 심볼 오율을 측정하여 제안된 알고리듬과 LS알고리듬의 성능을 비교한다.

재가중치 ℓ1-최소화를 통한 밀리미터파(W밴드) 전방 관측 초해상도 레이다 영상 기법 (Millimeter-Wave(W-Band) Forward-Looking Super-Resolution Radar Imaging via Reweighted ℓ1-Minimization)

  • 이혁중;전주환;송성찬
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제28권8호
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    • pp.636-645
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    • 2017
  • 실 개구(real-aperture)를 사용하는 스캐닝 레이다(scanning radar)는 지상을 감시하거나 재난 구조를 하는 등 폭 넓게 이용 가능하다. 그러나 스캐닝 레이다의 특성상 거리 방향의 분해능은 송신하는 신호의 대역폭에 의해 제한되며, 거리방향에 수직한 방향의 분해능은 빔 폭에 의해 결정된다. 본 논문에서는 초해상도(super-resolution) 레이다 영상 기법을 제안한다. 산란체가 스캔 영역에 드문드문 존재한다면 반사율의 분포를 sparse 신호로 간주할 수 있게 되고, '압축 감지(compressive sensing)' 문제로 수식화하는 것이 가능하다. 본 논문에서는 '재가중치 ${\ell}_1$-최소화'를 통해 2차원 레이다 이미지를 얻는다. 모의실험 결과에서는 제안하는 기법으로 얻은 이미지와 더불어 기존에 널리 쓰이는 Orthogonal Matching Pursuit(OMP), 합성 개구 레이다(Synthetic Aperture Radar : SAR)의 결과와 비교하였다.

Q인자 조절 가능 2차원 이산 웨이브렛 변환 필터의 설계와 성능분석 (Tunable Q-factor 2-D Discrete Wavelet Transformation Filter Design And Performance Analysis)

  • 신종홍
    • 디지털산업정보학회논문지
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    • 제11권1호
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    • pp.171-182
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    • 2015
  • The general wavelet transform has profitable property in non-stationary signal analysis specially. The tunable Q-factor wavelet transform is a fully-discrete wavelet transform for which the Q-factor Q and the asymptotic redundancy r, of the transform are easily and independently specified. In particular, the specified parameters Q and r can be real-valued. Therefore, by tuning Q, the oscillatory behavior of the wavelet can be chosen to match the oscillatory behavior of the signal of interest, so as to enhance the sparsity of a sparse signal representation. The TQWT is well suited to fast algorithms for sparsity-based inverse problems because it is a Parseval frame, easily invertible, and can be efficiently implemented. The transform is based on a real valued scaling factor and is implemented using a perfect reconstruction over-sampled filter bank with real-valued sampling factors. The transform is parameterized by its Q-factor and its over-sampling rate, with modest over-sampling rates being sufficient for the analysis/synthesis functions to be well localized. This paper describes filter design of 2D discrete-time wavelet transform for which the Q-factor is easily specified. With the advantage of this transform, perfect reconstruction filter design and implementation for performance improvement are focused in this paper. Hence, the 2D transform can be tuned according to the oscillatory behavior of the image signal to which it is applied. Therefore, application for performance improvement in multimedia communication field was evaluated.

Time- and Frequency-Domain Optimization of Sparse Multisine Coefficients for Nonlinear Amplifier Characterization

  • Park, Youngcheol;Yoon, Hoijin
    • Journal of electromagnetic engineering and science
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    • 제15권1호
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    • pp.53-58
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    • 2015
  • For the testing of nonlinear power amplifiers, this paper suggests an approach to design optimized multisine signals that could be substituted for the original modulated signal. In the design of multisines, complex coefficients should be determined to mimic the target signal as much as possible, but very few methods have been adopted as general solutions to the coefficients. Furthermore, no solid method for the phase of coefficients has been proven to show the best resemblance to the original. Therefore, in order to determine the phase of multisine coefficients, a time-domain nonlinear optimization method is suggested. A frequency-domain-method based on the spectral response of the target signal is also suggested for the magnitude of the coefficients. For the verification, multisine signals are designed to emulate the LTE downlink signal of 10 MHz bandwidth and are used to test a nonlinear amplifier at 1.9 GHz. The suggested phase-optimized multisine had a lower normalized error by 0.163 dB when N = 100, and the measurement results showed that the suggested multisine achieved more accurate adjacent-channel leakage ratio (ACLR) estimation by as much as 12 dB compared to that of the conventional iterative method.

OFDM 시스템에서 측정 벡터 결합을 이용한 채널 추정 방법 (Sparse Channel Estimation Based on Combined Measurements in OFDM Systems)

  • 민병천;박대영
    • 한국통신학회논문지
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    • 제41권1호
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    • pp.1-11
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    • 2016
  • 본 논문에서는 Orthogonal Frequency Division Multiplexing(OFDM) 시스템에서 압축센싱을 이용하는 채널추정기법을 연구한다. 압축센싱은 측정벡터의 크기가 성능에 영향을 주는데, OFDM에서는 channel delay spread가 큰 경우에 압축센싱 기법을 사용하는데 제약이 된다. 본 논문에서는 채널추정 오차를 줄이기 위해서 OFDM data block에 pilot information을 추가해 측정벡터의 길이를 증가시켜 성능을 향상시킨다. 제안하는 방식이 성긴 신호의 위치를 찾을 확률을 높이고 압축센싱의 신호 복원 성능을 높인다. 모의실험을 통해 제안하는 방식이 기존 방식보다 신호 복원 능력이 더 우수함을 확인한다.

압축센싱기법을 이용한 가시광 무선링크 전송용량 증가기술 연구 (Improvement in the Channel Capacity in Visible Light Emitting Diodes using Compressive Sensing)

  • 정의석;이용태;한상국
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제15권10호
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    • pp.6296-6302
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    • 2014
  • 본 논문에서, 가시광 발광 다이오드를 데이터 전송용 광원으로 사용하는 광무선 전송 시스템의 채널 용량을 증가시키는 새로운 기법을 제안하였다. 압축센싱을 기반으로 하는 적응형 샘플링 기법과 L1최소화 기법을 이용하여 직교 주파수 분할 다중방식기반 직교 위상천이 변조 (OFDM-QPSK: orthogonal frequency division multiplexed-qudarature phase shift keying) 데이터를 압축무선 전송한후, 수신단에서 복원하였다. 제안된 기법을 실험적으로 검증하기 위해서 소규모 링크를 이용하여 전송실험한 결과, OFDM-QPSK 데이터 전송률이 30.72Mb/s에서 51.2Mb/s로 증가함을 확인하였다. 이때의 오류벡터크기(EVM: error vector magnitude)값은 31%이었고, 에러정정 코드를 적용할 경우, 완벽하게 복원 가능함을 확인하였다.

Performance Analysis of Compressed Sensing Given Insufficient Random Measurements

  • Rateb, Ahmad M.;Syed-Yusof, Sharifah Kamilah
    • ETRI Journal
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    • 제35권2호
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    • pp.200-206
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    • 2013
  • Most of the literature on compressed sensing has not paid enough attention to scenarios in which the number of acquired measurements is insufficient to satisfy minimal exact reconstruction requirements. In practice, encountering such scenarios is highly likely, either intentionally or unintentionally, that is, due to high sensing cost or to the lack of knowledge of signal properties. We analyze signal reconstruction performance in this setting. The main result is an expression of the reconstruction error as a function of the number of acquired measurements.

Biologically Inspired Sensing Strategy using Spatial Gradients

  • Lee, Sooyong
    • 센서학회지
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    • 제29권3호
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    • pp.141-148
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    • 2020
  • To find food, homes, and mates, some animals have adapted special sensing capabilities. Rather than using a passive method, they discharge a signal and then extract the necessary information from the response. More importantly, they use the slope of the detected signal to find the destination of an object. In this paper, similar strategy is mathematically formulated. A perturbation and correlation-based gradient estimation method is developed and used as a sensing strategy. This method allows us to adaptively sense an object in a given environment effectively. The proposed strategy is based on the use of gradient values; rather than instantaneous measurements. Considering the gradient value, the sampling frequency is planned adaptively, i.e., sparse sampling is performed in slowly varying regions, while dense sampling is conducted in rapidly changing regions. Using a temperature sensor, the proposed strategy is verified and its effectiveness is demonstrated.