• 제목/요약/키워드: trellis

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비터비 알고리즘의 효율적인 연산을 위한 DSP 구조 설계 (Efficient DSP Architecture for Viterbi Algorithm)

  • 박원흠;선우명훈;오성근
    • 한국통신학회논문지
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    • 제30권3A호
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    • pp.217-225
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    • 2005
  • 본 논문은 다양한 무선 통신 표준에서 사용되는 비터비 알고리즘을 위한 전용의 DSP 명령어 및 하드웨어 구조를 제안한다. 제안한 구조는 비터비 알고리즘의 Trace Back(TB) 연산 사이클을 효과적으로 줄일 수 있다. 제안된 비터비 전용 명령어와 하드웨어 구조는 비터비 연산의 Add Compare Select(ACS) 연산 과정과 TB 연산 과정의 병렬 처리가 가능하며, 병렬 연산을 지원하기 위해 트랠리스 버터플라이 연산 과정에서 필요한 데이터를 자동으로 생성하는 Offset Calculation Unit(OCU)을 제안한다. 제안된 OCU는 삼성 SEC 0.18μm라이브러리로 로직 합성하여 1,460 게이트 개수를 가지며, 최대 지연 시간은 5.75ns를 나타내었다. 사용된 ACS-TB 병렬 처리 방식은 Eb/No 값이 6dB인 경우 MLSE 등화기 사용 사용되는 일반적인 TB 연산 방식과 비교하여 거의 동일한 BER 성능을 보여 주었으며, 제안한 DSP는 구속장 K=5 일 때 Carmel DSP와 비교하여 11%, TI TMS320c55x와 비교하여 45%의 연산 사이클이 줄일 수 있다.

비행형 에어노드의 데이터 전송 신뢰성 향상을 위한 연접 단일 안테나 다이버시티 시스템 (Improvement Transmission Reliability between Flight Type Air Node Using Concatenated Single Antenna Diversity)

  • 강철규;김대환
    • 한국항행학회논문지
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    • 제15권6호
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    • pp.1053-1058
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    • 2011
  • 본 논문에서는 비정형 궤도를 따라 이동하며 통신하는 비행체들 간의 데이터 전송 신뢰성을 보장하기 위해 컨볼루션 코드를 연접한 연접 단일 안테나 다이버시티 시스템을 제안하고 이 시스템의 성능을 분석하였다. 제안한 시스템은 단일 안테나를 사용하면서도 다이버시티 이득을 얻을 수 있고 컨볼루션 코드를 연접하였기 때문에 부호화 이득 또한 동시에 얻을 수 있다. 제안한 시스템의 비트 오율 성능(BER: bit error rate)을 시뮬레이션하여 컨볼루션 코드와 비교한 결과 BER $10^{-4}$에서 약 9.5dB 우수하였고, 최대 다이버시티 이득을 갖는 시공간 블록코드와 비교한 결과 BER $10^{-3}$에서 약 14dB 우수함을 확인 하였다. 마지막으로 부호화 이득과 다이버시티 이득을 동시에 갖는 시공간 트렐리스 코드와 그 성능을 비교하였을 때 $10^{-5}$의 BER에서 약 4dB 우수하였다. 따라서 비정형 궤도를 따라 이동하며 통신하는 비행형 에어노드간의 신뢰성 있는 통신을 위해서는 연접 단일 안테나 다이버시티 시스템의 적용이 필요하다.

차세대 이동통신을 위한 TCM 복호기 구현에 관한 연구 (A Study on the Implementation of the TCM DECODER for Next Generation Mobile Communication)

  • 은도현;최윤석;조훈상;김응배;이순흠
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제5권1호
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    • pp.41-51
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    • 2001
  • 본 연구를 통하여 동일 대역폭 효율하에서 해밍거리를 이용하여 복호를 하는 기존의 콘볼루션 부호보다 유클리드 거리를 이용하여 복호를 하는 트랠리스 부호화 변조기법의 성능이 우수함을 확인하고 이를 바탕으로 기존의 콘볼루션 복호기보다 더 우수한 TCM 복호기 칩을 개발하였다. 본 논문에서는 TCM 복호기를 하드웨어로 구현하기 위하여 우선 현재 사용중인 콘볼루션 부호와 트랠리스 부호화 변조기법(TCM)의 송수신기 부분을 각각 C-언어로 경판정 방식의 해밍거리를 이용한 콘볼루션 부호보다는 유클리드 거리를 이용한 TCM 기법이 적용되었을 때 성능이 더 우수하다는 깃을 확인하였다. 이 결과를 바탕으로 연판정 방식을 이용하고 구속장이 3, 5, 7인 TCM 복호기 칩을 AHDL 언어를 이용하여 설계하였다. 그리고 Altera사의 MAX+plus II version 8.2 장비를 이용하여 설계된 TCM 복호기 칩이 올바르게 동작하는지를 검증하였다.

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Iterative LBG Clustering for SIMO Channel Identification

  • Daneshgaran, Fred;Laddomada, Massimiliano
    • Journal of Communications and Networks
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    • 제5권2호
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    • pp.157-166
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    • 2003
  • This paper deals with the problem of channel identification for Single Input Multiple Output (SIMO) slow fading channels using clustering algorithms. Due to the intrinsic memory of the discrete-time model of the channel, over short observation periods, the received data vectors of the SIMO model are spread in clusters because of the AWGN noise. Each cluster is practically centered around the ideal channel output labels without noise and the noisy received vectors are distributed according to a multivariate Gaussian distribution. Starting from the Markov SIMO channel model, simultaneous maximum ikelihood estimation of the input vector and the channel coefficients reduce to one of obtaining the values of this pair that minimizes the sum of the Euclidean norms between the received and the estimated output vectors. Viterbi algorithm can be used for this purpose provided the trellis diagram of the Markov model can be labeled with the noiseless channel outputs. The problem of identification of the ideal channel outputs, which is the focus of this paper, is then equivalent to designing a Vector Quantizer (VQ) from a training set corresponding to the observed noisy channel outputs. The Linde-Buzo-Gray (LBG)-type clustering algorithms [1] could be used to obtain the noiseless channel output labels from the noisy received vectors. One problem with the use of such algorithms for blind time-varying channel identification is the codebook initialization. This paper looks at two critical issues with regards to the use of VQ for channel identification. The first has to deal with the applicability of this technique in general; we present theoretical results for the conditions under which the technique may be applicable. The second aims at overcoming the codebook initialization problem by proposing a novel approach which attempts to make the first phase of the channel estimation faster than the classical codebook initialization methods. Sample simulation results are provided confirming the effectiveness of the proposed initialization technique.

터보 코드의 복호화를 위한 계산량을 줄인 슬라이딩 윈도우 BCJR 알고리즘 (Computationally Efficient Sliding Window BCJR Decoding Algorithms For Turbo Codes)

  • 곽지혜;양우석;김형명
    • 한국통신학회논문지
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    • 제24권8A호
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    • pp.1218-1226
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    • 1999
  • BCJR 알고리즘을 바탕으로 한 슬라이딩 윈도우 BCJR 알고리즘은 Turbo code의 복호시 격자 종결이 필요 없으며 적은 메모리를 사용한다는 장점이 있지만, BCJR 알고리즘보다 더 많은 계산량을 필요로 하며 적합한 윈도우 길이에 대한 연구 결과가 없다는 단점이 있다. 이 논문에서는 슬라이딩 윈도우 BCJR 알고리즘의 장점을 유지하면서 계산량을 줄이고 그 성능을 개선시킬 수 있는 효율적인 슬라이딩 윈도우 BCJR 알고리즘을 제안한다. 먼저 적합한 윈도우 길이를 선택하기 위한 지침을 제시하고 윈도우의 이동폭과 길이를 적절히 선택하면 기존의 슬라이딩 윈도우 방식보다 계산량을 줄이면서 성능은 향상시킬 수 있음을 확인하였다. 구속장 길이가 3인 부호화기에서 BER이 10-4일 때, 제안한 알고리즘을 사용하면 기존의 슬라이딩 윈도우 방식보다 더 적은 계산량으로 0.1dB 정도의 이득을 얻을 수 있다.

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다중 시공간 부호를 위한 백색화 과정을 이용한 계층화 수신기 (The Layered Receiver Employing Whitening Process for Multiple Space-Time Codes)

  • 임은정;김동구
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제42권3호
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    • pp.15-18
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    • 2005
  • 다중 시공간 부호는 여러 개의 시공간 부호로 이루어져 있어서 대역폭 확장없이 디버시티 이득과 부호화 이득 뿐 아니라 높은 전송률을 공급할 수 있다. 본 논문에서는 이 다중 시공간 부호를 복호하기 위해서 백색화 과정(whitening process)을 이용한 계층화 수신기 구조를 제안한다 제안된 수신기는 복호 순서를 결정하는 블록과 계층화 복호를 하는 블록으로 구성되어 있다. 이때 백색화 과정은 계층화 복호과정에서 수신 디버시티 이득을 최대한 이용하기 위해서 이용되었다. 이 수신기는 기존의 MMSE를 이용한 계층화 수신기 구조에 비해 디버시티 이득을 더 얻을 수 있어서 수신 안테나의 개수를 줄일 수 있다는 장점을 가지고 있다. 제안된 방식은 기존의 부호화된 BLAST보다 $10^{-2}$의 FER에서 5dB 이득을 얻는다.

TC-16ADPSK을 사용한 이종 정보 동시 전송용 변조방식의 성능 분석 (Analysis of a TC-16ADPSK Performance for Transmitting Different Information on One Channel Simultaneously)

  • 이원석;강희훈;이성백
    • 대한전자공학회논문지TE
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    • 제37권5호
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    • pp.71-76
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    • 2000
  • 본 논문에서는 TC-16ADPSK(Trellis Coded-16 Amplitude Differential Phase Shift Keying)를 사용하여 데이터 량이 서로 다른 정보(Information)를 동시 전송하기 위한 방식을 제안한다. 제시한 시스템의 성능 분석은 부가적인 화이트 가우시언 잡음(AWGN : Addictive White Gaussian Noise) 채널과 레일라 이 페이딩(Rayleigh Fading) 채널에 대한 비트오율(Bit Error Rate)을 기준으로 한다. 제안한 방식은 정보량이 다른 두 가지 정보를 한 채널에 동시 전송하며 적은 량의 데이터는 Star-16APSK의 신호 격자중에 크기를 결정도록 매핑하고 다른 정보는 위상을 결정하는데 사용된다. 정보 데이터 검파시 ASK와 DPSK 다른 검파 방식을 사용하므로 통합된 정보가 쉽게 분리되며 한 채널에 각각 다른 정보를 효율적으로 전송이 가능하다. 매트랩 통신 툴박스를 사용하여 BER 성능 결과를 분석한 결과, 제안한 방식은 동일 SNR에 대해 서 그레이 코드를 사용한 경우가 0.5㏈-1.5㏈ 정도의 코딩 이득을 나타내었다.

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MIMO 시스템에서 LDPC 부호 기반의 터보등화 방식 연구 (A Study on Turbo Equalization for MIMO Systems Based on LDPC Codes)

  • 백창욱;정지원
    • 한국통신학회논문지
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    • 제41권5호
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    • pp.504-511
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    • 2016
  • 본 논문은 외부 부호로 DVB-S2 시스템에서 표준으로 제안된 LDPC 부호와 내부 부호로는 시공간 격자 부호를 사용하는 터보등화 방식의 MIMO 시스템을 제안한다. 시공간 격자 부호와 LDPC 복호기를 연접시킨 계층적 시공간 부호기는 duo-binary 터보 복호기와 연접시킨 터보 등화 방식과는 달리 LDPC 복호기의 내부에서만 반복 복호를 시행하여 성능이 저하되는 문제점을 가지고 있다. 이를 해결하기 위해 시공간 격자 부호화 방식을 BCJR 복호기를 적용하여 LDPC 복호기가 전체 반복을 통하여 성능을 향상시키는 방안을 제시하고 시뮬레이션 하였다. 시뮬레이션 결과 본 논문에서 제시하는 효율적인 연접 방식을 이용하면 기존 연판정 기반의 LDPC와 시공간 격자 부호를 연접하는 방식에 비하여 약 0.6 dB의 성능이 향상되었다.

인지 네트워킹 기반 중첩 융합 네트워크에서 이중 가상 셀 운영방안의 성능분석 (Performance Analysis of Operation Strategy of Dual Virtual Cell-based System under The Overlay Convergent Networks of Cognitive Networking)

  • 최유미;김정호
    • 한국통신학회논문지
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    • 제37권6B호
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    • pp.483-488
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    • 2012
  • 데이터 트래픽의 증가와 더불어 인지 기반 중첩 융합 네트워크 환경 하에서의 서비스 성능이 중요한 이슈로 떠오르고 있다. 이에 따라 다양한 이종 네트워크(HetNet)가 결합된 환경 하에서 주변상황의 인지 기능을 활용하는 이중 가상 셀의 구성과 특징에 대해 살펴보고 자원의 효과적 활용에 적합한 개별 이종 네트워크의 특성분석과 특성을 반영하는 시스템측면의 최적화를 고려하여 성능측면의 분석을 다루고자 한다. 이를 위해 가상 이중 셀 시스템의 구성과 운영이 필수적으로 요구된다. 본 논문에서는 기지국의 소형화와 지능화가 진행됨에 따른 활용도 측면의 성능을 분석하였다. 고려하는 시스템은 유용한 가상의 신호를 찾을 수 있는 능력을 활용하여 가상의 이중 셀을 구성하고 고속이동에 따른 무선링크에서의 성능열하를 방지하고 고속의 데이터 전송을 위한 시-공간 트렐리스 코드를 적용한 시스템의 성능을 분석하여 그 유용성에 대해서 시뮬레이션을 통하여 정량적인 분석결과를 얻었다. 이를 바탕으로 다양한 파라메터가 주어진 환경 하에서 전체 시스템에 어떤 영향를 미치는지를 해석하고 고려하는 시스템의 특징을 고찰하였다.

Multi-Operation Robot For Fruit Production

  • Kondo, Naoshi;Monta, Mitsuji;Shibano, Yasunori
    • 한국농업기계학회:학술대회논문집
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    • 한국농업기계학회 1996년도 International Conference on Agricultural Machinery Engineering Proceedings
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    • pp.621-631
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    • 1996
  • It is said that robot can be used for multi-purpose use by changing end effector or/and visual sensor with its software. In this study, it was investigated what multi-purpose robot for fruit-production was using a tomato harvesting robot and a robot to work in vineyard. Tomato harvesting robot consisted of manipulator, end-effector, visual sensor and traveling device. Plant training system of larger size tomato is similar with that of cherry-tomato. Two end-effectors were prepared for larger size tomato and cherry-tomato fruit harvesting operations, while the res components were not changed for the different work objects. A color TV camera could be used for the both work objects, however fruit detecting algorithm and extracted features from image should be changed. As for the grape-robot , several end-effector for harvesting , berry thinning , bagging and spraying were developed and experimented after attaching each end-effector to manipulator end. The manipulator was a polar coordinate type and had five degrees of freedom so that it could have enough working space for the operations. It was observed that visual sensor was necessary for harvesting, bagging and berry-thinning operations and that spraying operation requires another sensor for keeping certain distance between trellis and end-effector. From the experimental results, it was considered that multi-operations by the same robot could be appropriately done on the same or similar plant training system changing some robot components . One of the important results on having function of multi-operation was to be able to make working period of the robot longer.

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