• 제목/요약/키워드: Convex Programming

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OFDM 시스템의 비트 및 부채널 할당을 위한 선형계획법 기반 휴리스틱 (A Linear Program Based Heuristic for the Bit and Subchannel Allocation in an OFDM System)

  • 문우식;김선호;박태형;임성빈
    • 전자공학회논문지
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    • 제50권8호
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    • pp.67-75
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    • 2013
  • OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 전송방식의 장점은 높은 주파수 효율, RF 간섭에 대한 강인성, 낮은 다중경로 왜곡 등을 들 수 있다. 다중 사용자 OFDM의 채널용량을 확대하기 위해서는 사용자간의 부채널과 비트할당을 위한 효율적인 알고리즘을 개발하여야 한다. 본 연구에서는 다중 사용자 OFDM 시스템에서 총전송전력을 최소화하는 부채널 및 비트 할당을 위한 0-1 정수계획법문제의 선형계획법 dual 문제의 특성을 기존의 볼록최적화기법 접근법과 비교하고 선형계획법 dual 해를 이용한 primal 휴리스틱 알고리즘을 제안한다. MQAM (M-ary Quadrature Amplitude Modulation)을 사용하고 3개의 독립적인 Rayleigh 다중 경로로 구성된 주파수 선택적 채널을 가정한 경우 MATLAB을 사용한 모의실험에서 제안된 휴리스틱 해의 성능을 기존의 MAO, ESA 휴리스틱 해 및 정수계획법 최적해와 성능을 비교하였다.

회로 최적화를 위한 외부 커패시터가 없는 LDO 레귤레이터의 안정도와 PSR 성능 모델 (Stability and PSR(Power-Supply Rejection) Models for Design Optimization of Capacitor-less LDO Regulators)

  • 주소연;김진태;김소영
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제26권1호
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    • pp.71-80
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    • 2015
  • 한정된 배터리 용량으로 장시간 모바일 시스템을 구동시키기 위하여 저전력 설계에 대한 요구가 높아지면서 PMIC(Power Management IC)의 핵심 부분인 LDO(Low Drop-Out) 레귤레이터의 설계에 대한 관심이 증가하고 있다. 본 논문에서는 Dongbu HiTek $0.5{\mu}m$ BCDMOS 공정을 이용하여 최적화 기법 중 하나인 기하 프로그래밍(Geometric Programming: GP)을 통해 외부 커패시터가 없는 LDO 레귤레이터의 성능을 최적화하였다. 계수가 양수인 단항식 (monomial)으로 모델링된 트랜지스터의 특성 파라미터들을 이용하여 안정도(stability)와 PSR(Power-Supply Rejection)과 같은 LDO 레귤레이터의 특성을 기하 프로그래밍(Geometric Programming: GP)에 적용 가능한 형태로 유도하였다. 위상 마진(phase margin)과 PSR 모델은 시뮬레이션 결과와 비교하였을 때 각각 평균 9.3 %와 13.1 %의 오차를 보였다. 제안한 모델을 사용하여 PSR 제약 조건이 바뀔 경우, 자동화된 회로 설계를 수행하였고, 모델의 정확도를 검증하였다. 본 논문에서 유도된 안정도와 PSR 모델을 이용하면 회로의 목표 성능이 변화하더라도 부가적인 설계 시간을 줄이면서 목표 성능을 가진 회로를 재설계하는 것이 가능할 것이다.

다수 드론의 충돌 회피를 위한 경로점 구간 속도 프로파일 최적화 (Multiple Drones Collision Avoidance in Path Segment Using Speed Profile Optimization)

  • 김태형;강태영;이진규;김종한;유창경
    • 한국항공우주학회지
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    • 제50권11호
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    • pp.763-770
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    • 2022
  • 다수의 드론이 운용되는 환경에서 경로점이 겹칠 때 충돌이 발생할 수 있으며 이를 대비한 충돌 회피는 필수적이다. 다수의 드론이 여러 임무를 수행하는 경우 드론의 경로가 복잡하고 충돌 예상점이 너무 많아 경로계획 단계에서 충돌을 회피하는 경로를 생성하는 방법을 사용하는 것은 적합하지 않다. 본 논문에서는 일반적으로 사용하는 경로 생성 알고리즘을 통해 경로를 생성하고, 그 경로에서 속도 프로파일 최적화를 이용한 충돌 회피 방법을 제안한다. 드론의 경로 간 충돌 예상점에서 드론 사이의 안전거리를 고려하였고, 경로 구간에 속도 프로파일을 할당하도록 설계하였다. 최적화 문제는 드론 간 거리에 대한 식을 비행시간을 변수로 두어 정의하였다. 선형화와 컨벡스화를 통해 구속 조건을 구성하고, 다수 드론 운용 환경에서 SQP(Sequential Quadratic Programming)알고리즘과 컨벡스 최적화 기법의 연산시간을 비교하였다. 마지막으로 20대 드론 운용 환경에서 컨벡스 최적화를 수행한 결과가 본 연구에서 제시한 다수 드론 운용에 적합한지 확인하였다.

최소 거리척도를 이용한 대화형 다기준 그룹 의사결정 (An Interactive Multi-criteria Group Decision Making with the Minimum Distance Measure)

  • 조남웅;김재희;김승권
    • 대한산업공학회지
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    • 제32권1호
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    • pp.42-50
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    • 2006
  • The multi-criteria group decision making (MCGDM) problem is to determine the best compromise solution in a set of competing alternatives that are evaluated under conflicting criteria by decision maker (DM)s. In this paper, we propose a mixed-integer programming (MIP) model to solve MCGDM. The existing method based on minimizing a distance measure such as Median Approach can not guarantee the best compromise solution because the element of median point vector is defined with respect to each criteria separately. However, by considering all criteria simultaneously, we generate median point that is better for locating the best compromise solution. We also utilize the concept of spatial dispersion index (SDI) to produce a threshold value, which is used as a guideline to choose either the Utopian Approach or the Median Approach. And we suggest using CBITP (Convex hull of individual maxima Based Interactive Tchebycheff Procedure) to provide DMs with various Pareto-optimal solutions so that DMs have broad range of selection.

GUI를 이용한 철근콘크리트 연속보의 최적설계프로그램 개발 (Development of Optimum Design Program for Reinforced Concrete Continuous Beam Using Graphic User Interface System)

  • 조홍동;이상근;박중열;한상훈
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제13권1호
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    • pp.1-11
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    • 2000
  • 본 논문에서는 철근콘크리트 연속보의 최적설계 문제를 다루었으며, 설계실무에서 사용하기 위한 GUI 시스템을 개발하였다. 최적설계 문제형성을 위해 목적함수로 콘크리트, 철근 그리고 거푸집의 경비함수로 취하였고, 설계변수는 보의 폭과 유효높이 그리고 철근비이다. 제약조건으로 강도, 사용성, 내구성 그리고 기하학적인 조건을 고려하였다. 이렇게 형성된 비선형 최적설계문제는 축차선형계획기법과 축차볼록계획기법을 사용하여 최적해를 구하였으며 그 효율성을 비교하였다. 또한 실제 설계실무에서 손쉽게 사용할 수 있도록 visual basic을 이용한 GUI 시스템을 개발하여 수치예를 통한 적용성을 보였다.

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OPTIMALITY CONDITIONS AND DUALITY MODELS FOR MINMAX FRACTIONAL OPTIMAL CONTROL PROBLEMS CONTAINING ARBITRARY NORMS

  • G. J., Zalmai
    • 대한수학회지
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    • 제41권5호
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    • pp.821-864
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    • 2004
  • Both parametric and parameter-free necessary and sufficient optimality conditions are established for a class of nondiffer-entiable nonconvex optimal control problems with generalized fractional objective functions, linear dynamics, and nonlinear inequality constraints on both the state and control variables. Based on these optimality results, ten Wolfe-type parametric and parameter-free duality models are formulated and weak, strong, and strict converse duality theorems are proved. These duality results contain, as special cases, similar results for minmax fractional optimal control problems involving square roots of positive semi definite quadratic forms, and for optimal control problems with fractional, discrete max, and conventional objective functions, which are particular cases of the main problem considered in this paper. The duality models presented here contain various extensions of a number of existing duality formulations for convex control problems, and subsume continuous-time generalizations of a great variety of similar dual problems investigated previously in the area of finite-dimensional nonlinear programming.

A LINE SEARCH TRUST REGION ALGORITHM AND ITS APPLICATION TO NONLINEAR PORTFOLIO PROBLEMS

  • Gu, Nengzhu;Zhao, Yan;Gao, Yan
    • Journal of applied mathematics & informatics
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    • 제27권1_2호
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    • pp.233-243
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    • 2009
  • This paper concerns an algorithm that combines line search and trust region step for nonlinear optimization problems. Unlike traditional trust region methods, we incorporate the Armijo line search technique into trust region method to solve the subproblem. In addition, the subproblem is solved accurately, but instead solved by inaccurate method. If a trial step is not accepted, our algorithm performs the Armijo line search from the failed point to find a suitable steplength. At each iteration, the subproblem is solved only one time. In contrast to interior methods, the optimal solution is derived by iterating from outside of the feasible region. In numerical experiment, we apply the algorithm to nonlinear portfolio optimization problems, primary numerical results are presented.

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Unification of lower-bound analyses of the lift-and-project rank of combinatorial optimization polyhedra

  • Hong, Sung-Pil;Tuncel, Levent
    • 한국경영과학회:학술대회논문집
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    • 대한산업공학회/한국경영과학회 2004년도 춘계공동학술대회 논문집
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    • pp.107-110
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    • 2004
  • We present a unifying framework to establish a lower-bound on the number of semidefinite programming based, lift-and-project iterations (rank) for computing the convex hull of the feasible solutions of various combinatorial optimization problems. This framework is based on the maps which are commutative with the lift-and-project operators. Some special commutative maps were originally observed by $Lov{\acute{a}}sz$ and Schrijver, and have been used usually implicitly in the previous lowerbound analyses. In this paper, we formalize the lift-and-project commutative maps and propose a general framework for lower-bound analysis, in which we can recapture many of the previous lower-bound results on the lift-and-project ranks.

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A Power Allocation Algorithm Based on Variational Inequality Problem for Cognitive Radio Networks

  • Zhou, Ming-Yue;Zhao, Xiao-Hui
    • Journal of Information Processing Systems
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    • 제13권2호
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    • pp.417-427
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    • 2017
  • Power allocation is an important factor for cognitive radio networks to achieve higher communication capacity and faster equilibrium. This paper considers power allocation problem to each cognitive user to maximize capacity of the cognitive systems subject to the constraints on the total power of each cognitive user and the interference levels of the primary user. Since this power control problem can be formulated as a mixed-integer nonlinear programming (NP) equivalent to variational inequality (VI) problem in convex polyhedron which can be transformed into complementary problem (CP), we utilize modified projection method to solve this CP problem instead of finding NP solution and give a power control allocation algorithm with a subcarrier allocation scheme. Simulation results show that the proposed algorithm performs well and effectively reduces the system power consumption with almost maximum capacity while achieve Nash equilibrium.

서비스 고정비용을 고려한 복수제품 품질시스템의 설계 (Design of A Quality System for Multi-Products with the Fixed Costs for Products Servicing)

  • 김성철
    • 한국경영과학회지
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    • 제29권4호
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    • pp.61-72
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    • 2004
  • In this paper, we design sampling inspections and service capacities simultaneously for multi-products. Particularly, we extend Kim(2003) by introducing the fixed cost of providing services. We show that, due to the fixed cost considered, the cost function of a product is no longer linear or convex in terms of the level of service provision, and the total inspection is prefered to the small level of service capacity which results in high burden of the fixed cost. And we develop a simple framework to deal with this joint design problem for a product. Also we consider the problem of allocating the given number of the total service capacities among products. A dynamic programming algorithm is developed to determine the optimal allocation which minimizes the overall total cost of the system and the optimal allocation can be obtained with the considerably smaller computations than the total number of possible allocations. The results can be used to support planning decisions and to aid the joint design of inspections and service capacities for products.