A synchronous multicarrier (MC) code-division multiple access (CDMA) system using inverse fast Fourier transform (IFFT) and fast Fourier transform (FFT) for the downlink mobile communication system operating in a frequency selective Rayleigh fading channel is analyzed. Both carrier frequency offset and timing offset are considered in the analysis. Bit error rate performance of the system with both equal gain combining and maximum ratio combining are obtained. The performance is compared to that of the conventional system using correlation receiver. It is shown that when subcarrier number is large, the system using IFFT/FFT has nearly the same performance as the conventional one, while when the sub carrier number is small, the system using IFFT/FFT will suffer slightly worse performance in the presence of carrier frequency offset.
This study proposes a novel low-complexity algorithm for computing inverse fast Fourier transform (IFFT)/fast Fourier transform (FFT) operations in binary phase shift keying-modulated orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) communication systems without requiring any twiddle factor multiplications. The peak-to-average power ratio (PAPR) reduction capacity of an efficient PAPR reduction technique, that is, H-SLM method, is evaluated using the proposed IFFT algorithm without any complex multiplications, and the impact of oversampling factor for the accurate calculation of PAPR is analyzed. The power spectral density of an OFDM signal generated using the proposed multiplierless IFFT algorithm is also examined. Moreover, the bit-error-rate performance of the H-SLM technique with the proposed IFFT/FFT algorithm is compared with the classical methods. Simulation results show that the proposed IFFT/FFT algorithm used in the H-SLM method requires no complex multiplications, thereby minimizing power consumption as well as the area of IFFT/FFT processors used in OFDM communication systems.
FFT(Fast Fourier Transform) 프로세서는 WiBro, DAB, UWB와 같은 OFDM 시스템의 구현에 있어 중요한 블록 중 하나이다. 현재, FFT 프로세서의 구현에 관한 연구는 계속 이루어지고 있으며 대부분의 연구들은 곱셈기의 수나 면적감소, 메모리 사이즈 감소, 제어회로를 감소시키는 것에 초점을 두어 진행되고 있다. 본 논문에서는 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)에서 요구되는 메모리를 감소시키기 위하여 mapping 방법을 토대로 한 새로운 IFFT 설계방법을 제안한다. WiBro를 위한 1024포인트 IFFT를 설계하기 위해 $Radix-2^4$ SDF(Single-Path Delay Feedback) 구조를 사용하여 시뮬레이션하였으며 제안된 IFFT 설계방법으로 구현했을 시 기존의 방법으로 설계했을 때와 비교하여 메모리가 차지하는 면적에서 60%이상의 감소와 입력비트별로 다양한 SQNR(Signal-to-Quantization-Noise Ratio) 이득을 보였다.
본 논문은 MPEG-2 AAC(Advanced Audio Boding) 디코더에 필요한 IMDCT(Inverse Modified Discrete Cosine Transform)를 고속으로 처리하기 위한 새로운 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform) 구현 방식을 제안한다. 기존 방식 중에서 $2^n$(N-point) type IMDCT가 성능이 가장 우수하지만 많은 계산을 요구하는 N/4-point complex IFFT 과정을 포함하고 있다. 본 연구는 $2^n$(N-point) type IMDCT에 포함된 N/4-point complex IFFT의 연산량을 줄이는 방법을 고안하였다. N/4-point complex IFFT는 입력 데이터를 bit-reverse 방식을 사용하여 정렬하지만 본 연구에서는 새로운 입력 데이터 정렬방식과 $N/4^{n+1}$ 형태의 IFFT 고안하여 곱셈, 덧셈, ROM 용량을 줄였다.
The introduction of the fast Fourier transform(FFT),an efficient computational algorithm for the discrete Fourier transform(DFT) by Cooley and Tukey(1965), has brought to the limelight various other discrete transforms. Some of the analog functions from which these transforms have been derived date back to the early 1920's, for example, Walsh functions (Walsh, 1923) and Hadamard Transform(Enomoto et al, 1965). Fast algorithms developed for the forward transform are equally applicable, exept for minor changes, to the inverse transform. In this paper, we present a simple pipelined Hadamard matrix(HM) which is used to develop a fast algorithm for the Hadamard Processor (HP). The Fast Hadamard Transform(FHT) can be derived using matrix partitioning techniques. The HP system is incorporated through a modular design which permits tailoring to meet a wide range of video data link applications. Emphasis has been placed on a low cost, a low power design suitable for airbone system and video codec.
OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)은 다중캐리어를 사용해 고속통신을 가능하게 하는 MCM(MultiCarrier Modulation)시스템이며, 전력과 스펙트럼 효율의 단점을 갖는다. 따라서 본 논문에서는 기존의 단점을 보완하고, 효율적인 MCM시스템 설계를 목표로 한다. 제안하는 시스템은 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform) 연산 대신에 IDWT(Inverse Discrete Wavelet Transform) 연산을 사용하게 된다. 웨이블릿 변환 기반의 OFDM 시스템 설계를 통해 기존의 OFDM 시스템과 BER(Bit Error Rate), 스펙트럼 효율, PAPR(Peak to Average Power Ratio) 성능 비교를 진행하였다. 그 결과, 기존의 OFDM과 Wavelet-OFDM은 동일한 BER 성능을 나타내었고, Discrete Meyer 웨이블릿을 사용한 Wavelet-OFDM에서는 기존의 OFDM과 동일한 스펙트럼 효율을 갖는다. 또한, 여러 가지 웨이블릿을 기반으로 구성한 Wavelet-OFDM의 모든 시스템은 기존의 OFDM보다 낮은 PAPR 성능을 갖는다.
OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 시스템에서 SLM (Selected Mapping)은 전송신호의 왜곡 없이 PAPR (Peak-to-Average Power Ratio)을 효율적으로 줄일 수 있는 기법이다. 하지만, 충분한 후보 OFDM 신호를 생성하기 위해서는 많은 양의 IFFT (Inverse Fast Fourier Transform) 연산을 필요로 하고, 이는 SLM 기법을 매우 복잡하게 만든다. 따라서 본 논문에서는 첫 번째 후보 OFDM 신호를 변환하여 나머지 IFFT 연산들을 대체하는 새로운 SLM 기법을 제안한다. 제안된 기법은 기존의 SLM 기법과 비교하여 거의 같은 PAPR 저감 성능을 보임과 동시에 계산 복잡도는 크게 감소 시킬 수 있다.
본 논문에서는 고속 무선 LAN에서 사용하는 IEEE 802.11a OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)에서 주요 구성인 IFFT/FFT(Inverse Fast Fourier Transform/Fast Fourier Transform)에 대한 설계에 대해 비교하였다. 설계된 IFFT/FFT는 무선 LAN의 표준에 맞게 64 point의 FFT로 연산을 수행하며, S/P(Serial-to-Parallel)이나 P/S(Parallel-to-Serial)변환기가 필요 없는 Pipelined FFT의 구조로 설계하였다. 그 중 Radix-2 알고리즘을 이용한 R22SDF(Radix-2 Single-path Delay Feedback) 방식, R2SDF(Radix-2 Single-path Delay Feedback) 방식과 Radix-4 알고리즘을 이용한 R4SDF(Radix-4 Single-path Delay Feedback) 방식, R4SDC(Radix-4 Single-path Delay Commutator) 방식을 사용하여 비교하였다. 하드웨어 구현 시 발생하는 오차를 줄이기 위해 Butterfly 연산 후 일부 소수점을 가지고 계산하는 구조로 설계하였다. R22SDF 방식을 이용할 경우 메모리를 제외한 전체 게이트 수가 44,747 개로 다른 구조에 비해 적은 하드웨어와 낮은 오차율을 가진다.
안구표면과 같은 미세구면의 변위를 알아내기 위하여 Twyman-Green 간섭계를 이용하였으며 반송무늬(carrier fringe)를 형성시켜 푸리에 변환법으로 미세구면의 변위분포를 측정하였다. 기준위치에서 일정한 반송무늬가 형성되도록 한 후 구면이 변화할 때 반송무늬의 변화방향을 관측하였으며, 반송무늬의 변화방향에 의해 구면의 변화방향을 알아내었다. 푸리에 변환법(Fourier transform method)을 이용하여 CCD카메라에서 받아들여진 한 장의 간섭무늬로부터 위상분포를 얻어내고 구면의 변위 분포를 계산하였다. 공간주파수 영역에서 변위에 대한 정보를 분리함으로써 간섭무늬의 배경분포 및 잡음을 제거하였으며, 구면의 변위에 대한 3차원 분포를 이론적인 계산값의 측정오차가 .lambda./10 이내에서 얻어내었다.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제12권7호
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pp.3438-3454
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2018
In this paper, we propose a robust blind watermarking scheme for high-definition video. In the embedding process, luminance component of each frame is transformed by 2-dimensional fast Fourier transform (2D FFT). A secret key is used to generate a matrix of random numbers for the security of watermark information. The matrix is transformed by inverse steerable pyramid transform (SPT). We embed the watermark into the low and mid-frequency of 2D FFT coefficients with the transformed matrix. In the extraction process, the 2D FFT coefficients of each frame and the transformed matrix are transformed by SPT respectively, to produce two oriented sub-bands. We extract the watermark from each frame by cross-correlating two oriented sub-bands. If a video is degraded by some attacks, the watermarks of frames contain some errors. Thus, we use an ensemble position-based error correcting algorithm to estimate the errors and correct them. The experimental results show that the proposed watermarking algorithm is imperceptible and moreover is robust against various attacks. After embedding 64 bits of watermark into each frame, the average peak signal-to-noise ratio between original frames and embedded frames is 45.7 dB.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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