This paper presents and efficient improvement of the iterative eigenvalue calculation method and the selection of initial values in AESOPS algorithm. To determine the initial eigenvalues of the system, system state matrix is constructed with the two-axis generator model. From the submatrices including synchronous and damping coefficients, the initial eigenvalues are calculated by the QR method. Participation factors are also calculated from the above submatrices in order to determine the generators which have a important effect to the specific oscillation mode. Also, the heuristically approximated eigenvalue calculation method in the AESOPS algorithm is transformed to the Newton Raphson Method which is largely used in the nonlinear numerical analysis. The new methods are developed from the AESOPS algorithm and thus only a few calculation steps are added to practice the proposed algorithm.
최적 ML(Maximum Likelihood) 기법 및 sphere decoding(SD), QRM-MLD(QR decomposition with M-algorithm Maximum Likelihood Detection) 기반의 준 최적 검출 기법을 적용한 MIMO(Multiple-Input Multiple-Output) 시스템에서의 LLR(Log Likelihood Ratio) 계산은 변조 차수 및 송/수신 안테나의 수가 증가할수록 그 복잡도가 지수적으로 증가하여 구현 및 성능 면에서 큰 문제점을 야기한다. 본 논문에서는 고차 변조 방식 기반의 $N_T{\times}N_R$ MIMO시스템 수신기의 QRM-MLD 기반 MIMO 검출기에서 연판정 시 아주 낮은 복잡도로 1dB 이내의 ML 검출 기법에 대한 오류 성능 접근도를 갖는 LLR 계산 방법을 제시하고, 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 여러 M 값에 대한 MIMO 시스템의 BER(Bit Error Rate) 결과를 도출하고 분석하여 제시된 방법의 유효성을 검증한다.
본 논문은 감마보정을 위한 비선형 곡선 알고리즘의 개선에 관한 연구이다. 기존의 비선형 감마 곡선 생성 방법은 Gauss-Jordan 역행렬을 적용한 최소 자승 다항식(Least Square Polynomial)을 사용하였다. 이 방법은 다항식 계수 값 계산 과정 중 고차행렬의 역행렬 연산에서 $10^{-11}$ 이하의 매우 작은 값은 절단함으로써 곡선접합의 정밀도가 감소된다. 또한 입력으로 사용되는 샘플 포인트가 10-bit 기준으로 0~1023의 밝기 값에 대하여 고루 분포되어있는 경우에만 정확한 동작이 가능하다. 본 논문은 이러한 기존 알고리즘의 단점을 보완하기 위하여, 고차 다항식의 계수 값을 반데몬드 행렬(Vandemond Matrix)에 SVD분해(Singular Value Decomposition)와 QR분해법(QR Decomposition)을 적용하여 행렬의 고유치와 직교성분만으로 연산하였다 또한, 입력 데이터의 구간을 분할하여 각 구간의 다항식을 생성하고, 새롭게 생성된 다항식을 이용하여 곡선 접합을 수행하도록 하였다. 입력 데이터와 곡선 접합결과의 평균제곱오차(Mean Square Error: MSE)와 표준편차(Standard Deviation: STD)를 통한 오차율 비교 결과 최하위 비트(Least Significant Bit: LSB) 에러 범위에서 MSE가 약 $10^{-9}$ 이고 STD는 약 $10^{-5}$로 정밀도가 향상되었다.
최근 이동 통신 시스템에서 간섭 및 채널 왜곡, 잡음 둥에 의한 시스템의 성능 저하를 막고 통신 성능의 향상 및 시스템 용량 증가를 위해 사용자의 이동 상황에 파라 빔 추적 기능을 갖고 있는 스마트 안테나의 연구가 이루어져 왔다. 이에 본 논문에서는 실시간 처리를 위한 QR-RLS 기반 스마트 안테나 알고리즘을 설계하고, 이를 CPLD로 구현하였다. 구현된 알고리즘의 구조는 적응 필터링에 적합한 Systolic array 형태로 구성되어졌다. 연구된 방법은 컴퓨터 시뮬레이션과 아울러 Alters사의 Max+plus II를 사용하여 CPLD로 구현하였다.
본 연구는 공진이론에 기초한 인덱스 함수(index function)를 이용하여 간단하게 QRS를 검출하는 새로운 알고리즘에 관한 것이다 ECG 근 몇 개의 사인파형의 조합으로 모델링 가능하며. 이때 ECG의 일차차분 값은 사인파형의 크기 및 주파수와 관계가 있다. 이 사실에 근거하여, R-L-C 회로의 허수부의 제곱값과 유사한 인덱스함수를 디자인하였으며. 인덱스 함수의 응답에 적응방법(adaptive method)를 첨가하여 QRS를 검출하였다. 이 알고리즘은 다른 QRS 검출 알고리즘에 비해 비슷하거나 높은 검출성능을 보였고. 복잡한 전처리 또는 후처리 과정이 필요치 않으므로 실시간 검출에 유용하게 사용될 수 있을 것이다.
본 논문은 근사화 기법을 RLS 알고리즘에 적용한 고속 적응 알고리즘을 제안한다. 제안 알고리즘(D-RLS)은 QR 분해 RLS 알고리즘 유도 과정을 RLS 알고리즘으로부터 역으로 유도한 알고리즘이다. 유도된 알고리즘(D-RLS)은 입력 신호들이 서로 분리되어 있다는 가정을 사용한 알고리즘과 유사한 형태를 취한다. 이 알고리즘의 계산량은 $O(N^2)$ 보다 작은 O(N)이다. 이 알고리즘의 성능 평가를 위하여 FIR 시스템과 비선형(Volterra) 시스템의 시스템 식별 기법을 이용하였으며, 결과적으로 우수한 성능을 나타냄을 확인하였다.
본 논문에서는 OFDM 기반의 4x4 MIMO 알고리즘을 설계 및 구현을 하였으며, 구현된 결과를 검증하기 위한 방법을 제시한다. 알고리즘은 MRVD와 QRM-MLD을 적용했다. Matlab과 Simulink를 이용하여 채널 추정 및 MIMO 알고리즘을 Floating-point와 Fixed-point 모델로 설계하였다. 그 다음 Modelsim을 이용하여 VHDL로 구현한다. 구현된 알고리즘의 성능 검증을 위해 설계한 Simulink 모델과 Modelsim 시뮬레이션, ISE ChipScope, 그리고 오실로스 코프로 측정한 결과를 비교하는 방법을 사용하였다. 이 방법은 시스템이 완성되지 않은 상태에서 구현된 알고리즘을 검증하는 방법이다. 검증 결과 ChipScope의 결과와 오실로스코프의 결과가 동일함을 확인하였고, 백홀 시스템에 적용이 가능함을 확인하였다.
현재 정품인증을 위한 인쇄물이 다양한 제품에 활용되고 있지만, 고해상도로 정밀하게 재현한 위조 인쇄물이 불법적으로 끊임없이 유통되고 있는 실정이다. 본 논문에서는 정품 인쇄물과 위조 인쇄물을 스마트 폰으로 손쉽게 감식할 수 있는 효율적인 기법을 제시한다. 즉, 제안한 방법은 서버에 원본의 이미지를 저장하며, 이 원본의 이미지에 대한 다중 척도를 특징점으로 추출하여 저장하고, 이 다중 척도에 기초하여 위조 인쇄물이 효과적으로 감식될 수 있는 방법으로 설계되어진다. 다양한 실험을 통하여 제안한 방식은 단일 척도에 의한 위조품 감별 방식에 비해 인식률을 높이고, 오인식률을 낮추는 방식으로 성능이 개선됨을 보인다. 또한, 제안한 방식은 여러 종류의 디자인에 대해 안정적으로 우수한 성능을 보임을 확인한다.
무선통신 채널에서 높은 전송 속도를 가능하게 하는 공간다중화 MIMO 시스템 수신부에서 다중화된 신호를 검출하는 것은 어려운 작업이며, 최근 다양한 신호검출 기법들이 개발되어졌다. 다양한 신호검출 기법 중 maximum likelihood detection with QR decomposition and M-algorithm (QRM-MLD), sphere decoding (SD)과 같은 기존 기법들은 maximum likelihood (ML)기법과 유사한 성능을 가진 것으로 보고되었다. 본 논문에서는 ML 기법과 거의 동일한 성능을 가지면서 낮은 연산복잡도를 보이는 새로운 신호검출 기법을 제안한다. 모의실험을 통하여 제안된 기법은 ML 기법과 거의 동일한 성능을 보이면서 MMSE-OSIC와 유사한 연산복잡도를 가지는 것을 보인다. 또한 기존의 QRM-MLD, SD 기법들의 경우 hard decision 후 추가적인 연산을 통해 soft decision을 위한 log likelihood ratio(LLR) 값을 생성하는 반면, 제안된 기법에서는 추가적인 연산 없이 LLR 값을 성공적으로 생성할 수 있음을 보인다.
위상배열 레이더 시스템에서 간섭과 재밍을 제거하기 위하여 적응빔 형성 알고리즘이 폭넓게 사용되고 있다. 최근에 와서 FPGA 기술의 발전으로 적응빔 형성 알고리즘의 실시간 처리가 가능하게 되었다. 본 논문에서는 능동위상배열 레이더를 개발하기 위해 전단신호처리기에 적용한 적응빔 형성기의 FPGA 기반 실시간 구현방법을 제안하였다. 개방형 VPX 벡플레인을 통한 통신의 상용 FPGA 보드를 활용하여 콤팩트한 적응빔 형성기를 개발하였다. 이 적응빔 형성기는 역행렬을 구하기 위해 QR 분해와 역 치환을 포함한 수많은 고속의 복소 신호처리와 벡터 및 행렬 연산으로 구성하였다. 구현 결과, FPGA를 통한 적응빔 형성 결과와 매트랩을 통한 시뮬레이션 결과가 일치함을 보였다. 또한, FPGA를 통한 적응빔 형성 알고리즘의 실시간 처리가 가능하여 능동위상배열 레이더 시스템에 적용 가능함을 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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