• 제목/요약/키워드: Sphere Tree

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Fixed-Complexity Sphere Encoder for Multi-User MIMO Systems

  • Mohaisen, Manar;Chang, Kyung-Hi
    • Journal of Communications and Networks
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    • 제13권1호
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    • pp.63-69
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    • 2011
  • In this paper, we propose a fixed-complexity sphere encoder (FSE) for multi-user multi-input multi-output (MU-MIMO) systems. The proposed FSE accomplishes a scalable tradeoff between performance and complexity. Also, because it has a parallel tree-search structure, the proposed encoder can be easily pipelined, leading to a tremendous reduction in the precoding latency. The complexity of the proposed encoder is also analyzed, and we propose two techniques that reduce it. Simulation and analytical results demonstrate that in a $4{\times}4$ MU-MIMO system, the proposed FSE requires only 11.5% of the computational complexity needed by the conventional QR decomposition with M-algorithm encoder (QRDM-E). Also, the encoding throughput of the proposed encoder is 7.5 times that of the QRDM-E with tolerable degradation in the BER performance, while achieving the optimum diversity order.

Inverse BSP 트리와 구와의 효과적인 충돌검사 (An efficient collision detection between inverse BSP tree and bounding sphere)

  • 이동춘;김혜선;박찬용;장병태
    • 한국정보처리학회:학술대회논문집
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    • 한국정보처리학회 2002년도 추계학술발표논문집 (상)
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    • pp.451-454
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    • 2002
  • 충돌검사는 사실감 있는 3 차원 공간을 시뮬레이션 하기 위해서 필수적인 요소이다. 본 논문에서는 BSP 로 표현될 수 있는 정적 게임환경과 Bounding Sphere 로 표현될 수 있는 움직이는 물체와의 효과적인 충돌검사 방법에 대해서 기술하고 있다. 본 논문에서 제안하는 충돌검사 알고리즘은 단 하나의 BSP 트리를 사용하여 임의의 크기의 bounding sphere 와 충돌검사를 할 수 있다는 장점을 가진다.

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Zero forcing based sphere decoder for generalized spatial modulation systems

  • Jafarpoor, Sara;Fouladian, Majid;Neinavaie, Mohammad
    • ETRI Journal
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    • 제41권2호
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    • pp.145-159
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    • 2019
  • To reduce the number of radio frequency (RF) chains in multiple input multiple output (MIMO) systems, generalized spatial modulation (GSM) techniques have been proposed in the literature. In this paper, we propose a zero-forcing (ZF)-based detector, which performs an initial pruning of the search tree that will be considered as the initial condition in a sphere decoding (SD) algorithm. The proposed method significantly reduces the computational complexity of GSM systems while achieving a near maximum likelihood (ML) performance. We analyze the performance of the proposed method and provide an analytic performance difference between the proposed method and the ML detector. Simulation results show that the performance of the proposed method is very close to that of the ML detector, while achieving a significant computational complexity reduction in comparison with the conventional SD method, in terms of the number of visited nodes. We also present some simulations to assess the accuracy of our theoretical results.

On the Hardware Complexity of Tree Expansion in MIMO Detection

  • Kong, Byeong Yong;Lee, Youngjoo;Yoo, Hoyoung
    • Journal of Semiconductor Engineering
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    • 제2권3호
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    • pp.136-141
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    • 2021
  • This paper analyzes the tree expansion for multiple-input multiple-output (MIMO) detection in the viewpoint of hardware implementation. The tree expansion is to calculate path metrics of child nodes performed in every visit to a node while traversing the detection tree. Accordingly, the tree-expansion unit (TEU), which is responsible for such a task, has been an essential component in a MIMO detector. Despite the paramount importance, the analyses on the TEUs in the literature are not thorough enough. Accordingly, we further investigate the hardware complexity of the TEUs to suggest a guideline for selection. In this paper, we focus on a pair of major ways to implement the TEU: 1) a full parallel realization; 2) a transformation of the formulae followed by common subexpression elimination (CSE). For a logical comparison, the numbers of multipliers and adders are first enumerated. To evaluate them in a more practical manner, the TEUs are implemented in a 65-nm CMOS process, and their propagation delays, gate counts, and power consumptions were measured explicitly. Considering the target specification of a MIMO system and the implementation results comprehensively, one can choose which architecture to adopt in realizing a detector.

다중 사용자 MIMO 시스템을 위한 고정 복잡도를 갖는 스피어 인코더 (Fixed-complexity Sphere Encoder for Multi-user MIMO Systems)

  • 마나르 모하이센;한동걸;장경희
    • 한국통신학회논문지
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    • 제35권7A호
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    • pp.632-638
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    • 2010
  • 본 논문에서는 다중 사용자 MIMO 시스템을 위한 고정 복잡도를 갖는 스피어 인코더 (FSE)를 제안하고, FSE의 복잡도를 감소시키는 2가지 방법을 제시한다. FSE는 성능과 복잡도 간의 트레이드오프 관계를 적응적으로 조절할 수 있고, 병렬의 트리 탐색구조를 적용함으로써 프리코딩 지연을 상당히 감소시킬 수 있다. $4\times4$ 다중 사용자 MIMO 시스템에서 시뮬레이션을 수행한 결과, 제안한 FSE는 QRDM 인코더 (QRDM-E)에 비하여 작은 BER 성능 감소를 가져오지만 최적의 다이버시티 오더를 달성함과 더불어 일반적인 QRDM-E 복잡도의 16%정도만을 갖고, 인코딩 처리량(throughput)이 7.5배 향상됨을 확인하였다.

AC Electrical Breakdown Characteristics of an Epoxy/Mica Composite

  • Park, Jae-Jun
    • Transactions on Electrical and Electronic Materials
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    • 제13권4호
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    • pp.200-203
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    • 2012
  • Epoxy/mica composite was synthesized, in order to use it as an impregnation resin in a vacuum pressure impregnation (VPI) process, for manufacturing a high voltage rotary machine. The average particle size of the mica was 5~7 ${\mu}m$ and its content was 0, 20, 30 and 40 wt%. A plasticizer or a low molecular aliphatic epoxy was also used, to decrease the viscosity of the composite. The AC electrical breakdown strength was estimated in sphere-to-sphere electrodes, and the electrical breakdown data were estimated by Weibull statistical analysis. The electrical breakdown strength became higher with the addition of mica; and that of the system with 20 wt% mica was highest. The electrical breakdown strength of the system with an aliphatic epoxy was higher than that of the system with a, plasticizer.

다중 안테나 시스템에서 적응적 조기 종료를 이용한 낮은 복잡도 반복 검출 및 복호기 (Low Complexity Iterative Detection and Decoding using an Adaptive Early Termination Scheme in MIMO system)

  • 정현승;최경준;김경준;김광순
    • 한국통신학회논문지
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    • 제36권8C호
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    • pp.522-528
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    • 2011
  • 다중 안테나를 이용한 통신 시스템에서 반복 검출 및 복호 수신기 (iterative detction and decoding)는 비트 오류율은 상당히 줄일 수 있으나, 각 비트마다 연판정 값을 계산하여야 하므로 높은 계산 복잡도를 요구한다. 본 논문에서는 적은 계산 복잡도로 연판정 값을 얻을 수 있는 수신기 구조를 제안한다. 반복 검출 및 복호 수신기는 대부 복호기로 구 복호기 (sphere decoder)를 사용하고 외부 복호기로 저 밀도 패리티 부호 (low density parity check) 복호기를 사용한다. 연판정 값을 얻기 위한 구 복호기의 복잡도를 줄이기 위하여 트리 탐색을 레이어 별로 레이어 심볼 탐색 (Layer symbol search, LSS)를 제안한다. 그리고 채널과 잡음 상황에 따라 달라지는 구 복호기의 동작 시간을 제한하기 위하여 반복 복호 횟수를 줄이는 적응적 조기 종료를 제안한다. 제안한 알고리즘은 기존의 알고리즘 대비 20dB에서 70% 정도 낮은 계산 복잡도를 갖으며 유사한 성능을 얻을 수 있다.

Path Metric의 특성을 이용한 적응형 K-best Sphere Decoding 기법 (Adaptive K-best Sphere Decoding Algorithm Using the Characteristics of Path Metric)

  • 김봉석;최권휴
    • 한국통신학회논문지
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    • 제34권11A호
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    • pp.862-869
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    • 2009
  • 본 논문에서는 순간적인 채널 상태에 따라 K, 즉 survivor path의 개수를 적응적으로 조절하는 MIMO(Multiple Input Multiple Output) 검출 기법을 제안한다. 최적의 성능을 가지지만 높은 복잡도의 단점을 가지는 MLD(Maximum Likelihood Detection)의 단점을 개선하기 위해 MLD에 근접한 성능을 가지면서 복잡도는 확연히 감소시킨, 적응형 K-best SD (Sphere Decoding) 기법들이 제안되었지만, 채널 상태를 판별하기 위한 지표로, 채널의 페이딩 이득만을 이용할 뿐 순시적인 SNR(Signa1 to Noise Ratio) 값은 반영하지 못하는 단점을 가진다. 제안된 기법은 이러한 단점을 보완하기 위해 K를 조절하기 위한 채널 지표로 채널의 페이딩 성분뿐 아니라 SNR 성분까지 반영하는 path metric 값의 특성을 이용하여, 기존의 기법과 동일한 성능을 가지면서 낮은 복잡도를 가진다.

2 레벨 탐색을 이용한 스피어 디코딩 알고리즘과 VLSI 구현 (Sphere Decoding Algorithm and VLSI Implementation Using Two-Level Search)

  • 현트롱안;조종민;김진상;조원경
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제45권6호
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    • pp.104-110
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    • 2008
  • 본 논문에서는 새로운 2레벨 탐색 스피어 디코딩 알고리즘과 그 하드웨어 구조를 제안한다. 제안된 알고리즘은 심볼검출 시에 성능향상에 영향을 줄 수 있는 유용한 후보군이 이전 단계에서 버려지는 것을 피하기 위해서, 2 레벨 트리탐색을 동시에 수행한다. 시뮬레이션 결과, 제안된 알고리즘이 BER 측면에서 기존의 알고리즘보다 성능이 우수함을 확인할 수 있었다. 제안된 하드웨어 구조는 낮은 복잡도와 고정된 throughput을 갖는 구조로써 BPSK, QPSK, 16-QAM, 64-QAM의 변조방식을 지원한다. 하드웨어 측면에서 큰 복잡도를 갖는 정렬 블럭은 다른 블럭과 하드웨어를 공유함으로써 면적을 감소시켰고, 제안된 하드웨어 구조는 기존의 구조들과 비교했을 때 면적이 감소되고 성능이 향상됨을 확인하였다.

How has belief modality contributed to formal semantics?

  • Tojo, Satoshi
    • 한국언어정보학회:학술대회논문집
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    • 한국언어정보학회 2007년도 정기학술대회
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    • pp.42-53
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    • 2007
  • Looking back the history of formal treatment of linguistics, we cannot disregard the contribution of possible world semantics. Intensional logic of Montague semantics, DRT (Discourse Representation Theory), mental space, and situation theory are closely related to or compared with the notion of possible world. All these theories have commonly clarified the structure of belief context or uncertain knowledge, employing hypothesized worlds. In this talk, I firstly brief the pedigree of these theories. Next, I will introduce the recent development of modal logic for the representation of (i) knowledge and belief and (ii) time, in which belief modality is precisely discussed together with the accessibility among possible worlds. I will refer to BDI (belief-desire-intention) logic, CTL (computational tree logic), and sphere-based model in belief revision. Finally, I will discuss how these theories could be applied to the further development of analyses of natural language.

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