• 제목/요약/키워드: Symmetric coding

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Application of Network Coding to IEEE 802.16j Mobile Multi-hop Relay Network for Throughput Enhancement

  • Lee, Kyung-Jun;Sung, Won-Jin;Jang, Ju-Wook
    • Journal of Communications and Networks
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    • 제10권4호
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    • pp.412-421
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    • 2008
  • We observe simultaneous transmission of relay stations (RSs) allowed in current IEEE 802.16j draft standard for multi-hop relay networks may involve severe interference among the RSs, hence leading to throughput degradation. Allowing only 1/3 of the RSs to simultaneously transmit instead of 1/2 RSs as in the current draft standard reduces the interference but results in reduced throughput. To remedy this problem, we devise schemes to incorporate network coding at link-layer level (decode-and-forward) into the simultaneous transmission of RSs. Data movement is rearranged to maximize coding gain. Formula is derived to dictate exact movement of packets traveling between base station (BS) and mobile stations (MSs) via intermediate RSs. The frame structure in the current IEEE 802.16j draft standard does not allow broadcast needed for network coding. We devise a new frame structure which supports the broadcast. A new R-MAP (pointers to the burst data) is introduced to implement the broadcast. Since our new frame structure is used only for BS to RS or RS to RS communication, our schemes retain backward compatibility with legacy MSs based on IEEE 802.16e standard. Simulation based on simple configuration of RSs shows considerable improvement in terms of system throughput and round trip delay. For a 4-hop relay network with 1 BS and 4 RSs with symmetric traffic in uplink (UL) and downlink (DL), throughput is improved by 49% in DL and by 84% in UL traffic compared with IEEE 802.16j draft standard under the assumption that omni-directional antennae are used in BS and RSs.

Radix 4 Polar code의 부호 및 복호 (Encoding & Decoding of Radix 4 Polar Code)

  • 이문호;최은지;양재승;박주용
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제46권10호
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    • pp.14-27
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    • 2009
  • Polar code는 터키 Erdal Arikan교수가 2006년 입력된 채널을 나누면 Cutoff Rate이 향상되는데 착안하여 Polar code를 제안했다. 채널분극은 주어진 B-DMC(Binary-input Discrete Memoryless Channel) W에서 대칭 용량의 높은 비율을 가진 연속적인 code로 이루어져 있다. 대칭 용량은 동등한 확률을 가진 채널의 입력을 이용하여 높은 비율을 얻는데 채널분극은 주어진 B-DMC W의 N개의 독립적인 출력을 모은 것이다. 즉, N은 Binary입력 채널 {$W^{(i)}_N\;:\;1{\leq}\;i\;{\leq}\;N$} 일 때, N이 커지게 되고, I{WN(i)}에서 값이 1에 가까워지면 그 값은 I(W)로 접근되고, I{WN(i)} 값이 0에 가까워지면 1-I(W)에 접근된다. 여기에서 I(W)는 신뢰성 있는 통신상에서의 동등한 주파수를 가진 W의 입력으로 높은 비율을 나타낸다. 이로써 {WN(i)}는 결국 채널코딩을 위한 적합한 상태라고 볼 수 있다. Polar code를 바탕으로, 본 논문은 Arikan의 Polar code의 부호화와 복호화를 분석하고 새롭게 Radix4의 Polar code 부호화를 제안했다.

5G 이동 통신 시스템에서 비직교 다중접속의 수신기들에 대한 BER 성능의 비교 (A Comparison of BER Performance for Receivers of NOMA in 5G Mobile Communication System)

  • 정규혁
    • 융합정보논문지
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    • 제10권8호
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    • pp.7-14
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    • 2020
  • 5G 이동 통신 시스템에서는, 통신 서비스가 100배 빠른 망 연결을 연구한다. 비직교 다중접속은 선도적인 5G 기술들 중 하나로 주목받고 있다. 비직교 다중접속에서는 사용자들이 채널 자원들을 공유하여, 더 많은 사용자들이 동시에 서비스를 받을 수가 있다. LTE와 같은 4G 이동 통신에서 사용되는 직교 다중접속과 비교하면, 비직교 다중접속은 높은 주파수 효율과 초저 지연과 같은 장점을 가진다. 본 논문에서는 비직교 다중접속의 수신기들을 비교한다. 표준 수신기, SIC를 수행하지 않는 수신기, 그리고 대칭 중첩 코딩 수신기가 비교된다. 구체적으로, 표준 수신기의 성능이 가장 우수하며, SIC를 수행하지 않는 수신기, 그리고 대칭 중첩 코딩 수신기의 성능은 전력 할당에 따라 달라지는 성능 분석을 본 논문에서 고찰한다.

페이딩 채널에서 최선 릴레이 선택을 갖는 네트워크 코딩의 성능 (Performance of Network Coding with Best Relay Selection in Fading Channels)

  • 김남수
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제13권4호
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    • pp.193-200
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    • 2013
  • 최근 이동통신 뿐 만 아니라 TV방송 등에서도 릴레이를 이용한 양방향 무선채널의 전송효율을 높이기 위한 네트워크 코딩에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 논문에서는 동시에 여러 개의 릴레이가 전송하는 대신 최선의 릴레이를 이용하여 양방향 데이터를 전송하는 네트워크 코딩 시스템의 평균 전송용량 및 오수신율을 유도하였다. 일반적으로 양방향 통신 시스템의 경우 순방향 및 역방향 링크의 데이터 비대칭성이 존재하므로, 데이터 대칭 링크와 비대칭 링크도 포함하여 성능을 유도하였다. 유도한 결과 병렬 릴레이의 수가 증가할수록 공간 다이버시티에 의한 신호 대 잡음비(SNR) 이득이 증가함을 알 수 있었고, 대칭 링크의 경우 주어진 조건하에서 단일 릴레이를 사용하였을 때보다 9개의 릴레이가 존재하는 경우 11.4 dB의 SNR 이득을 얻을 수 있었다. 또한 비대칭 링크의 경우, 오수신율은 데이터 비대칭성보다는 릴레이의 수에 민감하다는 결과를 얻었다.

8괘(卦)(Trigram)를 이용한 위상간섭 제거 (Topological Interference Management via 8 Trigram)

  • 이문호
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제17권4호
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    • pp.95-106
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    • 2017
  • 본 논문에서는 8 괘(卦)와 같은 제안한 네트워크 토폴로지를 이용하여 기존의 간섭 제거에 대해 서술한다. 전송신호의 할당 제어를 통해 간섭할당 방법을 적절히 선택함으로서 다른 동기시간에 최적의 대칭 DoF가 달성될 수 있다는 점을 중요하게 서술한다. 그러나 이 결과 복잡한 문제가 발생되는데 간섭제거 및 반복 코딩과 같은 다른 방법을 혼합하여 사용하는 문제 때문이다. 이 방법에 덧붙여 최적의 DoF를 달성하기 위해 8 user 네트워크를 위한 TTC(triangular transmit cooperation) 알고리즘을 제안한다. 또한 8 괘(卦)의 상보성원리를 위상 간섭제거에 응용했다. 상생과 상극개념을 송신과 수신의 직접신호와 간섭신호에 대응시켰다. 상보성 원리를 역(易)(I Ching)의 괘(卦)에서 뿌리를 찾았다. 즉 대(對)와 대(待)이다. 서로 대립하면서도 서로의 공존관계를 8개의 송 수신단에 적용한 결과 대칭 DoF는 4/3 였다.

Bi-axial and shear buckling of laminated composite rhombic hypar shells

  • Chaubey, Abhay K.;Raj, Shubham;Tiwari, Pratik;Kumar, Ajay;Chakrabarti, Anupam;Pathak, K.K.
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제74권2호
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    • pp.227-241
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    • 2020
  • The bi-axial and shear buckling behavior of laminated hypar shells having rhombic planforms are studied for various boundary conditions using the present mathematical model. In the present mathematical model, the variation of transverse shear stresses is represented by a second-order function across the thickness and the cross curvature effect in hypar shells is also included via strain relations. The transverse shear stresses free condition at the shell top and bottom surfaces are also satisfied. In this mathematical model having a realistic second-order distribution of transverse shear strains across the thickness of the shell requires unknown parameters only at the reference plane. For generality in the present analysis, nine nodes curved isoparametric element is used. So far, there exists no solution for the bi-axial and shear buckling problem of laminated composite rhombic (skew) hypar shells. As no result is available for the present problem, the present model is compared with suitable published results (experimental, FEM, analytical and 3D elasticity) and then it is extended to analyze bi-axial and shear buckling of laminated composite rhombic hypar shells. A C0 finite element (FE) coding in FORTRAN is developed to generate many new results for different boundary conditions, skew angles, lamination schemes, etc. It is seen that the dimensionless buckling load of rhombic hypar increases with an increase in c/a ratio (curvature). Between symmetric and anti-symmetric laminations, the symmetric laminates have a relatively higher value of dimensionless buckling load. The dimensionless buckling load of the hypar shell increases with an increase in skew angle.

DCT계수의 재배열을 통한 웨이브렛 변환 형식의 정지 영상 부호화 (A Still Image Coding of Wavelet Transform Mode by Rearranging DCT Coefficients)

  • 김정식;김응성;이근영
    • 대한전자공학회논문지SP
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    • 제38권5호
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    • pp.464-473
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    • 2001
  • DCT(Discrete Cosine Transform)는 공간 영역과 주파수 영역을 균등하게 분할함으로써 인간의 시각특성을 제대로 반영하지 못하는 단점이 있다. DCT의 영역 분할에 대한 단점을 극복할 수 있는 알고리듬으로 웨이브렛 변환을 이용하여 영상을 부호화하는 여러 가지 기법들이 있지만, 본 논문에서는 DCT와 웨이브렛 변환의 장점을 결합한 새로운 알고리듬을 제안한다. 제안 방법은 DCT의 DC 계수에 에너지 집중도가 좋은 장점을 효과적으로 이용함과 더불어 이들 계수들을 웨이브렛 변환 형식에 적용한다. 웨이브렛 상의 대역간 상관 관계와 대역내 상관 관계를 동시에 효율적으로 이용하고 각 대역 특성별로 양자화를 수행하며, 부호화 방법에 대해서도 중요 계수 정보·지 양자화 계수들은 대칭적인 분포를 나타내며 절대값이 커질수록 발생확률이 감소하는 특징을 이용하여 알고리듬이 간단하고 복호화 시간이 빠른 장점을 가지는 대칭적 양방향 트리 구조의 새로운 방법을 제시한 전지 영상 압축 부호화 알고리듬을 제안하였다. JPEG 알고리듬과 제안 알고리듬을 비교하였을 때, 동일한 비트율에서 제안 알고리듬이 객관적 화질뿐만 아니라 주관적으로도 높은 화질의 영상을 얻을 수 있었다.

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움직임 벡터 분포 특성과 블록 움직임의 특성을 이용한 대칭형 움직임 추정 기법 (A Symmetric Motion Estimation Method by using the Properties of the Distribution of Motion Vectors)

  • 윤효순;김미영
    • 한국콘텐츠학회논문지
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    • 제17권3호
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    • pp.329-336
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    • 2017
  • 비디오 압축에서 움직임 추정 기법은 영상 화질과 발생 비트량에 있어서 중요한 역할을 하지만 많은 계산 복잡도를 요구한다. 다수의 카메라로 촬영한 동영상인 다시점 비디오는 카메라의 수에 비례하여 데이터의 양이 기하급수적으로 증가하기 때문에 움직임 추정에 많은 계산량을 필요하다. 본 논문에서 다시점 비디오의 부호화를 위한 움직임 추정의 계산량을 줄이면서 화질과 비트량을 유지하는 움직임 추정 기법을 제안한다. 제안한 움직임 추정 기법은 움직임 벡터들의 분포 특성과 영상 블록들의 움직임 특성을 이용한다. 제안한 움직임 추정기법은 계층적 움직임 추정 기법으로 대칭형 멀티 마름모 패턴, 대각선 패턴, 사각형 패턴 그리고 정교한 패턴으로 구성되어 있다. 제안한 움직임 추정 기법은 움직임 벡터들과 블록 움직임의 특성들을 이용하여 패턴들의 탐색 점들을 탐색 영역 내에 대칭적으로 배치하고 블록 움직임 크기에 따라 적응적으로 탐색 패턴을 선택하여 움직임 벡터를 추정한다. 제안한 기법의 성능은 JMVC의 고속 움직임 추정 기법인 TZ 탐색 기법과 전역 탐색 기법인 PBS (Pel Block Search)의 성능과 비교한 경우, 영상 화질면에서와 발생 비트량면에서 비슷하지만 움직임 추정에 필요한 계산량을 각각 약 40~75%, 98%감소시킨다.

분산 비디오 부호화에서 블록별 적응적 탐색에 기초한 반복적인 보조정보 보정기법 (An Iterative Side Information Refinement Based on Block-Adaptive Search in Distributed Video Coding)

  • 김진수;윤몽한;김재곤;서광덕
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제15권2호
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    • pp.355-363
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    • 2011
  • 분산 비디오 부호화기법(DVC: Distributed Video Coding)의 성능을 개선하기 위한 한 가지의 방법으로서 보조정보에 대한 반복적인 보정기법에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 기존의 대표적인 반복적인 보정기법으로서 복원 레벨과 보조정보 사이의 관계를 이용한 기법 또는, 움직임 벡터의 필터링에 기초한 보정기법이 제시하고 있으나 성능 개선은 제한적이다. 기존 방식들의 성능 제한을 극복하기 위해, 본 논문에서는, 먼저, 초기의 보조정보 생성 시에 블록별 비용을 측정하여 적응적 움직임 보상을 수행한다. 그리고 수신되는 비트 플레인 정보를 이용하여 블록별 적응적 예측 모드를 사용함으로써 비대칭적인 물체의 움직임 보상에 효과적인 반복적인 보정기법을 제안한다. 모의실험을 통하여 본 논문에서 제안된 보정기법을 사용함으로써 최대 0.2 dB이상의 성능을 개선함을 보인다.

Software development for the visualization of brain fiber tract by using 24-bit color coding in diffusion tensor image

  • Oh, Jung-Su;Song, In-Chan;Ik hwan Cho;Kim, Jong-Hyo;Chang, Kee-Hyun;Park, Kwang-Suk
    • 대한자기공명의과학회:학술대회논문집
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    • 대한자기공명의과학회 2002년도 제7차 학술대회 초록집
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    • pp.133-133
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    • 2002
  • Purpose: The purpose of paper is to implement software to visualize brain fiber tract using a 24-bit color coding scheme and to test its feasibility. Materials and Methods: MR imaging was performed on GE 1.5 T Signa scanner. For diffusion tensor image, we used a single shot spin-echo EPI sequence with 7 non-colinear pulsed-field gradient directions: (x, y, z):(1,1,0),(-1,1,0),(1,0,1),(-1,0,1),(0,1,1),(0,1,-1) and without diffusion gradient. B-factor was 500 sec/$\textrm{mm}^2$. Acquisition parameters are as follows: TUTE=10000ms/99ms, FOV=240mm, matrix=128${\times}$128, slice thickness/gap=6mm/0mm, total slice number=30. Subjects consisted of 10 normal young volunteers (age:21∼26 yrs, 5 men, 5 women). All DTI images were smoothed with Gaussian kernel with the FWHM of 2 pixels. Color coding schemes for visualization of directional information was as follows. HSV(Hue, Saturation, Value) color system is appropriate for assigning RGB(Red, Green, and Blue) value for every different directions because of its volumetric directional expression. Each of HSV are assigned due to (r,$\theta$,${\Phi}$) in spherical coordinate. HSV calculated by this way can be transformed into RGB color system by general HSV to RGB conversion formula. Symmetry schemes: It is natural to code the antipodal direction to be same color(antipodal symmetry). So even with no symmetry scheme, the antipodal symmetry must be included. With no symmetry scheme, we can assign every different colors for every different orientation.(H =${\Phi}$, S=2$\theta$/$\pi$, V=λw, where λw is anisotropy). But that may assign very discontinuous color even between adjacent yokels. On the other hand, Full symmetry or absolute value scheme includes symmetry for 180$^{\circ}$ rotation about xy-plane of color coordinate (rotational symmetry) and for both hemisphere (mirror symmetry). In absolute value scheme, each of RGB value can be expressed as follows. R=λw|Vx|, G=λw|Vy|, B=λw|Vz|, where (Vx, Vy, Vz) is eigenvector corresponding to the largest eigenvalue of diffusion tensor. With applying full symmetry or absolute value scheme, we can get more continuous color coding at the expense of coding same color for symmetric direction. For better visualization of fiber tract directions, Gamma and brightness correction had done. All of these implementations were done on the IDL 5.4 platform.

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