Iqbal, Muhammad Azhar;Dai, Bin;Islam, Muhammad Arshad;Aleem, Muhammad;Vo, Nguyen-Son
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제12권5호
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pp.2044-2062
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2018
Information theory progression along with the advancements being made in the field of Vehicular Ad hoc NETworks (VANETs) supports the use of coding-aware opportunistic routing for efficient data forwarding. In this work, we propose and investigate an adaptive coding-aware routing scheme in a specific VANET scenario known as a vehicular platoon. Availability of coding opportunities may vary with time and therefore, the accurate identification of available coding opportunities at a specific time is a quite challenging task in the highly dynamic scenario of VANETs. In the proposed approach, while estimating the topology of the network at any time instance, a forwarding vehicle contemplates the composition of multiple unicast data flows to encode the correct data packets that can be decoded successfully at destinations. The results obtained by using OMNeT++ simulator reveal that higher throughput can be achieved with minimum possible packet transmissions through the proposed adaptive coding-aware routing approach. In addition, the proposed adaptive scheme outperforms static transmissions of the encoded packets in terms of coding gain, transmission percentage, and encoded packet transmission. To the best of our knowledge, the use of coding-aware opportunistic routing has not been exploited extensively in available literature with reference to its implications in VANETs.
본 논문에서는 입력신호를 하위대역 (low-band)과 상위대역 (high-band)으로 나누어 각 대역을 개별적으로 부호화하는 대역분할 부호화 (split-band coding) 방식에 있어서, 상인대역 신호를 효율적으로 부호화하는 방법에 대해 다룬다. 일반적으로 그리고 특히, 그 동안 대역폭 확장법 (Bandwidth Extension, BWE)에 관한 연구를 통하여 두 대역 사이에 일정 정도의 상관관계가 존재한다는 사실이 밝혀져 있다. 따라서 두 대역간에 예측 부호화 기법을 도입함으로써 부호화 효율을 향상시킬 수 있다. BWE 예측기반 부호화 기법과 관련하여, 단순히 선형 BWE 함수를 이용하는 것은 두 대역간의 관계가 비선형성을 가지고 있으므로 최적의 결과를 얹기 어렵다. 따라서 비선형 BWE 함수를 포함한 다양한 예측 함수들의 성능비교를 통하여 가장 적절한 예측기를 선택하고자 하는 노력이 필요하다. 본 논문에서는 몇몇 대표적인 BWE 함수를 이용한 주파수 대역간 예측 부호화 방법에 대해 살펴 보고 각각의 성능을 평가한다. 또한 BWE 예측기반 부호화기를 (주파수)공간상의 중복제거 기술로 볼 때, 시간적 중복 제거 기술 즉, 예측 벡터 양자화기 (predictive vector quantizer)와의 결합이 부호화 효율향상에 상승효과가 있는지에 대해서도 검토한다.
Communication systems, including cell-based mobile communication systems, multiple satellite communication systems of multi-beam satellite systems, require reliable handoff methods between cell-to-cell, satellite-to-satellite of beam-to-team, respectively. Recent measurement of a CDMA cellular system indicates that the system is in handoff at about 35% to 70% of an average call period. Therefore, system reliability during handoff is one of the major system performance parameters and eventually becomes a factor in the overall system capacity. This paper presents novel and improved techniques for handoff in cellular communications, multi-beam and multi-satellite systems that require handoff during a session. this new handoff system combines the soft handoff mechanism currently implemented in the IS-95 CDMA with code and packet diversity combining techniques and an iterative decoding algorithm (Turbo Coding). the Turbo code introduced by Berrou et all. has been demonstrated its remarkable performance achieving the near Shannon channel capacity [1]. Recently. Turbo codes have been adapted as the coding scheme for the data transmission of the third generation international cellular communication standards : UTRA and CDMA 2000. Our proposed encoder and decoder schemes modified from the original Turbo code is suitable for the code and packet diversity combining techniques. this proposed system provides not only an unprecedented coding gain from the Turbo code and it iterative decoding, but also gain induced by the code and packet diversity combining technique which is similar to the hybrid Type II ARQ. We demonstrate performance improvements in AWGN channel and Rayleigh fading channel with perfect channel state information (CSI) through simulations for at low signal to noise ratio and analysis using exact upper bounding techniques for medium to high signal to noise ratio.
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.
본 논문은 다중경로 라이시안 페이딩과 다중접속간섭이 함께 존재하는 단일 셀 내의 Multi-Carrier DS-CDMA 시스템은 오율 성능을 분석하고, 이를 Single-Carrier Ds-CDMA 시스템의 오율 성능과 비교하였다. 또한, 다중경로 페이딩과 다중접속간섭에 의하여 열화된 Multi-Carrier DS-CDMA 시스템의 성능 개선을 위해 부호화율이 1/2, 1/3 그리고 1/4인 콘볼루션 부호화 기법을 채용하여, 이로부터 얻어지는 Multi-Carrier DS-CDMA 시스템의 성능 특성을 알아 보았다. 분석 결과, 다중경로 페이딩과 다중접속간섭이 존재하는 채널에서 Single-Carrier DS-CDMA 시스템의 RAKE 수신기의 가지를 증가시키거나 Multi-Carrier DS-CDMA 시스템의 반송파의 수를 적정하게 선택함으로써 시스템의 사용자의 수를 결정할 수 있음을 알 수 있었다. 또한, 콘볼루션 부호가 적용된 Multi-Carrier CS-CCMA 시스템은 부호이득과 전력제한의 사이의 trade off를 고려하여 부호화율을 선택하여야 함을 알 수 있었다. 결과적으로 Multi-Carrier DS-CDMA 시스템은 반송파의 수가 증가할수록 처리이득은 감소하나 주파수 다이버시티 효과로 인하여 오율 성능이 개선되었으며, 낮은 칩율을 사용한 시스템의 구성이 가능함을 알 수 있었다.
H.264 비디오 부호화 표준 방식은 널리 사용되고 있지만, 고화질 비디오의 해상도에 비해 상대적으로 작은 크기의 매크로블록을 사용하기 때문에 고화질 비디오를 부호화하는데 한계가 있다. 본 논문에서는 고화질 비디오 부호화를 위해 기존의 매크로블록의 크기를 확장하고, 확장된 매크로블록을 기반으로 새로운 화면내 부호화 방법을 제안한다. 휘도 신호의 경우, 기존의 인트라 $4{\times}4$ 예측과 인트라 $16{\times}16$ 예측을 각각 인트라 $8{\times}8$ 예측과 인트라 $32{\times32}$ 예측으로 확장한다. 색차 신호의 경우에는, 인트라 ${8\times}8$ 예측을 인트라 $16{\times}16$ 예측으로 확장한다. 또한 매크로블록의 확장으로 기본 부호화 블록의 크기가 $8{\times}8$로 커짐에 따라, $8{\times}8$ 정수 이산 코사인 변환을 사용한다. 이 논문에서 제안한 방법을 사용하여 고화질 비디오를 부호화 할 경우, 기존의 방법에 비해 약 5.32% 정도 비트수가 감소했으며 약 0.23dB 정도 화질이 개선되었다.
본 논문에서는 3차원 비디오 압축을 위한 표준으로서 3D-AVC와 3D-HEVC에 채택된 주위 블록의 변위 벡터정보를 이용한 블록 기반의 변위 벡터 추정 기법 (Neighboring block-based disparity vector, NBDV)을 설명하고 성능을 평가하여 분석한다. NBDV에서는 시간적 공간적으로 인접한 주위 블록에서 부호화를 완료한 변위 움직임 벡터 (disparity motion vector)를 이용하여 변위 벡터로 변환한다. 변위 벡터는 인접 시점에서 현재 블록에 대응하는 블록을 지시하는 벡터로 시점간 통계적 연관성을 이용함으로써 3차원 동영상의 부호화 효율을 증대하는데 중요한 기능을 제공한다. 제안 기술은 저 복잡도와 동일 화질에서 약 20%의 부호화 효율 증가, 그리고 네트워크 내 미디어 게이트웨이의 효율적인 동작을 제공하는 텍스쳐 비디오 우선 부호화 방식을 지원하여 3차원 비디오 압축 표준 기술로 최종 채택되었다.
본 논문에서는 AMC-V-BLAST(Adaptive Modulation and Coding-Vertical-Bell-lab Layered Space-Time) 결합 시스템에 각 레이어 별로 독립적인 MCS(Modulation and Coding Scheme) 레벨을 적용한 경우의 시스템 구조를 제시후 성능을 관찰한다. 그리고 공통적인 MCS 레벨이 적용된 결합 시스템의 성능에 비하여 어느정도의 전송률 향상이 있는가를 살펴본다. 실험결과, 독립적인 MCS 레벨이 적용된 경우가 레이어 별로 각 채널상태에 따라 최대한의 전송률을 얻기 위한 변조 및 코딩 방식이 선택되므로 공통 MCS 레벨을 척용한 경우에 비하여 전송률 성 능이 우수함을 보였다 . 특히 독립적인 MCS 레벨을 적용한 AMC-V-BLAST 결합 시스템의 약 $7dB{\sim}9dB$ SNR 구간에서 700kbps 개선을 확인하였다.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제8권7호
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pp.2449-2463
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2014
Hierarchical B-frame coding was introduced into H.264/SVC to provide temporal scalability and improve coding performance. A content analysis-based adaptive group of picture structure (AGS) can further improve the coding efficiency, but damages the inter-frame correlation and temporal scalability of hierarchical B-frame to different degrees. In this paper, we propose a group of pictures (GOP) adaptation coding method based on the positions of video cuts. First, the cut positions are accurately detected by the combination of motion coherence (MC) and mutual information (MI); then the GOP is adaptively and proportionately set by the analysis of MC in one scene. In addition, we propose a binary tree algorithm to achieve the temporal scalability of any size of GOP. The results for test sequences and real videos show that the proposed method reduces the bit rate by up to about 15%, achieves a performance gain of about 0.28-1.67 dB over a fixed GOP, and has the advantages of better transmission resilience and video summaries.
Multi-view video consists of a set of multiple video sequences from multiple viewpoints or view directions in the same scene. It contains extremely a large amount of data and some extra information to be stored or transmitted to the user. This paper presents inter-view correlations among video objects and the background to reduce the prediction complexity while achieving a high coding efficiency in multi-view video coding. Our proposed algorism is based on object-based segmentation scheme that utilizes video object information obtained from the coded base view. This set of data help us to predict disparity vectors and motion vectors in enhancement views by employing object registration, which leads to high compression and low-complexity coding scheme for enhancement views. An experimental results show that the superiority can provide an improvement of PSNR gain 2.5.3 dB compared to the simulcast.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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