• 제목/요약/키워드: iterative architecture

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Sparse decision feedback equalization for underwater acoustic channel based on minimum symbol error rate

  • Wang, Zhenzhong;Chen, Fangjiong;Yu, Hua;Shan, Zhilong
    • International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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    • 제13권1호
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    • pp.617-627
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    • 2021
  • Underwater Acoustic Channels (UAC) have inherent sparse characteristics. The traditional adaptive equalization techniques do not utilize this feature to improve the performance. In this paper we consider the Variable Adaptive Subgradient Projection (V-ASPM) method to derive a new sparse equalization algorithm based on the Minimum Symbol Error Rate (MSER) criterion. Compared with the original MSER algorithm, our proposed scheme adds sparse matrix to the iterative formula, which can assign independent step-sizes to the equalizer taps. How to obtain such proper sparse matrix is also analyzed. On this basis, the selection scheme of the sparse matrix is obtained by combining the variable step-sizes and equalizer sparsity measure. We call the new algorithm Sparse-Control Proportional-MSER (SC-PMSER) equalizer. Finally, the proposed SC-PMSER equalizer is embedded into a turbo receiver, which perform turbo decoding, Digital Phase-Locked Loop (DPLL), time-reversal receiving and multi-reception diversity. Simulation and real-field experimental results show that the proposed algorithm has better performance in convergence speed and Bit Error Rate (BER).

Anti-slosh effect of a horizontal porous baffle in a swaying/rolling rectangular tank: Analytical and experimental approaches

  • George, Arun;Cho, Il-Hyoung
    • International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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    • 제13권1호
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    • pp.833-847
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    • 2021
  • The horizontal porous baffle and its effect as an anti-slosh device have been investigated intensively in a swaying and rolling rectangular tank. To accurately assess the level at which porous baffles reduce liquid sloshing, the Matched Eigenfunction Expansion Method (MEEM) has been utilized as an analytical tool. The velocity potentials in the horizontal baffle-covered fluid region are expressed by the sum of the homogeneous and particular solutions to avoid solving the complex dispersion equation. By applying an equivalent linearized quadratic loss model, the nonlinear algebraic equation is derived and solved by implementing the Newton-Raphson iterative scheme. To prove the validity of the present theoretical model, a series of experiments have been conducted with different centered horizontal porous baffles with varying porosities and submerged depths in a swaying and rolling rectangular tank. Reasonably good agreements are obtained regarding the analytical solutions and the experiment's findings. The influence of porosity, submerged depth, and length of a centered horizontal porous baffle on anti-slosh performance have been analyzed, especially at resonance modes. The developed predictive tool can potentially provide guidelines for optimal design of the horizontal porous baffle.

다중 언폴딩 기법을 이용한 SHA-1 해쉬 알고리즘 고속 구현 (Implementation of High-Throughput SHA-1 Hash Algorithm using Multiple Unfolding Technique)

  • 이은희;이제훈;장영조;조경록
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제47권4호
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    • pp.41-49
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    • 2010
  • 본 논문은 다중 언폴딩 기법을 이용한 고속 SHA-1 해쉬 알고리즘 구현 방법을 제시하였다. 제안된 SHA-1 해쉬 구조는 알고리즘의 반복적인 단계 연산을 언폴딩한 후 연산의 순서를 재 배열하고, 임계경로에 포함된 연산의 일부를 이전 단계에서 선행연산하여 임계경로의 길이를 줄였다. 제안된 SHA-1 해쉬 구조는 최대 118 MHz의 동작주파수에서 5.9 Gbps 처리량을 나타낸다. 이는 기존의 SHA-1 보다 전송량이 26% 증가하였고, 회로 크기가 32% 감소하는 결과를 얻었다. 또한 이 논문에서는 여러 개의 SHA-1 모듈을 시스템 레벨에서 병렬로 연결하여 여러 개의 SHA-1을 다중 처리하여 고속화를 할 수 있는 모델을 제안했다. 이 모델은 하나의 SHA-1을 사용하는 것보다 빠르게 데이터를 처리할 수 있고 입력되는 데이터의 최소한의 지연으로 처리 가능하다. 제안된 모델은 입력되는 데이터가 지연 없이 처리 되도록 하기 위해 필요로 하는 SHA-1의 FPGA 수를 구할 수도 있다. 고속화된 SHA-1은 압축된 메시지에 유용하게 사용될 수 있고 모바일 통신이나 인터넷 서비스 등의 강한 보안에 널리 이용가능하다.

할선강성을 이용한 직접 비탄성 스트럿-타이 모델 (Direct Inelastic Strut-Tie Model Using Secant Stiffness)

  • 박홍근;김윤곤;엄태성
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제17권2호
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    • pp.201-212
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    • 2005
  • 본 연구에서는 할선강성을 사용하여 반복계산을 수행하는 새로운 비탄성 스트럿-타이 모델인 직접 비탄성 스트럿-타이 모델을 개발하였다. 개발된 설계방법은 기본적으로 선형해석을 사용하므로 해석의 용이성과 안정성을 확보할 수 있으며, 동시에 부재의 비탄성 거동을 고려하여 힘의 평형조건과 변위의 적합조건을 동시에 만족시키는 설계를 수행할 수 있다. 본 연구에서는 제안된 해석/설계법의 절차를 정립하였고, 이를 반영한 해석프로그램을 개발하였다. 제안된 방법을 이용한 설계 예를 소개하였으며, 기존의 스트럿-타이 모델과 비교를 통하여 제안된 방법의 유효성을 검증하였다. 본 설계방법은 해석 및 설계의 일괄시스템으로서 과대 인장균열과 스트럿의 취성파괴를 방지하기 위하여 설계자에 의하여 의도된 설계전략을 직접적으로 반영할 수 있다. 본 스트럿-타이 모델은 비선형거동을 해석할 수 있으므로, 부정정 스트럿-타이 모델을 사용할 수 있으며, 스트럿과 타이요소의 국부변형을 제어할 수 있으므로, 다양한 성능수준에 대한 성능기초설계방법으로 사용할 수 있다.

초대형 컨테이너선박 방향타의 캐비테이션 수치계산 및 검증 (Numerical Calculation and Validation for Rudder Cavitation of a Large Container Ship)

  • 김건도;문일성;김경열;반석호;이창섭
    • 대한조선학회논문집
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    • 제43권5호
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    • pp.568-577
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    • 2006
  • With the increase of ship size and speed, the loading on the propeller is increasing, which in turn increases the rotational speed in the propeller slipstream. The rudder placed in the propeller slip stream is therefore subject to severe cavitation with the increased angle of attack due to the increased rotational induction speed of the propeller. In the present paper the surface panel method, which has been proved useful in predicting the sheet cavitation on the propeller blade, is applied to solve the cavity boundary value problem on the rudder. The problem is then solved numerically by discretizing the rudder and cavity surface elements of the quadrilateral panels with constant strengths of sources and dipoles. The strengths of the singularities are determined satisfying the boundary conditions on the rudder and cavity surfaces. The extent of the cavity, which is unknown a priori, is determined by iterative procedure. Series of numerical experiments are performed increasing the degree of complexity of the rudder geometry and oncoming flows from the simple hydrofoil case to the real rudder in the circumferentially averaged propeller slipstream. Numerical results are presented with experimental results.

유한 요소법을 이용한 비선형 슬러싱 문제 해석 (Numerical Analysis on Nonlinear Sloshing Problem using Finite Element Method)

  • 경조현;김장환;조석규;배광준
    • 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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    • 제7권4호
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    • pp.216-223
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    • 2004
  • 본 논문에서는 3차원 비선형 슬러싱 유동에 대한 수치해법을 개발하였다. 탱크내에서 과도한 슬러싱 유동이 일어나는 경우에는 슬러싱 유동에 의해 유기되는 유체 충격력에 의해 탱크 내부 부재나 탱크 자체의 손상을 야기할 수 있다. 비선형 슬러싱 유동을 포텐셜 유동 이론에 근거한 자유표면파 문제로 정식화하고, 엄밀한 비선형 자유표면 경계조건을 적용하여 수치적으로 해석하였다. 안정된 수치 해법 개발을 위해 해밀톤 원리에 근거한 변분법을 사용하였으며 얻어진 변분식에 유한 요소법을 적용하여 해석하였다. 비선형 자유표면 유동은 시간영역에서의 초기치 문제로 해석하였으며 자유표면의 위치는 매 계산 시간 간격마다 반복계산에 의해 결정되었다. 수치 해석 결과로는 탱크내에 위치한 파이프에 비선형 슬러싱 유동에 의해 야기되는 유체 충격력을 구하였다.

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Fermat의 소정리를 응용한 IDEA 암호 알고리즘의 고속 하드웨어 설계 (A High-Speed Hardware Design of IDEA Cipher Algorithm by Applying of Fermat′s Theorem)

  • 최영민;권용진
    • 한국정보과학회논문지:컴퓨팅의 실제 및 레터
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    • 제7권6호
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    • pp.696-702
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    • 2001
  • 본 논문에서는 DES 보다 암호학적 강도가 뛰어난 것으로 알려져 있는 IDEA 알고리즘에서 가장 많은 계산량이 요구되는 모듈러 2$^{16}$ +1에 대한 곱셈의 역원 연산을 페르마의 소정리를 응용하여 IEDA의 처리 속도를 향상시키는 방법을 제안한다. 본 논문에서 제안하고 있는 페르마 소정리를 응용한 모듈러 2$^{16}$ +1에 대한 곱셈의 역원 연산 방식은 기존의 확장 유클리드 알고리즘을 적용한 방식보다 필요한 연산 횟수를 약 50%정도 감소시킨다. 제안한 곱셈의 역원 방식을 적용하여 단일 라운드 반복 구조로 설계한 IDEA 하드웨어의 최대 동작 주파수는 20 MHz이고 게이트 수는 118,774 gate이며 처리 속도는 116 Mbits/sec이다. 동일한 단일 라운드 반복 구조로 설계된 H.Bonnenberg에 의한 기존의 연구보다 처리속도가 약 2배정도 빠르다. 이것은 본 논문에서 제안한 모듈러 2$^{16}$ +1에 대한 곱셈의 역원 연산 방식이 속도면에서 효율적임을 나타내고 있다.

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향상된 연산시간, 회로면적, 소비전력의 절충관계를 위한 혼합가산기 기반 CORDIC (CORDIC using Heterogeneous Adders for Better Delay, Area and Power Trade-offs)

  • 이병석;이정근;이정아
    • 한국컴퓨터정보학회논문지
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    • 제15권2호
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    • pp.9-18
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    • 2010
  • 모바일 임베디드 시스템에서는 성능이 우수하면서도 작은 칩 크기와 저 전력의 동작 조건이 요구된다. CORDIC 연산기는 초월 함수들을 효율적으로 계산하는 알고리즘으로, 특유의 하드웨어 간결성으로 인하여 모바일 임베디드 시스템에 매우 적합한 연산기이다. 하지만 CORDIC 알고리즘은 내부 연산의 반복 횟수에 따라 성능이 저하되는 문제점이 있다. CORDIC 연산기를 분석하면 가산기의 영향이 매우 크다는 것을 알 수 있다. 가산기의 알고리즘 종류에 따라 필요 이상의 성능 증가로 인하여 회로 면적과 소비 전력이 증가하면서 성능이 낭비되는 문제점을 해결하기 위하여 연산 시간, 회로 면적, 소비 전력에 대한 보다 심층적인 절충 관계 분석이 필요하다. 본 논문에서는 가산기에 따른 자원 낭비를 최소화하는 방법으로 혼합 가산기를 이용한 CORDIC 연산기를 제안하고, 혼합 가산기를 사용하면 요구 조건에 보다 최적화된 CORDIC 연산기를 설계할 수 있음을 실험 결과를 이용하여 보였다.

대형 복합 시스템 개발을 위한 효과적인 시스템공학 관리계획 개발 프로세스 (Development Process of Systems Engineering Management Plan(SEMP) for Large-Scale Complex System Programs)

  • 유일상;박영원
    • 산업경영시스템학회지
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    • 제26권4호
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    • pp.82-90
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    • 2003
  • The Systems Engineering, as a methodology for engineering and management of today's ever-growing complex system, is a comprehensive and iterative problem-solving process. The process centers on the analysis and management of the stakeholders' needs throughout the entire life-cycle of a system and searches for an optimized system architecture. There are many essential needs and requirements to be met when a system development task is carried out. Systems Engineering Management Plan(SEMP), as a specification for system development process, must be established to satisfy constraints and requirements of stakeholders successfully and to prevent cost overrun and schedule delay. SEMP defines technical management functions and comprehensive plans for managing and controlling the entire system development process, specialty engineering processes, etc. Especially. in the case of a large-scale complex system development program where various disciplinary engineering such as mechanical; electrical; electronics; control; telecommunication; material; civil engineering etc. must be synthesized, it Is essential to develop SEMP to ensure systematic and continuous process improvements for quality and to prevent cost/schedule overruns. This study will enable the process knowledge management on the subject of SEMP as a core systems engineering management effort, that is, definitely defining and continuously managing specification of development process about requirements, functions, and process realization of it using a computer-aided systems engineering software. The paper suggests a systematic SEMP development process and demonstrates a data model and schema for computer-aided systems engineering software, RDD-100, for use in the development and management of SEMP. These are being applied to the systems engineering technology development task for the next-generation high-speed railway systems in progress.

SPAX를 위한 성능 관리 툴 (Performance Management Tool for SPAX)

  • 김도형;박창순;전진옥
    • 한국정보과학회논문지:컴퓨팅의 실제 및 레터
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    • 제5권5호
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    • pp.639-650
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    • 1999
  • 일반적으로 성능 관리는 성능 감시, 성능 분석, 그리고 성능 조정의 작업을 반복함으로써 이루어진다. 본 논문에서는 주전산기 IV로 개발된 고속 병렬 컴퓨터 SPAX(Scalable Parallel Architecture Computer based on Crossbar Network)에서 사용할 수 있는 성능 감시기와 성능 조정 도구의 설계와 구현에 대해 기술한다. SPAX는 지역 메모리를 갖는 노드들이 내부 네트워크로 연결되어, 클러스터를 구성하는 계층적인 구조를 이루고 있다. 따라서, SPAX에서 효과적인 성능 감시를 하기 위해서는 SPAX의 계층적 구조를 반영한 새로운 성능 감시기가 필요로 하게 되었다. 구현된 성능 감시기는 SPAX의 노드와 클러스터, 그리고 전체 시스템 상태를 실시간으로 감시할 수 있는 기능을 제공한다. 그리고, 구현된 성능 조정 도구는 SPAX에서 시스템 성능에 관련된 변수 값을 변경할 수 있는 기능들을 제공한다. 관리자는 구현된 성능 감시기와 성능 조정 도구를 이용하여 SPAX에서 보다 효과적인 성능 관리를 수행할 수 있다.