• Title/Summary/Keyword: simulated annealing(SA)

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Energy-efficient Low-delay TDMA Scheduling Algorithm for Industrial Wireless Mesh Networks

  • Zuo, Yun;Ling, Zhihao;Liu, Luming
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • v.6 no.10
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    • pp.2509-2528
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    • 2012
  • Time division multiple access (TDMA) is a widely used media access control (MAC) technique that can provide collision-free and reliable communications, save energy and bound the delay of packets. In TDMA, energy saving is usually achieved by switching the nodes' radio off when such nodes are not engaged. However, the frequent switching of the radio's state not only wastes energy, but also increases end-to-end delay. To achieve high energy efficiency and low delay, as well as to further minimize the number of time slots, a multi-objective TDMA scheduling problem for industrial wireless mesh networks is presented. A hybrid algorithm that combines genetic algorithm (GA) and simulated annealing (SA) algorithm is then proposed to solve the TDMA scheduling problem effectively. A number of critical techniques are also adopted to reduce energy consumption and to shorten end-to-end delay further. Simulation results with different kinds of networks demonstrate that the proposed algorithm outperforms traditional scheduling algorithms in terms of addressing the problems of energy consumption and end-to-end delay, thus satisfying the demands of industrial wireless mesh networks.

Improvement of Rating Curve Fitting Considering Variance Function with Pseudo-likelihood Estimation (의사우도추정법에 의한 분산함수를 고려한 수위-유량 관계 곡선 산정법 개선)

  • Lee, Woo-Seok;Kim, Sang-Ug;Chung, Eun-Sung;Lee, Kil-Seong
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2008.05a
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    • pp.1770-1773
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    • 2008
  • 수위-유량 관계 곡선식에 포함되어져 있는 매개변수를 추정하기 위해 많이 사용되는 로그선형 회귀분석은 잔차의 비등분산성(heterocesdascity)을 고려하지 못하므로 본 연구에서는 의사우도추정법(Pseudo-likelihood Estimation, P-LE)에 의해 분산함수를 추정하고 이와 함께 회귀계수를 추정할 수 있는 방법을 제시하였다. 이 과정에서 제시된 회귀잔차를 최소화하기 위하여 SA(simulated annealing)이라는 전역 최적화 알고리즘을 적용하였다. 또한 수위-유량 관계 곡선식은 단면 등의 영향으로 인해 구간에 따라 각각 다르게 구축되어져야 하므로 이를 보다 객관적으로 판단하고 분리 위치를 정확히 추정하기 위하여 Heaviside 함수를 의사우도함수에 포함시켜 결과를 추정하도록 하였으며, 2개의 구간을 가지는 유량자료를 이용하여 제시된 방법의 합리성을 통계적으로 실험하였다. 이와 같이 통계적 실험을 통해 제시된 방법들이 기존 방법과 비교하여 가질 수 있는 장점을 파악하였으며, 제시된 방법들을 금강유역 5개 지점에서 대해 수행하여 효율성을 검증하였다.

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The comparative analysis of component-substitution based image fusion algorithm by simulated annealing (담금질 모사기법을 이용한 성분대입기반 영상융합 알고리즘의 평가)

  • Choi, Jae-Wan;Kim, Hye-Jin;Kim, Yong-Il
    • Proceedings of the KSRS Conference
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    • 2008.03a
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    • pp.74-79
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    • 2008
  • 영상 융합은 센서의 자료 저장 능력과 센서에 들어오는 방사에너지 감지의 한계를 해결하고 고해상도의 멀티스펙트럴 영상을 생성할 수 있다는 측면에서 중요한 의의를 지닌다. 특히, 성분대입(component-substitution) 기반의 영상융합 기법은 대용량의 자료를 빠르게 처리할 수 있고, 융합된 영상의 분광왜곡이 적다는 장점을 지니고 있다. 본 연구에서는 최적화기법 중의 하나인 담금질 모사기법(Simulated Annealing, SA)을 이용하여 다양한 성분대입 기반 영상융합 알고리즘들을 분석 및 평가하였다. 담금질 모사기법은 원하는 목적함수가 지역적 최소값이 아닌 광역적 최소값에 수렴이 가능하도록 하는 기법으로 다양한 분야에서의 광역 최적화 기법에 사용된다. 융합 기법의 최적화된 변수를 추출하기 위하여 인위적으로 공간해상도를 낮춘 위성영상을 입력자료로, 원 멀티스펙트럴영상을 참조자료로 사용하였으며, 두 영상간의 분광유사 척도를 담금질 모사 기법의 목적 함수로 구성하였다. 이를 통해 해당 목적함수의 광역적 최소값을 추출하고, 최종적으로 해당 영상에 융합 기법 별 최적화된 변수를 결정하였다. 제안된 최적화 변수의 평가를 위하여 IKONOS 위성영상에 융합을 적용하고, 알고리즘별 분광왜곡량을 비교하였으며 이를 통하여 고해상도 위성영상에 가장 적합한 성분대입 기반 영상융합 기법 및 그에 따른 최적화 변수를 도출할 수 있었다.

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Two-Dimensional Sub-diffraction-limited Imaging by an Optimized Multilayer Superlens

  • Ahmadi, Marzieh;Forooraghi, Keyvan;Faraji-Dana, Reza;Ghaffari-Miab, Mohsen
    • Journal of the Optical Society of Korea
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    • v.20 no.6
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    • pp.653-662
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    • 2016
  • An optimized multilayer superlens is designed, using a rigorous and efficient approach based on the method of moments (MoM) in conjunction with a simulated annealing (SA) algorithm. For the MoM solution, fast evaluation of closed-form Green's functions (GFs) in the spatial domain is performed by applying the complex-image (CI) technique, which obviates the time-consuming numerical evaluation of Sommerfeld integrals. The imaging capability of the superlens is examined with the correlation coefficient; results show that using circular polarization for the incident wave can improve this coefficient. To validate the proposed method, finite-element-based simulations are exploited, which reveal the method's accuracy and computational efficiency. Simulation results indicate that the designed structure is capable of producing two-dimensional sub-diffraction-limited images in the visible range, which may make it more versatile for practical applications. Finally, as a considerable finding, it is demonstrated for the proposed design that using circularly polarized illumination provides improved super-resolving performance, compared to linearly polarized illumination.

Link-wirelength-aware Topology Generation for High Performance Asynchronous NoC Design (링크 도선 길이를 고려한 고성능 비동기식 NoC 토폴로지 생성 기법)

  • Kim, Sang Heon;Lee, Jae Sung;Lee, Jae Hoon;Han, Tae Hee
    • Journal of the Institute of Electronics and Information Engineers
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    • v.53 no.8
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    • pp.49-58
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    • 2016
  • In designing heterogeneous architecture based application-specific network-on-chips (NoCs), the opportunities of performance improvement would be expanded when applying asynchronous on-chip communication protocol. This is because the wire latency can be configured independently considering the wirelength of each link. In this paper, we develop the delay model of link-wire-length in asynchronous NoC and propose simulated annealing (SA) based floorplan-aware topology generation algorithm to optimize link-wirelengths. Incorporating the generated topology and the associated latency values across all links, we evaluate the performance using the floorplan-annotated sdf (standard delay format) file and RTL-synthesized gate-level netlist. Compared to TopGen, one of general topology generation algorithms, the experimental results show the reduction in latency by 13.7% and in execution time by 11.8% in average with regards to four applications.

Optimal depth for dipping sonar system using optimization algorithm (최적화 알고리즘을 적용한 디핑소나 최적심도 산출)

  • An, Sangkyum
    • The Journal of the Acoustical Society of Korea
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    • v.39 no.6
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    • pp.541-548
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    • 2020
  • To overcome the disadvantage of hull mounted sonar, many countries operate dipping sonar system for helicopter. Although limited in performance, this system has the advantage of ensuring the survivability of the surface ship and improving the detection performance by adjusting the depth according to the ocean environment. In this paper, a method to calculate the optimal depth of the dipping sonar for helicopters is proposed by applying an optimization algorithm. In addition, in order to evaluate the performance of the sonar, the Sonar Performance Function (SPF) is defined to consider the ocean environment, the depth of the target and the depth of the dipping sonar. In order to reduce the calculation time, the optimal depth is calculated by applying Simulated Annealing (SA), one of the optimization algorithms. For the verification of accuracy, the optimal depth calculated by applying the optimization technique is compared with the calculation of the SPF. This paper also provides the results of calculation of optimal depth for ocean environment in the East sea.

A Study on Blind Nonlinear Channel Equalization using Modified Fuzzy C-Means (개선된 퍼지 클러스터 알고리즘을 이용한 블라인드 비선형 채널등화에 관한 연구)

  • Park, Sung-Dae;Han, Soo-Whan
    • Journal of Korea Multimedia Society
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    • v.10 no.10
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    • pp.1284-1294
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    • 2007
  • In this paper, a blind nonlinear channel equalization is implemented by using a Modified Fuzzy C-Means (MFCM) algorithm. The proposed MFCM searches the optimal channel output states of a nonlinear channel from the received symbols, based on the Bayesian likelihood fitness function instead of a conventional Euclidean distance measure. Next, the desired channel states of a nonlinear channel are constructed with the elements of estimated channel output states, and placed at the center of a Radial Basis Function (RBF) equalizer to reconstruct transmitted symbols. In the simulations, binary signals are generated at random with Gaussian noise. The performance of the proposed method is compared with that of a hybrid genetic algorithm (GA merged with simulated annealing (SA): GASA), and the relatively high accuracy and fast searching speed are achieved.

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Performance Improvement on Fuzzy C-Means Algorithm for Nonlinear Blind Channel Equalization (비선형 블라인드 채널등화를 위한 퍼지 클러스터 알고리즘의 성능개선)

  • Park, Seong-Dae;Han, Su-Hwan
    • Proceedings of the Korea Inteligent Information System Society Conference
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    • 2007.05a
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    • pp.382-388
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    • 2007
  • In this paper, a modified Fuzzy C-Means (MFCM) algorithm is presented for nonlinear blind channel equalization. The proposed MFCM searches the optimal channel output states of a nonlinear channel from the received symbols, based on the Bayesian likelihood fitness function instead of a conventional Euclidean distance measure. Next, the desired channel states of a nonlinear channel are constructed with the elements of estimated channel output states, and placed at the center of a Radial Basis Function (RBF) equalizer to reconstruct transmitted symbols. In the simulations, binary signals are generated at random with Gaussian noise. The performance of the proposed method is compared with that of a hybrid genetic algorithm (GA merged with simulated annealing (SA): GASA), and the relatively high accuracy and fast searching speed are achieved.

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An Introduction to the Optimization Method for Weld Seam Positions using SA (SA를 이용한 선박의 용접선 배치 최적화 방법)

  • Kim, Yountae;Han, Myeong-Ki;Beak, Gyeong-Dong;Hwang, Joon-Seok;Lee, Dae-Hyung
    • Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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    • 2013.05a
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    • pp.540-543
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    • 2013
  • 선박은 판과 보강재를 효율적으로 조립한 매우 복잡한 구조물이고, 이동하는 구조물로써는 최대규모의 구조물이다. 특히, 선체 구조의 설계란 "예상되는 모든 하중에 충분히 견딜 수 있는 강도(strength)와 강성(stiffness)을 가진 부재의 크기를 결정하고 적절히 배치하는 과정이다." 라고 말할 수 있다. 선체 구조의 설계는 부재의 배치가 얼마나 적절하게 잘되어 있는가에 달려 있다고 하여도 과언이 아닐 정도로 매우 중요하다. 주요 구조 부재의 부재 배치에 대한 기본적인 개념은 판 부재의 용접선(seam line), 종, 횡늑골의 간격, 종거어더 등을 예로 들 수 있으며, 부재의 배치는 최적 설계 및 공작상의 관점으로부터 선정되어야 하며, 또한 선체 전체의 구조적인 연결이 불연속이 되지 않도록 하여야 한다. 특히, 판 부재의 용접선은 여러 가지 표준치수로 생산되는 판 들 중, 판의 기준 폭이 얼마인 것을 사용하는 것이 공작상 또는 배치상 가장 편리한 가를 생각하여야 한다. 이것은 선박의 크기에 따라 다르겠지만, 조선소 크레인의 용량 및 가공상, 강도상의 문제를 고려하여 가능한 한용접선의 수를 줄이는 것이 바람직하다. 용접선을 줄이기 위해서는 판 부재의 폭을 넓게 하면 되나, 철강회사에서 표준으로 생산 판매하는 주판의 폭보다 넓은 판을 주문 구입 한다는 것은 곧 생산비용의 증가로 이어지는 것으로 이는 주판 구입 경비 측면에서는 바람직하지 않다. 따라 서, 주판 구입경비의 최소화를 유도하면서도 주판 폭의 적정 및 용접선 개수 최소화를 유지할 수 있도록 설계하는 것은 중요하지만, 용접선 배치의 문제는 다양한 입력 변수를 고려해야 하는 복잡한 문제이기 때문에 그간 최적화 관점에서 접근하지 못하고 시니어급 엔지니어가 가진 경험과 조선소의 지침서에 기재된 절차에 따라 대략적인 해를 결정하여 왔다. 본 연구는 이러한 복잡한 문제를 최적화 방법인 당금질(Simulated Annealing) 방법을 이용하여 해결한 결과를 소개하며, 그 결과와 효용성에 대해 논하도록 하겠다.

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Netlist Partitioning Genetic Algorithm for 4-Layer Channel Routing (4-레이어 채널 배선을 위한 네트리스트 분할 유전자 알고리즘)

  • 송호정;송기용
    • Journal of the Institute of Convergence Signal Processing
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    • v.4 no.1
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    • pp.64-70
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    • 2003
  • Current growth of VLSI design depends critically on the research and development (If automatic layout tool. Automatic layout is composed of placement assigning a specific shape to a block and arranging the block on the layout surface and routing finding the interconnection of all the nets. Algorithms Performing placement and routing impact on Performance and area of VLSI design. Channel routing is a problem assigning each net to a track after global routing and minimizing the track that assigned each net. In this paper we propose a genetic algorithm searching solution space for the netlist partitioning problem for 4-layer channel routing. We compare the performance of proposed genetic algorithm(GA) for channel routing with that of simulated annealing(SA) algorithm by analyzing the results which are the solution of given problems. Consequently experimental results show that out proposed algorithm reduce area over the SA algorithm.

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