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김남용(Nam-Yong Kim) 한국전자파학회JEES 2004 Journal of Electromagnetic Engineering and Science Vol.4 No.2
In this paper we introduce a new escalator(ESC) structure-based adaptation algorithm. The proposed algorithm is independent of eigenvalue spread ratio(ESR) of channel and has faster convergence speed than that of the conventional ESC algorithms. This algorithm combines the fast adaptation ability of least square methods and the orthogonalization property of the ESC structure. From the simulation results the proposed algorithm shows superior convergence speed and no slowing down of convergence speed when we increase the ESR of the channel.
김남용(Kim, Nam-Yong) 한국산학기술학회 2015 한국산학기술학회논문지 Vol.16 No.5
정보이론적 학습의 한 성능기준인 두 오차확률분포간 유클리드거리(MEDE)는 비선형 (결정 궤환, DF) 등화 알고리듬 에 채택되었고 심각한 채널 왜곡과 충격성 잡음이 있는 환경에서 탁월한 성능을 보였다. 그러나 이 MEDE-DF 알고리듬은 과중한 계산 복잡성이라는 문제를 지니고 있다. 이 논문에서는 MEDE-DF 알고리듬을 위한 반복적 ED를 먼저 유도하고 그 다음 전후방 영역에 대해 가중치 기울기를 반복적으로 추정하는 식을 유도하였다. MEDE-DF 알고리듬의 반복적 기울기 추 정방식의 효과를 입증하기위해 곱셈 계산량을 비교하였고 충격성 잡음과 수중 통신 환경에서 모의 실험한 MSE 성능 결과를 비교하였다. 제안한 DF 방식과 기존의 MEDE-DF 알고리듬의 곱셈 계산량 비는 샘플사이즈 N 에 대해 2(9N + 4) : 2(3N2 + 3N)로 나타나면서도 충격성 잡음과 수중통신 채널환경에서 동일한 MSE 학습 성능을 유지하였다. As a criterion of information theoretic learning, the Euclidean distance (ED) of two error probability distribution functions (minimum ED of error, MEDE) has been adopted in nonlinear (decision feedback, DF) supervised equalizer algorithms and has shown significantly improved performance in severe channel distortion and impulsive noise environments. However, the MEDE-DF algorithm has the problem of heavy computational complexity. In this paper, the recursive ED for MEDE-DF algorithm is derived first, and then the feed-forward and feedback section gradients for weight update are estimated recursively. To prove the effectiveness of the recursive gradient estimation for the MEDE-DF algorithm, the number of multiplications are compared and MSE performance in impulsive noise and underwater communication environments is compared through computer simulation. The ratio of the number of multiplications between the proposed DF and the conventional MEDE-DF algorithm is revealed to be 2(9N + 4) : 2(3N2 + 3N) for the sample size N with the same MSE learning performance in the impulsive noise and underwater channel environment.
확률분포 상관도에 기반한 Equalizer 알고리듬의 새로운 연산 방식
김남용(Kim, Nam-Yong) 한국산학기술학회 2014 한국산학기술학회논문지 Vol.15 No.5
많은 통신 시스템에서 심볼간 간섭,직류성 및 충격성 잡음은 해결하기 어려운 문제로 남아있다.이러한 간섭신호들 을 제거하기 위하여 확률분포 상관도 개념이 블라인드 Equalization에 사용되었다.그러나 이 알고리듬은 과다한 계산량이 문제로 남아 있다.이 논문에서는 확률분포 상관도에 기반한 블라인드 알고리듬의 반복적 계산 방법을 제안하였다.비용함수 의 기울기 계산에 쓰이는 합산 계산을 반복적 방식으로 기울기를 계산하도록 바꾸었다.이 방식은 M 개의 송신 심볼에 대해 N 개의 블록 샘플들을 가지고 계산하는 기존 알고리듬의 계산량 O(NM)으로부터 O(M)으로 그 계산량을 획기적으로 줄인다.따라서 현실적 구현의 장점을 가지면서 동시에 잡음 및 간섭에 대한 강인성을 그대로 유지한다.시뮬레이션 결과에서 도 제안한 방식은 줄여진 계산량으로 동일한 학습 성능을 보였다. In many communication systems, intersymbol interference, DC and impulsive noise are hard-to-solve problems. For the purpose of cancelling such interferences, the concept of lagged cross-correlation of probability has been used for blind equalization. However, this algorithm has a large burden of computation. In this paper, a recursive method of the algorithm based on the lagged probability correlation is proposed. The summation operation in the calculation of gradient of the cost is transformed into a recursive gradient calculation. The recursive method shows to reduce the high computational complexity of the algorithm from O(NM) to O(M) for M symbols and N block data having advantages in implementation while keeping the robustness against those interferences. From the results of the simulation, the proposed method yields the same learning performance with reduced computation complexity.
상수 모듈러스 오차의 반복적 확률추정에 기반한 결정궤환 등화
김남용(Kim, Nam-Yong) 한국산학기술학회 2015 한국산학기술학회논문지 Vol.16 No.3
상수 모듈러스 오차의 확률을 영으로 줄이는 등화 알고리듬에 결정 궤환 방식이 도입된 DF-MZEP-CME (decision feedback ? maximum zero-error probability for constant modulus errors) 알고리듬은 채널 왜곡 보상에서 보다 향상된 성능을 보인다. 그러나 이 DF-MZEP-CME 알고리듬은 기울기 계산에서 샘플 사이즈에 비례하는 계산량을 가지게 되어 구 현상 장애요인으로 작용한다. 이 논문에서는 DF-MZEP-CME 알고리듬의 기울기를 반복적으로 추정하도록 하여 계산량이 샘플 사이즈와 무관하게 함으로서 계산량 문제를 해결한다. 샘플 사이즈 N 에 대해 기존 알고리듬이 10N 의 곱셈량을 가지 지만 제안한 방식은 샘플 사이즈와 무관하게 단지 20 번의 곱셈을 수행한다. 또한 제안한 방식의 기울기 계산이 초기상태로 부터 안정 상태로 넘어갈 때 연속성을 유지하는 것으로 나타나 오차 전파에 예민한 결정 궤환 방식에 매우 적합한 알고리듬 으로 판단된다. The DF-MZEP-CME (decision feedback ? maximum zero-error probability for constant modulus errors) algorithm that makes the probability for constant modulus error (CME) close to zero and employs decision feedback (DF) structures shows more improved performance in channel distortion compensation. However the DF-MZEP-CME algorithm has a computational complexity proportional to a sample size for probability estimation and this property plays a role of an obstacle in practical implementation. In this paper, the gradient of DF-MZEP-CME is proposed to be estimated recursively and shown to solve the computational problem by making the algorithm independent of the sample size. For a sample size N, the conventional method has 10N multiplications but the proposed has only 20 regardless of N. Also the recursive gradient estimation for weight update is kept in continuity from the initial state to the steady state without any error propagation.