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고립 픽셀 제거 변조부호 선택을 위한 절단평면 알고리즘
박태형(Taehyung Park),이재진(Jaejin Lee) 한국통신학회 2013 韓國通信學會論文誌 Vol.38 No.6C
본 연구에서는 이차원 인접 심볼간 간섭(2D ISI) 및 인접 페이지간 간섭 (IPI)을 줄이며, 고립된 픽셀이 발생하지 않는 홀로그래픽 저장장치를 위한 이차원 변조부호를 선택하는 문제를 고려한다. 본 연구에서 고려하는 2D ISI 및 IPI를 줄이기 위한 변조부호 선택문제에서는 코드 내부에서 인접 셀간 심볼값의 차이를 최소화하고, 사용된 심볼의 분포가 균등하고, 선택된 코드워드가 임의로 이차원에 배열될 때, 고립된 픽셀이 발생할 수 없는 코드워드를 선택한다. 코드워드 선택 문제와 선택된 코드워드에서 고립된 픽셀의 발생여부를 검색하는 모형은 정수계획법 모형으로 형성되고, 두 모형을 결합하는 절단평면(cutting plane) 알고리즘을 개발하였다. 제안된 알고리즘을 사용하여 4×2 6/8 변조부호에서 고립된 픽셀이 발생하지 않으면서, 2D ISI와 IPI를 줄일 수 있는 코드워드를 계산하였다. In this paper, we introduce a modulation code design problem where best selection of two-dimensional codewords are determined to reduce two-dimensional (2D) Intersymbol Interference (ISI) and Interpage Interference (IPI), while when these codewords are randomly arranged on the storage, isolated pixel cannot be formed. Codeword selection problem and isolated pixel detection problem are formulated as integer program models and we develop a cutting plane algorithm where a valid cut is generated to remove current feasible solution to avoid isolated pixel by solving the isolated pixel detection subproblem. Using the proposed method, 4x2 6/8 codewords with non-isolated pixel are found.
2차원 홀로그래픽 변조부호 설계를 위한 정수계획법 모형
박태형(Taehyung Park),이재진(Jaejin Lee) 한국통신학회 2013 韓國通信學會論文誌 Vol.38 No.6C
본 연구에서는 이차원 인접 심볼간 간섭(2D ISI) 및 인접 페이지간 간섭 (IPI)을 줄이는 홀로그래픽 저장장치를 위한 이차원 변조부호를 선택하는 문제를 고려한다. 변조부호 선택문제는 목적함수로 코드내부와 코드 상호간 인접심볼값의 차이를 최소화하고, 제약식으로는 사용된 심볼의 분포가 균등하며, 최소 해밍거리 조건이 주어진 이차정수계획법 모형으로 수식화되었다. 선택된 코드워드에서 고립된 픽셀의 발생여부를 검색하는 모형은 정수계획법 모형으로 수식화되었다. 제안된 모형들은 4-레벨 6/8 코드 및 2-레벨 6/8 코드에 적용되어 성능을 계산하였다. In this paper, we introduce a modulation code design problem where best selection of two-dimensional codewords are determined to reduce two-dimensional (2D) intersymbol interference (ISI) and interpage interference (IPI). Codeword selection problem is formulated as a quadratic integer programming model that minimizes intra- and inter-symbol differences subject to uniform symbol usage and minimal Hamming distance violations. Second integer programming model detects the occurrence of isolated pixel pattern in the selected codewords. The proposed models are applied to 4-level and 2-level 6/8 codes.
다중 사용자 OFDM 시스템의 최적 부채널 및 비트 할당
박태형(Taehyung Park),임성빈(Sungbin Im),서만중(Manjung Seo) 한국통신학회 2009 韓國通信學會論文誌 Vol.34 No.1C
OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 전송방식의 장점은 높은 주파수 효율, RF간섭에 대한 강인성, 낮은 다중 경로 왜곡 등을 들 수 있다. 다중 사용자 OFDM의 채널용량을 확대하기 위해서는 사용자간의 부채널과 비트 할당의 효율적인 알고리즘을 개발하여야 한다. 본 연구에서는 다중 사용자의 전송요구량을 만족하는 최적 부채널 및 비트 할당 문제를 0-1 정수계획법 모형으로 형성하고, 원래 문제의 선형계획법 완화 (linear programming relaxation)문제를 dual-decomposition과 subgradient 알고리즘을 사용하여 해를 구하는 효과적인 알고리즘을 제시한다. 또한 dual-decomposition으로 구한 목적함수값은 원래 문제의 선형계획법 완화문제의 최적목적함수 값과 동일함을 증명하였다. 모의실험을 통하여 다수의 문제에 대하여 원래 문제의 최적 목적함수값에 대한 dual-decomposition으로 구한 하한의 성능을 제시하였다. MQAM (M-ary Quadrature Amplitude Modulation)을 사용하고 3개의 독립적인 Rayleigh 다중 경로로 구성된 주파수 선택적 채널을 가정한 경우 MATLAB을 사용한 모의실험에서 0-1 정수계획법으로 구한 최적해의 성능을 실험하였다. The advantages of the orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) are high spectral efficiency, resiliency to RF interference, and lower multi-path distortion. To further utilize vast channel capacity of the multiuser OFDM, one has to find the efficient adaptive subchannel and bit allocation among users. In this paper, we propose an 0-1 integer programming model formulating the optimal subchannel and bit allocation problem of the multiuser OFDM. We employ a dual-decomposition method that provides a tight linear programming (LP) relaxation bound. Simulation results are provided to show the effectiveness of the 0-1 integer programming model. MATLAB simulation on a system employing M-ary quardarature amplitude modulation (MQAM) assuming a frequency-selective channel consisting of three independent Rayleigh multi-paths are carried with the optimal subchannel and bit allocation solution generated by 0-1 integer programming model.