Journal of Advanced Navigation Technology (한국항행학회논문지)

The Korean Navigation Institute (한국항행학회)
권호 표지

Simplified MMSE Detection with SoIC for Iterative Receivers in Multiple Antenna Systems

다중 안테나 시스템에서 연 간섭 제거를 이용한 저 복잡도 MMSE 신호 검출 방법

  • 김종경 (연세대학교 전기 전자 공학과 디지털 전송 연구실) ;
  • 서종수 (연세대학교 전기 전자 공학과 디지털 전송 연구실)
  • Received : 2009.04.21
  • Accepted : 2009.06.30
  • Published : 2009.06.30
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Abstract

Simplified minimum mean square error (MMSE) detection technique combined with soft interference cancellation(SoIC) is proposed for iterative receivers in multiple antenna systems. To avoid repeated matrix inversions required to obtain the MMSE filter coefficients during the iteration between the soft detector and decoder, simplified matrix inversion techniques are applied to calculate the filter coefficient matrix. Simulation results show that the proposed MMSE detections with SoIC indicate a comparable or slightly degraded detection performance while achieving a significantly reduced complexity as compared to the conventional MMSE detection with SoIC.

본 논문은 다중 안테나 시스템에서 연 간섭 제거(SoIC)를 이용한 저 복잡도 최소 평균 제곱 에러(MMSE) 신호 검파 방식을 제안한다. 제안하는 검파 방식은 다중 안테나로부터 송신된 서로 다른 정보 신호를 낮은 복잡도로 검파하기 위하여 복호기와 검파기의 터보 반복 과정에서 검파기의 필터 계수 계산 시 역행렬 연산이 필요한 행렬에 간단한 역행렬 정리를 적용하여 검파 필터의 계수를 구함으로써 반복 수신 당 한번의 역행렬 연산으로 기존의 MMSE 검파 방식과 동일한 필터 계수를 얻을 수 있도록 한다. 또한 일정한 신호 전력을 갖는 변조 방식을 사용하는 시스템의 경우 검파 성능에 영향을 주는 가장 큰 간섭 신호만을 선택하여 제안 방식을 적용함으로써 더욱 낮은 복잡도로 검파기의 필터 계수를 구할 수 있도록 한다. 전산 모의실험을 통하여 제안 방식의 검파 성능을 기존 검파 방식과 비교함으로써 제안하는 검파 방식이 반복 수신기를 사용하는 다중 안테나 시스템에 효과적으로 사용될 수 있음을 보인다.

Keywords

Acknowledgement

Supported by : 정보 통신연구진흥원

References

  1. C, Berrou, A. Glavieux, and P. Thitmajshima "Near Shannon limit error-correcting coding and decoding : Turbo codes," in Proc. IEEE International Conference on Communications, vol. 2, pp. 1064-1070, May 1993.
  2. M. Sellathurai and S. Haykin, "Turbo-BLAST for wireless communications: Theory and Experiments," IEEE Trans. Sig. Process., vol. 50, no. 10, pp. 2538-2546, Oct. 2002 https://doi.org/10.1109/TSP.2002.803327
  3. X. Wang and H. V. Poor, "Iterative(turbo) soft interference cancellation and decoding for coded COMA," IEEE Trans. Commun., vol. 47, no. 7, pp. 1046-1061, July 1999. https://doi.org/10.1109/26.774855
  4. A. Tomasoni, M. Ferrari, D. Garri, F. Osnato, and S. Bellini, "A low complexity Turbo MMSE receiver for W-LAN MIMO systems," In Proc. IEEE International Conference on Communications, vol. 9, pp. 4119-4124, 2006.
  5. Jinho Choi, "MIMO-BICM Iterative Receiver With EM Based Channel Estimation and Simplified MMSE Combining With Soft Cancellation," IEEE Trans. Sig. Process., vol. 54, no. 8, pp. 3247-3251, Aug. 2006. https://doi.org/10.1109/TSP.2006.877667
  6. H. V. Poor and S. Verdu, "Probability of error in MMSE multiuser detection," IEEE Trans. Inf. Theory, vol. 43, no. 3, pp. 858-871, May 1997. https://doi.org/10.1109/18.568697
  7. G. Golub and C. V. Loan, Matrix Computations, The Johns Hopkins University Press, 1996.
  8. H. Artes, D. Seethaler, and F. Hlawatch, "Efficient detection Algorithms for MIMO Channels: A Geometrical Approach to Approximate ML Detection," IEEE Trans. Sig. Process, vol. 51, no. 11, pp. 2808-2820, Nov. 2001 https://doi.org/10.1109/TSP.2003.818210
  9. IEEE Standards Department, IEEE Standard for Local and Metropolitan Area Networks - Part 16: Air Interface for Fixed and Mobile Broadband Wireless Access Systems, Feb. 2006