Low-Complexity Lattice Reduction Aided MIMO Detectors Using Look-Up Table

We propose a scheme which reduce the computational complexity of the lattice reduction (LR) aided detector in MIMO system. The performance of the ML detection algorithm is good but the computational complexity grows exponentially with the number of antenna elements and constellation points. LR aided detector shows the same diversity with the ML scheme with relatively less complexity. But the LR scheme still requires many computations since it involves several iterations of size reduction and column vector exchange. We notice that the LR process depends not on the received signal but only on the channel matrix so we can apply LR process offline and store the results in Look-Up Table (LUT). In this paper we propose an algorithm to generate the LUT which require less memory requirement and we evaluate the performance and complexity of the proposed system. We show that the proposed system requires less computational complexity with similar detection performance compared with the conventional LR aided detector.

Look-Up Table 기반의 복잡도가 낮은 Lattice Reduction MIMO 검출기

본 논문에서는 다중 안테나 시스템에서 신호 수신을 위한 lattice reduction (LR) 기반 복호기의 복잡도를 줄이기 위한 방법을 제안한다. ML (Maximum Likelihood) 방식이 복호 성능은 우수하지만 안테나와 성상 점의 개수에 따라 지수적으로 복잡도가 증가하는데 반해 LR 기반의 복호기는 상대적으로 적은 복잡도로 동일한 다이버시티 성능을 보이는 것으로 알려져 있다. 그러나 LR 과정도 채널 행렬의 열 벡터 교환 과정을 포함한 반복 연산에 의해서 복잡도가 높고 하드웨어 구현이 어려운 점이 있다. LR 과정은 채널 행렬이 주어지는 경우 유일하게 결정되기 때문에 이 과정을 offline으로 미리 수행하여 Look-Up Table(LUT)에 저장하는 방식으로 계산량을 줄일 수 있다. 본 논문에서는 LR 기반 수신기에서 LUT 를 효율적으로 구성하는 방법을 제시하고 성능을 비교한다. 제안된 방식을 적용할 경우 기존의 LR 방식에 비하여 적은 연산량으로 유사한 수신 성능을 보임을 모의실험을 통하여 보인다.