• 한국위성정보통신학회논문지
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• 제7권2호
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• pp.97-103
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• 2012

본 논문에서는 MIMO(Multi Input Multi Output) 시스템을 위한 적응형 검색범위 기반 복잡도 감소 QRD-M 기법을 제안한다. 기존의 fixed QRD-M 기법은 각 단계에서 survivor path들을 현 단계의 모든 가능한 성상도 심벌들로 확장하여 그 중 가장 작은 path metric을 가지는 M개를 선택한다. 성능의 저하를 최소화 하기 위해서는 큰 값의 M을 사용해야 하지만, 계산양 또한 증가하는 단점을 가진다. 이러한 단점을 보완하기 위해 측정된 평균 잡음 전력 값에 따라 survivor path의 개수나, 검색 범위를 적절히 조절하는 기법들이 제안되었다. 하지만 이 기법들에 채널 상태를 판별하기 위해 사용된 지표는 평균 잡음 전력 정보이므로 잡음 전력 값이 순간적으로 크게 변하는 경우 성능 저하를 가져올 수 있다. 제안된 기법에서는 수신 심벌 벡터와 QRD에 의해 임시적으로 추정된 심벌 벡터와의 Euclidean distance와 채널 행렬의 대각성분을 이용하여 순시적인 채널 정보를 추정하여 검색 범위를 적절히 조절하므로 기존의 기법의 단점을 보완한다. 실험 결과에서는 제안된 기법이 MLD(Maximum Likelihood Detection)의 성능에 근접하면서, 동일한 성능을 가지는 기존의 QRD-M 기법들에 비해 확연히 작은 복잡도를 가지는 것을 보인다.

• 전자공학회논문지
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• 제54권7호
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• pp.12-18
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• 2017

본 논문은 MIMO 통신 시스템을 위한 Dijkstra 탐색 기반의 제한된 연산량을 갖는 스피어 디코딩 (sphere decoding; SD) 알고리즘을 제안하고 이에 대한 성능을 평가한다. Dijkstra 탐색 기반의 SD는 MIMO 심볼 검파 과정에서 저 복잡도로 준 최적의 에러율 성능을 달성하는 효율적인 tree 탐색 알고리즘이다. 하지만 Dijkstra 탐색 기반의 SD는 채널 환경에 따라 연산량이 가변적이고, 최악의 경우 전역 탐색의 경우에 해당하는 높은 연산량을 갖는 심각한 문제가 있다. 본 논문에서는 이러한 문제를 해결하기 위해서 연산량을 제한시킨 새로운 Dijkstra 탐색 기반의 SD 알고리즘을 제시한다. 제안된 알고리즘은 연산량이 제한되었음에도 여전히 준 최적의 에러율 성능을 달성함을 모의 실험을 통해 검증하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제35권9C호
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• pp.771-777
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• 2010

본 논문은 공간다중화 multiple input multiple output (MIMO) 시스템을 위한 새로운 신호검출 기법인 QR-OSIC with Candidates (QOC) 기법을 제안한다. 제안하는 QOC 기법은 부분적인 successive interference cancellation (SIC) 알고리즘과 maximum likelihood (ML) metric 연산을 이용하여 많은 수의 후보 심볼 벡터 없이 최적 성능과 유사한 성능을 얻는다. 제안된 QOC 기법은 hard, soft decoding 시스템에서 모두 동일한 알고리즘으로 변경없이 사용할 수 있다. 특히, soft decoding 시스템을 위한 송신 신호의 모든 비트의 log likelihood ratio (LLR)을 기존 LLR estimation 알고리즘 없이 효율적으로 생성 가능하다. 제안된 신호검출 기법은 고정된 연산복잡도를 가지며 파이프라인 구조로도 구현이 가능하므로 VLSI 구현에 효율적인 특성을 보인다. $4{\times}4$ 16-QAM MIMO 시스템을 위한 신호검출 기법을 VLSI 구현을 통하여 비교한 결과 QOC 신호검출기가 K-Best 신호검출기에 비해 27% 크기를 가지면서 하드웨어 지연은 더욱 작은 것을 확인 할 수 있다.

• Journal of Communications and Networks
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• 제11권1호
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• pp.20-25
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• 2009

The maximum likelihood detection with QR decomposition and M-algorithm (QRM-MLD) has been presented as a suboptimum multiple-input multiple-output (MIMO) detection scheme which can provide almost the same performance as the optimum maximum likelihood (ML) MIMO detection scheme but with the reduced complexity. However, due to the lack of parallelism and the regularity in the decoding structure, the conventional QRM-MLD which uses the tree-structure still has very high complexity for the very large scale integration (VLSI) implementation. In this paper, we modify the tree-structure of conventional QRM-MLD into trellis-structure in order to obtain high operational parallelism and regularity and then apply the Viterbi algorithm to the QRM-MLD to ease the burden of the VLSI implementation.We show from our selected numerical examples that, by using the QRM-MLD with our proposed trellis-structure, we can reduce the complexity significantly compared to the tree-structure based QRM-MLD while the performance degradation of our proposed scheme is negligible.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제19권5호
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• pp.1157-1162
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• 2015

본 논문에서는 OFDM 기반의 4x4 MIMO 알고리즘을 설계 및 구현을 하였으며, 구현된 결과를 검증하기 위한 방법을 제시한다. 알고리즘은 MRVD와 QRM-MLD을 적용했다. Matlab과 Simulink를 이용하여 채널 추정 및 MIMO 알고리즘을 Floating-point와 Fixed-point 모델로 설계하였다. 그 다음 Modelsim을 이용하여 VHDL로 구현한다. 구현된 알고리즘의 성능 검증을 위해 설계한 Simulink 모델과 Modelsim 시뮬레이션, ISE ChipScope, 그리고 오실로스 코프로 측정한 결과를 비교하는 방법을 사용하였다. 이 방법은 시스템이 완성되지 않은 상태에서 구현된 알고리즘을 검증하는 방법이다. 검증 결과 ChipScope의 결과와 오실로스코프의 결과가 동일함을 확인하였고, 백홀 시스템에 적용이 가능함을 확인하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제12권7호
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• pp.1271-1277
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• 2008

본 논문에서는 CDMA-MIMO 상향링크 시스템에서 프리엠블 탐색을 위한 MIMO 채널에서 코드 동기 획득 기법에 대해 연구한다. 다중 송신 및 수신 안테나가 빔형성을 위해서 사용된다. 송수신 빔형성 기반의 ML 코드 동기 획득 기술의 성능이 동기 획득 확률을 통하여 이론적으로 분석된다. MIMO 코드 동기 획득 시스템에서 동기 획득의 성능과 평균 동기 획득 시간을 평가한다. 다중 송신 안테나가 코드 동기 획득 시스템에 송신 빔 이득을 제공하고 그 결과로 빔형성 기반의 MIMO 시스템이 SIMO에 비교하여 더 우수한 동기 획득 성능을 얻을 수 있음을 보인다.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제3권2호
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• pp.280-284
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• 2008

In this paper, a best channel matrix selection scheme(BCMS) is proposed to approximate maximum likelihood(ML) detection for a multiple-input multiple-output system. For a one stage BCMS scheme, one of the transmitted symbols is selected to perform ML detection and the other symbols are detected by zero forcing(ZF). To increase the diversity of the symbols that are detected by ZF, multi-stage BCMS detection scheme is used to further improve the system performance. Simulation results show that the performance of the proposed BCMS scheme can approach that of ML detection with a significant reduction in complexity.

• 한국정보통신설비학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신설비학회 2007년도 학술대회
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• pp.41-45
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• 2007

Multi-input multi-output (MIMO) system can increase data rate, capacity and bit error rate (BER) performance compare to traditional single antenna system. However MIMO technique is pointed out the problem that has high complexity to design receiver. So a recent trend of research on the MIMO system pays more attention to simplified implementation of receiver structure. In this paper, we propose differential space time block code (STBC) for MIMO system with cyclic delay diversity (CDD). This structure can provide a very close performance to that of the conventional diversity scheme with maximum likelihood (ML) detection without channel estimation block while the receiver structure is highly simplified. Bit error rate (BER) performance of the proposed system is simulated for an AWGN channel by theoretical and simulated approaches. The results of this paper can be applicable to the 4G mobile multimedia communication systems.

• 디지털산업정보학회논문지
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• 제4권2호
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• pp.49-55
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• 2008

Combining OFDMA with MIMO is the key technology for the 4G mobile communication. OFDMA can relieve inherent difficulties of high-speed transmission. MIMO technology can be largely categorized into two techniques: one is STC for diversity gain and the other is SM for high frequency efficiency. In this paper, we depict various MIMO techniques of two transmit antenna and compare the computational complexity of decoding process for the techniques. Then, we analysis the performance of the techniques in the WiBro downlink environment based on OFDMA. We perfer ML algorithm which is the optimum performance and ZF algorithm of least computational complexity for SM detection.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제12권4호
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• pp.1504-1526
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• 2018

For uplink multi-user massive MIMO systems, conventional minimum mean square error (MMSE) linear detection method achieves near-optimal performance when the number of antennas at base station is much larger than that of the single-antenna users. However, MMSE detection involves complicated matrix inversion, thus making it cumbersome to be implemented cost-effectively and rapidly. In this paper, we first summarize in detail the state-of-the-art simplified MMSE detection algorithms that circumvent the complicated matrix inversion and hence reduce the computation complexity from ${\mathcal{O}}(K^3)$ to ${\mathcal{O}}(K^2)$ or ${\mathcal{O}}(NK)$ with some certain performance sacrifice. Meanwhile, we divide the simplified algorithms into two categories, namely the matrix inversion approximation and the classical iterative linear equation solving methods, and make comparisons between them in terms of detection performance and computation complexity. In order to further optimize the detection performance of the existing detection algorithms, we propose more proper solutions to set the initial values and relaxation parameters, and present a new way of reconstructing the exact effective noise variance to accelerate the convergence speed. Analysis and simulation results verify that with the help of proper initial values and parameters, the simplified matrix inversion based detection algorithms can achieve detection performance quite close to that of the ideal matrix inversion based MMSE algorithm with only a small number of series expansions or iterations.