Journal of information and communication convergence engineering
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제4권1호
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pp.5-9
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2006
In this paper, a low-complexity ML decoder based on QR decomposition, called LCMLDec decoder, is proposed for the V-BLAST with 2 transmit antennas. Then, it is combined with other suboptimal interference nulling and cancelling decoders originated form QR decomposition such as sorted QR or MMSE-SQRD decoder to generate efficient decoders that significantly improve the performance of the V-BLAST with more than 2 transmit antennas, at the expense of a small increase in complexity. Simulation results are provided to demonstrate the performances and complexities of the proposed decoders.
In this paper, a low-complexity ML decoder based on QR decomposition, called LCMLDec decoder, is proposed for the V-BLAST with 2 transmit antennas. Then, it is combined with other suboptimal interference nulling and cancelling decoders originated form QR decomposition such as sorted QR or MMSE-SQRD decoder to generate efficient decoders that significantly improve the performance of the V_BLAST with more than 2 transmit antennas, at the expense of a small increase in complexity. Simulation results are provided to demonstrate the performances and complexities of the proposed decoders.
본 논문은 Givens 회전시킨 입력벡터들을 이용하여 오차 제곱을 최소화하는 고속 알고리즘을 정규화하는 D(Diagonal)-QR-RLS 알고리즘을 제안하고 특징을 해석한다. 이 알고리즘은 계산량이 O(N)이다. 또한 직접적으로 TDL 필터의 계수를 구할 수 있는 장점이 있다. 그리고 제안된 정규화 알고리즘은 NLMS 알고리즘과 유사한 형태를 취하지만 NLMS 알고리즘 보다 우수한 수렴특성을 가지고 있음을 컴퓨터 모의실험을 통하여 확인하였다.
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.
본 연구에서는 다물체 동역학 모델을 이용한 철도차량의 임계속도 계산 방법을 제시하였다. 휠과 레일의 접촉 구속조건과 접촉력을 휠셋 단위에서 수식화하였다. 이를 대차모델에 합하여 구속조건을 가진 다물체 동역학 운동방정식으로 철도차량의 동적모델을 표현하였다. 철도차량의 다물체 동역학 모델에 대한 비선형 구속조건식과 운동방정식은 QR 분해법을 이용하여 독립좌표만으로 이루어진 선형방정식으로 유도하였다. 유도된 선형방정식으로부터 휠셋 및 이륜 대차에 대한 고유치 해석결과를 통해 임계속도를 구하였다. 임계속도에 영향을 미치는 차량 파라미터의 영향에 대한 결과를 제시하였다.
An effective signal detection algorithm with low complexity is presented for multiple-input multiple-output orthogonal frequency division multiplexing systems. The proposed technique, QR-MLD, combines the conventional maximum likelihood detection (MLD) algorithm and the QR algorithm, resulting in much lower complexity compared to MLD. The proposed technique is compared with a similar algorithm, showing that the complexity of the proposed technique with T=1 is a 95% improvement over that of MLD, at the expense of about a 2-dB signal-to-noise-ratio (SNR) degradation for a bit error rate (BER) of $10^{-3}$. Additionally, with T=2, the proposed technique reduces the complexity by 73% for multiplications and 80% for additions and enhances the SNR performance about 1 dB for a BER of $10^{-3}$.
본 논문에서는 Alamouti의 시공간블록부호화를 적용한 다중화 시스템에서 선형 검출기 (zero forcing 또는 minimum mean square error)의 특성을 유도하고 이를 이용하여 수신기의 복잡도를 줄일 수 있는 방안을 제시한다. MMSE 검출기를 적응형으로 설계할 경우 계산해야 하는 가중치 벡터들의 수는 공간 다중화하여 전송한 심볼들의 수만큼 필요하지만 유도한 특성을 이용하면 STBC블록들의 수로 줄어든다. 적응형 알고리즘으로 RLS 알고리즘을 적용해 보았고 복잡도를 50%이상 줄일 수 있었다. 또한 V-Blast검출방법의 복잡도를 줄이기 위해 제안된 정렬QR분해 검출기를 본 시스템에 적용할 때 동일한 특성이 유니타리 행렬 Q와 상위삼각행렬 R에 나타나는 것을 확인하였고, 이 경우에도 성능의 저하 없이 복잡도를 50%까지 줄일 수 있었다.
본 논문에서는 다중 입출력 (MIMO) 공간다중화 (spatial multiplelxing, SM) 시스템을 위한 효율적인 심볼 검출 알고리즘이 제안되고, 이의 최적 설계 및 구현 결과가 제시된다. 에러 전파 (error propagation)을 야기하는 첫 검출 심볼의 검출 성능을 개선시킴으로써, 제안된 알고리즘은 기존의 정렬된 QR 분해 (sorted QR decomposition, SQRD) 기반 알고리즘이나 정렬된 순차적 검출 (ordered successive detection, OSD) 알고리즘에 비해 성능 이득을 얻을 수 있다. 4개의 송수신 안테나를 갖는 16QAM MIMO-SM 시스템에 대한 성능 평가 결과, 제안된 알고리즘은 기존 알고리즘에 비해 $10^{-3}$의 EBR에서 약 2.5-13.5 dB의 성능 이득을 얻음을 확인하였다. 제안된 알고리즘은 하드웨어 설계 언어를 이용하여 설계 되었고, 0.18um CMOS 표준 셀 공정 라이브러리를 이용하여 합성 및 구현되었다. 구현결과, 제안된 알고리즘은 하드웨어의 큰 증가없이 구현 가능함을 확인할 수 있었다.
무선통신시스템에서의 고용량 데이터 전송을 위해 MIMO 전송은 필수적인 기술의 하나로 자리매김하였다. 더불어 열악한 채널환경에서 요구되는 성능을 만족하기 위해서는 반드시 고효율 오류정정부호를 사용하여야하며, 반복적인 복호 기법을 사용하는 터보부호나 저밀도 패리티 검사부호 등이 그 예라고 할 수 있다. 이러한 오류정정 부호들의 우수한 성능은 반드시 MIMO 검출 단에서의 정확한 연판정 검출 값이 전제되어야 한다. 본 논문에서는 매우 적은 복잡도로 효과적으로 연판정 검출 값을 복호기에 전달 할 수 있는 방법으로써 채널 행렬의 QR 분해기법을 적용한 연판정 검출 기법을 제안한다. 본 논문에서 제안하는 방식은 먼저 연판정 MIMO 검출 단계를 두 단계로 나누어 복잡도를 획기적으로 감소시킬 수 있는 방법과 결합하였으며, 채널 행렬에 대하여 직접 역행렬을 구하는 방식에 비해서 안테나 수가 증가할수록 훨씬 더 적은 복잡도로 동일한 성능을 얻을 수 있다.
제안된 알고리즘은 QR 형태의 LMS 알고리즘이 입력의 분산에 비례하게 되어있어 입력의 분산을 평균적인 측면에서 입력의 분산을 정규화하는 알고리즘중 하나이다. 본 논문에는 정규화 알고리즘의 수렴 특정 분석이 되어있다. 제안한 알고리즘의 성능분석을 위하여 간단한 FIR 시스템의 시스템 식별을 수행하였다. 이때 성능 비교에 참여한 알고리즘은 LMS, NLMS(normalized least mean square) 알고리즘이다. 그 결과 제안한 알고리즘은 NLMS 알고리즘과 매우 유사한 성능을 가짐을 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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