• Journal of Communications and Networks
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• 제16권6호
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• pp.620-626
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• 2014

In this paper, we propose a parallel collaborative sphere decoder with a scalable architecture promising quasi-maximum likelyhood performance with a relatively small amount of computational resources. This design offers a hardware-friendly algorithm using a modified node operation through fixing the variable complexity of the critical path caused by the sequential nature of the conventional sphere decoder (SD). It also reduces the computational complexity compared to the fixed-complexity sphere decoder (FSD) algorithm by tree pruning using collaboratively operated node operators. A Monte Carlo simulation shows that our proposed design can be implemented using only half the parallel operators compared to the approach using an ideal fully parallel scheme such as FSD, with only about a 7% increase of the normalized decoding time for MIMO dimensions of $16{\times}16$ with 16-QAM modulation.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2008년도 추계종합학술대회 B
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• pp.890-893
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• 2008

In this paper, we present a low complexity modified multi-level sphere decoder (SD) for multiple-input multiple-output (MIMO) systems employing quadrature amplitude modulation (QAM) signals. The proposed decoder, exploiting the multi-level structure of the QAM signal scheme, first decomposes the high-level constellation into low-level 4-QAM constellations, so-called sub-constellations. Then, it deploys SD in the sub-constellations in parallel. In addition, in the searching stage, it uses the optimal low-complexity sort method. Computer simulation results show that the proposed decoder can provide near optimal maximum-likelihood (ML) performance while it significantly reduces the computational load.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2008년도 춘계종합학술대회 A
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• pp.567-571
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• 2008

In this paper, an overview on the ordering sphere decoder (SD) class for space-time codes (STC) will be presented. In SDs, the ordering techniques are considered as promising methods for reducing complexity by exploiting a sorted list of candidates, thus decreasing the number of tested points. First, we will present the current state of art of SD with their advantages and disadvantages. Then, the overview of simply geometrical approaches for ordering is presented to address the question to overcome the disadvantages. The computer simulation results shown that, thanks to the aid of ordering, the ordering SDs can achieve optimal bit-error-rate (BER) performance while requiring the very low complexity, which is comparable to that of linear sub-optimal decoders.

• 한국통신학회논문지
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• 제31권10A호
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• pp.976-981
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• 2006

다중 안테나(MIMO) 시스템은 무선 통신에서 높은 전송용량을 제공하지만 사용하는 안테나의 숫자가 증가할수록 수신단의 복호 과정에서 높은 연산량이 요구된다. 높은 연산량은 고속 통신 시스템의 구현을 어렵게 만드는 요인이다. 본 논문에서는 MIMO 시스템의 복호 기법으로 널리 알려진 ZF(Zero-Forcing) 방법과 SD(Sphere decoding) 방법을 결합하는 알고리즘을 제안한다. 본 논문에서 제안하는 알고리즘을 통해 수신단의 복호 과정에서 필요한 연산량을 크게 줄이는 동시에 비트 에러 율(BER) 성능은 SD와 비슷한 결과를 얻을 수 있다

• 한국통신학회논문지
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• 제33권6A호
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• pp.577-582
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• 2008

본 논문에서는 Sphere decoder의 최대 복잡도 문제를 극복하기 위한 기법을 소개한다. 최소 근접 격자점을 탐색하는 과정 중 접근하는 노드의 회수에 제한을 두고, 만약 노드 접근 회수가 제한치를 넘으면, 가장 최근에 접근한 노드와 초기 단계의 ZF 검출 값을 이용해서 제 1 후보 심볼을 얻는다. 그리고 ZF 검출 값을 이용해서 제 2 후보 심볼 벡터를 얻은후, 이 두 후보 심볼 벡터 중 수신 신호와 유클리드 거리가 작은 후보 심볼 벡터를 최종적으로 검출한 심볼 벡터로 얻는다. 또한 제한치 설정에 따른 SER 성능의 upper bound를 이론적으로 분석하였다. 전산 실험 결과 제안한 방법은 높은 SNR 영역에서는 SER 성능에서 최대 0.5dB의 열화가 있었으나, 평균 복잡도와 최대 복잡도가 기존의 제안된 sphere decoder에 비해 상당히 줄어든 것을 확인하였다.

• 전자공학회논문지
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• 제51권5호
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• pp.11-19
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• 2014

본 논문에서는 고차 MIMO 시스템을 위한 저 복잡도의 병렬 구형 검출 알고리즘을 제안하였다. 제안된 알고리즘에서는 정적 가지치기와 가변 가능한 다수의 노드연산기에 의한 동적 가지치기 기법을 통해서 종래의 Fixed-complexity sphere decoder(FSD) 알고리즘 대비 더 낮은 복잡도를 갖게 되며, quasi-maximum likelihood 검출 성능을 보인다. 알고리즘과 함께 제안된 노드연산기 또한, 기존 구형검출기의 순차적 연산 구조를 갖는 노드 연산을 고정된 복잡도를 갖도록 제안하여 하드웨어 구현의 용이성을 제공한다. 16QAM 복조를 하는 고차 MIMO 무선통신의 몬테카를로 모의실험을 통해서, 종래의 저 복잡도를 갖는 FSD 알고리즘 대비, 제안된 알고리즘이 평균적으로 단 6.3%의 검출 시간이 증가되면서 평균 55% 탐색노드가 감소하여 연산 복잡도가 낮아지는 것을 보여주었다.

• 한국통신학회논문지
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• 제32권1C호
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• pp.34-42
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• 2007

여러 입력 여러 출력 시스템에서 쓰는 복호 방식인 공 복호기는 깊이를 먼저 탐색하는 가장 비슷함 복호 방식이다. 이 논문에서는 너비를 먼저 탐색하는 방법을 바탕으로, 여러 입력 여러 출력 시스템에 알맞은 새로운 가장 비슷함 복호기를 제안한다. 제안한 복호기는 가장 비슷함 검파기와 비트 오류율이 같으며 공 복호기보다 계산량이 꽤 적다는 것을 모의실험으로 보인다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제48권3호
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• pp.13-18
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• 2011

SD(Sphere Decoding)는 페이딩 환경에서 ML(Maximum Likelihood)성능을 만족하지만 채널환경이 나빠질수록 매우 복잡도가 증가하는 단점이 있다. 본 논문에서는 이러한 특징을 같은 기존 SD를 개선하고자 기존의 ML성능을 유지 시키면서 복잡도를 줄이기 위한 방안으로 부분적으로 OSIC(Ordered Successive Interference Cancellation)를 결합하는 시스템을 제안하다. 또한, SNR(신호 대 잡음비: Signal to Noise Ratio)에 따라서 복잡도 및 비트오류율(BER : Bit Error Rate)의 성능이 최적으로 동작하는 복호기를 적응적으로 사용 Adaptive OSIC-SD 알고리즘 제안한다. 모의실험 결과, 제안된 시스템의 비트오류율은 기존의 SD와 거의 비슷한 성능을 보이면서, 일정하고 더 낮은 복잡도를 보이는 것을 확인할 수 있었다.

• ETRI Journal
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• 제41권2호
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• pp.145-159
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• 2019

To reduce the number of radio frequency (RF) chains in multiple input multiple output (MIMO) systems, generalized spatial modulation (GSM) techniques have been proposed in the literature. In this paper, we propose a zero-forcing (ZF)-based detector, which performs an initial pruning of the search tree that will be considered as the initial condition in a sphere decoding (SD) algorithm. The proposed method significantly reduces the computational complexity of GSM systems while achieving a near maximum likelihood (ML) performance. We analyze the performance of the proposed method and provide an analytic performance difference between the proposed method and the ML detector. Simulation results show that the performance of the proposed method is very close to that of the ML detector, while achieving a significant computational complexity reduction in comparison with the conventional SD method, in terms of the number of visited nodes. We also present some simulations to assess the accuracy of our theoretical results.

• 한국통신학회논문지
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• 제32권9C호
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• pp.888-894
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• 2007

The computational complexity of a sphere decoder (SD) is conventionally reduced by decoding order scheme which sorts candidate symbols in the ascending order of the Euclidean distance from the output of a zero-forcing (ZF) receiver. However, since the ZF output may not be a reliable sorting reference, we propose two types of sorting schemes to allow faster decoding. The first is to use the newly found lattice points in the previous search round instead of the ZF output (Type I). Since these lattice points are closer to the received signal than the ZF output, they can serve as a more reliable sorting reference for finding the maximum likelihood (ML) solution. The second sorting scheme is to sort candidate symbols in descending order according to the number of candidate symbols in the following layer, which are called child symbols (Type II). These two proposed sorting schemes can be combined with layer sorting for more complexity reduction. Through simulation, the Type I and Type II sorting schemes were found to provide 12% and 20% complexity reduction respectively over conventional sorting schemes. When they are combined with layer sorting, Type I and Type II provide an additional 10-15% complexity reduction while maintaining detection performance.