• 한국통신학회논문지
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• 제38C권11호
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• pp.1051-1059
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• 2013

논문에서는 부호화된 MIMO 시스템에서 연판정 반복 검출 방식과 결합하여 효율적으로 사용될 수 있는 복잡도가 감소된 리스트 구 복호 (list sphere decoding; LSD) 방식을 제안한다. 기존의 LSD 방식은 고정된 값의 반지름을 이용하여 후보 신호들을 검색하였다. 그러나, 정해진 수 만큼의 후보 리스트들이 모두 채워지면, 이들에 대한 최대 또는 평균 반지름은 줄어들 가능성이 매우 크다. 반지름을 줄이게 되면 복잡도 또한 줄일 수 있게 된다. 본 논문에서는 LSD 기반의 MIMO 검출 시스템에서 효율적으로 사용될 수 있는 매우 간단한 반지름 갱신 방식 및 이를 이용한 연판정 반복 MIMO 검출 기법을 제안한다. 또한 터보 부호를 이용하여, 연판정 입출력을 이용하는 반복 MIMO 검출 방식에 대한 성능 평가 결과를 제시한다. 본 논문에서 제시된 시뮬레이션 결과에 따르면, 제안된 방식은 기존의 LSD 방식을 사용하는 것에 비해 거의 유사한 비트오류율 성능을 유지하면서도 복잡도를 크게 감소시킬 수 있다.

• 한국통신학회논문지
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• 제34권11A호
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• pp.862-869
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• 2009

본 논문에서는 순간적인 채널 상태에 따라 K, 즉 survivor path의 개수를 적응적으로 조절하는 MIMO(Multiple Input Multiple Output) 검출 기법을 제안한다. 최적의 성능을 가지지만 높은 복잡도의 단점을 가지는 MLD(Maximum Likelihood Detection)의 단점을 개선하기 위해 MLD에 근접한 성능을 가지면서 복잡도는 확연히 감소시킨, 적응형 K-best SD (Sphere Decoding) 기법들이 제안되었지만, 채널 상태를 판별하기 위한 지표로, 채널의 페이딩 이득만을 이용할 뿐 순시적인 SNR(Signa1 to Noise Ratio) 값은 반영하지 못하는 단점을 가진다. 제안된 기법은 이러한 단점을 보완하기 위해 K를 조절하기 위한 채널 지표로 채널의 페이딩 성분뿐 아니라 SNR 성분까지 반영하는 path metric 값의 특성을 이용하여, 기존의 기법과 동일한 성능을 가지면서 낮은 복잡도를 가진다.

• 한국통신학회논문지
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• 제33권9C호
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• pp.734-742
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• 2008

무선통신 채널에서 높은 전송 속도를 가능하게 하는 공간다중화 MIMO 시스템에서 다중화된 신호를 검출하는 것은 어려운 작업이며, 최근 다양한 신호검출 기법들이 개발되었다. 다양한 신호검출기법 중 maximum likelihood detection with QR decomposition and M-algorithm (QRM-MLD), sphere decoding (SD), QOC, MOC와 같은 기법들은 maximum liklihood (ha)기법과 유사한 경판정 달성한다. 그러나 일반적으로 이러한 기법들은 soft output의 신뢰도가 저하되는 문제점을 가진다. 본 논문에서는 기존 신호검출기법들의 soft output 신뢰도를 향상시키는 기법을 제안한다. 모의실험을 통하여 기존의 기법들과 결합시 제안된 방법에 의해 개선된 성능을 얻을 수 있음을 보인다.

• 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.

• 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.

• 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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• 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.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제43권10호
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• pp.1-7
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• 2006

다중 송수신 안테나 시스템에서 비트 오류 확률 성능면에서 최적의 기법으로 알려진 ML(Maximum-Likelihood) 복호기를 구현하기 위해 격자 복호 기법이 제안되었다. 그러한 격자 복호 기법에 기반한 복호기에는 구 복호기, K-best 복호기 등이 있으며, K-best 검출 기법은 격자 복호 기법의 실제 구현에 가장 적합하지만 오차 전달 현상에 의한 성능 저하라는 단점이 있다. 본 논문에서는 이러한 K-best 검출 기법의 단점을 보완해 비트 오류 확률 성능을 개선하고 평균 연산량을 낮춘 적응 K-best 기법을 제안하였다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제45권6호
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• pp.104-110
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• 2008

본 논문에서는 새로운 2레벨 탐색 스피어 디코딩 알고리즘과 그 하드웨어 구조를 제안한다. 제안된 알고리즘은 심볼검출 시에 성능향상에 영향을 줄 수 있는 유용한 후보군이 이전 단계에서 버려지는 것을 피하기 위해서, 2 레벨 트리탐색을 동시에 수행한다. 시뮬레이션 결과, 제안된 알고리즘이 BER 측면에서 기존의 알고리즘보다 성능이 우수함을 확인할 수 있었다. 제안된 하드웨어 구조는 낮은 복잡도와 고정된 throughput을 갖는 구조로써 BPSK, QPSK, 16-QAM, 64-QAM의 변조방식을 지원한다. 하드웨어 측면에서 큰 복잡도를 갖는 정렬 블럭은 다른 블럭과 하드웨어를 공유함으로써 면적을 감소시켰고, 제안된 하드웨어 구조는 기존의 구조들과 비교했을 때 면적이 감소되고 성능이 향상됨을 확인하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제34권4C호
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• pp.460-468
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• 2009

OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)이 적용된 MIMO(Multiple-input Multiple-output) 기술은 추가적인 주파수 자원의 할당 없이 채널 용량을 증가시키기 위한 방법으로 주목 받고 있으나, MIMO-OFDM 수신단에서 다른 안테나로부터 동시에 전송된 독립적인 데이터 스트림을 분리할 수 있는 낮은 복잡도의 검출 알고리즘을 개발해야 하는 문제점이 있다. 이 논문에서 제안하는 ULBC QRD-M (Upper-Lower Bounded-Complexity QRD-M) 알고리즘은 최대 복잡도 즉, 복잡도의 상한(upper bound)을 기존의 QRD-M 알고리즘과 동일한 값으로 고정시킴으로써 SD(Sphere Decoding) 알고리즘에서 순시적으로 매우 높은 복잡도를 가지는 문제를 해결하는 동시에, 불필요한 Hypothesis를 제거하여 필요한 계산양을 현저하게 낮출 수 있는 장점이 있다. 분석과 모의실험 결과를 통하여 제안된 알고리즘이 기존의 QRD-M 알고리즘에 비하여 단지 26%의 계산양 만으로도 동일한 BER 성능을 가질 수 있음을 보인다.