• Journal of Broadcast Engineering
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• v.15 no.6
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• pp.742-748
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• 2010

Instead of using sphere decoding, list sphere decoding (LSD) has been introduced to increase the reliability of log-likelihood ratio (LLR) in recent soft decoding schemes employing iterative detection and decoding (IDD). Although LSD provides improved performance, it does not obtain complexity gain due to signal-to-noise ratio (SNR) increment as it detects large number of lattice points. Especially, its inefficient scenario arises when it has to search for lattice points which have small affect for obtaining LLR with high reliability. In this paper, we study an efficient algorithm to remove such lattice points, which results in complexity reduction based on radius optimization.

• Proceedings of the Korean Society of Broadcast Engineers Conference
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• 2010.07a
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• pp.46-49
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• 2010

최근의 iterative detection and decoding (IDD) 기법에서의 soft 복호화방식은, log-likelihood ratio (LLR) 값의 신뢰도를 높이기 위해 기존의 구복호화 (sphere decoding) 방식보다는 리스트를 형성하는 구복호화방식 (list sphere decoding : LSD)이 대두되고 있다. 기존의 구복호화 방식과는 달리 리스트 구복호화 방식은 그 성능의 우수함에도 불구하고, 여러 격자 포인트들을 검출해야 하므로 신호대잡음비 (signal-to-noise ratio : SNR) 의 증가에 따른 복잡도의 이득을 거의 취할 수 없을 뿐만 아니라, 무엇보다 신뢰도가 높은 LLR 값을 얻는 데에 영향이 작은 포인트를 검출하는 경우도 생긴다는 점에서 비효율적인 측면이 있다. 이에 본 논문에서는 리스트 구복호화 검출방식의 효율성을 높이기 위해 LLR 값에 적은 영향을 미치는 격자 포인트들을 제거하는 방식에 대해 연구하였다. 본 연구의 목표는 MIMO 시스템에서의 기존의 리스트 구복호화 기법의 capacity와 실제 성능과 최대한 유사한 성능을 내면서도 그 복잡도를 현저히 줄이는 것이며, 구체적으로는 검출을 위한 초기 구반경의 최적화를 기반으로 한다.

• The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences
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• v.38C no.11
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• pp.1051-1059
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• 2013

This paper proposes a complexity reduced list sphere decoding (LSD) scheme for joint iterative soft detection scheme for coded MIMO system. The conventional LSD scheme is based on searching the candidates with a fixed radius. However, once the candidate list is full, it is highly probable that the radius can be reduced. By reducing the radius, the complexity can be also reduced. We propose a simple and efficient radius update method for complexity reduction of list version sphere decoding and its application to iterative soft MIMO detection. We evaluate the performance of the proposed scheme with a joint soft-input-soft-ouput iterative MIMO detection in combination with turbo codes. Simulation results show that the proposed methods provide substantial complexity reduction while achieving similar bit error rate (BER) performance as the conventional LSD scheme.

• Proceedings of the Korean Society of Broadcast Engineers Conference
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• 2010.07a
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• pp.1-3
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• 2010

스피어 복호 알고리즘 (sphere decoding algorithm)은 다중 입출력 (MIMO) 통신 시스템에서 사용되는 복호기중 최대 우도 복호기 (Maximum Likelihood Detector)와 비슷한 BER(bit error rate)성능을 가지고 복잡도를 줄일수 있어서 최근 많이 연구되어 왔다. 이때 공간 다중화와 채널 부호의 연접시스템에서 연판정 정보(Soft output information) 를 스피어 복호 알고리즘을 통해 생성하기 위한 방법으로 리스트 스피어 복호 알고리즘 (List Sphere Decoding)이 알려져있다. 기존 리스트 스피어 디코딩 알고리즘은 리스트를 반지름을 업데이트 하지 않으므로 탐색시 복잡도가 매우 높다는것이 문제가 되므로, 차원별로 최적해의 가능성이 높은 격자 주변으로 검색을 제한하여 복잡도를 줄이는 알고리즘을 제안하고 성능과 복잡도를 실험한다.

• Proceedings of the Korean Society of Broadcast Engineers Conference
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• 2012.07a
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• pp.373-376
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• 2012

Multiple-Input Multiple-Output (MIMO) 시스템의 복잡도를 감소시키는 방식은 실생활에서 MIMO 시스템을 활용하는 데에 있어 중요한 부분이다. 널리 사용되는 Maximum Likelihood (ML) 복호기의 경우 낮은 에러오율 (BER) 을 보여주지만 복잡도가 높다. 실생활에 활용하기 위하여 ML 복호기의 복잡도를 감소시킬 필요가 있고 이에 Sphere Decoding Algorithm (SDA) 이 제안되었다. 이를 발전시킨 List Sphere Decoding(LSD) 은 여러 종류가 있다. 그 중에 넓이 우선 탐색 방식인 K-Best LSD 알고리즘은 각 레이어에서 리스트의 크기가 복잡도와 밀접한 연관이 있다. 본 논문에서는 기존의 K-Best LSD 알고리즘에 기반하여 초기 반지름 설정 및 선형적으로 리스트 크기를 감소시키는 방식으로 K-Best LSD 알고리즘의 복잡도를 기존 알고리즘에 비해 크게 낮추면서도 비트 오율 성능 열화가 적은 알고리즘을 제안하고 전산 실험을 통해 이를 검증한다.

• Proceedings of the Korean Society of Broadcast Engineers Conference
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• 2010.07a
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• pp.53-56
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• 2010

본 논문은 Shannon의 정리에 따른 채널 용량에 근접한 성능을 보이는 것으로 알려진 터보 복호기 기반의 반복적인 검출과 복호화(Iterative Detection and Decoding) 기법에서 반복적인 복호화를 수행할 시에 제외되었던 리스트 구 복호기(List Sphere Decoder)에서 사전 정보(prior information)을 이용할 수 있도록 하여 수정된 IDD 기법을 제안하였다. 기존의 기법에서는 사후확률(A posteriori probability)을 계산하기 위하여 리스트 구 복호기를 사용하였으나 반복적인 복호화 수행 시에는 사전 정보를 이용하지 않는 특성으로 인하여 제외된다. 만약 잡음(noise) 등의 이유로 검출된 심볼 벡터 목록이 원래의 것과 매우 다른 경우라도 재 검출을 하지 않기 때문에 반복적인 복호화를 수행하더라도 원래의 정보에 근접하기 어렵게 된다. 본 논문에서는 이러한 기존의 기법에서 리스트 구 복호기를 터보 복호기의 Log Likelihood Ratio (LLR) 값을 사전 정보로 이용할 수 있도록 수정된 리스트 구 복호기를 제안하였다. 수정된 리스트 복호기는 반복적인 복호화를 수행 시 이전의 복호화에서 얻은 정보를 이용하여 새로이 검출된 심볼 벡터 목록을 제공하게 된다. 실제의 통신환경과 유사한 모델의 실험을 통해 수정된 IDD 기법이 기존의 IDD로 구성되는 내부 피드백에 RS 복호기 기반의 외부 피드백으로 구성된 형태로 피드백 회수가 증가할수록 기존의 IDD에 비해 성능이 개선됨을 확인하였다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• v.10 no.11
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• pp.5305-5321
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• 2016

In wireless communication, the multiple-input multiple-output (MIMO) system is a well-known approach to improve the reliability as well as the data rate. In MIMO systems, channel state information (CSI) is typically required at the receiver to detect transmitted signals; however, in practical systems, the CSI is imperfect and contains errors, which affect the overall system performance. In this paper, we propose a novel maximum likelihood (ML) scheme for MIMO systems that is robust to the CSI errors. We apply an optimization method to estimate an instantaneous covariance matrix of the CSI errors in order to improve the detection performance. Furthermore, we propose the employment of the list sphere decoding (LSD) scheme to reduce the computational complexity, which is capable of efficiently finding a reduced set of the candidate symbol vectors for the computation of the covariance matrix of the CSI errors. An iterative detection scheme is also proposed to further improve the detection performance.