• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제10권11호
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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.

• ETRI Journal
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• 제38권1호
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• pp.100-111
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• 2016

This paper presents a low-complexity channel-adaptive reconfigurable $4{\times}4$ QR-decomposition and M-algorithm-based maximum likelihood detection (QRM-MLD) multiple-input and multiple-output (MIMO) detector. Two novel design approaches for low-power QRM-MLD hardware are proposed in this work. First, an approximate survivor metric (ASM) generation technique is presented to achieve considerable computational complexity reduction with minor BER degradation. A reconfigurable QRM-MLD MIMO detector (where the M-value represents the number of survival branches in a stage) for dynamically adapting to time-varying channels is also proposed in this work. The proposed reconfigurable QRM-MLD MIMO detector is implemented using a Samsung 65 nm CMOS process. The experimental results show that our ASM-based QRM-MLD MIMO detector shows a maximum throughput of 288 Mbps with a normalized power efficiency of 10.18 Mbps/mW in the case of $4{\times}4$ MIMO with 64-QAM. Under time-varying channel conditions, the proposed reconfigurable MIMO detector also achieves average power savings of up to 35% while maintaining a required BER performance.

• 한국통신학회논문지
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• 제37A권10호
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• pp.841-849
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• 2012

본 논문은 max-log 근사화 하에서 연판정 최대 우도 (soft-output maximum-likelihood, soft-ML) 성능을 달성하기 위한 저복잡도 연판정 다중 안테나 (soft-output multiple-input multiple-output, soft-MIMO) 검출 알고리즘을 제안한다. 제안된 알고리즘은 병렬 트리-탐색 (parallel tree-search, PTS)을 기반으로 하며, 정렬 순서를 변경한 정렬된 QR 분해 (sorted-QR decomposition, SQRD)를 채널 순서화를 위해 적용한다. 비트별 로그-우도비 (log-likelihood ratio, LLR)를 계산하는 과정에서 발생할 수 있는 공집합 문제 (empty-set problem)는 탐색 레벨별로 추가적인 노드들을 삽입함으로써 해결한다. 제안된 노드 삽입 기법에서는 선택된 노드와 반대 비트 값을 가지면서 가장 가까운 노드만 삽입되기 때문에, 연산 복잡도 측면에서 상당히 효율적이다. 제안된 알고리즘의 연산 복잡도는 기존 알고리즘 대비 약 37-74% 수준이며, $4{\times}4$ 시스템에 대한 시뮬레이션 결과, 제안된 알고리즘은 soft-ML와 비교하여 0.1 dB 미만의 성능 저하를 보였다.

• 전자공학회논문지
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• 제51권6호
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• pp.34-42
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• 2014

본 논문에서는 두 개의 공간 스트림을 갖는 multiple-input multiple-output 시스템을 위한 modified maximum-likelihood 심볼 검파 알고리즘 기반의 저 복잡도 고 성능의 심볼 검파기의 구조를 제시하고 이를 구현한 결과를 보인다. 제안하는 심볼 검파기에서는 비용함수 계산 과정에서의 각 심볼 별로 병렬적으로 계산되던 곱셈 연산을 멀티 사이클 기반의 점증적인 덧셈 연산으로 대체하였다. 또한 양자화 과정을 파이프 라인 구조를 적용하여 성상의 범위에 따라 단계적으로 수행할 수 있게 구현하였다. 그 결과 제안하는 심볼 검파기는 256 QAM과 같이 복잡한 변조 방식을 지원하면서도 하드웨어 복잡도가 낮다. 양자화 과정의 파이프 라인을 재구성함으로써 여러 변조 방식과 안테나 환경에서의 심볼 검파를 유연하게 지원한다. 설계된 심볼 검파기는 $0.11-{\mu}m$ CMOS 공정의 라이브러리를 사용하여 최대 478 MHz의 동작주파수에서 38.7K의 논리 게이트로 구현되어 16 QAM에서 166Mbps, 64 QAM에서 80 Mbps의 처리량을 달성한다.

• 한국농공학회지
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• 제39권3호
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• pp.83-95
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• 1997

This study was conducted to derive optimal design floods by Gamma distribution models of the annual maximum series at eight watersheds along Geum , Yeong San and Seom Jin river Systems, Design floods obtained by different methods for evaluation of parameters and for plotting positions in the Gamma distribution models were compared by the relative mean errors and graphical fit along with 95% confidence interval plotted on Gamma probability paper. The results were analyzed and summarized as follows. 1.Adequacy for the analysis of flood flow data used in this study was confirmed by the tests of Independence, Homogeneity and detection of Outliers. 2.Basic statistics and parameters were calculated by Gamma distribution models using Methods of Moments and Maximum Likelihood. 3.It was found that design floods derived by the method of maximum likelihood and Hazen plotting position formular of two parameter Gamma distribution are much closer to those of the observed data in comparison with those obtained by other methods for parameters and for plotting positions from the viewpoint of relative mean errors. 4.Reliability of derived design floods by both maximum likelihood and method of moments with two parameter Gamma distribution was acknowledged within 95% confidence interval.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제2권4호
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• pp.553-558
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• 1998

We present in this paper the ture union bound of the performance of chip level detection for coded DS/CDMA system operating in Rician fading channels such as LEO satellite mobile radio where the maximum doppler frequency is very high. The main objective of this paper is to calculate the exact doe union bound of BER performance of different performance of different quadrature detectors and to find a optimum spreading factor as a function of fade rate. The rationale of using multiple chip detection is to reduce the effective fade rate or variation. We considered chip level differential detection, chip level maximum likelihood sequence estimation, noncoherent detection and coherent detection with perfect channel state information as a reference.

• 한국통신학회논문지
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• 제21권1호
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• pp.161-174
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• 1996

CDMA 역방향 링크에서 슬롯 모드로 전송되는 프리엠블을 탐색하기 위한 최대우도 동기획득 방식의 성능을 분석한다. CDMA 복조기 출력의 통계적 특성에 기초하여 신호검출 성능을 주파수 선택성 레일라이 페이딩 채널에서 다중 $H_1$ 셀의 경우에 대해 이론적으로 분석한다. 복조기 출력으로 구성되는 판정 변수의 확률밀도 함수를 수신신호의 페이딩 특성을 고려하여 단일 및 이중 안테나 시스템의 경우에 대해 유도하고 후치 적분의 수. 페이딩 율 및 안테나 다이버시티에 따른 효과를 고려하여 성능을 분석한다.

• 한국통신학회논문지
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• 제31권9C호
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• pp.897-904
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• 2006

여러 입력 여러 출력 시스템은 주파수 효율이 높으며, 가장 비슷함 검파기를 쓸 때 성능이 가장 뛰어나다. 가장 비슷함 검파기는 송신 안테나와 별자리의 신호수가 많아지면 지수적으로 복잡해지므로, 성능은 가장 비슷함 검파기보다 떨어지지만 복잡하기는 덜한 영 만들기 검파기가 제안된 바 있다. 이 논문에서는 가장 비슷함 검파기보다 덜 복잡하고 영 만들기 검파기보다 성능이 나은 새로운 검파 기법을 제안한다. 제안한 기법은 신호대잡음비가 높을 때 더욱 효과적임을, 곧, 가장 비슷함 검파기보다 덜 복잡하고 성능은 거의 같음을, 보인다.

• 한국통신학회논문지
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• 제39A권4호
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• pp.180-187
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• 2014

본 논문에서는, 하향 다중 사용자 MIMO 환경에서 간섭 검출 및 제거를 하기위해 확장된 fixed-complexity sphere decoder (FSD) 알고리즘이 제안되었다. 제안된 알고리즘은, generalized sphere decoder (GSD) 알고리즘을 이용한 채널행렬 확장과 간섭신호와 요구신호를 고려한 채널행렬 순서화를 통해 FSD 알고리즘을 간섭신호 검출에 활용 가능하도록 확장 하였다. IEEE802.11ac의 통신모드 중 네 명의 다중 사용자에게 각각 702 Mbit/s 전송이 가능한 환경의 몬테카를로실험을 통해서, 제안된 알고리즘이 10% packet error rate기준으로 간섭제거 기능이 없는 maximum-likelihood 검출성능 대비 $E_b/N_0$가 약 3 dB 향상됨을 보여주었다.

• 한국통신학회논문지
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• 제27권10A호
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• pp.1000-1010
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• 2002

Partial response maximum likelihood (PRML)과 fixed-delay tree search with decision feedback (FDTS/DF)은 기록 재생 시스템에서 준최적 성능을 보이는 정보열 검출 기법 (sequence detection)으로 알려져 있다. 그러나, 정보열 검출 기법 고유의 metric 연산은 심각한 하드웨어 복잡도를 유발한다. 본 논문은 정보열 검출 기법의 복잡도 문제를 극복하기 위한 대안을 제시한다. 제안된 저 복잡도 기법들은 검출 과정에서 덧셈 및 곱셈의 수를 최소화하여 고속 프로세스 및 저 복잡도 하드웨어 구현에 적합하다. 결정 궤환 드화 깁버 (decision feedback equalization; DFE)을 결합하여 ${\tau}$=2 FDTS/DF와 동일한 성능을 보이며, 기록 밀도 S>5.6에서 PR(1111)ML의 성능을 능가함이 모의 실험을 통해 보여진다.