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[국내논문] 검출 복잡도를 감소 시키는 Depth-first branch and bound 알고리즘 기반 디코더
Depth-first branch-and-bound-based decoder with low complexity 원문보기

한국해양정보통신학회논문지 = The journal of the Korea Institute of Maritime Information & Communication Sciences, v.13 no.12, 2009년, pp.2525 - 2532  

이은주 (한국과학기술원) ,  (한국과학기술원) ,  윤기완 (한국과학기술원)

초록
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본 논문에서는 uncoded V-BLAST(Vertical Bell Laboratories Layered Space Time) 시스템에서 PSK 신호들을 joint-detection하기 위한 fast sphere decoder를 제안한다. 이른바 PSD라 불리는 제안된 디코더는 예비처리단계와 검색단계로 구성된다. PSD의 검색단계에서는 depth-first branch and bound 알고리즘을 통해 검출 후보가 되는 신호원들의 최상우선순위(best-first order)를 정하고 이 순위에 따라 신호를 검출하게 된다. 이 때 제안된 디코더는 최상우선순위(best-first order)를 정하는데 있어 계산복잡성을 줄이는 새로운 방법을 제안한다. 시뮬레이션 결과는 PSD에 의해 시스템의 복잡성은 줄이면서 시스템 성능은 ML과 동일하게 유지할 수 있음을 보여준다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this paper, a fast sphere decoder is proposed for the joint detection of phase-shift keying (PSK) signals in uncoded Vertical Bell Laboratories Layered Space Time (V-BLAST) systems. The proposed decoder, PSD, consists of preprocessing stage and search stage. The search stage of PSD relies on the ...

Keyword

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 논문에서는, V-BLAST시스템에서 PSK신호들의 검출을 위한 fast sphere decoder를 제안한다. 이른바 PSD라 명명된 제안된 디코더는 예비처리 단계와 검색 단계로 구성되며, PSD의 검색단계는 Pham SD와 같이 depth-first BB 알고리즘에 기반하여 설계되어 진다.
  • 이해를 돕기 위해 우선 Pham SD [9]가 어떻게 동작하는지를 간략히 보기로 한다.

가설 설정

  • 1. PSD는 cos-1 수행하는 계산을 제거한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
Pham SD의 핵심 아이디어는 무엇입니까? [8]에서 소개된 complex SD의 복잡성을 감소시킨 형태의 complex SD를 Pham SD라 하며, 이는 [9]에서 제안되었다. Pham SD의 핵심 아이디어는 depth-first branch-and-bound 알고리즘을 사용한다는 것이다[10]. Pham SD에 있어서, 각 layer에 놓인 잠재 후보들은 [8]에서 제안된 최초의 아이디어에 기초하여 결정된다.
PSD는 Pham SD와 근본적으로 어떠한 점이 다릅니까? 1. PSD는 cos-1 수행하는 계산을 제거한다. 2. PSD는 모든 distance metrics를 명확히 계산하는 대신 더 간단한 방법으로 distance metrics의 순차배열을 수행한다.
BFML검출방식이 실용적이지 못한 이유는 무엇입니까? MIMO 기술 중 하나로 알려진 V-BLAST(Bell Labs Layered Space Time) 기법은 MIMO시스템 수신단의 ML (maximum-likelihood) 디코더가 최적의 시스템 성능을 얻을 수 있도록 한다. 그러나 BFML (bruteforce ML) 검출방식은 전송 안테나 개수에 따라 기하급수적으로 복잡성이 증가하기 때문에 실용적인 접근 방법이라 할 수 없다.
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참고문헌 (11)

  1. E. Viterbo and J. Boutros, 'A universal lattice code decoder for fading channels', IEEE Trans. Inform. Theory, vol. 45, pp. 1639-1642, July 1999 

  2. M.O. Damen, A. Chkeif, and J. Belfiore, 'Lattice code decoder for space-time codes', IEEE Commun. Lett., vol. 4, pp. 161-163, May 2000 

  3. E. Agrell, T. Eriksson, A. Vardy, and K. Zeger, 'Closest point search in lattices', IEEE Trans. Inform. Theory, vol. 48, no. 8, pp. 2201-2214, Aug. 2002 

  4. M.O. Damen, H.E. Gamal, and G. Caire, "On maximum-likelihood detection and the search for the closest lattice point", IEEE Trans. Inform. Theory, vol. 49, no. 10, Oct. 2003 

  5. B. Hassibi and H. Vikalo, 'On the sphere-decoding algorithm I. Expected complexity', IEEE Trans. Signal Processing, vol. 53, no. 8, pp. 2806-2818, Aug. 2005 

  6. A.M. Chan and I. Lee, 'A new reduced-complexity sphere decoder for multiple antenna systems', in Proc. IEEE Int. Conf. Commun., vol. 1, pp. 460-464, May 2002 

  7. T. Cui and C. Tellambura, 'Joint channel estimation and data detection for OFDMsystems via sphere decoding', In IEEE Proc. Globecom'04, vol. 6, pp. 3656-3660, Dec. 2004 

  8. B.M. Hochwald and S.T. Brink, 'Achieving nearcapacity on a multiple-antenna channel', IEEE Trans. Commun., vol. 51, no. 3, Mar. 2003 

  9. D. Pham, K.R. Pattipati, P.K. Willett, and J. Luo, 'An improved complex sphere decoder for V-BLAST systems', IEEE Signal Process. Letter, vol. 11, no. 9, pp. 748-751, Sep. 2004 

  10. J. Luo, K. Pattipati, P. Willett, and L. Brunel, 'Branchand-bound-based fast optimal algorithm for multiuser detection in synchronous CDMA', in Proc. IEEE Int. Conf. Commun., vol. 5, pp. 3336-3340, May 2003 

  11. D. Wubben, R. Bohnke, J. Rinas, V. Kuhn, and K. D. Kammeyer, 'Effcient algorithm for decoding layered space-time codes', IEEE Electronics Letters, vol. 37, no.22, pp. 1348-1350, Oct. 2001 

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