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초록
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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.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

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 r...

주제어

AI 본문요약
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제안 방법

  • Compared to the conventional LSD schemes, our method reduces the computational complexity about 10-30% during the candidate search process with the same BER performance. In addition, by adopting a suitable soft bit allocation method for the reduced search LSD for iterative MIMO system, the proposed scheme shows approximating performance to the ML scheme with much less complexity. In the simulation results investigated in this paper, a 2×2 16-QAM scheme shows about 16 times of complexity reduction with about 0.
  • In this paper, in order to solve the above problem of the conventional LSD based MIMO detection scheme, we propose a new sub-optimal iterative MIMO detection scheme. We propose a new radius initialization and update strategies to reduce the complexity and to improve the efficiency of search process compared to the conventional LSD scheme.
  • The number of iterations, Id and Im are set to 4 and 2, respectively. Our proposed method produces the same BER performance as the conventional LSD schemes with complexity reduction for searching the candidates. Comparing to the full search ML method, the proposed LSD scheme for 4×4 iterative MIMO detection achieves about 32 times of complexity reduction with about 1.
  • The performance of the proposed method was evaluated using a MIMO system over a Rayleigh fading channel. The 3GPP defined turbo code with information block size of 378 bits and the code rate of 1/3 was used, and the constraint length of each recursive systematic convolutional (RSC) component code was 4.

이론/모형

  • The 3GPP defined turbo code with information block size of 378 bits and the code rate of 1/3 was used, and the constraint length of each recursive systematic convolutional (RSC) component code was 4. Turbo decoder was employed with 16-QAM modulation scheme.
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참고문헌 (8)

  1. C. Berrou and A. Glavieux,. "Near optimum error correcting coding and decoding: turbo-codes," IEEE Trans. Commun., vol. 44, no. 10, pp. 1261-1271, Oct. 1996. 

  2. B. M. Hochwald and S. Ten Brink, "Achieving near capacity on a multiple antenna channel," IEEE Trans. Commun., vol. 51, no. 3, pp. 389-399, Mar. 2003. 

  3. J. G. Foshini, "Layered space-time architecture for wireless communication in a fading environment when using multi element antennas," Bell labs Tech. J., vol. 2, pp. 41-59, Autumn 1996. 

  4. W. Ping and T. Le-Ngoc. "A list sphere decoding algorithm with improved radius setting strategies," J. Wireless Personal Commun., vol. 61, no. 1, pp. 189-200, Nov. 2011. 

  5. J. Lee, B. Shim, and I. kang. "Soft-input soft-output list sphere detection with a probabilistic radius tightening," IEEE Trans. Wireless Commun., vol. 11, no. 8, pp. 2848-2857, Aug. 2012. 

  6. S. Ahmed and S. Kim, "Complexity reduced LSD scheme for joint iterative MIMO detection," in Proc. KICS Summer Conf. 2013, pp. 1082-1083, Jeju Island, Korea, June 2013. 

  7. Y. L. C. de Jong and T. J. Willink, "Iterative tree search detection for MIMO wireless systems," in Proc. IEEE VTC, vol. 2, pp. 1041-1045, Vancouver, Canada, Sep. 2002. 

  8. C. Studer, A. Burg, and H. Bolcskei, "Soft-output sphere decoding: Algorithms and VLSI implementation," IEEE J. Select. Areas Commun., vol. 26, no. 2, pp. 290-300, Feb. 2008. 

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