The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences (한국통신학회논문지)

The Korean Institute of Commucations and Information Sciences (한국통신학회)
권호 표지

An Adaptive Decoding Algorithm Using the Differences Between Level Radii for MIMO Systems

다중 송수신 안테나 시스템에서 단계별 반경의 차이를 이용한 적응 복호화 알고리즘

  • 김상현 (가톨릭대학교 정보통신전자공학부 통신신호처리 연구실) ;
  • 박소령 (가톨릭대학교 정보통신전자공학부 통신신호처리 연구실)
  • Received : 2009.11.19
  • Accepted : 2010.06.21
  • Published : 2010.07.31
Download PDF
⟨ Previous Next ⟩

Abstract

In this paper, we propose an adaptive K-best algorithm in which the number K of candidates is changed according to the differences of level radii. We also compare the bit error performance and complexity of the proposed algorithm with those of several conventional K-best algorithms, where the complexity is defined as the total number of candidates of which partial Euclidean distances have to be calculated. The proposed algorithm adaptively decides K at each level by eliminating the symbols, whose differences of radii are larger than a threshold, from the set of candidates, and the maximum or average value of differences can be adopted as the threshold. The proposed decoding algorithm shows the better bit error performance and the lower complexity than a conventional K-best decoding algorithm with a constant K, and also has a similar bit error performance and the lower complexity than other adaptive K-best algorithms.

이 논문에서는 다중 송수신 안테나 시스템에서 탐색 단계별 반경들의 차이를 이용하여 후보 심볼수 K를 변화시키는 적응 복호화 알고리즘을 제안하고, 기존의 복호화 알고리즘과 비트 오류율 및 평균 연산량 측면에서의 성능을 비교한다. 제안한 알고리즘은 반경의 차이가 기준값보다 큰 심볼은 후보에서 제외하는 방법으로 단계마다 적응적으로 다른 K를 사용하며, 기준값으로는 단계별 반경 차이들의 최대값과 평균값으로 적용한다. 제안한 복호화 알고리즘은 K를 고정한 K-best 알고리즘에 비해 오차 전달 현상에 의한 비트 오류율 성능 저하를 줄이고 복잡도면에서 좀 더 효율적인 성능을 보이며, 기존의 적응 K-best 알고리즘과 비교하면 비슷한 비트 오류율 성능을 보이면서 평균 복잡도를 줄일 수 있음을 모의실험으로 보인다.

Keywords

References

  1. M. Jankiraman, Space-Time codes and MIMO systems, Artech House, 2004.
  2. A. Goldsmith, S. A. Jafar, N. Jindal, and S. Vishwanath, "Capacity limits of MIMO channels," IEEE J. Sel. Ar. Comm., Vol.21, pp.684-702, June 2003. https://doi.org/10.1109/JSAC.2003.810294
  3. R. Verma, S. Mahajan, and V. Rohila, "Classification of MIMO channel models," Proc. IEEE Int. Conf. Networks (ICON), pp.1-4, Dec. 2008.
  4. W. Fan, A. Ghosh, C. Sankaran, P. Fleming, F. Hsieh, and S. Benes, "Mobile WIMAX systems: performance and evolution," IEEE J. Comm. Mag., Vol.46, pp.41-49, Oct. 2008. https://doi.org/10.1109/MCOM.2008.4644118
  5. A. Paulraj, R. Nabar, and D. Gore, Introduction to Space-Time Wireless Communications, 1st Ed., Cambridge Univ. Press, 2003.
  6. J. Jalden, B. Ottersten, G. D. Golden, and R. A. Valenzuela, "An exponential lower bound on the expected complexity of sphere decoding," Proc. IEEE Int. Conf. Acoust. Sp. Sig. Process. (ICASSP), pp.393-396, May 2004.
  7. K. W. Wong, "Reduced-complexity architectures of symbol detection algorithms in MIMO channel," Master Thesis, The Hong Kong University of Science and Technology, Aug. 2001.
  8. K. W. Wong, C. Y. Tsui, R. S. Kwai Cheng, and W. H. Mow, "A VLSI architecture of a K-best lattice decoding algorithm for MIMO channels," Proc. Pers. Indoor and Mobile Radio Comm. (PIMRC), Feb. 2002.
  9. A. M. Chan and I. Lee, "A new reduced-complexity sphere decoder for multiple antenna systems," Proc. IEEE Int. Conf. Comm. (ICC), pp.460-464, Apr. 2002.
  10. 이성호, 신명철, 서정태, 이충용, "다중 송수신 안테나 시스템 기반에서 오차 전달을 고려한 효율적인 K-best 복호화 알고리듬," 전자공학회논문지 (TC), 42권 7호, pp.71-78, 2005년 7월
  11. 김종욱, 강지원, 이충용, "다중 송수신 안테나 시스템에서 적응 K-best 검출 알고리즘," 전자공학회논문지 (TC), 43권 10호, pp.1-7, 2006년 10월.