• Journal of Communications and Networks
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• 제17권6호
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• pp.609-621
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• 2015

Recently, a variety of reduced complexity soft-in soft-output detection algorithms have been introduced for iterative detection and decoding (IDD) systems. However, it is still challenging to implement soft-in soft-output detectors for MIMO systems due to heavy burden in computational complexity. In this paper, we propose a soft detection algorithm for MIMO systems which performs close to the full dimensional joint detection, yet offers significant complexity reduction over the existing detectors. The proposed algorithm, referred to as soft-input soft-output successive group (SSG) detector, detects a subset of symbols (called a symbol group) successively using a deliberately designed preprocessing to suppress the inter-group interference. In fact, the proposed preprocessor mitigates the effect of the interfering symbol groups successively using a priori information of the undetected groups and a posteriori information of the detected groups. Simulation results on realistic MIMO systems demonstrate that the proposed SSG detector achieves considerable complexity reduction over the conventional approaches with negligible performance loss.

• 한국통신학회논문지
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• 제37권7A호
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• pp.535-544
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• 2012

무선통신시스템에서의 고용량 데이터 전송을 위해 MIMO 전송은 필수적인 기술의 하나로 자리매김하였다. 더불어 열악한 채널환경에서 요구되는 성능을 만족하기 위해서는 반드시 고효율 오류정정부호를 사용하여야하며, 반복적인 복호 기법을 사용하는 터보부호나 저밀도 패리티 검사부호 등이 그 예라고 할 수 있다. 이러한 오류정정 부호들의 우수한 성능은 반드시 MIMO 검출 단에서의 정확한 연판정 검출 값이 전제되어야 한다. 본 논문에서는 매우 적은 복잡도로 효과적으로 연판정 검출 값을 복호기에 전달 할 수 있는 방법으로써 채널 행렬의 QR 분해기법을 적용한 연판정 검출 기법을 제안한다. 본 논문에서 제안하는 방식은 먼저 연판정 MIMO 검출 단계를 두 단계로 나누어 복잡도를 획기적으로 감소시킬 수 있는 방법과 결합하였으며, 채널 행렬에 대하여 직접 역행렬을 구하는 방식에 비해서 안테나 수가 증가할수록 훨씬 더 적은 복잡도로 동일한 성능을 얻을 수 있다.

• 전자공학회논문지
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• 제50권8호
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• pp.61-66
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• 2013

본 논문에서는 채널부호화 다중 안테나 시스템에서 공간다중화 전송된 신호들을 효과적으로 복조하기 위한 저연산 연판정 복조 다중 안테나 반복검출 기법을 제시한다. 반복 검출기법의 경우 우수한 성능에도 불구하고 연산량의 복잡성으로 수신단에 높은 복잡도를 요청하게 된다. 이러한 복잡도 감소를 위해 차원감소 소프트 검출 기법 (DRSD)과 모든 순서 순차적 간섭 제거(AOSIC) 기법을 사용한다. 이 기법의 경우 기존 기법들에 비해 반복검출 기법의 연산량의 복잡성을 줄일 수 있으며 향상된 성능을 얻을 수 있다.

• 한국통신학회논문지
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• 제36권6A호
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• pp.577-586
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• 2011

현대 디지털 통신 시스템에서는 여러 가지 열화 조건을 극복하기 위하여 거의 모든 시스템에서 오류정정 부호를 사용하며, 최근에는 반복적인 복호 기법으로 우수한 복호 성능 도출이 가능한 터보부호나 저밀도 패리티 검사부호 등을 사용하는 시스템이 늘고 있는 추세이다. 특히 반복적인 복호 방법으로 성능을 향상 시키는 부호를 다중안테나 시스템에서 사용하기 위해서는 수신단에서 송선 신호를 검출할 때 연판정된 채널 이득값의 계산이 필수적으로 요구된다. 본 논문에서는 반복 복호 기법을 사용하는 다중안테나 시스템에서 효과적으로 연판정 값을 검출하는 방법에 대해 살펴보고, 여러 가지 MIMO 검출 방법에 대하여 그 유도 과정을 제시한다. 또한, 유도된 연판정 검출 방법에 대한 시뮬레이션 결과를 제시하여, 제안된 방식이 적은 복잡도로 우수한 성능을 얻을 수 있음을 보인다.

• 한국통신학회논문지
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• 제33권9C호
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• pp.734-742
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• 2008

무선통신 채널에서 높은 전송 속도를 가능하게 하는 공간다중화 MIMO 시스템에서 다중화된 신호를 검출하는 것은 어려운 작업이며, 최근 다양한 신호검출 기법들이 개발되었다. 다양한 신호검출기법 중 maximum likelihood detection with QR decomposition and M-algorithm (QRM-MLD), sphere decoding (SD), QOC, MOC와 같은 기법들은 maximum liklihood (ha)기법과 유사한 경판정 달성한다. 그러나 일반적으로 이러한 기법들은 soft output의 신뢰도가 저하되는 문제점을 가진다. 본 논문에서는 기존 신호검출기법들의 soft output 신뢰도를 향상시키는 기법을 제안한다. 모의실험을 통하여 기존의 기법들과 결합시 제안된 방법에 의해 개선된 성능을 얻을 수 있음을 보인다.

• 한국통신학회논문지
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• 제38C권11호
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• pp.1051-1059
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• 2013

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.

• 한국통신학회논문지
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• 제33권4A호
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• pp.394-402
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• 2008

본 논문에서는 공간다중화 방식을 사용하는 다중 안테나 시스템의 수신부를 위한 연판정 값 발생방식을 제안한다. 공간 다중화 MIMO 시스템의 수신기술의 복잡도는 일반적으로 생성하는 후보벡터의 수에 비례하여 증가한다. 모든 송신 가능한 벡터를 후보벡터로 하는 ML 신호검출 기법은 신뢰도가 높은 연판정 값을 발생하여 우수한 성능을 달성하나 연산복잡도가 매우 높다. 반면 적은 수의 후보벡터를 발생하여 낮은 복잡도를 갖는 검출기법은 연판정 값의 신뢰도가 저하되는 단점을 갖는다. 본 논문에서는 적은 수의 후보벡터만 가용할 때, 연판정 값의 신뢰도를 향상시키는 방법을 제안한다.

• 한국위성정보통신학회논문지
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• 제10권1호
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• pp.22-28
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• 2015

본 논문에서는 연판정 간섭 소거 최소 자승-오류(soft interference cancellation and minimum mean squared-error; SIC-MMSE) 방법을 이용한 새로운 에너지 효율적 다중안테나(multi-input multi-output; MIMO) 검출 기법을 소개한다. SIC-MMSE 방법의 가장 큰 계산 복잡도는 복소 행렬에 대하여 안테나 개수 만큼의 여러 번 역행렬 계산을 해야 하는데 있다. 본 논문에서는 행렬에 대한 테일러 시리즈 확장(Taylor series expansion) 기법을 이용하여 안테나 개수에 상관없이 단 한번의 역행렬 계산만을 필요로 하는 방법을 제안하며, 이와 같은 방법을 이용하여 계산의 복잡도를 감소시킬 수 있다. 본 논문에서 제안한 기법의 복잡도 감소 효과는 안테나 개수가 증가함에 따라 더 크게 나타난다. 본 논문에서 제시한 시뮬레이션 결과를 통하여 제안한 기법이 기존의 SIC-MMSE 기법에 비하여 더 적은 복잡도로 거의 동일한 성능을 도출할 수 있음을 알 수 있다.

• 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.

• 한국통신학회논문지
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• 제35권9C호
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• pp.771-777
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• 2010

본 논문은 공간다중화 multiple input multiple output (MIMO) 시스템을 위한 새로운 신호검출 기법인 QR-OSIC with Candidates (QOC) 기법을 제안한다. 제안하는 QOC 기법은 부분적인 successive interference cancellation (SIC) 알고리즘과 maximum likelihood (ML) metric 연산을 이용하여 많은 수의 후보 심볼 벡터 없이 최적 성능과 유사한 성능을 얻는다. 제안된 QOC 기법은 hard, soft decoding 시스템에서 모두 동일한 알고리즘으로 변경없이 사용할 수 있다. 특히, soft decoding 시스템을 위한 송신 신호의 모든 비트의 log likelihood ratio (LLR)을 기존 LLR estimation 알고리즘 없이 효율적으로 생성 가능하다. 제안된 신호검출 기법은 고정된 연산복잡도를 가지며 파이프라인 구조로도 구현이 가능하므로 VLSI 구현에 효율적인 특성을 보인다. $4{\times}4$ 16-QAM MIMO 시스템을 위한 신호검출 기법을 VLSI 구현을 통하여 비교한 결과 QOC 신호검출기가 K-Best 신호검출기에 비해 27% 크기를 가지면서 하드웨어 지연은 더욱 작은 것을 확인 할 수 있다.