부호화된 MIMO 시스템에서 QR 분해를 이용한 효율적인 연판정 검출

Abstract

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. Multi-Input Multi-Output (MIMO) transmission is now considered as one of essential techniques enabling high rate data transmissions in wireless communication systems. In addition, severe channel impairments in wireless systems should be compensated by using highly efficient forward error correction (FEC) codes. Turbo codes or low density parity check (LDPC) codes, using iterative decoding with soft decision detection information (SDDI), are the most common examples. The excellent performance of these codes should be conditioned on accurate estimation of SDDI from the MIMO detection process. In this paper, we propose a soft MIMO detection scheme using QR decomposition of channel matrices as an efficient means to provide accurate SDDI to the iterative decoder. The proposed method employed a two sequential soft MIMO detection process in order to reduce computational complexity. Compared to the soft ZF method calculating the direct inverse of the channel matrix, the complexity of the proposed method can be further reduced as the number of antennas is increased, without any performance degradation.