고차 변조 방식을 사용하는 MIMO 시스템을 위한 낮은 복잡도를 갖는 연판정 알고리즘

Abstract

최적 ML(Maximum Likelihood) 기법 및 sphere decoding(SD), QRM-MLD(QR decomposition with M-algorithm Maximum Likelihood Detection) 기반의 준 최적 검출 기법을 적용한 MIMO(Multiple-Input Multiple-Output) 시스템에서의 LLR(Log Likelihood Ratio) 계산은 변조 차수 및 송/수신 안테나의 수가 증가할수록 그 복잡도가 지수적으로 증가하여 구현 및 성능 면에서 큰 문제점을 야기한다. 본 논문에서는 고차 변조 방식 기반의 <TEX>$N_T{\times}N_R$</TEX> MIMO시스템 수신기의 QRM-MLD 기반 MIMO 검출기에서 연판정 시 아주 낮은 복잡도로 1dB 이내의 ML 검출 기법에 대한 오류 성능 접근도를 갖는 LLR 계산 방법을 제시하고, 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 여러 M 값에 대한 MIMO 시스템의 BER(Bit Error Rate) 결과를 도출하고 분석하여 제시된 방법의 유효성을 검증한다. In a log likelihood ratio(LLR) calculation of the detected symbol, multiple-input multiple-output(MIMO) system applying an optimal or suboptimal algorithm such as a maximum likelihood(ML) detection, sphere decoding(SD), and QR decomposition with M-algorithm Maximum Likelihood Detection(QRM-MLD) suffers from exponential complexity growth with number of spatial streams and modulation order. In this paper, we propose a LLR calculation method with very low complexity in the QRM-MLD based symbol detector for a high order modulation based <TEX>$N_T{\times}N_R$</TEX> MIMO system. It is able to approach bit error rate(BER) performance of full maximum likelihood detector to within 1 dB. We also analyze the BER performance through computer simulation to verify the validity of the proposed method.