:: MIMO CHANNEL AND IT'S APPLICATIONS (performed in 2005) ::
 

 

MIMO IR Measured Data : 경기도 부천 상동에서 측정한 채널 임펄스 응답(impulse response)의 시간축의 샘플(sample)을 시간축으로 그린것이다.

included in, Report on 2.3 GHz MIMO measurement campaign, July 2005.

 

 왼쪽 그림은 Geometric model, Reference model, Stochastic SOS simulation model, Deterministic SOS simulation model, Simulation of sample function 간의 관계와 Paremeter computation 간의 관계를 도식적으로 보여주는 그림이다.

included in, Report on how to construct MIMO channel models, Dec. 2005.

 

 MIMO Channel Capacity: 필드 측정 결과를 통해 안테나 사용 개수에 따른 채널 용량을 셀 환경(outdoor suburban, outdoor urban, outdoor to indoor, indoor)에 따라 계산하였다. 왼쪽의 그림은 Indoor Hallway환경으로 분류한 한양대 4공학관 4층 복도에서의 MIMO 채널 용량을 나타낸 그래프이다.

included in, Report on MIMO channel capacities, Nov. 2005.

 

MIMO Relay CINR Profile: WiBro 환경에서 기지국과 MIMO 중계기의 위치, 빔 방향, 파워크기, 인터피어런스 정도 등 기지국에 가해지는 개략적인 환경을 조정함으로써 해당 기지국의 영역에서 기대 할 수 있는 MIMO Relay CINR을 산출 하는 그림이다.

included in, Report on applications of MIMO relays for WiBro systems, Oct. 2005.

 

스캐터들이N_t 개의 안테나를 가진 송신기인 BS와 N_r개의 안테나를 가진 수신기인 MS를 포함한 타원형으로 둘러 쌓고 있는 것을 가정한 elliptical MIMO 모델을 보여주는 그림이며, 시뮬레이션모델의 파라미터 AoAAoDLpNM을 이용하여 최적화하였다.

included in, A wideband MIMO channel simulation model based on the geometrical elliptical scattering model, Dec. 2005.

 

MIMO cooperative mobile-to-mobile 채널의 시뮬레이션 모델에서 LpNM을 사용하여 최적화 시킨 상관관계 함수를 보여주는 그래프이다.

included in, A novel simulation model for cooperative mobile-to-mobile communication channels, Dec. 2005.

 

2.35GHz의 주파수로 7종류의 지역에서 측정을 하였다. 지역은 3가지의 유사한 환경으로 나뉜다(flat rural, suburban cell, urban high-rise cell). 측정된 결과로부터 WiBro MIMO 시스템의 성능 해석을 위한 컴퓨터 시뮬레이션에 사용될 있는 tapped delay line 모델을 제안하였다. 왼쪽 그래프는 측정결과의 예로 경기도 판교의 페이딩 인벨롭 CDF delay 관한 것이다.

included in, Outdoor radio channel measurements at 2.35 GHz for WiBro systems, Sep. 2005.

 

주파수 비 선택적 레일리 페이딩 채널을 참조모델로 할 때 이는 sum-of-sinusoid로 표현할 수 있으며 이를 통해 ACF(자기상관관계 함수, Autocorrelation function)을 구할 수 있다. 이때 결정적 시뮬레이션 모델을 만들기 위한 파라미터 결정 방법으로 L2-norm로 하였으며, sinusoid수의 증가에 따른 에러는 왼쪽의 그림과 같다.

included in, A new design concept for high performance fading channel simulators using set partitioning, Sep. 2005. (received Best Paper Award)

 

송수신 단이 모두 움직이는 것으로 가정된 MIMO geometrical two-ring 스캐터링 모델로서 송∙수신단이 모두 무한개의 스캐터들로 둘러 쌓여 있다는 가정으로부터 참조모델의 각 링크의 복소 채널 이득을 구한다.

included in, A MIMO mobile-to-mobile channel model: part I - the reference model, Sep. 2005.

 

MIMO mobile-to-mobile 채널 참조모델로부터 확률적 시뮬레이션 모델과 결정적 시뮬레이션 모델의 복소 채널 이득과 공간-시간의 CCF를 구할 수 있다. 왼쪽 그림은 extended MEDS을 이용한 파라미터로 구한 송신기 상관관계 그래프이다.

included in, A MIMO mobile-to-mobile channel model: part II - the simulation model, Sep. 2005.

 

Geometrical two-ring모델에서 중계기를 이용함으로 협력(coopative) 다이버시티를 얻을 수 있는 모델(Cooperative two-ring 모델)이다. 송,수신기가 각각 같은 거리에 위치한 무한개의 스캐터들로 둘러싸여 있으며 각각 이동하고 있다는 가정을 바탕으로 참조모델의 복소 채널 이득과 공간-시간적 CCF를 구한다.

included in, A mobile-to-mobile channel model for user cooperation with a single antenna, July 2005.

 

유저의 수에 따른 각 전송방식의 용량의 그래프로 user수가 증가함에 따라 용량이 증가하며(multiuser diversity), AS(antenna selection)를 같이 사용하였을 때 가장 좋은 성능을 보이고, BL(I)(V-BLAST)를 같이 사용하였을 때도 좋은 성능을 보이지만, MIMO 시스템에서 공간적 다이버시티의 성능은 피드백 에러률 p가 클 수록 나빠진다.

included in, Comparison of system capacity in combining transmit diversity and multiuser diversity, July 2005.

 

MIMO OSTBC 기술은 최대의 공간 다이버시티 이득을 제공하고, 간단한 ML 디코딩 방식을 이용할 수 있다. 여기서 최대의 공간 다이버시티 이득은 최대 전송 코드율의 제한으로 부터 얻어진다. 최근 연구 논문에서는 송신 안테나 3개 이상인 경우에 복소수 기반의 OSTBC의 최대 전송 코드율이 3/4임을 증명하고 있다. 본 연구에서는 이러한 제한을 극복하기 위해서 송신 안테나 3개 이상일 때 최대 전송 코드율 1을 갖는 실수 기반의 OSTBC를 전송 코드율을 2로 증가시키는 획기적인 방법을 소개한다.

included in, Real OSTBCs with M-ary PAM for high-speed data transmission in spatially correlated MIMO channels, July 2005.

 

협력 중계 방식은 최초의 송신 단말기와 최종의 수신 단말기간의 통신에서 그것들 사이의 여러 단말기들을 이용하여 신호의 감쇄를 막는 기술이다. 대표적인 협력 중계 방식으로는 "증폭후 전달"방식과 "디코딩후 전달"방식이 있다. 본 연구에서는 MIMO 시스템에서 OSTBC 전송을 가정하여 이 두 가지 중계 협력 방식에 대한 수신 SNR의 확률 밀도 함수와 모멘트 생성 함수를 유도하고, 이것으로부터 정확한 BER 식을 도출한다.또한, 시뮬레이션 결과를 통해 BER 식의 수치결과를 검증하고 공간 다이버시티 차수에 따른 SNR 이득을 알아 본다.

included in, Exact end-to-end BER analysis for dual-hop OSTBC transmissions over Rayleigh fading channels, Dec. 2005.

 

왼쪽의 그림은 레일레이 MIMO 채널에서 전송률 7/11의 일반화된 OSTBC에 대하여 균등한 전력 할당과 평균 BER을 최소화하는 최적의 전력 할당을 각각 적용할 때 안테나간 상관 계수에 따른 평균 BER 성능을 보여준다.

included in, Optimization of generalized orthogonal STBCs, Feb. 2005.
 

왼쪽의 그림은 라이시안 MISO 채널에서 다중 이용자를 고려할 때 제안된 오퍼튜너스틱 빔포밍과 기존의 빔포밍 방식을 송신 안테나 수의 증가에 따른 정규화된 총 throughput의 변화를 통해서 비교하고 있다.

included in, Improved opportunistic beamforming in Rician channels, Feb. 2005.
 

송신 안테나를 개의 그룹으로 나눈 , 그룹간 서로 다른 OSTBC 할당하는 vr-STBC 기법은, 멀티미디어 통신에서 요구되는, 서로 다른 데이터 종류간 상이한 전송률과 비트 에러율(UEP :Unequal Error Protection) 지원할 있다. 연구는 다중 사용자에게 UEP 지원하기 위한 vrST-OFDMA 기법을 제안한다. 또한 평균 에러율을 최소화 하기 위하여 최적화된 송신파워 할당방법을 제안한다.

included in, Variable-rate space-time block coded OFDMA in M-ary QAM systems, Sep. 2005.

 

왼쪽 그림에서는 다수의 송수신 안테나를 가진 중계기가 수신 신호를 빔포밍 기법을 이용하여 재전송하는 협력 중계 방식을 제안하였으며, 이에 대한 수신 SNR의 확률 밀도 함수와 모멘트 생성 함수를 도출함으로써 정확한 BER식을 도출하였다.

included in, Link level performance of WiBro MIMO systems, Aug. 2005.

 

왼쪽의 그림은, MIMO 시스템에서 D-BLAST를 기반으로 한 STBC의 조합을 코딩방법으로 사용하는 Diagonal vr-STBC의 한 예를 나타낸다. 멀티미디어 서비스가 요구하는 상이한 에러율(UEP)과 서로 다른 전송률을 지원하기 위하여 제안된 종래 방식의 vr-STBC는, V-BLAST의 구조를 가지므로,  STBC로 인코딩 되지 않는 데이터 스트림의 경우 송신 다이버시티 이득을 얻을 수 없었다. 종래 방식의  vr-STBC의 장점을 유지하면서도, full diversity 이득을 얻기 위하여  Diagonal vr-STBC를 제안한다.

included in, Diagonal variable rate space-time block codes, Feb. 2005
 

WiBro MIMO LLS: TTA 휴대인터넷 표준안 PHY 규격의 기본특성 분석 및 요소기술 성능 검증과 링크레벨 성능을 검증 한다. 하향링크와 상향링크에 대한 WiBro MIMO LLS의 구조와 기능을 설명하고, 부호화율에 대하여 PER및 BER 성능을 평가한다. 이 링크레벨 성능 평가에는 채널 모델로 SCM을 이용한다.

included in, Link level performance of WiBro MIMO systems, Aug. 2005.

 

WiBro MIMO SLS: TTA 휴대인터넷 표준안에 따라 기본 특성을 만족하며 시스템레벨 성능을 검증 한다. VOIP, HTTP, WAP, FTP, VOD 유형을 모델링한 트래픽이 발생하며 고려된 부채널 모드와 트래픽 유형에 따른 적합한 스케줄링 알고리즘을 적용한다. 섹터별, 유저별, 부채널별, 트래픽 유형 별 성능(Throughput&Fairness) 과 에러율, 데이터 지연 등이 결과로 산출된다.

included in, System level performance of WiBro MIMO systems, Aug. 2005.

 

IEEE 802.20과 MIMO 환경에서 DS-DSDSCH, DN-DSDSCH, LN-DSDSCH, LS-DSDSCH 타입의 채널에 따라 알맞는 스케줄링 알고리즘을 적용하여 OFDMA 자원을 할당하는 시스템 레벨 시뮬레이션의 결과이다. Throughput 과 Fairness를 비교하는 그림이다.

included in, System level performance of 802.20 proposals, Dec. 2005.