MIMO Channel Modeling Using Concept of Path Morphology

The use of high frequency band, broad band and MIMO antenna is expected in the next generation mobile communication system. By the rapid increase of demand for wireless communications and the explosive increase of the mobile communication services, researches for optimization of next-generation mobile communication system are required. In the existing MIMO channel models, propagation-environments are commonly classified into urban, suburban, rural area, etc. However such approaches can have drawbacks in that many different morphologies may exist even in the urban area, for example. In this paper, we introduced path morphology concept, and proposed the method of morphology classification considering the building height, density, etc. Delay spread(DS), angular spread(AS) of AoD and AoA analyzed for each environment using the ray tracing technique. Based on the analysis, a MIMO channel model appropriate in domestic environment was suggested.

Path Morphology 개념을 이용한 MIMO 채널 모델링

차세대 이동 통신 시스템에서는 높은 주파수 대역, 광대역, 다중 안테나(MIMO antenna)의 사용이 예상된다. 또한 무선 통신의 급격한 수요와 이동 통신 서비스의 폭발적인 증가로 인해 차세대 이동 통신 시스템의 최적화를 위한 검증 모델 개발 연구가 필요하다. 기존 MIMO 채널 모델의 경우 도심, 부도심, 시골, 개활지 등으로 포괄적으로 전파 환경을 분류하여 연구를 수행하였으나, 이러한 접근 방법은 예를 들어 도심 환경 내에서도 다양한 morphology가 존재할 수 있기 때문에 모델링 정확도 측면에서 취약성을 가질 수 있다. 본 논문에서는 path morphology 개념을 도입하여 전파 환경을 송 수신기 사이의 건물의 높이, 밀집도 등을 고려하여 세부적으로 분류하는 방법을 제안하였다. 광선 추적(ray tracing) 기법을 이용하여 각 환경별 delay spread(DS), AoD와 AoA의 angular spread(AS)를 분석하고, 이를 바탕으로 국내 환경에 적합한 MIMO 채널 모델을 제시하였다.