• 한국통신학회논문지
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• 제39A권2호
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• pp.69-76
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• 2014

MIMO 시스템은 통신 시스템의 채널 용량을 증가시키기 위해서 다양한 분야에서 사용된다. 그러나 이러한 통신 시스템은 다수의 RF 단을 필요로 하기 때문에 안테나 소형화에 문제가 있다. 게다가 다수의 RF 단으로 인하여 아날로그 회로에서의 전력 소모가 증가하고, RF 단의 간섭으로 인하여 통신 효율이 심각하게 저하된다. 이러한 이유 때문에 단일 RF 단을 가지면서도 MIMO 통신이 가능한 BS-MIMO 통신 방식이 제안되었다. BS-MIMO 시스템은 기본적으로 ESPAR 안테나를 사용한다. 기존의 ESPAR 안테나는 5-element 구조를 가지고 있으며, $3{\times}3$ MIMO 전송 까지만 가능하다. 그러므로 MIMO 차원을 확장시키기 위해서는 ESPAR 안테나의 구조 확장이 필수적이다. 본 논문에서는 단일 원 형태의 ESPAR 안테나의 구조 확장을 통해서 BS-MIMO 의 차원을 기존 MIMO 기술처럼 증가시킬 수 있음을 보였다. 설계의 예로써, 13-ESPAR 안테나를 사용하면 $7{\times}7$ BS-MIMO 전송이 가능함을 보였다. 또한 기생 배열안테나의 수가 2개씩 증가할수록 전송 가능한 MIMO 차원이 일씩 증가한다.

• 한국통신학회논문지
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• 제38A권12호
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• pp.1061-1068
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• 2013

본 논문에서는 ESPAR(Electronically Steerable Parasitic Array Radiator) 안테나를 이용한 $M{\times}M$ BS-MIMO(beam space multiple input multiple output) 시스템을 제안한다. 기존 MIMO 시스템은 전송 데이터 신호를 다수의 안테나에 맵핑시켜 전송하기 때문에 다수의 RF 체인이 필요한 문제점이 있다. 다수의 RF 체인은 하드웨어의 비용을 및 RF 회로의 전력 소모를 증가 시킨다. 또한, 휴대폰과 같이 공간적인 제약이 큰 모바일 장비에서 MIMO 시스템을 사용하기 어렵다. 이러한 문제를 해결하기 위해서 단일 RF 체인을 가지는 ESPAR 안테나를 사용하여 빔 공간에서 신호를 맵핑시키는 BS-MIMO 시스템이 제안되었다. 본 논문에서는 BS-MIMO 시스템 기법에 대해서 설명하고 이를 확장한 $M{\times}M$ BS-MIMO 전송 기법의 설계 및 성능을 분석한다. 컴퓨터 모의실험을 통한 성능 확인 결과 제안된 BS-MIMO 전송기법은 기존 MIMO 기법과 비교하여 거의 동일한 수신 BER 성능을 얻는다. 따라서 다수의 RF 체인을 가지는 기존 MIMO 시스템과 비교하여 BS-MIMO 시스템은 단일 RF 체인을 가지고 MIMO 전송이 가능하며, 이로 인해서 하드웨어 비용 및 RF 회로의 전력 소모를 획기적으로 줄일 것으로 예상된다.

• 한국통신학회논문지
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• 제40권11호
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• pp.2121-2130
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• 2015

본 논문에서는 단일 RF 단을 사용하여 다중 스트림을 전송할 수 있는 LM-MIMO (load-modulation multiple-input multiple-output) 시스템에 대하여 알아보고, 이 시스템에서 사용하는 부하변조 (load modulation) 방법이 고차 m-PSK (phase shift keying) 심볼이나 고차 m-QAM (quadrature amplitude modulation) 심볼을 효과적으로 생성할 수 있는지 확인한다. 그리고 부하변조를 사용하는 LM-MIMO 시스템의 성능을 평가한다. LM-MIMO 시스템은 안테나가 확장되어도 단일 RF 단만을 요구하기 때문에 저복잡도, 저전력의 시스템 구성을 할 수 있다. 시뮬레이션의 결과를 살펴보면, T 모델 (model)을 사용하는 부하변조는 고차 m-PSK 변조와 고차 m-QAM 변조를 효과적으로 지원할 수 있다. 또한 부하변조를 사용하는 LM-MIMO 시스템이 기존의 이상적인 m-PSK나 m-QAM 변조를 사용하는 MIMO 시스템과 유사한 성능을 낼 수 있음을 확인하였다. 또한 $4{\times}4$ LM-MIMO 시스템이 기존의 $4{\times}4$ MIMO 시스템과 유사한 성능을 내는 것을 확인하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제38A권8호
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• pp.712-723
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• 2013

근래 전 세계적으로 스마트 폰의 수요가 급증하면서 기존의 3G 표준에 비해 높은 데이터 전송률을 제공하는 long term evolution (LTE) 서비스가 활발히 보급되고 있다. 특히, 이동통신 강국인 우리나라는 LTE의 최신 릴리즈인 LTE-Advanced (LTE-A) 서비스를 최근 시작하였다. 높은 데이터 전송률을 얻기 위한 LTE와 LTE-A 시스템의 핵심기술로 다중입출력 안테나 (multiple-input-multiple-output; MIMO)기술을 들 수 있다. MIMO 기술은 주파수와 전력의 증가 없이 안테나 수에 비례하는 채널용량을 얻을 수 있는 장점으로 큰 주목을 받아왔으며 다양한 측면에서 진화 발전이 이루어지고 있다. 본 논문에서는 단일사용자 MIMO에서 다중사용자 MIMO, 그리고 최근 주목받고 있는 대용량 MIMO까지 MIMO기술의 이론적 배경 및 시스템을 구현하기 위해 필요한 고려사항들을 살펴본다.

• 한국통신학회논문지
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• 제39A권2호
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• pp.77-85
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• 2014

최근 대용량, 초고속 통신 서비스의 비중이 높아짐에 따라 배열 안테나를 사용하는 MIMO(Multi-Input Multi-Output) 시스템의 활용이 중요하게 평가되고 있다. 하지만 기존의 MIMO 시스템은 다수의 안테나를 사용하기 때문에 안테나의 개수만큼 RF(Radio Frequency) 체인이 요구되며, 이로 인해 복잡도와 전력 소모가 크다는 단점을 가진다. 이러한 기존 MIMO 시스템의 단점을 해결하기 위해서 단일 능동 소자와 다수의 기생 소자를 이용하는 방식의 ESPAR(Electronically Steerable Parasitic Array Radiator) 안테나를 사용하는 빔 공간 MIMO 시스템에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. ESPAR 안테나를 사용하는 빔 공간 MIMO 시스템은 단일 RF 체인으로 구성되어 있기 때문에 기존 MIMO 시스템의 단점을 해결할 수 있다. 본 논문에서는 시스템의 보안성을 향상시키기 위해 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying) 변조 방식의 ESPAR 안테나를 사용하는 빔 공간 MIMO 시스템에 비예측성, 비주기성, 구현의 용이성, 민감한 초기조건 등의 특징을 가지고 있는 카오스 통신 알고리즘을 적용하여 QPSK 변조 방식의 ESPAR 안테나를 사용하는 카오스 빔 공간 MIMO 시스템을 구성하고 성능을 평가한다.

• 한국통신학회논문지
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• 제38A권10호
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• pp.885-892
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• 2013

최근 기존의 배열 안테나를 사용하는 MIMO(multi-input multi-output) 시스템의 단점을 극복하기 위하여 1개의 능동 소자와 주변의 기생 소자를 이용하는 ESPAR(electronically steerable parasitic array radiator) 안테나에 대한 연구가 이루어지고 있다. 이 안테나의 가장 큰 장점은 단지 1개의 RF(radio frequency) chain만을 사용하는 것이다. 단일 RF chain을 사용하기 때문에 하드웨어 복잡도가 높지 않다. ESPAR 안테나를 사용하는 빔 공간 MIMO 시스템의 경우 각각의 직교 기저 패턴에 심볼을 맵핑하여 송신한다. 본 논문에서는 저 복잡도, 저 전력의 MIMO 시스템을 위해 단일 RF chain을 사용하는 ESPAR 안테나를 이용하여 시스템을 구성하고 각각의 위상 편이 변조에 따른 성능을 분석한다. 빔 공간 MIMO 시스템은 기존의 MIMO 시스템과 유사한 성능을 낸다. BPSK(binary phase shift keying), QPSK(quadrature phase shift keying), 8PSK, 16PSK, 32PSK의 고차 변조에 대한 시스템 성능을 분석한 결과, 빔 공간 MIMO 시스템이 저 복잡도와 저 전력소비로 기존 신호 도메인의 MIMO 시스템과 유사한 성능 특성을 가지는 것을 확인하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제19권3호
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• pp.507-513
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• 2015

본 논문은 최대 32개의 송수신 안테나를 사용하는 준직교 공간시간 블록부호 (QOSTBC) 를 적용한 대규모 MIMO 시스템을 제안한다. QOSTBC 는 전송율 및 복호 복잡성에 있어서 장점을 가지고 있으며 2개 이상의 송수신 안테나를 적용한 MIMO 시스템에서는 중요한 전송다이버시티 기술이다. 대규모 MIMO 는 매우 많은 송수신 안테나를 적용한 MIMO 시스템이며 최소한 15개 이상의 안테나를 적용하여야 한다. 본 논문은 다양한 안테나 구성 ($2{\times}2$, $4{\times}4$, $8{\times}8$, $16{\times}16$, $32{\times}32$) 으로 QOSTBC를 적용한 대규모 MIMO를 제안하며 BPSK 변조를 적용하여 성능을 분석하였다. 기존 대규모 MIMO 시스템과 비교하여 QOSTBC를 적용한 대규모 MIMO 에서는 송수신 안테나 개수 증가에 따른 다이버시티 이득이 증가하면서 높은 성능 개선 효과를 확인할 수 있었다.

• 한국음향학회지
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• 제26권8호
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• pp.426-431
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• 2007

본 논문에서는 수중 채널 환경에서 초음파 통신의 성능 및 효율을 향상시키기 위하여 MIMO(Multiple Input Multiple Output) 용 수중 벡터 채널 모델링을 연구하였으며, 이를 이용한 MIMO 기법의 성능을 분석하였다. 수중 MIMO 채널 모델링을 위하여 실해역 환경에서 측정을 수행하였으며, 측정된 데이터를 분석하여 수중 채널 환경에서의 페이딩, 도플러, 시간지연, 도달각, 수신전력 등의 파라미터 값을 추정하였고, 이를 이용한 MIMO용 수중 벡터 채널 모델링을 수행하였다. 또한 제안된 채널 모델링을 이용하여 수중 MIMO 시스템의 성능을 분석하였으며, 성능 분석 결과 수중에서 MIMO 기법을 사용하는 경우 같은 SNR에 대해 비트 에러 율이 크게 감소함을 알 수 있었다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제14권6호
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• pp.1121-1128
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• 2019

본 논문에서는 OFDM과 MIMO 기술의 응용을 기술하고, 이 기술이 고속인 무선이동통신에 적합함을 설명하였다. OFDM 변조기, 복조기와 MIMO-OFDM 시스템을 블록화하여 설명하였다. MIMO-OFDM 시스템에서 다이버시티 기술을 연구하고 성능을 분석하였다. 이 성능분석을 위해서 모의실험을 하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제9권8호
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• pp.1643-1648
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• 2005

MIMO (Multiple put Multiple Output) 시스템은 공간적으로 분리된 안테나를 이용하여 공간 다이버시티 이득을 제공하는 고성능, 고용량의 광대역 무선 접속 기술이다. 본 논문에서는 주파수 다이버시티의 이득을 제공하는 다중 반송파 부호 기술인 반송파 간섭 부호 (Carrier Interferometry Code)를 MIMO-OFDM 시스템에 적용하여 성능을 추가적으로 개선하는 반송파 간섭 부호 기반의 MIMO-OFDM 시스템을 제안한다. SPW 시뮬레이션 플랫폼을 이용한 시뮬레이션 분석 결과에 의하면 주파수 선택적 페이딩 채널 환경에서 기존의 MIMO-OFDM 시스템 보다 반송파 간섭 부호를 적용한 MIMO-OFDM 시스템의 성능이 높은 채널 지연 환경에서도 약 4dB까지 개선됨을 알 수 있었다.