• 제목/요약/키워드: MIMO Antenna

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소형 고 격리도 듀얼 밴드 MIMO 안테나 (Compact Dual-Band MIMO Antenna with High Isolation Performance)

  • 염인수;정창원
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제21권8호
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    • pp.865-871
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    • 2010
  • 본 논문에서는 PMP에 적용 가능한 소형의 듀얼 밴드(IEEE 802.11b: 2.4~2.5 GHz, 11a: 5.15~5.825 GHz) 이중 대역 MIMO 안테나를 제안하였다. 제안된 안테나는 2 GHz 대역에서 동작하는 PIFA(평면형 역 F형 안테나)와 5 GHz 대역에서 동작하는 루프(loop) 안테나로 구성되었다. 두 포트의 안테나는 각각 PIFA와 루프로 구성되어져 있으며, 상호 간의 격리도(isolation)를 높이기 위하여 편파 방향과 최대 방사 방향이 서로 수직이 되도록 그라운드 가장자리에 직교(orthogonal) 구조로 배치하였다. 또한, 상관도(correlation) 저감과 더욱 높은 격리도를 얻기 위해, 2 GHz 동작 주파수 대역에서 두 포트의 PIFA가 $\lambda_g$/4 길이의 선(connecting line)으로 연결되어 있으며, 5 GHz 동작 주파수 대역에서는 그라운드 뒷면에 두 루프 안테나 사이를 연결하는 사다리꼴의 평면(connecting plane)을 이용하였다. 듀얼 밴드 MIMO 안테나는 WLAN 대역에서 충분한 이득을 가지며, PMP(Portable Media Player)에 적용 가능한 소형의 안테나로 설계되었다.

Interference Management by Vertical Beam Control Combined with Coordinated Pilot Assignment and Power Allocation in 3D Massive MIMO Systems

  • Zhang, Guomei;Wang, Bing;Li, Guobing;Xiang, Fei;lv, Gangming
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제9권8호
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    • pp.2797-2820
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    • 2015
  • In order to accommodate huge number of antennas in a limited antenna size, a large scale antenna array is expected to have a three dimensional (3D) array structure. By using the Active Antenna Systems (AAS), the weights of the antenna elements arranged vertically could be configured adaptively. Then, a degree of freedom (DOF) in the vertical plane is provided for system design. So the three-dimension MIMO (3D MIMO) could be realized to solve the actual implementation problem of the massive MIMO. However, in 3D massive MIMO systems, the pilot contamination problem studied in 2D massive MIMO systems and the inter-cell interference as well as inter-vertical sector interference in 3D MIMO systems with vertical sectorization exist simultaneously, when the number of antenna is not large enough. This paper investigates the interference management towards the above challenges in 3D massive MIMO systems. Here, vertical sectorization based on vertical beamforming is included in the concerned systems. Firstly, a cooperative joint vertical beams adjustment and pilot assignment scheme is developed to improve the channel estimation precision of the uplink with pilots being reused across the vertical sectors. Secondly, a downlink interference coordination scheme by jointly controlling weight vectors and power of vertical beams is proposed, where the estimated channel state information is used in the optimization modelling, and the performance loss induced by pilot contamination could be compensated in some degree. Simulation results show that the proposed joint optimization algorithm with controllable vertical beams' weight vectors outperforms the method combining downtilts adjustment and power allocation.

Approaching Near-Capacity on a Multi-Antenna Channel using Successive Decoding and Interference Cancellation Receivers

  • Sellathurai, Mathini;Guinand, Paul;Lodge, John
    • Journal of Communications and Networks
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    • 제5권2호
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    • pp.116-123
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    • 2003
  • In this paper, we address the problem of designing multirate codes for a multiple-input and multiple-output (MIMO) system by restricting the receiver to be a successive decoding and interference cancellation type, when each of the antennas is encoded independently. Furthermore, it is assumed that the receiver knows the instantaneous fading channel states but the transmitter does not have access to them. It is well known that, in theory, minimummean- square error (MMSE) based successive decoding of multiple access (in multi-user communications) and MIMO channels achieves the total channel capacity. However, for this scheme to perform optimally, the optimal rates of each antenna (per-antenna rates) must be known at the transmitter. We show that the optimal per-antenna rates at the transmitter can be estimated using only the statistical characteristics of the MIMO channel in time-varying Rayleigh MIMO channel environments. Based on the results, multirate codes are designed using punctured turbo codes for a horizontal codedMIMOsystem. Simulation results show performances within about one to two dBs of MIMO channel capacity.

다중경로 환경에서 새로운 안테나 선택 기법의 사고확률 (Outage Probability of a Novel Antenna Selection Schemes in Multipath Environment)

  • 임연주;오창국;박상규
    • 한국통신학회논문지
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    • 제28권11A호
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    • pp.876-882
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    • 2003
  • 차세대 무선 통신 시스템에서는 큰 채널 용량 이득을 얻기 위해 다중 송수신 안테나(Multiple Input Multiple Output : MIMO) 시스템을 갖는 공간 다중화(spatial multiplexing) 기술이 사용될 것이다. 다중 송수신 안테나 시스템은 비용과 복잡성을 줄이기 위해 송신 안테나 혹은 수신안테나 중에서 이용 가능한 부집합(subset)의 안테나만을 선택하는 것이 요구될 것이다. 본 논문에서는 다중경로를 가지는 다중 송수신 안테나 시스템에 적합한 안테나 선택 기법을 제안한다. 그리고 제안된 안테나 선택 기법을 사용한 다중 송수신 안테나 시스템의 채널 용량과 사고 확률(outage probability)을 구한다.

An Algorithm for Iterative Detection and Decoding MIMO-OFDM HARQ with Antenna Scheduling

  • Kim, Kyoo-Hyun;Kang, Seung-Won;Mohaisen, Manar;Chang, Kyung-Hi
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제2권4호
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    • pp.194-208
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    • 2008
  • In this paper, a multiple-input-multiple-output (MIMO) hybrid-automatic repeat request (HARQ) algorithm with antenna scheduling is proposed. It retransmits the packet using scheduled transmit antennas according to the state of the communication link, instead of retransmitting the packet via the same antennas. As a result, a combination of conventional HARQ systems, viz. chase combining (CC) and incremental redundancy (IR) are used to achieve better performance and lower redundancy. The proposed MIMO-OFDM HARQ system with antenna scheduling is shown to be superior to conventional MIMO HARQ systems, due to its spatial diversity gain.

Efficient detectors for MIMO-OFDM systems under spatial correlation antenna arrays

  • Guerra, David William Marques;Fukuda, Rafael Masashi;Kobayashi, Ricardo Tadashi;Abrao, Taufik
    • ETRI Journal
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    • 제40권5호
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    • pp.570-581
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    • 2018
  • This work analyzes the performance of implementable detectors for the multiple-input multiple-output (MIMO) orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) technique under specific and realistic operation system conditions, including antenna correlation and array configuration. A time-domain channel model was used to evaluate the system performance under realistic communication channel and system scenarios, including different channel correlation, modulation order, and antenna array configurations. Several MIMO-OFDM detectors were analyzed for the purpose of achieving high performance combined with high capacity systems and manageable computational complexity. Numerical Monte Carlo simulations demonstrate the channel selectivity effect, while the impact of the number of antennas, adoption of linear against heuristic-based detection schemes, and the spatial correlation effect under linear and planar antenna arrays are analyzed in the MIMO-OFDM context.

SPA 기반 다중 빔 패턴 고집적 안테나 개발 (Implementation of Multi-Beam Pattern Compact MIMO Antenna based on Switched Parasitic Antenna)

  • 윤상옥
    • 한국전자통신학회논문지
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    • 제15권2호
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    • pp.219-224
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    • 2020
  • 본 논문에서는 협소 공간에서 다중 빔 패턴 생성 및 제어를 위한 고집적 안테나에 대하여 고찰하였다. SPA (: Switched Parasitic Antenna) 안테나 구조의 기본적인 Dipole SPA와 Monopole SPA 구조의 특징과 성능을 도시하였고, Monopole SPA 안테나를 직접 제작하여 챔버 내에서 802.11g를 시스템에 적용하여 그 성능을 실측하였다. 상용 안테나 대비 제작한 SPA 안테나를 사용하여 평균 전송 속도를 측정하였을 때 최대 8.7배 우수한 성능이 나타남을 확인하였다.

메탈 커버를 방사소자로 이용한 광대역 MIMO 안테나 (Broadband MIMO Antenna Using the Metal Cover Radiator)

  • 김병철;박민길;손태호
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제26권9호
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    • pp.769-776
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    • 2015
  • 본 논문에서는 메탈 커버를 방사소자의 일환으로 적용한 광대역 MIMO 안테나를 설계하고, 이를 PCB 기판에 구현한다. 제안 안테나는 모노폴 안테나와 모노폴로부터 커플링 급전을 받는 IFA 및 메탈 커버 방사체로 구성된다. 따라서 모노폴 안테나와 IFA 및 메탈 커버가 동시에 동작하는 하이브리드 안테나가 된다. 제안 안테나는 LTE class 13/ LTE class 14/ CDMA/ GSM900/ DCS/ PCS/ W-CDMA/ LTE class 40/WiFi 대역에서 VSWR 3:1 이하의 조건을 만족하였다. 상하 대각선 급전 MIMO 안테나의 최대 포락선 상관계수는 0.186이다. 방사 측정 결과, 전 대역에서 -5.14~-1.28 dBi의 평균 이득과 30.87~74.48 %의 효율을 얻었다.

안정된 복사패턴과 광대역 특성을 갖는 MIMO/LAN/방송용 안테나 설계 및 개발 (Design and Development of Antenna with Stabilization of Radiation Pattern and Wide-Band Characteristics for MIMO/LAN/Broadcast Operations)

  • 장용웅
    • 방송공학회논문지
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    • 제16권3호
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    • pp.483-489
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    • 2011
  • 본 논문에서는 광대역, 양호한 복사패턴, 그리고 고이득 특성을 갖는 새로운 안테나를 제안하였다. FDTD(Finite Difference Time Domain) 법을 이용하여 본 안테나를 해석하였으며, 안테나의 파라메타는 최대대역폭을 갖도록 최적화 설계하였다. 측정한 결과, 안테나의 대역폭은 0.839 옥타브(S11${\leq}$-10 dB). 그리고 제안된 안테나의 측정된 교차편파 복사패턴은 -25dB이하의 우수한 특성을 보였다. 안테나의 측정된 반사손실과 복사패턴 특성도 나타내었으며, 측정된 대역폭 특성은 FDTD 결과와 비교적 잘 일치하였다. 제안된 안테나는 MIMO, LAN, 의료기기, 그리고 방송용 시스템에 적용할 수 있다.

순차적인 간섭제거를 사용하는 공간 다중화 전송 MIMO 시스템의 전송 안테나 선택 방법에 관한 연구 (Transmit Antenna Selection for Spatial Multiplexing with Per Antenna Rate Control and Successive Interference Cancellation)

  • 문철;정창규
    • 한국통신학회논문지
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    • 제30권6C호
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    • pp.560-569
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    • 2005
  • 본 논문은 순차적인 간섭제거와 전송 안테나 별 전송률을 제어하는 공간 다중화 전송 MIMO 시스템에서 채널환경에 따라 전송에 사용되는 안테나를 선택하고 데이터 율을 조절하는 알고리즘을 제안한다. 수신기에서 전송에 사용될 송신 안테나 및 전송률을 결정하고, 이는 각 송신 안테나 별 전송률에 대한 피드백 채널을 통해 송신기로 전송된다. 본 연구에서는 각 단계에서 최소의 SINR을 가지는 안테나를 제거해가는 연속적인 단계들로 이루어진 직렬 결정 방식을 제안한다. 또한, 각 연속적인 심볼 추정 단계에서 가장 낮은 신호 대 간섭 비를 갖는 심볼을 먼저 추정하는 "reverse detection ordering"이 각 안테나에 할당되는 용량 차이를 증가시킴으로서 안테나 선택에 의한 이득을 증가시킴을 보인다. 시뮬레이션 결과는 제안된 "reverse detection ordering"을 기반으로 하는 직렬 결정 방식이 낮은 복잡도을 가지면서 heuristic 방식과 비슷한 용량을 제공함을 보여준다.