• 제목/요약/키워드: MIMO Channel

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Effects of Channel Aging in Massive MIMO Systems

  • Truong, Kien T.;Heath, Robert W. Jr.
    • Journal of Communications and Networks
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    • 제15권4호
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    • pp.338-351
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    • 2013
  • Multiple-input multiple-output (MIMO) communication may provide high spectral efficiency through the deployment of a very large number of antenna elements at the base stations. The gains from massive MIMO communication come from the use of multi-user MIMO on the uplink and downlink, but with a large excess of antennas at the base station compared to the number of served users. Initial work on massive MIMO did not fully address several practical issues associated with its deployment. This paper considers the impact of channel aging on the performance of massive MIMO systems. The effects of channel variation are characterized as a function of different system parameters assuming a simple model for the channel time variations at the transmitter. Channel prediction is proposed to overcome channel aging effects. The analytical results on aging show how capacity is lost due to time variation in the channel. Numerical results in a multicell network show that massive MIMO works even with some channel variation and that channel prediction could partially overcome channel aging effects.

수중 MIMO 벡터 채널 모델링 및 성능 분석 (MIMO Vector Channel Modeling and Performance Analysis in Underwater Channel Environments)

  • 이덕환;고학림;임용곤
    • 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.

실내 채널 모델링에 기반한 MIMO-UWB 시스템의 구조 및 성능 개선 (The Improvement of Performance and Structure of the MIMO-UWB System Based on Indoor Channel Modeling)

  • 김수남;정희석;정경훈;김기두
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제44권7호통권361호
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    • pp.88-95
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    • 2007
  • 본 논문에서는 다양한 방식의 MIMO 기법에 쉽게 적용이 가능한 송수신 시스템 모델을 제안하고 이들의 성능 분석 시 필요한 채널간의 상관 특성 획득이 가능한 MIMO 채널 모델을 제시한다. 실내 환경에서의 채널 모델링을 통하여 MIMO 채널 형성에 따른 안테나 사이의 간섭을 시뮬레이션을 통하여 획득하고 주파수 선택적 채널 하에서 MIMO-UWB 시스템의 성능을 분석한다. 특히 채널 전달함수의 역행렬 계산시 과다한 연산량을 줄이기 위하여, 임의의 한 수신안테나에서 각각의 송신 안테나 신호를 복원하며, 각 수신안테나에서 추정된 송신 신호를 결합하는 방법을 채택하였다.

다중사용자 MIMO 하향링크 채널 환경에서 시스템 용량 향상을 위한 프리코딩 기법 (Precoding Method for Increasing System Capacity in Multiuser MIMO Downlink Channels)

  • 김광윤;이종식;구성완;양재수;김진영
    • 한국정보통신설비학회:학술대회논문집
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    • 한국정보통신설비학회 2008년도 정보통신설비 학술대회
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    • pp.12-16
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    • 2008
  • In this paper, we study precoding techniques for co-channel interference suppression in multiuser MIMO systems. DPC is optimal techniques to achieve the system capacity of multiuser MIMO downlink channels. DPC is not proper in practical wireless systems because complexity is very high. So block diagonal precoding for multiuser MIMO downlink channel is studied. The block diagonal precoding is used to suppress co-channel interference between multiuser. Block diagonal precoding method, whose complexity is reduced by modified null space operation, change multiuser MIMO channel to multiple single-user MIMO channel. We also use V-BLAST decoder in receiver. V-BLAST decoder can achieve increased system capacity in proportion to the number of users. We show improved system performance by using computer simulation.

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MIMO 채널 대각화: 선형 검출 ZF, MMSE (MIMO Channel Diagonalization: Linear Detection ZF, MMSE)

  • 양재승;신태철;이문호
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제16권1호
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    • pp.15-20
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    • 2016
  • 공간다중화 방식을 사용하는 MIMO 시스템은 다이버시티 기법을 사용하는 MIMO 시스템과 비교할 때 높은 전송률을 달성하지만 다이버시티 이득이 낮아 데이터 전송 신뢰도를 높이기 위하여 MIMO 수신단에서 공간정보스트림을 분리해야한다. 본 논문에서는 격자부호에 의한 채널 용량 검출 기법, 사용자 3인인 간섭채널과 선형검출기법인 ZF(Zero Forcing)와 MMSE(Minimum Mean Square Error) 검파 기법을 비교했다. 이때 채널은 Diagonal 채널이 된다. 즉, Diagonal 채널은 $[H]_N[H]_N^{-1}=[I]_N$로 역행렬이 element-wise inverse로 Jacket 행렬의 성질을 만족함을 확인했다.

상관 MIMO 페이딩 채널에서 Multi-Carrier CDMA 시스템의 용량 평가 (Capacity Evaluation of Multi-Carrier CDMA System in Correlated MIMO Fading Channel)

  • 노재성;조성준;김춘길
    • 한국항행학회논문지
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    • 제7권1호
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    • pp.51-58
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    • 2003
  • 일반적으로 다중경로는 무선통신에서 불필요한 특징을 나타낸다. 따라서 이러한 영향을 극복하기 위하여 다이버시티 수신이나 적응 어레이 기법이 제안되었다. 최근에는 스펙트럼 효율과 링크 신뢰도를 증가시키기 위해 MIMO 기법이 산란 무선 채널에서 다중경로를 이용하기 위해 고안되었다. 본 논문에서는 경로 상관 페이딩 채널에서 MIMO Multi-Carrier CDMA 시스템의 채널 용량을 평가한다. 그리고 MIMO 시스템의 채널 용량을 SISO 시스템의 채널 용량과 비교한다. 결과로부터 경로 상관을 갖는 MIMO Multi-Carrier CDMA 시스템은 SISO 시스템의 채널 용량에 비하여 우수함을 알 수 있다.

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MIMO-OFDM 시스템에서 Modified ICA를 이용한 채널 추정 기법 (Channel Estimation Scheme Using Modified ICA in MIMO-OFDM Systems)

  • 김종득;변윤식
    • 한국통신학회논문지
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    • 제31권5A호
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    • pp.475-483
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    • 2006
  • MIMO-OFDM 방식에서 추정된 채널 계수에 추정 오차가 있다면, 시스템의 성능 저하가 발생하게 된다. MIMO-OFDM 방식의 성능을 향상시키기 위해서는 무엇보다도 다중 경로 페이딩 환경에서 정확하게 채널을 추정 할 수 있는 기술이 필요하다. 본 논문에서는 다중 경로 시변 페이딩 채널하에서의 modified ICA (Independent Component Analysis)을 이용하여 수신된 신호로부터 각 송신 안테나의 송신 신호를 분리한 후, 채널을 추정하여 검파하는 새로운 채널 추정 방식인 Modified ICA 알고리즘을 소개하고, 제안하고자 한다. 본 논문에서 제안된 Modified ICA를 이용한 MIMO-OFDM 시스템에서의 채널 추정에 대한 모의실험 결과, perfect hewn channel 대해 Uncoded QPSK,16-QAM, 64-QAM의 SER과 BER 성능 비교 곡선이 매우 근접함을 알 수 있다. 따라서 제안된 알고리즘이 MIMO-OFDM 시스템에서 우수한 성능을 지니고 있음을 보여 주고 있다.

페이딩 채널에서 MMSE-OSUC 수신기를 적용한 MIMO 시스템의 성능 분석 (Performance Analysis of MIMO System adopting MMSE-OSUC Receiver in Fading Channel)

  • 박기식
    • 한국전자통신학회논문지
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    • 제6권5호
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    • pp.723-729
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    • 2011
  • 본 논문에서는 레일리(Rayleigh) 페이딩 채널 환경에서 MMSE-OSUC 수신기 알고리즘을 적용한 MIMO 시스템의 성능을 시뮬레이션을 통해 평가하였다. 변조 기법은 BPSK, QPSK, 16QAM, 64QAM으로 각각 나누어 시뮬레이션을 수행하였고, 프레임의 길이는 100 심볼로 설정하였다. 먼저 송신단에서 채널상태정보를 모르는 경우의 MIMO 시스템의 채널 용량을 이론적으로 산출하였다. 성능 해석 결과, 채널 용량은 채널의 함수이므로 MIMO 시스템의 채널 용량은 채널의 특성에 따라 큰 영향을 받음을 알 수 있었다. 다음으로 MIMO 채널에서의 성능 향상을 위해 MIMO 시스템에 적용되는 기술의 각 알고리즘을 분석하였다. 성능 해석 결과, MMSE-OSUC 수신기 알고리즘을 적용한 경우가 기존 ZF-OSUC 수신기 알고리즘을 적용한 경우보다 전반적으로 성능은 우수하지만, 성좌도가 큰 변조 기법을 사용할수록 그 성능 차이가 감소함을 알 수 있었다.

Channel Capacity Maximization in a Distorted 2×2 LOS MIMO Link

  • Ko, In-Chang;Park, Hyung-Chul
    • Journal of information and communication convergence engineering
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    • 제16권2호
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    • pp.72-77
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    • 2018
  • This paper presents a novel channel capacity maximization method for a distorted $2{\times}2$ line-of-sight (LOS) multiple-input multiple-output (MIMO) link. A LOS MIMO link may be distorted by the influence of environmental factors such that the channel capacity of the LOS MIMO link may be degraded. By using the proposed method, the channel capacity of a distorted $2{\times}2$ LOS MIMO link can be the same as that of the ideal $2{\times}2$ LOS MIMO link. The proposed method employs an additional receiver antenna to maximize the channel capacity. In contrast to a $3{\times}2$ LOS MIMO link, a receiver circuit for a third receiving antenna is not necessary. Hence, the receiver for the proposed method is much simpler than that for a $3{\times}2$ LOS MIMO link. We determine the optimal position of the additional receiver antenna analytically. Simulation results show that the channel capacity can approach the ideal using the proposed method.

2차원 선형보간법을 이용한 OFDM MIMO 시스템에서의 채널 추정 (A Novel Channel Estimation using 2-Dimensional Linear Iinterpolation for OFDM MIMO systems)

  • 오태열;안성수;최승원
    • 디지털산업정보학회논문지
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    • 제7권3호
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    • pp.107-113
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    • 2011
  • An OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) includes a MIMO(Multi-Input Multi-Output) scheme for improving spectral efficiency and data throughput. Recognizing that the performance of MIMO system is heavily dependent upon the accuracy of channel estimation, we propose a novel channel estimation for the MIMO scheme based on OFDMA. Conventional interpolation-based channel estimation suffers from poor estimation error at specific subcarriers. Proposed scheme makes use of a planar interpolation instead of linear interpolation for those subcarriers of bad accuracy. Simulation results show that the proposed scheme improves the performance of MIMO system by improving the accuracy in channel estimation especially for the adverse subcarrier positions. It is observed that the proposed scheme outperforms the conventional method by about 2dB in terms of both mean squared error and overall bit error rate with a reasonable computational complexity.