초록
본 논문에서는 3D 광선추적법에 기반한 전파 예측 모델을 이용하여 MIMO 채널 특성을 해석적으로 분석하는 방법을 제시한다. 경로들의 위상차를 고려하여 채널간 discrete spatial correlation을 계산하고 이를 이용하여 젠센 부등식을 이용해 평균 MIMO채널 용량의 최대치를 추정한다. 본 해석 모델은 측정을 통한 통계적 접근이나 Monte-Carlo 시뮬레이션을 통한 확률적 접근을 하지 않는 결정적인 모델이므로 시간과 비용측면에서 큰 효율을 가진다. 또한 전파 이론에 기초한 방법이므로 채널 용량에 영향을 미칠 수 있는 안테나 패턴이나 편파, 상호간섭, 안테나 구조 등의 파라미터를 정량적으로 분석 할 수 있는 장점이 있다. 본 모델은 MIMO 시스템에 적합한 안테나 구조 등의 개발에 이용될 수 있을 것이다.
This paper proposes a method that estimates MIMO channel characteristics analytically using a 3D ray tracing propagation model. We calculate the discrete spatial correlation between sub-channels by considering phase differences of paths, and using this, estimate the mean capacity upper bound of MIMO channel by Jensen's inequality. This analysis model is a deterministic model that do not approach stochastically through measurement nor approach statistically through Monte-Carlo simulations, so this model has high efficiency for time and cost. And based on the electromagnetic theory, this model may analyze quantitatively the parameters which can affect the channel capacity - antenna pattern, polarization mutual coupling, antenna structure and etc. This model may be used for the development of an optimal antenna structure for MIMO systems.
