Abstract
In this paper, the channel capacity of a specified wireless indoor multiple-input multiple-output(MIMO) channel is estimated by analyzing spatial characteristics of this channel using the three-dimensional ray tracing method, and a technique for deriving an optimized separation of multi-antenna elements is proposed. At first, the ray paths, the path losses, and the time-delay profile are computed using the three-dimensional ray tracing method in an indoor corridor environment, which has the line of sight(LOS) and non-line of sight(NLOS) regions. The ray tracing method is verified by a comparison between the computation results and the measurements which are obtained with dipole antennas, an amplifier and a network analyzer. Then, an MIMO system is positioned in the indoor channel environment and the ray paths and path losses are computed for four antenna-position combinations and various values of the antenna separation to obtain the channel capacity for the MIMO system. An optimum antenna-separation is derived by averaging the channel capacities of 100 receiver positions with four different antenna combinations.
본 논문에서는 3차원 광선 추적법을 이용하여 실내 무선 MIMO 채널에서 공간적 특성들을 해석함으로써 채널 용량을 계산하고, 특정 실내 환경에서 최적화된 다중 안테나의 이격거리를 알아내는 방법을 제안한다. 우선, 가시 영역과 비가시 영역을 갖는 복도 환경에서 3차원 광선 추적법을 이용하여 전파 경로, 전송 손실 및 시간지연 확산 등의 채널 공간적 특성들을 계산하고, 시간 지연 확산 특성을 다이폴 안테나와 네트워크 분석기를 이용하여 측정한 후에 계산 값들과 비교하여 3차원 광선 추적법의 정확성을 검증한다. 그런 다음에 그 실내 환경에 다중 안테나를 갖는 송신기와 수신기를 위치시키고, 수신기 위치별로 송 수신 안테나들의 간격에 따른 전파 경로와 전송 손실을 3차원 광선 추적법을 이용하여 계산하며, 이들 계산 값을 이용하여 채널 용량을 계산한다. 이 계산을 100개의 수신 위치에서 4종류의 안테나 방향 조합을 갖는 조건들에서 안테나 간격에 따른 채널용량을 계산하고, 이들 값들을 평균하여 이 실내 환경에서의 최적의 안테나 이격 거리를 알아내었다.
