The Measurement of Fading Characteristics of The Beamforming on Mobile ad-hoc Channel Environments

이동 ad-hoc채널에서 빔 형성 방식의 페이딩 특성 측정

In mobile channel environments, the effect of the multi-path fading reduces the performance of the mobile communication severely. Previous studies on the effect of the multi-path fading show that, only the channel between fixed base stations and mobile terminals are considered. However, the future mobile communication service such as telematics may use the communication between moving mobile terminals, so called mobile ad-hoc communication, the studies on the channel is required for such situations. In this paper we have measured the mobile channel and analyzed the fading characteristics when using the linear array antennas. In the data measurements, we sent the QPSK modulated signal with carrier frequency of 2GHz band and received the signal using the array antennas equipped on moving vehicles. We have analyzed the fading characteristics and the effects of the fading reduction using the CDF of fading depth using data collected from two moving vehicles. The simulation results show that the beamforming technique adds 6 or 7dB to the fading margin than that of the selection diversity depending on channel environments.

이동 채널 환경에서 신호는 다중경로 페이딩의 영향으로 통신품질이 크게 저하된다. 지금까지 이러한 페이딩의 영향은 기지국과 이를 중심으로 움직이는 이동 단말간의 이동 채널환경에서 고려되어왔다. 그러나 텔레매틱스 등과 같은 향후의 이동통신 서비스는 기지국과 같은 인프라를 통한 통신뿐만 아니라 단말기간 이동 ad-hoc통신도 활용될 것이므로 이런 통신환경에서의 페이딩 영향을 분석하고 다이버시티 기법에 대해 연구할 필요가 있다. 본 논문에서는 두 대의 차량을 이용하여 이동 통신 채널을 측정하고, 이 데이터를 활용하여 선형 빔형성 안테나의 페이딩 성능을 분석하였다. 채널 측정은 전 방향 안테나가 장착된 이동 차량에서 2GHz 대역의 QPSK 신호를 전송하고, 선형배열 안테나가 장착된 차량을 일정 지역을 이동하면서 수신 신호를 저장하였다. 빔 형성 안테나 기법의 페이딩 성능은 전방향 안테나에 대한 페이딩 마진의 향상 정도를 분석하였으며 선택 다이버서티를 사용한 경우와 비교하였다. 측정 데이터로부터 페이딩 깊이에 따른 CDF를 분석한 결과, 빔 형성 기술을 적용하면 선택 다이버서티를 적용한 경우에 비해 페이딩 마진이 페이딩 환경에 따라 6-7dB 향상됨을 알 수 있었다.