• 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.

• 한국전자파학회논문지
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• 제26권6호
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• pp.564-571
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• 2015

본 논문에서는 다중입력-다중출력(multiple-input, multiple-output: MIMO) 간섭계(interferometric) 레이다 네트워크 시스템을 기반한 MIMO 간섭계 역합성 개구면 레이다(inverse synthetic aparture radar: InISAR) 영상 형성기법에 관해 연구하였다. MIMO 간섭계 레이다 네트워크 시스템 내에서는 여러 바이스태틱 InISAR 영상들이 형성되며, 이들을 인코히리언트(incoherent)하게 합성함으로써 MIMO InISAR 영상을 형성할 수 있다. 여기서, 바이스태틱 InISAR 영상은 바이스태틱 기하구조 내에서의 표적에 대한 산란분포를 3차원의 형태로 도시한다. 상기 MIMO InISAR 영상에서는 다중 각도에서의 바이스태틱 산란 현상을 3차원의 형태로 도시하기 때문에, 표적의 다양한 산란 정보를 제공함과 더불어, 표적 식별 시 유용한 특징 벡터(feature vector)로써 활용될 수 있다. 시뮬레이션을 통해, 제안된 MIMO InISAR 영상 형성 기법을 이용함으로써 표적에 대한 다중각도에서의 바이스태틱 산란분포가 3차원의 형태로 도시되는 것을 확인할 수 있다.

• 한국ITS학회 논문지
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• 제12권3호
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• pp.78-86
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• 2013

모노폴과 IFA(Inverted F Antenna)가 함께 동작하는 하이브리드 안테나를 이용한 MIMO(Multi Input Multi Output) 안테나를 설계한다. 안테나 공간을 줄이기 위하여 Vlade(Vertical lade)기법을 적용하며, 데이터통신을 위해 베어보드 상하단에 대각선으로 급전하는 MIMO 안테나를 설계한다. 설계를 위한 각 부분 길이를 변수로 하여 반사손실 특성의 변화를 나타낸다. LTE700, CDMA, GSM, DCS, PCS 및 WCDMA의 6중 주파수대역에서 동작하는 안테나를 설계하고 이를 구현한다. 구현된 안테나에 대한 반사손실 측정결과, VSWR 3:1 기준으로 설계대역 전체를 만족하였다. 또한 안테나에 대한 방사특성은 LTE700/CDMA/GSM 주파수대역에서 평균이득 -3.76 ~ -2.53dBi 및 42.06 ~ 55.84%의 효율, DCS/PCS/ WCDMA 주파수대역에서는 평균이득 -3.27 ~ -1.21dBi 및 47.08 ~ 75.6%의 효율을 보였다. MIMO특성 중 중요한 요소인 2안테나 간의 분리도는 전 밴드에서 -8.14 ~ -25.77dB로써 양호한 특성을 보였다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제5권1호
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• pp.201-208
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• 2005

본 논문에서는 SLM(selective mapping)과 PTS(partial transmit sequence) 방식을 이용한 STBC MIMO-OFDM(space-time block code multi-input multi-output orthorgonal frequency division multiplexing) 시스템의 PAPR(peak-to-average power ratio) 성능을 분석한다. MIMO-OFDM 시스템에서 SLM과 PTS 방식은 비선형왜곡을 줄이고 비선형 HPA(high power amplifier)의 전력효율을 개선하기 위해 사용된다. 시뮬레이션 결과에서는 QPSK를 사용한 기존의 MIMO-OFDM 시스템과 비교하였을때, SLM의 PAPR이 3.5dB 정도 줄어드는 동안 PTS는 5dB 정도 감소되는 결과를 볼 수 있다. 또한, HPA의 앞단에 사전왜곡기의 유무에 따른 MIMO-OFDM 시스템의 BER 성능을 분석해 본 결과 사전 왜곡기를 사용하였을 때 선형 증폭기에 근접하기 위해서 SLM 방식에서 6dB IBO(input backoff)가 요구되고 PTS 방식에서는 4dB가 요구됨을 확인하였다. PAPR을 개선하는 방식을 사용하지 않으면 8dB의 IBO가 필요하다.

• ETRI Journal
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• 제45권4호
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• pp.581-593
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• 2023

This paper proposes four-ring slot resonator-based MIMO antennas of 75×150 mm² without and with CSRR structures in the sub-6-GHz range. These orthogonal-fed antennas have shown diverse characteristics with dual polarization. L-shaped parasitic structures have increased the isolation (i.e., >40 dB) in the single-element antenna over the band of 3.4 GHz-3.8 GHz. A set of three CSRR structures in the MIMO antenna reduced the coupling between antenna ports placed in an inline arrangement and enhanced the isolation from 12 dB to 20 dB and the diversity characteristics. The S-parameters of both MIMO antennas are measured and used to evaluate MIMO parameters like ECC, TARC, MEG, and channel capacity loss. The simulation results show the variations in the gain and directivity on exciting linear and dual polarizations. The diversity performance of the reported MIMO antennas is suitable for 5G applications.

• 한국전자파학회논문지
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• 제26권8호
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• pp.748-757
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• 2015

다중안테나 송수신을 활용하는 MIMO 시스템은 5세대 이동통신의 용량 증대를 위한 핵심 기술 중 하나이다. MIMO 관련 기술에 대한 적절한 성능 평가가 이루어지기 위해서는 공간 채널이 반영된 무선 채널 모델의 적용이 필요하며, 이에 적절한 채널 모델로서 3GPP에서 TR36.873 문서를 통해 제안한 3차원 공간채널모델(3-Dimensional Spatial Channel Model; 3D SCM)이 있다. 본 논문에서는 3D SCM 기반 채널 시뮬레이션 환경을 구현하고 검증하며, 이를 통해 확인되는 UMi 및 UMa 특성을 제시하고 비교한다. 또한, UMa 시나리오에 MIMO 전송 환경을 도입하여 안테나 배열 간격의 변화에 따른 안테나 원소 간의 채널 상관도를 살펴보고, 이에 따른 수율의 변화를 확인한다. 섹터 내 사용자를 무작위 균일 분포시켰을 경우에 대해 수평 및 수직 안테나 원소 간격 변화에 따른 채널 전력 상관도를 측정함으로써, SCM 환경 하에서 전송 성능을 결정하는 통계적 특성을 제시한다.

• 한국통신학회논문지
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• 제40권5호
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• pp.944-949
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• 2015

본 논문에서는 단일 패치 안테나에 다중 포트를 결합하여 무선 통신 기기의 응용에 적합한 MIMO구조의 패치 안테나를 제안하였다. 제안된 MIMO 패치 안테나는 비 유전율 4.5, 손실 탄젠트 0.0035, 두께 1.52 mm를 갖는 TRF-45 기판을 통해 설계되었으며, 안테나의 중심 주파수는 ISM (Industrial Scientific and Medical) 대역의 2.45 GHz이다. 제안된 MIMO 패치 안테나는 2.16 ~ 2.66 GHz 대역에서 500 MHz의 대역폭을 보였으며, 비 대역폭은 24.1%이다. 안테나의 반사손실 및 정재파비 결과는 제안된 대역에서 2.45 GHz의 ISM 대역에서 -62.05 dB, 1.01이다. 대역폭에 포함된 각각의 대역은 2.3 GHz의 WiBro 대역은 -17.43 dB, 1.33, 2.4 GHz의 WiFi 대역은 -31.89 dB, 1.05, 2.5 GHz의 WiMax 대역은 -36.47 dB, 1.03이다. 대역폭에 포함된 대역의 방사패턴 분석은 지향성의 패턴을 보였으며, 2.3 GHz의 WiBro 대역은 4.22 dBi, 2.4 GHz의 WiFi 대역은 4.12 dBi, 2.45 GHz의 ISM 대역은 4.06 dBi, 2.5 GHz의 WiMax 대역은 3.96 dBi의 이득을 보였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제19권8호
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• pp.820-825
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• 2008

본 논문에서는 $2.3{\sim}2.4$ GHz 대역 무선 휴대 단말기용 내장형 MIMO 안테나 시스템의 격리도를 향상시키는 방법을 제시하였다. 제안된 MIMO 안테나 시스템은 2개의 안테나 사이의 그라운드 기판에 다수 개의 L-slot으로 구성된 multi-slots를 위치시키며, multi-slots가 대역 차단 필터처럼 작용하여 안테나 간의 상호 결합을 억제시켜 격리도를 향상시킨다. 6쌍의 L-slots를 채택한 MIMO 안테나 시스템은 -26.4 dB의 반사 손실과 -37.5 dB의 격리도를 나타내었다.

• ETRI Journal
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• 제39권2호
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• pp.234-244
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• 2017

Research interest in three-dimensional multiple-input multiple-output (3D-MIMO) beamforming has rapidly increased on account of its potential to support high data rates through an array of strategies, including sector or user-specific elevation beamforming and cell-splitting. To evaluate the full performance benefits of 3D and full-dimensional (FD) MIMO beamforming, the 3D character of the real MIMO channel must be modeled with consideration of both the azimuth and elevation domain. Most existing works on the 2D spatial channel model (2D-SCM) assume a wide range for the distribution of elevation angles of departure (eAoDs), which is not practical according to field measurements. In this paper, an optimal FD-MIMO planar array configuration is presented for different practical channel conditions by restricting the eAoDs to a finite range. Using a dynamic network level simulator that employs a complete 3D SCM, we analyze the relationship between the angular spread and sum throughput. In addition, we present an analysis on the optimal antenna configurations for the channels under consideration.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제10권9호
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• pp.987-992
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• 2015

본 논문에서는 neutralization line 구조를 이용하여 안테나 간의 격리도를 향상시킨 MIMO 안테나 구조를 설계하였다. 제안된 MIMO 안테나 구조의 크기는 $116mm{\times}64mm{\times}5mm$이며, ${\varepsilon}r=4.4$인 FR-4 유전체를 사용하여 설계하였다. 또한 두 안테나 간의 격리도를 확보하기 위해 neutralization line을 추가하였다. 측정결과는 VSWR 3:1 기준으로 LTE B13 대역을 만족시켰고, 격리도를 -15 dB 이하로 확보하였다. H-평면에서 전방향성 방사특성을 나타내었으며, LTE B13 대역에서 -2.61 dBi에서 -1.18 dBi까지의 이득과 33.49 %에서 46.45 %까지의 방사효율을 얻었다. 측정결과와 시뮬레이션 결과를 비교하여 제안된 MIMO 안테나는 이동통신 휴대 단말기에 적용 가능함을 확인할 수 있다.