Demands for high data rate and high quality services in wireless communications, driven by cellular mobile, wireless LANs, and multimedia services have been rapidly increased worldwide. On the other hand, the communication capacity issues cannot be resolved without a significant increase in spectral efficiency since the available radio spectrum is limited. Therefore, new inventive techniques are required to improve the spectral efficiency and transmission reliability. The utilization of multiple antennas at the receiver and/or the transmitter sides in wireless systems has been widely studied, known as multiple-input multiple-output (MIMO) communication system. The MIMO system offers a significant increase in both spectral efficiency and high-data-rate for future wireless communications.
In particular, this dissertation focuses on the channel capacity for MIMO systems. The channel capacity determines the fundamental limit to the achievable transmission rates and also gives an insight into the transmission ability over the channel. The ergodic (or mean) capacity of the MIMO system in the Shannon sense is analyzed, assuming that the channel is perfectly known at the receiver but unknown at the transmitter. This analysis allows for evaluating relevant information theoretic capacity measure, which is known as the ergodic capacity.
On the other hand, digital modulation is a process that impresses a digital symbol onto a signal suitable for transmission. Channel characteristic plays an important role in designing modulation schemes. Modulation schemes are chosen according to the channel characteristics in order to optimize the performance. In this dissertation, Additive White Gaussian Noise (AWGN) is considered and a new modulation scheme is proposed. The proposed modulation scheme shows better result as compared to the conventional modulations scheme in terms of bit-error rate (BER) performance.
무선통신 시스템에 있어 송신 단 그리고/또는 수신 단에 여러 개의 안테나를 사용하는 기술이 널리 연구되어 오고 있으며, 이는 multiple-input multiple-output (MIMO) 통신 시스템 기술로 알려져 있다. 이 MIMO기술은 장래의 무선 통신 시스템의 주파수 효율성과 데이터전송률 모두를 비약적으로 증대시킬 수 있는 기술이다.
특히, 본 고에서는 MIMO 시스템의 채널 용량에 초점을 맞추고 있다. 채널 용량은 실현 가능한 전송률의 기본적인 전송한도를 결정할 뿐만 아니라 채널에서의 전송 능력에 대한 통찰을 제공한다. 채널이 수신 단에는 완벽히 알려져 있으나 송신 단에는 알려져 있지 않다는 가정하에 Shannon sense로 MIMO 시스템의 ergodic 용량을 분석한다. 이러한 분석을 통해 관련된 정보이론적 용량 측정을 평가할 수 있는데, 이와 같이 측정되는 용량은 ergodic 용량으로 알려져 있다.
한편으로, 디지털 변조기술은 하나의 디지털 기호를 전송하기에 알맞은 신호로 압축하는 기술이다. 본 고에서는 새로운 변조 구조를 제안한다. 제안된 변조 구조는 기존의 변조구조에 비해 bit-error rate (BER) 성능 면에서 더 우수한 결과를 보여준다.
