Multiple input multiple output (MIMO) systems have the potential to dramatically increase data speed of wireless systems. Implementation and evaluation of MIMO systems need a comprehensive understanding of MIMO channels. This dissertation deals with electromagnetic channel modeling and measurement for MIMO systems, important issues for the practical deployment of multiple antenna systems. One of the focuses of this research has been on modeling MIMO channels with the use of polarized antennas in three dimensional (3D) propagation environments. In this regard, the proposed model can be used to evaluate any kind MIMO array antennas including 3D array or polarized array in a given propagation environment.
The channel measurement in a practical environment is important as it provides statistic results, such as delay profiles or cross-polarization discrimination (XPD) for realistic channel modeling. Channel measurements can be carried out by using a pseudorandom noise (PN) code radar system or by sweeping a vector network analyzer (VNA). However, this system is expensive, especially for high frequency bands like X band or Ku band. Much of the work in this thesis is to develop a Ku-band frequency modulated continuous wave (FMCW) radar system, worked as a channel sounder, to capture channel coefficients. High performance of FMCW signals in terms of linearity and phase noise is achieved through the proposed signal generation scheme based on a two sweeping voltage-controlled oscillator (VCO) source, eventuating to an accurate ranging ability, 0.2% range error with a fast sweeping rate of 100μs. The proposed FMCW radar system is then used as a channel sounder to investigate the delay profile and XPD in reverberation chamber. The measurement results can be used as references for transmission in Ku band.
다중입력다중출력(MIMO) 시스템은 크게 무선시스템의 데이터속도를 높일 수 있는 가능성이 있다. MIMO 시스템의 구현 및 평가는 MIMO 채널의 포괄적인 이해가 필요하다. 이 논문은 MIMO 시스템에 대한 전자기 채널 모델링 및 측정에 대해 다루는데, 이는 다중안테나 시스템의 실제 배치에 대한 중요한 이슈이다. 3차원 전파환경에서의 편광 안테나를 이용한 MIMO 채널 모델링은 이 연구의 초점 중 하나였다. 이러한 점에서, 제안된 모델은 주어진 전파환경에서 3D 배열이나 편광 어레이를 포함하는 모든종류의 MIMO 배열안테나를 평가하는데 사용할 수 있다.지연 프로필이나 사실적인 채널모델링을 위한 교차 편파 식별(XPD)과 같은 통계결과를 제공하기 때문에, 실제 환경에서의 채널측정이 중요하다. 채널측정은 의사 랜덤 노이즈(PN) 코드 레이더 시스템을 사용하거나 벡터 네트워크 분석기(VNA)를 이용해 수행할 수 있다. 그러나, X-밴드 또는 Ku-밴드와 같은 높은 주파수 대역에 대해 이 시스템의 구현하려면 비용이 많이 들게된다. 이 논문의 주 연구는 채널계수를 측정하기 위해 채널 측심기로 사용 될 Ku-밴드 FMCW 레이더 시스템을 개발하기 위한 것이다. 선형성 및 위상잡음 측면에서 FMCW 신호의 높은 성능은 두 전압제어발진기(VCO) 소스를 기반으로 제안된 신호생성방식을 통해 얻을수 있고, 이를 통해 정확한
