준직교 공간시간 블록부호를 적용한 32×32 전율 대규모 MIMO 시스템

킨자치윈,정연호,Winn, Khin Zar Chi,Chung, Yeon-Ho The Korea Institute of Information and Commucation 2015 한국정보통신학회논문지 Vol.19 No.3

본 논문은 최대 32개의 송수신 안테나를 사용하는 준직교 공간시간 블록부호 (QOSTBC) 를 적용한 대규모 MIMO 시스템을 제안한다. QOSTBC 는 전송율 및 복호 복잡성에 있어서 장점을 가지고 있으며 2개 이상의 송수신 안테나를 적용한 MIMO 시스템에서는 중요한 전송다이버시티 기술이다. 대규모 MIMO 는 매우 많은 송수신 안테나를 적용한 MIMO 시스템이며 최소한 15개 이상의 안테나를 적용하여야 한다. 본 논문은 다양한 안테나 구성 ($2{\times}2$, $4{\times}4$, $8{\times}8$, $16{\times}16$, $32{\times}32$) 으로 QOSTBC를 적용한 대규모 MIMO를 제안하며 BPSK 변조를 적용하여 성능을 분석하였다. 기존 대규모 MIMO 시스템과 비교하여 QOSTBC를 적용한 대규모 MIMO 에서는 송수신 안테나 개수 증가에 따른 다이버시티 이득이 증가하면서 높은 성능 개선 효과를 확인할 수 있었다. In this paper, we present the bit-error rate (BER) performance of quasi-orthogonal space-time block code (QOSTBC) massive multiple-input multiple-output (MIMO) system employing up to 32 transmit and receive antennas. The QOSTBC, due to its advantages in transmission rate and decoding complexity, is an important transmit diversity scheme for more than 2 transmit antennas. As massive MIMO implies very large number of antennas, practically at least more than 15 antennas, a different number of transmit and receive antennas (i.e. $2{\times}2$, $4{\times}4$, $8{\times}8$, $16{\times}16$ and $32{\times}32$) using QOSTBC for the massive MIMO system are considered. The BER performance of the massive MIMO with antennas up to $32{\times}32$ using BPSK modulation scheme is analyzed. Simulation results show that the full-rate massive MIMO systems with QOSTBC give a significant performance improvement due to increasing diversity effect, compared with previously considered massive MIMO systems.

확장 13-Element EPSAR 안테나를 사용한 7x7 MIMO 시스템

복준영(Junyeong Bok),이승환(Seung Hwan Lee),유흥균(Heung-Gyoon Ryu) 한국통신학회 2014 韓國通信學會論文誌 Vol.39 No.2(통신이론)

MIMO 시스템은 통신 시스템의 채널 용량을 증가시키기 위해서 다양한 분야에서 사용된다. 그러나 이러한 통신 시스템은 다수의 RF 단을 필요로 하기 때문에 안테나 소형화에 문제가 있다. 게다가 다수의 RF 단으로 인하여 아날로그 회로에서의 전력 소모가 증가하고, RF 단의 간섭으로 인하여 통신 효율이 심각하게 저하된다. 이러한 이유 때문에 단일 RF 단을 가지면서도 MIMO 통신이 가능한 BS-MIMO 통신 방식이 제안되었다. BS-MIMO 시스템은 기본적으로 ESPAR 안테나를 사용한다. 기존의 ESPAR 안테나는 5-element 구조를 가지고 있으며, 3x3 MIMO 전송 까지만 가능하다. 그러므로 MIMO 차원을 확장시키기 위해서는 ESPAR 안테나의 구조 확장이 필수적이다. 본 논문에서는 단일 원 형태의 ESPAR 안테나의 구조 확장을 통해서 BS-MIMO 의 차원을 기존 MIMO기술처럼 증가시킬 수 있음을 보였다. 설계의 예로써, 13-ESPAR 안테나를 사용하면 7x7 BS-MIMO 전송이 가능함을 보였다. 또한 기생 배열안테나의 수가 2개씩 증가할수록 전송 가능한 MIMO 차원이 일씩 증가한다. Multiple-input and multiple-output (MIMO) technique is used in many communication fields in order to increase the channel capacity. However, this MIMO system has difficulty of miniaturization of antenna size due to the multiple RF chains Also, multiple RF chain raises some problems which increase power consumption at RF circuit and degrade the system performance due to the interference between RF chains. Because of these reasons, beamspace MIMO (BS-MIMO) technique with only single RF chain was proposed for MIMO transmission. This BS-MIMO system basically uses electronically steerable parasitic array radiator (ESPAR) antenna. Existing ESPAR antenna has a 5-element structure. So, it is possible to do only 3X3 MIMO transmission. Therefore, in order to extend BS-MIMO dimension, extension of ESPAR antenna structure is essential. In this paper, we show that BS-MIMO dimension can be increased according to the extension of structure of the ESPAR antenna, as in the conventional MIMO techniques. For example, we show that it is possible to design the 7x7 BS-MIMO transmissions with the 13-element ESPAR antenna. Also, when the number of parasitic elements of ESPAR antenna increases by two elements, MIMO dimension is expanded by 1.

W-ZF 기법을 이용한 MIMO-FTN 송수신 구조 연구

서정현,정지원,Seo, Jung-hyun,Jung, Ji-won 한국정보통신학회 2017 한국정보통신학회논문지 Vol.21 No.7

In this paper, we propose a decoding method that improves the transmission rate and reliability by integrating MIMO(Multiple Input Multiple Output) communication scheme using turbo code and FTN(Faster Than Nyquist) scheme among high rate and high reliability wireless communication schemes in wireless communication. The existing MIMO-FTN(Multiple Input Multiple Output-Faster Than Nyquist) scheme based on hierarchical space-time coded method induced data rate loss due to the application of the space-time trellis coding scheme to remove adjacent symbol interference due to FTN scheme. To solve these problems, this paper proposes a method using W-ZF(Weighted-Zero Forcing) which overcomes the disadvantages of ZF(Zero Forcing) scheme in MIMO-FTN scheme using ZF scheme. In this paper, we compared the performance and the transmission rate of the MIMO-FTN scheme based on the hierarchical space-time coding, the MIMO-FTN scheme using W-ZF and the SISO-FTN scheme. As a result, the MIMO-FTN scheme using the W-ZF scheme is two times better than the other two schemes. 본 논문에서는 무선 통신에서의 높은 전송률과 신뢰도 있는 무선 통신 방안 중 터보 부호를 이용한 MIMO(Multiple Input Multiple Output) 통신 기법과 FTN(Faster Than Nyquist) 기법을 접목시켜 전송률을 향상시키며 신뢰성을 높일 수 있는 복호 방법을 제안한다. 기존의 계층적 시공간 부호화 기반의 MIMO-FTN(Multiple Input Multiple Output-Faster Than Nyquist) 기법은 FTN으로 인한 인접 심볼 간섭을 제거하기 위한 시공간 부호화 방식의 적용으로 전송률의 손해를 초래한다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 본 논문에서는 ZF(Zero Forcing) 기법을 이용한 MIMO-FTN 기법에서 ZF 기법의 단점을 보완한 W-ZF(Weighted-Zero Forcing)을 이용한 방식을 제안한다. 본 논문에서는, 시뮬레이션을 통해 계층적 시공간 부호화 기반의 MIMO-FTN 기법과, W-ZF을 적용한 MIMO-FTN 기법, SISO-FTN 기법에서 FTN의 간섭량에 따른 성능과 전송률을 비교 하였다. 그 결과 W-ZF 기법을 적용한 MIMO-FTN 기법이 다른 두 기법보다 전송률에서 2배 더 좋은 것을 확인할 수 있다.

MIMO-OFDM 시스템을 위한 효율적인 파이프라인 FFT 프로세서의 설계

이상민(Sangmin Lee),정윤호(Yunho Jung),김재석(Jaeseok Kim) 한국통신학회 2007 韓國通信學會論文誌 Vol.32 No.10C

본 논문에서는 송수신 안테나가 각각 4개인 MIMO-OFDM 시스템을 위한 효율적인 FFT 프로세서 구조를 제안한다. MIMO-OFDM 시스템의 기본은 다중 데이터 패스의 전송이므로 기존의 SISO-OFDM 시스템의 FFT 프로세서를 MIMO-OFDM 시스템에 그대로 적용하면 하드웨어 복잡도가 데이터 패스의 수에 선형적으로 증가하게 된다. 따라서 MIMO-OFDM 시스템에 맞도록 저면적의 다채널 FFT 프로세서가 요구된다. 제안된 FFT 프로세서는 다채널 MDC구조를 갖기 때문에 MIMO-OFDM 시스템의 다중 데이터 패스를 효과적으로 처리할 수 있으며, mixed radix 기법을 통한 효율적인 radix 분해를 이용하여 비단순 승산의 수를 감소시켰다. 제안된 구조를 갖는 FFT 프로세서는 HDL을 사용하여 설계된 후 0.18㎛ CMOS 셀 라이브러리를 이용하여 설계되었다. 논리합성 결과, 4채널 radix-4 Multipath Delay Commutator (R4MDC) FFT 프로세서와 비교시 약 25%의 하드웨어가 감소함을 확인하였다. FFT 프로세서는 전체 MIMO-OFDM 시스템에서 약 30% 정도를 차지하는 커다란 블록이기 때문에, 제안된 FFT프로세서는 MIMO-OFDM 시스템의 하드웨어 복잡도를 감소시키는데 큰 공헌을 할 수 있다. This paper proposes an area-efficient pipeline FFT processor for MIMO-OFDM systems with four transmitting and four receiving antennas. Since the MIMO-OFDM system transmits multiple data streams, the complexity for the MIMO-OFDM system with a single-channel FFT processor increases linearly with the increase of the number of transmit channels. The proposed FFT processor is based on multi-channel structure, and therefore it can efficiently support multiple data streams. With the mixed radix algorithm, the number of non-trivial multiplications of the proposed FFT processor is decreased. The proposed FFT processor is synthesized with CMOS 0.18㎛ process and reduces the logic gates by 25% over a 4-channel Radix-4 multi-path delay commutator (R4MDC) FFT processor. Since the MIMO-OFDM FFT processor is one of the largest modules in the systems, the proposed FFT processor will be a vast contribution improvement to the low complexity design of MIMO-OFDM systems.

Collaborative MIMO 시스템을 위한 전력기반 스케줄링 방식

김영준,이정승,백두권 한국통신학회 2008 韓國通信學會論文誌 Vol.33 No.12

In order to maximize spectrum efficiency and data rate MIMO(Multiple Input Multiple Output) is adopted to wireless system. OFDM-based WiMAX and LTE accommodate MIMO as mandatory technology. STC(Space Time Coding) and SM(Spatial Multiplexing) are used in downlink while in uplink C-MIMO(Collaborative MIMO) is used to improve data throughput. In this paper conventional pairing schemes, RPS(Random Pairing Scheduling) and DPS(Determinant Pairing Scheduling) are analyzed. From the analysis the performance of DPS algorithm is better than that of RPS because DPS measures orthogonal factor between paired users. However, there are potential problems such as hardware complexity and performance. To overcome the issues Power-Based Scheduling(PBS) algorithm is proposed for C-MIMO. PBS can provide higher performance compared to RPS and dramatically reduce hardware complexity compared to DPS 무선통신 시스템에 있어서 스펙트럼 효율성과 전송속도의 극대화를 위해 MIMO(Multiple Input Multiple Output) 기술을 시스템에 적용하는 노력이 계속되고 있다. 최근 대두되고 있는 WiMAX와 LTE 는 OFDM 기반 기술로서 CDMA보다 MIMO기술을 적용하기 쉽다는 장점에 의해 MIMO 기술을 기본으로 채택하고 있다. 하향 링크에서는 STC(Space Time Coding) 방식과 SM(Spatial Multiplexing) 방식을 사용하여 MIMO 방식을 기본 기 술로 적용하였으며 상향링크에서는 C-MIMO(Collaborative MIMO) 기술이 사용된다. 특히, 상향링크는 양방향 데 이터 통신을 활용한 다양한 신규 서비스가 제안되고 있어 전송 성능을 개선시킬 수 있는 C-MIMO의 성능향상이 기술 쟁점이 되고 있다. 본 논문에서는 C-MIMO 성능 향상을 위하여 기존에 사용되고 있는 신호간 직교성(OF: Orthogonal Factor)의 성질을 이용하여 단말 조합을 선택하는 방식(DPS: Determinant Pairing Scheduling)과 신호간 직교성을 사용하지 않고 단말 조합을 선택하는 방식(RPS: Random Pairing Scheduling)을 분석하였다. 또한 DPS와 RPS 방식을 보완 한 새로운 알고리즘을 제안 하여 스펙트럼 효율을 높이는 방법을 고안하였다. 결과에 의하면 새로운 알고리즘을 통하여 RPS 대비 2~3dB 이득을 보았으며 DPS에 비하여 현격하게 복잡도를 감소 시켰다.

AMC와 MIMO 선택 기법이 결합된 통신 시스템의 설계 및 성능 분석

셰를리(Sherlie Portugal),황인태(Intae Hwang),이정환(Jeonghwan Lee),윤길상(Gilsang Yoon),조인식(Insik Cho),서창우(Changwoo Seo) 大韓電子工學會 2010 電子工學會論文誌-TC (Telecommunications) Vol.47 No.3

본 논문은 AMC(Adaptive Modulation and Coding)와 MIMO(Multiple Input Multiple Output)를 결합하여 전송률 및 전송신뢰도 향상을 가져오는 통신 시스템을 구현한다. 또한 Precoding과 Antenna Subset Selection을 효율적으로 적용하고 MIMO 선택 기법을 결합하여, 최종적으로 AMC와 MIMO 선택 기법이 결합된 통신 시스템을 설계하고 성능을 분석한다. 모의 실험환경은 안테나 간 상관성이 존재하지 않는 주파수 비 선택적 레일리 페이딩 채널을 고려하였으며, 확산인자는 16을 적용하였다. 그 외의 여러 모의 실험 환경은 HSDPA(High Speed Downlink Packet Access) 표준에 근거하여 구성하도록 노력하였다. 본 논문에서 제안한 “AMC와 MIMO 선택 기법이 결합된 시스템”은 기존의 “AMC와 각 MIMO의 결합 시스템들”보다 높은 전송률을 보여주었으며, 열악한 채널 환경에서도 안정적인 전송률을 확보해 주었다. 제안된 시스템은 약 8㏈에서 최대 전송률을 나타내었으며, 제안된 시스템과 동일한 최대 전송률을 갖는 기존의 “AMC와 D-STTD 4×2 결합 시스템”과 비교하였을 때 약 6㏈ 정도 먼저 최대 전송률을 나타냈다. 또한 최대 전송률에 이르기 전까지 거의 모든 SNR(Signal to Noise Ratio) 구간에서 기존의 시스템보다 약 2배 정도 높은 전송률을 보였다. 구체적으로 SNR이 -6㏈인 지점에서 기존의 시스템은 약 2.5Mbps의 전송률을 나타냈으며, 제안된 시스템은 그 2배가 넘는 약 6.4Mbps의 전송률을 나타냈다. 또한 SNR이 2㏈인 지점에서는 각각 약 7.5Mbps와 15.3Mbps의 전송률을 나타내어 역시 2배에 가까운 차이가 나는 것을 확인할 수 있었다. 제안된 시스템은 AMC 기법을 사용하는 주 목적인 전송률의 향상에 크게 기여하였으며, 특히 평균 전송률의 향상에 효과적임을 확인하였다. This paper proposes a combination system of Adaptive Modulation and Coding (AMC) and Multiple Input Multiple Output (MIMO), which improves the throughput and has a better reliability. In addition, the system includes Precoding, Antenna Subset Selection and MIMO Mode Selection scheme. Finally, we make a performance analysis of the proposed system. The principal environmental parameters for the simulation experiment consist of a frequency non-selective rayleigh fading channel and a Spreading Factor (SF) of 16. Other parameters may be included in order to fulfill the requirements of the HSDPA Standard. The proposed system has a higher throughput and more reliability than the conventional system, which does not include MIMO Mode Selection scheme, Precoding or Antenna Subset Selection. According to the simulation results, the proposed system reaches the maximum throughput at 8㏈, presenting an improvement of 6㏈ and twice higher throughput, respect to the conventional system. Specifically, at the point of -6㏈, the conventional system reaches 2.5Mbps, while the proposed system reaches 6.4Mbps at the same SNR. Also, at the point of 2㏈, each system reaches 7.5Mbps (conventional system) and 15.3Mbps (proposed system), with near twice the difference. According to the results exposed above, we can conclude that the system proposed in this paper has, as the greatest contribution, the improvement of the throughput, especially, the average throughput.

단일 RF chain을 갖는 전자 빔 조향 기생 배열 안테나를 사용한 빔 공간 MIMO 시스템

안창영(Changyoung An),이승환(Seung Hwan Lee),유흥균(Heung-Gyoon Ryu) 한국통신학회 2013 韓國通信學會論文誌 Vol.38 No.10(통신이론)

최근 기존의 배열 안테나를 사용하는 MIMO(multi-input multi-output) 시스템의 단점을 극복하기 위하여 1개의 능동 소자와 주변의 기생 소자를 이용하는 ESPAR(electronically steerable parasitic array radiator) 안테나에 대한 연구가 이루어지고 있다. 이 안테나의 가장 큰 장점은 단지 1개의 RF(radio frequency) chain만을 사용하는 것이다. 단일 RF chain을 사용하기 때문에 하드웨어 복잡도가 높지 않다. ESPAR 안테나를 사용하는 빔 공간 MIMO시스템의 경우 각각의 직교 기저 패턴에 심볼을 맵핑하여 송신한다. 본 논문에서는 저 복잡도, 저 전력의 MIMO시스템을 위해 단일 RF chain을 사용하는 ESPAR 안테나를 이용하여 시스템을 구성하고 각각의 위상 편이 변조에 따른 성능을 분석한다. 빔 공간 MIMO 시스템은 기존의 MIMO 시스템과 유사한 성능을 낸다. BPSK(binary phase shift keying), QPSK(quadrature phase shift keying), 8PSK, 16PSK, 32PSK의 고차 변조에 대한 시스템 성능을 분석한 결과, 빔 공간 MIMO 시스템이 저 복잡도와 저 전력소비로 기존 신호 도메인의 MIMO 시스템과 유사한 성능 특성을 가지는 것을 확인하였다. The main advantage of ESPAR antenna is that ESPAR antenna requires only a single RF chain for reduction of transceiver’s hardware complexity, as compared to conventional MIMO system. In conventional MIMO system, each data symbol is mapped to each antenna. But, each data symbol is mapped to each orthogonal basis pattern in ESPAR antenna system. In this paper, we design beamspace MIMO system using ESPAR antenna with single RF chain for MIMO system of low-complexity and low power consumption. And then, we analyze performance of beamspace MIMO according to each PSK modulation. Performance of beamspace MIMO system is similar to performance of conventional MIMO system. As a result of analyzing the performance of beamspace MIMO system using higher-order PSK modulation. we can confirm that performance characteristic of beamspace MIMO system with low complexity and low power consumption is similar to digital communication of signal domain.

Collaborative MIMO 시스템을 위한 전력기반 스케줄링 방식

김영준(Young-Joon Kim),이정승(Jung-Seung Lee),백두권(Doo-Kwon Baik) 한국통신학회 2008 韓國通信學會論文誌 Vol.33 No.12A

무선통신 시스템에 있어서 스펙트럼 효율성과 전송속도의 극대화를 위해 MIMO(Multiple Input Multiple Output) 기술을 시스템에 적용하는 노력이 계속되고 있다. 최근 대두되고 있는 WiMAX와 LTE 는 OFDM 기반 기술로서 CDMA보다 MIMO기술을 적용하기 쉽다는 장점에 의해 MIMO 기술을 기본으로 채택하고 있다. 하향 링크에서는 STC(Space Time Coding) 방식과 SM(Spatial Multiplexing) 방식을 사용하여 MIMO 방식을 기본 기술로 적용하였으며 상향링크에서는 C-MIMO(Collaborative MIMO) 기술이 사용된다. 특히, 상향링크는 양방향 데이터 통신을 활용한 다양한 신규 서비스가 제안되고 있어 전송 성능을 개선시킬 수 있는 C-MIMO의 성능향상이 기술 쟁점이 되고 있다. 본 논문에서는 C-MIMO 성능 향상을 위하여 기존에 사용되고 있는 신호간 직교성(OF: Orthogonal Factor)의 성질을 이용하여 단말 조합을 선택하는 방식(DPS: Determinant Pairing Scheduling)과 신호간 직교성을 사용하지 않고 단말 조합을 선택하는 방식(RPS: Random Pairing Scheduling)을 분석하였다. 또한 DPS와 RPS 방식을 보완한 새로운 알고리즘을 제안 하여 스펙트럼 효율을 높이는 방법을 고안하였다. 결과에 의하면 새로운 알고리즘을 통하여 RPS 대비 2~3dB 이득을 보았으며 DPS에 비하여 현격하게 복잡도를 감소 시켰다. In order to maximize spectrum efficiency and data rate MIMO(Multiple Input Multiple Output) is adopted to wireless system. OFDM-based WiMAX and LTE accommodate MIMO as mandatory technology. STC(Space Time Coding) and SM(Spatial Multiplexing) are used in downlink while in uplink C-MIMO(Collaborative MIMO) is used to improve data throughput. In this paper conventional pairing schemes, RPS(Random Pairing Scheduling) and DPS(Determinant Pairing Scheduling) are analyzed. From the analysis the performance of DPS algorithm is better than that of RPS because DPS measures orthogonal factor between paired users. However, there are potential problems such as hardware complexity and performance. To overcome the issues Power-Based Scheduling(PBS) algorithm is proposed for C-MIMO. PBS can provide higher performance compared to RPS and dramatically reduce hardware complexity compared to DPS

다차원 공간다중화 MIMO 시스템의 복조 기법

임성호(Sung-Ho Lim),김경수(Kyungsoo Kim),최지웅(Ji-Woong Choi) 한국통신학회 2014 韓國通信學會論文誌 Vol.39 No.7(통신이론)

전송 데이터 용량의 요구치가 급속히 증가하면서 공간 스트림마다 독립된 정보를 전송할 수 있는 spatial multiplexing (SM) 기반 multi-input multi-output (MIMO) 기술에 대한 관심이 증대되고 있다. 3GPP LTE-advanced, IEEE 802.11ac 등의 최근 표준들에서는 최대 8개까지의 공간 스트림을 지원하고 있으며, beyond 4G 시스템의 핵심 기술로 고려되고 있는 massive MIMO나 mm-wave 시스템에서는 수십~수백개 이상의 안테나까지도 지원을 고려하고 있다. SM MIMO 시스템의 최적 복조 기법인 maximum likelihood (ML) 방식의 연산복잡도는 안테나수에 지수적으로 증가하므로, 안테나 수의 급속한 증가는 연산량의 급격한 증가를 유발하게 되어 낮은 복잡도로 구현 가능한 수신 기법들에 대한 필요성을 증대시키게 되었다. 본 논문에서는 이러한 SM MIMO 복조 기법들에 대한 연구 결과들을 설명한다. 또한, 기존의 복조 기법들과 달리, 지수적으로 복잡도의 증가가 필요하지 않는 간단한 선형 기법에 기반한 massive MIMO 시스템용 수신 기법에 대해서도 설명하고 향후의 시스템 디자인 시 고려할 사항들에 대해 간략히 정리한다. With the increasing demands on high data rate, there has been growing interests in multi-input multi-output (MIMO) technology based on spatial multiplexing (SM) since it can transmit independent information in each spatial stream. Recent standards such as 3GPP LTE-advanced and IEEE 802.11ac support up to eight spatial streams, and massive MIMO and mm-wave systems that are expected to be included in beyond 4G systems are considering employment of tens to hundreds of antennas. Since the complexity of the optimum maximum likelihood based detection method increases exponentially with the number of antennas, low-complexity SM MIMO detection becomes more critical as the number of antenna increases. In this paper, we first review the results on the detection schemes for SM MIMO systems. In addition, massive MIMO reception schemes based on simple linear filtering which does not require exponential increment of complexity will be explained, followed by brief description on receiver design for future high dimensional SM MIMO systems.

육상 이동 위성 시스템의 통신 성능 향상을 위한 MIMO 원형 편파 급전 네트워크

한정훈(Jung-Hoon Han),명로훈(Noh-Hoon Myung) 한국전자파학회 2013 한국전자파학회논문지 Vol.24 No.4

본 논문은 육상 이동 위성(Land Mobile Satellite: LMS) 시스템의 통신 성능 향상을 위해 기존의 2×2 MIMO 채널에서 4×4 채널로 확장할 수 있는 MIMO 원형 편파 급전 네트워크를 제안한다. 기존의 추가적인 통신 채널확보를 위해서는 위성국에서 안테나 설치 공간상의 제약이 있기 때문에 이격 거리가 충분한 추가 위성국을 필요로 한다. 이로 인한 비용 및 MIMO 통신 채널의 한계 문제를 극복하기 위하여, 동일한 원형 편파 간에 이격 거리가 없이도 높은 격리성을 확보할 수 있는 MIMO 원형 편파 급전 네트워크를 제안하였다. 제안하는 급전 네트워크의 포트간 격리성과 각 포트의 매칭 상태를 수식적으로 증명하였고, 4×4 MIMO 채널의 통신 성능 향상을 채널 모델 측면에서 제시 및 확인하였다. MIMO 원형 편파 급전 네트워크를 원형 편파 패치 안테나 구조로 실제 제작하고 측정하여 7~10 ㏈의 다이버시티 이득을 얻었고, 약 1.8배로 채널 용량이 향상되었음을 확인하였다. In this paper, we propose the MIMO circular polarization feed network to enhance the communication performances from the previous 2×2 MIMO channel to 4×4 channel for Land Mobile Satellite communication system. The only possibility to extend the communication channel is to use the additional satellite because of the limitation of satellite spaces to install additional antennas. For overcoming this problems, we propose the MIMO circular polarization feed network to secure the isolation characteristics without the distant antenna space. The port isolation characteristics and each port impedance matching conditions are numerically verified and we suggest the 4×4 MIMO channel model of the proposed system and the performances are verified. The fabricated circular polarization patch antennas with the proposed feed network are measured in the reverberation chamber and 7~10 ㏈ of diversity gain and 80 % increasement of channel capacity are obtained.