ESPAR 안테나를 사용하는 카오스 QPSK 변조 빔 공간 MIMO 시스템

Abstract

최근 대용량, 초고속 통신 서비스의 비중이 높아짐에 따라 배열 안테나를 사용하는 MIMO(Multi-Input Multi-Output) 시스템의 활용이 중요하게 평가되고 있다. 하지만 기존의 MIMO 시스템은 다수의 안테나를 사용하기 때문에 안테나의 개수만큼 RF(Radio Frequency) 체인이 요구되며, 이로 인해 복잡도와 전력 소모가 크다는 단점을 가진다. 이러한 기존 MIMO 시스템의 단점을 해결하기 위해서 단일 능동 소자와 다수의 기생 소자를 이용하는 방식의 ESPAR(Electronically Steerable Parasitic Array Radiator) 안테나를 사용하는 빔 공간 MIMO 시스템에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. ESPAR 안테나를 사용하는 빔 공간 MIMO 시스템은 단일 RF 체인으로 구성되어 있기 때문에 기존 MIMO 시스템의 단점을 해결할 수 있다. 본 논문에서는 시스템의 보안성을 향상시키기 위해 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying) 변조 방식의 ESPAR 안테나를 사용하는 빔 공간 MIMO 시스템에 비예측성, 비주기성, 구현의 용이성, 민감한 초기조건 등의 특징을 가지고 있는 카오스 통신 알고리즘을 적용하여 QPSK 변조 방식의 ESPAR 안테나를 사용하는 카오스 빔 공간 MIMO 시스템을 구성하고 성능을 평가한다. Recently, utilization of MIMO(Multi-Input Multi-Output) system using array antennas is evaluated significantly according to the extension of high-capacity and high-speed communication services. However, MIMO system has disadvantages such as high-complexity and high-power-consumption, because RF(Radio Frequency) chain is required as antenna number, and several array antenna is used in conventional MIMO system. In order to solve these problems, research about beamspace MIMO system using ESPAR(Electronically Steerable Parasitic Array Radiator) antenna that has single RF chain by using one active antenna and several parasitic elements has been studied actively. Beamspace MIMO system using ESPAR antenna is possible to solve the problems of conventional MIMO system, because this system is composed by single RF chain. In this paper, in order to improve the system security, chaos communication algorithm that has characteristics such as non-periodic, non-predictability, easy implementation and initial condition is applied to QPSK (Quadrature Phase Shift Keying) modulated beamspace MIMO system. We design the chaos QPSK modulated beamspace MIMO system, and evaluate SER performance of this system.