테라헤르츠 대역 근거리 무선 통신시스템 개발 현황

  • 강철희 (고려대학교 공과대학 전기전자전파공학부 테라헤르츠 시스템랩) ;
  • 김문일 (고려대학교 공과대학 전기전자전파공학부 테라헤르츠 시스템랩) ;
  • 이재성 (고려대학교 공과대학 전기전자전파공학부 테라헤르츠 시스템랩) ;
  • 고영채 (고려대학교 공과대학 전기전자전파공학부 테라헤르츠 시스템랩) ;
  • 백상헌 (고려대학교 공과대학 전기전자전파공학부 테라헤르츠 시스템랩) ;
  • 허준 (고려대학교 공과대학 전기전자전파공학부 테라헤르츠 시스템랩)
  • Published : 2011.01.31

Abstract

300~3000GHz(현 시점에서 TeraHz 대역으로 분류함) 범위의 무선 근거리 개인 영역 통신 (WPAN) 에서 20~40Gbps급 데이터 통신을 가능하게 하는 국제 표준화가 현재 IEEE802.15 그룹에서 진행 중이다. 본 논문에서는 주파수 할당과 관련하여, 비허가 주파수 대역의 이용 가능성 여부 및 시기 등에 대하여 지난 수년간 ITU에서 발표된 Tera 대역문서들 중심으로 요약하였고, Tera 대역 물리계층 요소 기술인 저전력 빔포밍 기술을 이용하여 전파의 직진성 및 거리에 따른 전력 감쇄 등을 극복하기 위한 기법을 소개한다. 또한 지향성 안테나 기반의 MAC, 타 통신기술과의 공존 문제, 그리고 상위 응용 계층을 위한 최적화의 관점에서 MAC 계층 주요 논의점에 대하여 언급하며 마지막으로 Tera 대역에서 동작하는 전자소자의 발전추세에 대하여 소개한다. 향후 약 5년 후에 표준화가 완성될 것으로 예상되는 시점에서, 본 논문이 국내의 통신 관련 연구자에게 초고속 데이터 통신을 가능하게 할 Tera 대역 WPAN시스템을 이해하고 동향을 파악하는데 유용한 자료로서 활용될 것을 기대한다.

Keywords

References

  1. Part 15.3: Wireless Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specification for High Rate Wireless Personal Area Networks (WPANs), http://ieee802.org/15/
  2. Standard ECMA-387, High rate 60GHz PHY, MAC and HDMI PAL, http://www.ecma-international.org/ publications/standards/Ecma-387.htm Dec. 2008
  3. http://www.ultrahdtv.net
  4. Preliminary views on WRC-11 Agenda Item 1.6, Asia Pacific Telecommunity, The 2nd meeting of the APT Conference Preparatory Group for WRC-2011, 24 June 2009
  5. Thomas Kurner, "WRC Agenda item 1.6 and its possible implications on THz Communication," IEEE802.15-09-0230-00-thz
  6. K. Jo, Y. -C. Ko, C.-G. Park, J. Park," Multiple antenna post low noise amplifier RF comibning", 2009 IEEE Globecom workshop on Multi-Gigabit MM-wave and Tera-Hz Systems
  7. L. X. Cai, L. Cai, and X. Shen, and J.W. Mark," REX: a Randomized EXclusive Region based Scheduling Scheme for mmWave WPANs with Directional Antenna", IEEE Trans. on Wireless Communications, Vol. 9, No. 1, pp. 113-121, 2010. https://doi.org/10.1109/TWC.2010.01.070503
  8. Laurent Cariou, "Fast Session Transfer," 802.11-10/0491r2, May 2010.
  9. W. R. Deal, X. B. Mei, V. Radisic, K. Leong, S. Sarkozy, B. Gorospe, J. Lee, P. H. Liu, W. Yoshida, J. Zhou, M. Lange, J. Uyeda, and R. Lai," Demonstration of a 0.48 THz Amplifier Module Using InP HEMT Transistors," IEEE Microwave and Wireless Components Letters, vol. 20, pp. 289-291, 2010. https://doi.org/10.1109/LMWC.2010.2045597
  10. V. Radisic, X. B. Mei, W. R. Deal, W. Yoshida, P. H. Liu, J. Uyeda, M. Barsky, L. Samoska, A. Fung, T. Gaier, and R. Lai, "Demonstration of Sub-Millimeter Wave Fundamental Oscillators Using 35-nm InP HEMT Technology," IEEE Microwave and Wireless Components Letters, vol.17, pp.223-225, 2007. https://doi.org/10.1109/LMWC.2006.890495
  11. E. Seok, C. Cao, D. Shim, D. J. Arenas, D. B. Tanner, C.-M. Hung, and K. K. O," A 410GHz CMOS Push-Push Oscillator with an On-Chip Patch Antenna,"in IEEE International Solid-State Circuits Conference, 2008, pp.472-473.
  12. E. Ojefors, B. Heinemann, and U. R. Pfeiffer, "A 325 GHz frequency multiplier chain in a SiGe HBT technology,"in IEEE Radio Frequency Integrated Circuits Symposium, 2010, pp.91-94.
  13. H. J. Park, J. S. Rieh, M. Kim, and J. B. Hacker, "300 GHz six-stage differential-mode amplifier,"in IEEE MTT-S International Microwave Symposium Digest, 2010, pp.49-52.
  14. Namhyung Kim, Kyungmin Kim, and Jae-Sung Rieh", A 70/140 GHz Dual-Band Push-Push VCO in a 90-nm CMOS Technology," in RF Integrated Circuit Technology Workshop, 2010, pp. 451- 452.