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비트-헤르츠 통신의 새로운 프레임워크 제시, 6G 이동통신에 조력

2022-02-18 org.kosen.entty.User@6ae1b2a9 코센2022(kosen2022)

분야

과학기술과 인문사회,정보/통신

발행기관

한중과학기술협력센터

발행일

2021.12.28

URL

http://kostec.re.kr/%eb%b9%84%ed%8a%b8-%ed%97%a4%eb%a5%b4%ec%b8%a0-%ed%86%b5%ec%8b%a0%ec%9d%98-%ec%83%88%eb%a1%9c%ec%9a%b4-%ed%94%84%eb%a0%88%ec%9e%84%ec%9b%8c%ed%81%ac-%ec%a0%9c%ec%8b%9c-6g-%ec%9d%b4%eb%8f%99%ed%86%b5/

2021년 12월 17일 중국과학기술대학교 Xu Zhengyuan(徐正元) 교수는 Liu Weijie(劉偉傑) 박사, 칭화대학교 Wang Zhaocheng(王昭誠) 교수 및 영국 사우샘프턴대학교 Lajos Hanzo 교수 등과 공동으로 국제학술지 “Digital Communications and Networks”에 “Petahertz communication: Harmonizing optical spectra for wireless communication”이라는 제목의 연구 성과를 발표하여 6세대(6G) 이동통신을 위한 새로운 아이디어를 제시했다.

최근 몇 년 동안 특정 응용 시나리오를 위해 학계와 산업계에서는 조명 LED를 기반으로 하는 가시광 통신(VLC), 실내 적외선 통신(IRC), 차량용 자외선 통신(UVC), 우주 레이저 통신(FSOC), 라이파이(LiFi), 수중 청록광 통신 등 다양한 광파를 매개로 하는 무선 광통신(OWC)을 시도했다. 해당 기술은 비트-헤르츠 주파수 대역의 단편화 스펙트럼만 사용하므로 통신망의 전역 자원 최적화 성능을 심각하게 제한하고 다양한 응용 환경과 다양한 유형의 단말기에 잘 적응할 수 없으며 사용자의 정보 보안과 교란 차단 요구 사항도 충족시킬 수 없다. 예를 들어 VLC는 종종 IRC 또는 WiFi 기술에 의존하여 네트워크 양방향 통신 및 영역 커버리지를 달성하므로 필연적으로 정보 누출과 시각 교란이 발생한다.

비트-헤르츠 통신은 초대역폭 및 초고공간해상도 능력을 구비하며 다양한 형태의 신형 이동 단말기 및 우주-하늘-지상-해양 전 공간의 응용 시나리오와 호환성이 있고 매칭이 가능하다. 예를 들어, 실내 초대역 인터넷, 고정밀 측위, 대규모 산업 기계 통신, 차량 인터넷, 수중 사물 인터넷, 우주 인터넷, 사람-기계-사물 상호 연결 등을 충족한다.

해당 연구는 최초로 비트-헤르츠 통신의 새로운 시스템 프레임워크를 제안했다. 기존의 육안 시각의 스펙트럼 분할 방식을 깨고 적외선, 가시광선 및 자외선 다대역 주파수를 유기적으로 통합하여 비트-헤르츠 전체 주파수 대역의 효과적인 개발 이용을 달성했다. 주파수 스펙트럼 감지를 통해 파장과 공간 채널을 지능적으로 선택하여 전대역 신호 전송 특성과 환경 잡음의 영향을 규명하고 비트-헤르츠 통신의 실내, 실외 및 수중 등 전 공간 시나리오에서의 통신 거리 및 데이터 속도 성능 한계를 보여주었다. 실내 속도는 초당 수십 Tbps에 달하고, 수중 거리는 500m에 이른다. 또한, 비트 헤르츠 반송파의 잠재적 편광과 각운동량 차원 특성을 연구하여 신호 변조 및 다중화에 이용함으로써 통신 링크와 네트워크의 유연하고 지능적인 구성을 달성하고 홀로그램 통신 등 신형 고속 업무와 응용에 활용할 수 있다.

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