• 한국통신학회논문지
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• 제42권1호
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• pp.25-30
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• 2017

밀리미터 대역은 매우 넓은 대역폭을 활용할 수 있어 5G 시스템의 데이터 전송률을 높일 핵심 요소로 기대되고 있다. 해당 대역은 경로 감쇄가 심한 특성을 갖지만, 짧은 파장 덕분에 크지 않은 공간에 매우 많은 안테나를 배치할 수 있어 경로 감쇄를 상쇄할 수 있다. 이처럼 많은 안테나를 활용하는 채널을 기존의 기법으로 추정하기 위해서는 큰 오버헤드가 발생해, 짧은 시간에 트레이닝을 수행하는 채널 추정 기법이 요구된다. 밀리미터파 채널은 매우 적은 수의 유효 경로가 존재하는 특징을 갖기에 적은 수의 관찰 값으로부터 희소 신호를 검출하는 압축센싱 기법의 활용이 효과적일 것으로 기대된다. 본 논문에서는 밀리미터파 채널 추정을 위한 압축 센싱 기법을 소개한다. 첫째로, 지연 확산이 존재하는 다중 경로 채널 추정을 표준적인 압축 센싱 문제로 변환하는 방식을 제시한다. 또한 압축 센싱을 통해 채널 추정을 수행하기 위해서는 좋은 특성을 갖는 검출 행렬을 생성하는 것이 중요하기에, 양자화된 phase shifter로 임의 발생시킨 검출 행렬의 mutual incoherence 특성을 수치적으로 분석한다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제45권10호
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• pp.65-70
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• 2008

본 연구에서는 94 GHz 송수신 시스템에 응용이 가능한 평면형 회로 내의 전송 선로 방식의 하나인 CPW(Coplanar Waveguide)와 구형 도파관 간의 신호를 원활히 전달해주는 94 GHz CPW-구형 도파관 변환기를 설계하고 제작하였다. 제안된 변환기는 단일 면에 구현된 Fin-line 테이퍼와 Open 타입의 CPW-Slot-line 변환기 구조로 구성되어 있으며, 이는 MMIC의 플립칩 본딩을 위해 기존의 MMIC 기술을 이용하여 단단하고 구부러지지 않는 사파이어($Al_2O_3$)기판위에 구현되었다. Ansoft사의 HFSS 툴을 이용하여 최적화된 Single-section 변환기를 Back-to-back 구조의 지그로 제작하였고 Anritsu ME7808A Vector Network Analyzer 장비를 이용해 $85{\sim}105$ GHz를 대역에서 S-파라미터들을 측정하였다. 측정 결과, 3 mm 길이를 갖는 CPW의 삽입 손실을 고려하여 94 GHz에서 약 1.7 dB의 삽입 손실과 25 dB 이상의 반사손실을 확인 하였다.

• Journal of Communications and Networks
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• 제18권3호
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• pp.364-374
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• 2016

With vast amounts of spectrum available in the millimeter wave (mmWave) band, small cells at mmWave frequencies densely deployed underlying the conventional homogeneous macrocell network have gained considerable interest from academia, industry, and standards bodies. Due to high propagation loss at higher frequencies, mmWave communications are inherently directional, and concurrent transmissions (spatial reuse) under low inter-link interference can be enabled to significantly improve network capacity. On the other hand, mmWave links are easily blocked by obstacles such as human body and furniture. In this paper, we develop a multi-hop relaying transmission (MHRT) scheme to steer blocked flows around obstacles by establishing multi-hop relay paths. In MHRT, a relay path selection algorithm is proposed to establish relay paths for blocked flows for better use of concurrent transmissions. After relay path selection, we use a multi-hop transmission scheduling algorithm to compute near-optimal schedules by fully exploiting the spatial reuse. Through extensive simulations under various traffic patterns and channel conditions, we demonstrate MHRT achieves superior performance in terms of network throughput and connection robustness compared with other existing protocols, especially under serious blockage conditions. The performance ofMHRT with different hop limitations is also simulated and analyzed for a better choice of the maximum hop number in practice.

• ETRI Journal
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• 제42권2호
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• pp.163-174
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• 2020

Numerous wearable technology companies have recently developed several headmounted display (HMD) products for virtual reality (VR) services. 5G wireless networks aim at providing high-quality 3D multimedia services such as VR, augmented reality, and mixed reality. In this study, we examine the application of millimeter-wave (mmWave) technology to realize low-latency wireless communication between an HMD and its content server. However, the propagation characteristics of mmWave present several challenges such as the deafness, blockage, and beam alignment problems, and interference among content servers. In this study, we focus on an environment that provides VR services in the mmWave band and introduce existing techniques for addressing such challenges. In addition, we employ a commercialized IEEE 802.11ad VR dongle to measure the actual data rate of an mmWave VR application and identify the degree to which the performance deteriorates when the above problems occur. Finally, we verify the feasibility of the proposed solutions through a simulation of several VR scenarios in the mmWave band.

• 한국전자파학회논문지
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• 제27권9호
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• pp.783-790
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• 2016

향후 이동통신망에서 주파수 부족이 중요한 문제가 되고 있어 광대역의 주파수를 확보할 수 있는 30 GHz에서 300 GHz 대역의 밀리미터파(mmWave) 통신이 수 기가비트 서비스를 제공하기 위한 5G 백홀(backhaul) 통신망의 중요한 일부로서 제안되고 있다. 이에 WRC-19 의제 1.13에서는 24.25~86 GHz 범위에서의 IMT 용 주파수 결정을 추진하고 있으며, 통신용량을 증가시키기 위해 세계적으로 펨토셀(femtocell)과 같은 소형 셀과 이종망을 구축해 나가는 시점에서 광대역 이동통신서비스 제공을 위한 밀리미터파 주파수 개발이 중요시 되고 있다. 따라서 본 논문에서는 FCC의 밀리미터파 스펙트럼의 분배 현황, 전파특성, 최소 경로길이 기준 및 간섭분석 결과를 정리하여 국내의 5G 백홀 링크를 위한 밀리미터파의 효율적 이용방안을 제시한다.

• 한국통신학회논문지
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• 제42권2호
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• pp.323-330
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• 2017

밀리미터파 대역은 주파수가 30GHz-300GHz이고, 파장이 10mm-1mm인 EHF (Extremely High Frequency) 대역이다. 밀리미터파 대역에서는 장애물이 있는 경우 전파 감쇠가 심하기 때문에 Line-of-Sight (LoS)가 아닌 경우 신호가 잘 잡히지 않는다. 그렇기 때문에 밀리미터파 대역에서 신호 감쇠 측정을 할 경우에 측정 장비가 noise와 구별할 수 없는 신호들이 관찰된다. 이와 같이 감쇠가 심한 환경에서 신호 감쇠 data를 보면 특정한 값에서 제한을 받는 것이 관찰된다. 특정한 값에서 제한 받는 것을 그대로 두고 일반적인 Least square로 추정을 하는 경우에는 감쇠 exponent를 과소평가 할 수도 있다. 본 논문에서는 특정한 값에서 제한을 받아도 정확한 추정이 가능한 Tobit Maximum Likelihood Estimation, Heckman Two-stage Model 그리고 Truncation Regression model의 성능 비교를 하였다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제44권9호
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• pp.25-33
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• 2007

본 논문에서는 높은 격리특성과 광대역 특성을 갖고 IF 발룬을 필요로 하지 않는 94 GHz MIMIC(Millimeter-wave Monolithic Integrated Circuit) single balanced cascode 믹서를 설계 및 제작하였다. 또한 믹서의 높은 격리특성과 광대역 특성을 위한 94 GHz 대역의 3 dB tandem 커플러를 설계 및 제작하였다. MIMIC single balanced cascode 믹서는 $0.1{\mu}m$ InGaAs/InAlAs/GaAs Metamorphic HEMT(High Electron Mobility Transistor)를 이용하여 설계 및 제작되었다. 제작된 MHEMT는 드레인 전류 밀도 665 mA/mm, 최대 전달컨덕턴스(Gm)는 691 mS/mm를 얻었으며, RF 특성으로 $f_T$는 189 GHz, $f_{max}$는 334 GHz의 양호한 성능을 나타내었다. 94 GHz MIMIC 믹서의 개발을 위해 MHEMT의 비선형 모델과 CPW 라이브러리를 구축하였으며, 이를 이용하여 MIMIC 믹서를 설계하였다. 설계된 믹서는 본 연구에서 개발된 MHEMT MIMIC 공정을 이용해 제작되었다. 94 GHz MIMIC single balanced cascode 믹서의 측정결과 변환손실 특성은 LO 신호의 크기가 10.9 dBm 일 때 94 GHz에서 9.8 dB의 양호한 특성을 나타내었다. 제작된 믹서의 LO-RF 격리도는 94 GHz에서 29.5 dB 그리고 100 GHz에서 39.5 dB의 측정 결과를 얻었다. 또한 제작된 믹서는 외부의 IF 발룬을 필요하지 않아 소형화가 가능하다. 본 논문에서 설계 및 제작된 94 GHz MIMIC single balanced cascode믹서는 기존의 balanced 믹서와 비교하여 높은 격리 특성을 나타내었다.

• 한국통신학회논문지
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• 제39C권12호
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• pp.1327-1337
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• 2014

밀리미터 웨이브 대역을 링크로 갖는 셀룰러 통신 시스템에서는 하향링크 제어신호를 사용하여 빔 추적을 할 경우에는 오랜 빔 트레이닝 시간과 많은 네트워크 자원이 소요된다. 본 논문에서는 아날로그 빔형성 방식의 단말기와 디지털 빔형성 방식의 기지국으로 구성된 밀리미터 웨이브 링크를 갖는 OFDM 기반 셀룰러 통신 시스템에 적합한 빔 추적 기법을 제안한다. 제안된 기법은 Zadoff-Chu 시퀀스 기반으로 설계된 상향 링크 프리앰블 신호와 단말기 ID, 단말기의 송신빔 ID, 수신 신호의 DoA 등의 파라메터를 추정할 수 있는 메트릭을 사용하여 기지국과 단말기 사이의 송수신 빔 쌍과 서빙 기지국을 추적할 수 있다. SCM 채널을 사용한 모의실험을 통하여 제안된 기법은 다수의 단말기가 존재하는 환경에서도 각 단말기의 송수신 빔 쌍을 효율적으로 추적하고, 빔 추적 시 요구되는 소요 시간과 계산 복잡도를 크게 줄일 수 있음을 확인한다.

• Transactions on Electrical and Electronic Materials
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• 제3권1호
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• pp.30-37
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• 2002

A focusing grating coupler (FGC) was not fabricated by the 'Continuous Path Control'writing strategy but by an electron-beam lithography system of more general exposure mode, which matches not only the address grid with the grating period but also an integer multiple of the address grid resolution (5 nm). To more simplify the fabrication, we are able to reduce a process step without large decrease of pattern quality by excluding a conducting material or layer such as metal (Al, Cr, Au), which are deposited on top or bottom of an e-beam resist to prevent charge build-up during e-beam exposure. A grating pitch period and an aperture feature size of the FGC designed and fabricated by e-beam lithography and reactive ion etching were ranged over 384.3 nm to 448.2 nm, and 0.5 $\times$ 0.5 mm$^2$area, respectively. This fabrication method presented will reduce processing time and improve the grating quality by means of a consideration of the address grid resolution, grating direction, pitch size and shapes when exposing. Here our investigations concentrate on the design and efficient fabrication results of the FGC for coupling from slab waveguide to a spot in free space.

• 전기전자학회논문지
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• 제16권2호
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• pp.116-120
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• 2012

본 논문에서는 밀리미터파 응용에 사용 가능한 우수한 성능의 50 nm InGaAs/InAlAs/GaAs metamorphic HEMT를 구현하였다. 게이트 길이가 50 nm이며 단위 게이트 폭이 30 ${\mu}m$인 2개의 게이트를 가지고 있는 MHEMT의 측정결과, 740 mA/mm의 드레인 포화 전류밀도와 1.02 S/mm의 상호전달 전도도를 얻었으며 전류이득차단주파수와 최대공진주파수는 각각 430 GHz와 406 GHz의 특성을 나타내었다.