NexGenMiliWave: Next Generation Millimeter Wave Backhaul Radio
Funding: "Ανταγωνιστικότητα & Επιχειρηματικότητα" και Περιφερειών σε Μετάβαση - ΕΣΠΑ 2007-2013
Project Summary:
Το συνεργατικό έργο NexGenMiliWave θα αναπτύξει και θα επιδείξει τη λειτουργία ενός πειραματικού χιλιοστομετρικού radio modem (millimeter wave) το οποίο θα αποδείξει ότι είναι εφικτή η σημαντική μείωση του κόστους των σημερινών χιλιοστομετρικών radio modems. Η μείωση του κόστους επιτυγχάνεται χάρη στο μεγάλο βαθμό ολοκλήρωσης των λειτουργιών του radio modem σε δύο chips τεχνολογίας μικρότερης ή ίσης των 90nm. Το πρώτο chip εμπεριέχει όλες τις υψηλόσυχνες αναλογικές και χιλιοστομετρικές λειτουργίες (RFIC & MMIC), ενώ το δεύτερο εμπεριέχει όλες τις ψηφιακές λειτουργίες του modem βασικής ζώνης (Baseband modem functions). Η ταυτόχρονη σχεδίαση των δύο υποσυστημάτων θα επιτρέψει να μειωθεί το αναγκαίο κόστος του RF και του ενισχυτή ισχύος, αξιοποιώντας εξελιγμένους αλγορίθμους ισοστάθμισης και διόρθωσης λαθών, οι οποίοι θα υλοποιηθούν στον ψηφιακό επεξεργαστή. Για τις ανάγκες του πρωτότυπου το οποίο θα δοκιμαστεί σε πραγματικές συνθήκες λειτουργίας, ο ψηφιακός επεξεργαστής θα υλοποιηθεί σε σύστημα FPGA. Η επίτευξη αυτών των επιπέδων ολοκλήρωσης επιβάλει πολλές τεχνολογικές προκλήσεις και απαιτεί καινοτόμες σχεδιαστικές προσεγγίσεις και θα επιτρέψει δραστική αλλαγή των οικονομικών μεγεθών για τα ευρυζωνικά δίκτυα κορμού για WIMAX, LTE και για την Τέταρτη Γενιά Τηλεφωνίας (4G). H τεχνολογία RFIC και MMIC που θα προκύψει κατά τη διάρκεια αυτού του έργου θα επιτρέψει νέες εφαρμογές σε τομείς πέρα από τις τηλεπικοινωνίες. Τα 4 βασικά σενάρια χρήσης ασύρματου backhauling με χρήση χιλιοστομετρικών τεχνολογιών (millimeter wave technology) αφορούν την παροχή ασυρμάτων ζεύξεων επικοινωνίας μεγάλης χωρητικότητας για την κάλυψη περιπτώσεων όπου είτε δεν υπάρχει εγκατεστημένο ενσύρματο δίκτυο, είτε η χρήση του είναι οικονομικά ασύμφορη για το χρήστη.Το υπό ανάπτυξη προϊόν επιβάλει να διασαφηνισθούν αφενός μεν οι τεχνολογικές προκλήσεις και οι δυνατότητες που προσφέρει η επιλογή της ζώνης των 60 GHz καθώς επίσης και οι τεχνολογικές δυνατότητες υλοποίησης πάνω σε πυρίτιο των επιμέρους δομικών κυκλωμάτων (nano-electronics, με χαρακτηριστικά μήκη κάτω των 90 nm). Οι ασύρματες επικοινωνίες σημείου-προς-σημείο στα 60 GHz έχουν χρησιμοποιηθεί ευρέως για επικοινωνία υψηλής ασφάλειας (μυστικές υπηρεσίες) και για δορυφορικές επικοινωνίες (στρατιωτικές εφαρμογές). Γενικά, οι προαναφερθείσες ζώνες συχνοτήτων δεν έχουν ακόμη αξιοποιηθεί ευρέως για εμπορικές ασύρματες εφαρμογές. Συγκριτικά με τις χαμηλότερες ζώνες συχνοτήτων, τα επίγεια ραδιοσήματα στα 60 GHz εξασθενούν σημαντικά με τη διάδοση στην ατμόσφαιρα και έτσι δεν μπορούν να διαδοθούν σε μεγάλες αποστάσεις. Επομένως είναι δυνατή η επαναχρησιμοποίηση της συχνότητας από συστήματα που βρίσκονται σε κοντινές αποστάσεις μεταξύ τους, χωρίς να υπάρχουν παρεμβολές, ενώ ταυτόχρονα ενισχύεται η ασφάλεια της επικοινωνίας αφού το σήμα δεν μεταδίδεται μακρύτερα από το δέκτη. Επιπλέον, το εύρος της κεραίας (beam width) στις συχνότητες αυτές είναι πολύ μικρό (4.7 μοίρες στα 60 GHz), με αποτέλεσμα καλύτερη απόδοση του συστήματος, ελαχιστοποίηση των παρεμβολών και μεγιστοποίηση της ασφάλειας. Όσον αφορά τις επιδόσεις των συστημάτων στα 60 GHz, υπάρχουν προϊόντα στην αγορά που προσφέρουν ταχύτητες Gigabit Ethernet (GbE), ανάλογες με αυτές των οπτικών ινών, καθώς τα 7 GHz συνεχόμενου bandwidth που είναι διαθέσιμα στη ζώνη αυτή είναι πολύ περισσότερα από αυτά που διατίθενται για ασύρματες επικοινωνίες σε άλλες ζώνες. Οι νάνο-ηλεκτρονικές τεχνολογίες αυτές που θα διερευνηθούν και τελικά θα υιοθετηθούν για υλοποίηση αιχμής παρέχουν δυνατότητες πολύ μεγάλου εύρους ζώνης ολοκλήρωσης (ταχύτητας), ικανοποιητικής κατανάλωσης και συνδυαζόμενες με προηγμένες αλγοριθμικές και σχεδιαστικές τεχνικές μπορούν να δώσουν ολοκληρωμένες λύσεις σε πυρίτιο στο κόστος που απαιτείται από τις εφαρμογές.
Project Site: http://www.corallia.org/el/innovation-clusters/research-and-development-projects/238-nexgenmiliwave.html