Towards MMIC-Based 300GHz Indoor Wireless Communication Systems

Abstract

SUMMARYThis contribution presents a full MMIC chip set, transmit and receive RF frontend and data transmission experiments at a carrier frequency of 300 GHz and with data rates of up to 64 Gbit/s. The radio is dedicated to future high data rate indoor wireless communication, serving application scenarios such as smart offices, data centers and home theaters. The paper reviews the underlying high speed transistor and MMIC process, the performance of the quadrature transmitter and receiver, as well as the local oscillator generation by means of frequency multiplication. Initial transmission experiments in a single-input single-output setup and zero-IF transmit and receive scheme achieve up to 64 Gbit/s data rates with QPSK modulation. The paper discusses the current performance limitations of the RF frontend and will outline paths for improvements in view of achieving 100 Gbit/s capability.

Терагерцові Технології В Телекомунікаційних Системах. Частина 2. Дослідження Та Моделювання Передавання Телевізійних Сигналів Стандарту DVB-C І Імпульсного Надширокосмугового Сигналу Радіолінією Терагерцового Діапазону

“…Наприклад, в роботі [1] представлений експериментальний зразок симплексної безпроводової системи зв'язку терагерцового діапазону з використанням модуляції QAM-16, який забезпечує передавання інформації із сумарною швидкістю 80 Гбіт/с у чотирьох суміжних частотних каналах, що займають смугу радіочастот 375÷450 ГГц, на відстань не більше 0,5 м, забезпечуючи при цьому ймовірність бітової помилки не гірше за 3,8•10 -3 . У свою чергу, в  Г. Л. Авдєєнко, С. Г. Бунін, Т. М. Наритник роботі [2] представлено розробку монолітних інтегральних мікросхем передавача та приймача діапазону 300 ГГц, а також макету симплексної безпроводової системи зв'язку на їх основі, яка забезпечує при використанні модуляції QPSK передавання інформації зі швидкістю 64 Гбіт/с на відстань до 2 м при значенні вектора похибки EVM (Error Vector Magnitude) не більше -9,65 дБ.…”

“…Варто відзначити про значну зростаючу кількість публікацій, подібних до робіт [1][2][3][4], у більшості яких, включаючи й ті, що представлені в роботах [1,2,4]. експериментальні зразки передавального та приймального трактів терагерцових систем радіозв'язку будуються за одним і тим самим гібридним принципом, а саме за рахунок використання сучасних досягнень в галузі терагерцової фотоніки та електроніки [5,6].…”

Toward Industrial Exploitation of THz Frequencies: Integration of SiGe MMICs in Silicon-Micromachined Waveguide Systems

“…Previous generations of THz systems relied on thin, volumelimited semiconductor substrates and fabrication techniques [27], [28]. Indium phosphide heterojunction-bipolar- [29] and high-electron-mobility- [30] transistors (HBTs and HEMTs, respectively) provide signal gain up to 1 THz, with complete front-ends and transceivers reported up to 300 GHz [31], [32], [33]. The extreme cost of such technologies massively restricts their range of applications, driving the search for low-cost alternatives, where silicon-based devices are the leading candidate.…”

Channel sounding techniques for applications in THz communications: A first correlation based channel sounder for ultra-wideband dynamic channel measurements at 300 GHz

“…In addition, mostly simple modulation schemes, like QPSK, are proposed since phase noise is limiting the achievable modulation order. An example for an electronic approach can be found in [3].…”