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포락선-추적 변조기 제어용 MIPI RFFE 인터페이스 기술

키워드

기술개요

? 본 이전기술은 최근 Front-End 기기의 제어 통신용으로 많이 사용되고 있는 MIPI RFFE 통신을 위한 인터페이스 기술로서, SCLK와 SDATA 로 구성된 MIPI RFFE BUS를 통해서 Master와 Slave간에 MIPI RFFE 통신 규격에 따라서 통신을 할 수 있게 해주는 인터페이스 기술임.

기술이전 목적 및 필요성

? 폭증하는 모바일 데이터 수용을 위한 방안으로, 주파수 자원의 확장, 주파수 효율 향상, 스몰셀의 구축 등이 강구되고 있으나 스몰셀 구축을 통한 용량 증대가 가장 효과적인 것으로 분석됨

? 스몰셀 급증으로 CAPEX/OPEX 부담 증가와 이를 해결하기 위해 개인 공간을 중심으로 저비용의 “사용자 구축 스몰셀” 전략이 대두. 사용자 구축 스몰셀은 2016년 전체 스몰셀의 89%를 차지할 것으로 예상
(출처: Informa Telecoms & Media, Cisco 2014)

? 국내 제조사들은 SW 소스 뿐만 아니라 HW 칩셋도 전량 수입하여 개발하고 있는 실정이며 RF 송수신 칩셋 등은 스몰셀 시장을 확대시키기 위해 모듈 단가를 줄여야 할 필요성이 있으며 이를 극복하는 방안이 블록의 고집적화임

? 상용 기지국을 구성하는 모듈 중 전력 증폭기 관련 전력소모(전력 증폭기 및 Cooling fan 등 포함)가 전체 소비량 대비 약 80%를 넘게 차지하고 있어 전력 고효율화 기술은 필수적 핵심 요소 기술임

? OFDM 기술을 이용하여 한정된 주파수 대역에 여러 신호를 중첩할 경우 각 신호의 피크가 중첩되는 순간 일시적으로 큰 신호를 발생시키기 때문에 결과적으로 PAPR (Peak-to-Average Power Ratio, 최대 전력 대 평균 전력비)이 증가하여 효율이 감소하므로 고효율 전력증폭기(PA)에 대한 필요성이 대두됨

? 높은 PAPR 특성을 갖는 OFDM 신호를 증폭하는 전력증폭기의 효율을 높이기 위해서는 최근 상용화가 완료된 포락선-추적 변조기 (Envelope-Tracking, ET) 기술이 필요함.

? 상기 포락선-추적 변조기는 많은 제어 신호를 필요하는 블록으로서 이러한 기능을 수행하기 위해서는 최근 Front-End Device에 많이 사용되는 MIPI RFFE 인터페이스 기술이 필요함.

기술의 특징 및 장점

? MIPI RFFE specification v1.1 규격을 준수하는 MIPI RFFE 용 인터페이스 회로의 설계에 관한 것임.

? MIPI RFFE 인터페이스 회로는 SCLK receiver, SDATA receiver, SDATA transmitter 및 Power-On-Reset (PoR)로 구성이 되어 있음.

기술의 성숙도

단계 : 6

활용방안 및 기대성과

?LTE-A 주파수 대역을 지원하는 다수의 전력증폭기를 광대역 전력증폭기 2~3대로 대체함으로써 글로벌 로밍에 의한 국제 시장에서의 경쟁력 확보

?다수의 협대역 전력증폭기를 하나의 광대역 전력증폭기로 통합함으로써 가격 경쟁력 확보
?전량 외산 부품에 의존하고 있는 스몰셀 기지국 전력증폭기의 국산화 기여

?국내 기업들이 차세대 이동통신 시스템 용 RF 칩셋을 생산하고, 소형화/저가형 부품을 제공함에 따라 향후 스몰셀 기지국 장비 시장의 수익 극대화와 함께 새로운 부품 시장 개척과 더불어 이에 대한 일자리 창출효과가 기대됨

?기존 기지국 시스템 대체 및 신규 시장 창출이 가능하고, 국내 자체 기술력으로 기지국 시스템 개발에 따른 수입 대체 효과가 가능할 뿐만 아니라, 기술 선도로 전 세계 기지국 시스템에 활용이 가능하며 해외 시장 진출 가능

?중소기업 산업군인 통신 관련 팹리스 RF 부품업체의 시장 환경을 스몰셀 시장으로 타개 가능

?스몰셀 기지국의 구성부품별 국내 기술에 의한 솔루션을 확보함에 따라 이동통신 관련 파생상품 개발효과 및 중소기업 애로사항 해결

?제안기술은 전력 증폭기의 고효율 설계 기술로 이동통신용 기지국/중계기/단말기 구현 방식의 고도화와 선진화를 앞당길 수 있음

?3G LTE 시스템을 비롯한 4G 시스템 기지국 전력 증폭기에 적용시켜서 현재 90% 육박하는 외국 의존도를 탈피할 수 있음

?고효율, 고선형인 스몰셀 전력증폭기 및 관련 부품 기술은 이동통신 분야 뿐 아니라 국방용 등 고주파 영역에서 고효율/고선형 증폭기를 구현하는 기술로 다양하게 응용될 수 있음

기술이전 내용 및 범위

가. 기술이전의 내용

A. 기술명 : 포락선-추적 변조기 제어용 MIPI RFFE 인터페이스 기술
- SCLK receiver를 통한 클럭 수신 기능
- SDATA transceiver를 통한 MIPI RFFE 통신 기능
- MIPI RFFE digital logic 초기화를 위한 Power-On-Reset 기능

나. 기술이전의 범위

A. 기술명 : 포락선-추적 변조기 제어용 MIPI RFFE 인터페이스 기술
- MIPI RFFE spec. v1.1을 준수하는 SCLK receiver 설계 기술
- MIPI RFFE spec. v1.1을 준수하는 SDATA transceiver 설계 기술
- MIPI RFFE Digital Logic 초기화용 Power-On-Reset (PoR) 설계 기술
- Schematic 및 Layout