저항을 연결·차단해 열잡음을 변조하는 무선통신, 26bps로 7.3m 전송 (PNAS)
- PNAS에 실린 연구로, 정합된 50Ω 저항을 안테나에 연결하거나 끊어 존슨 열잡음을 변조하는 수동 무선통신을 실험으로 구현함. 최대 26bps, 거리 최대 7.3m.
- 기존 RFID 백스캐터나 앰비언트 백스캐터와 달리 기존 또는 주변 RF 신호가 필요 없음. 반송파를 없애 리더 하드웨어와 시스템 구조가 단순해짐.
- 송신기는 배터리 없이 태양광 에너지 하베스팅으로 슈퍼커패시터를 충전해 동작함.
- 모든 부품이 같은 물리적 온도에서 동작하지만 잡음 온도가 달라 성립함. 50Ω 종단 두 개를 부하로 단 대조 실험에서는 수신 신호가 없었고, 한쪽을 액체수소로 식히자 전송이 다시 나타남.
Hacker News opinions
이게 된다고? 진짜 어이가 없음. 열잡음으로 통신이라니 믿기지 않는데 논문은 실험까지 해놨더라.
컴퓨터가 아니라서 대충 훑었는데 ADG90x RF 스위치 패밀리를 썼더라. 단일 양전원 레일이고 내부에서 음전원을 만드는 구조라 구현은 쉬운데, 스위치 상태에 따라 잡음이 섞여 들어감. 논문에서 이걸 다뤘는지 궁금하네.
그 부분은 대조 실험으로 확인했음. 50옴 종단 두 개를 부하로 달면 수신기에 아무것도 안 잡히고, 한쪽을 액체수소로 냉각하면 전송이 다시 시작됨. 스위칭 잡음이나 피드스루 때문이 아니라는 뜻임.
26bps는 1.5m에서 나오고 4.5m에서는 22bps로 떨어지더라. 실내가 아니라 실제 환경에서 송신기가 여러 개면 어떨지 모르겠음. 실용 사례가 잘 안 떠오르는데 내 상상력이 부족한 걸 수도 있고.
이론 쪽 관심사일 수도 있음. 열역학이랑 정보이론이 맞닿는 지점 같은 거.
논문 Figure 9C는 숲에서 측정한 거고 9F는 주택가 건물에서 받은 데이터임. 무향실에서만 테스트한 게 아님.
열역학 제2법칙 위반 아니냐는 생각이 듦. 열평형 상태의 저항을 안테나에 연결하면 에너지가 더 들어온다는 게 이상하고, 예전의 광속 초과 중성미자처럼 나중에 실험적 착각으로 밝혀질 수도 있다고 봄.
'열평형'이라는 표현이 오해를 부름. 물리적 온도가 같다고 열평형인 건 아님.