Para ilmuwan mengembangkan transceiver pengalih berkas cepat baru
Ilmuwan dari Institut Tokyo Teknologi (Tokyo Tech) dan NEC telah mengumumkan bahwa mereka telah bersama-sama mengembangkan transceiver array bertahap 28-GHz yang mendukung komunikasi 5G yang efisien dan andal.
Menurut tim di balik penelitian, transceiver yang diusulkan mampu mengungguli desain sebelumnya dalam berbagai hal dengan mengadaptasi mekanisme perpindahan sinar cepat dan pembatalan kebocoran.
Munculnya teknologi 'pintar' baru merangsang penggunaan pita gelombang milimeter, yang memiliki bandwidth sinyal jauh lebih banyak dan 5G dapat menawarkan kecepatan data lebih dari 10 Gbit/dtk melalui penggunaan gelombang mm ini dan multi-in-multiple- keluar (MIMO) teknologi.
Transceiver array bertahap skala besar sangat penting untuk implementasi sistem MIMO ini, tetapi mereka menghadapi beberapa tantangan seperti peningkatan disipasi daya dan biaya implementasi. Salah satu tantangan kritis tersebut adalah latency yang disebabkan oleh waktu beam switching. Perpindahan sinar adalah fitur penting yang memungkinkan pemilihan sinar paling optimal untuk setiap terminal.
Para ilmuwan dari Tokyo Institute of Technology dan NEC telah mengembangkan transceiver array bertahap 28-GHz yang mendukung perpindahan sinar cepat dan komunikasi data berkecepatan tinggi. Temuan mereka akan dibahas pada Simposium 2021 tentang Teknologi dan Sirkuit VLSI, sebuah konferensi internasional yang mengeksplorasi tren yang muncul dan konsep inovatif di dunia. Semikonduktor teknologi dan sirkuit.
Desain yang diusulkan memfasilitasi operasi terpolarisasi ganda, di mana data ditransmisikan secara bersamaan melalui gelombang terpolarisasi horizontal dan vertikal. Namun, sistem ini dapat dipengaruhi oleh kebocoran polarisasi silang, yang mengakibatkan degradasi sinyal, terutama pada pita gelombang mm.
Menurut Prof. Kenichi Okada, yang memimpin tim peneliti, “Kami dapat merancang metodologi deteksi dan pembatalan polarisasi silang, yang dapat menekan kebocoran dalam mode transmisi dan penerimaan.”
Salah satu fitur penting dari mekanisme yang diusulkan adalah kemampuan untuk mencapai peralihan berkas latensi rendah dan kontrol berkas sinar dengan akurasi tinggi. Elemen statis mengontrol blok bangunan mekanisme, sementara SRAM on-chip digunakan untuk menyimpan pengaturan untuk balok yang berbeda. Mekanisme ini mengarah pada peralihan sinar yang cepat dengan latensi ultra-rendah yang dicapai. Ini juga memungkinkan peralihan cepat dalam mode kirim dan terima karena penggunaan register terpisah untuk setiap mode.
Aspek penting lainnya dari transceiver yang diusulkan adalah biaya rendah dan ukurannya yang kecil. Transceiver memiliki arsitektur dua arah, yang memungkinkan ukuran chip yang lebih kecil yaitu 5 × 4.5 mm2. Untuk total 256 pengaturan pancaran pola yang disimpan dalam SRAM on-chip, waktu pengalihan berkas hanya 4 nanodetik yang dicapai. Besaran vektor kesalahan (EVM), yang merupakan ukuran untuk mengukur efisiensi sinyal termodulasi digital seperti modulasi amplitudo kuadratur (QAM), dihitung untuk transceiver yang diusulkan. Transceiver didukung dengan EVM 5.5% di 64QAM dan 3.5% di 256QAM.
Atas: transceiver array bertahap yang diusulkan dibuat menggunakan proses CMOS 65-nm dan dikemas dengan paket skala chip tingkat wafer. Ini dikonfigurasi di area sekecil 5 × 4.5 mm.
Jika dibandingkan dengan transceiver array bertahap 5G yang canggih, sistem ini memiliki waktu perpindahan sinar yang lebih cepat dan efisiensi MIMO yang jauh lebih baik.
Okada mengatakan bahwa dia optimis tentang masa depan 28-GHz 5G phased-array transceiver, berkomentar, “Teknologi yang kami kembangkan untuk jaringan 5G NR mendukung streaming data volume tinggi dengan latensi rendah. Berkat kemampuan beam switching yang cepat, ini dapat digunakan dalam skenario di mana diperlukan persepsi multi-pengguna yang ditingkatkan. Perangkat ini mengatur panggung untuk berbagai aplikasi, termasuk konektivitas mesin dan pembangunan kota pintar dan pabrik.”